專利名稱：用于在碰撞后穩(wěn)定汽車的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于在碰撞后穩(wěn)定汽車的裝置和一種按權(quán)利要求8前序部分所述的相應(yīng)方法。
技術(shù)背景由現(xiàn)有技術(shù)公知的汽車穩(wěn)定系統(tǒng)如電子穩(wěn)定程序(ESP)大多調(diào)節(jié) 汽車的偏轉(zhuǎn)比率和/或浮動(dòng)角。當(dāng)這些調(diào)節(jié)量與其額定值的調(diào)節(jié)偏差過(guò) 大時(shí)，通過(guò)自動(dòng)的對(duì)單個(gè)車輪的制動(dòng)干預(yù)或借助一種主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn) 行的調(diào)節(jié)干預(yù)汽車運(yùn)動(dòng)以穩(wěn)定汽車。在此，調(diào)節(jié)目的在于，使實(shí)際汽 車運(yùn)動(dòng)適應(yīng)由方向盤(pán)轉(zhuǎn)角規(guī)定的額定汽車運(yùn)動(dòng)。另外，因?yàn)槠嚋p速 會(huì)由駕駛員作為干擾感受到，在確定制動(dòng)干預(yù)時(shí)還遵循這樣的目標(biāo)， 即使汽車盡可能少地減速。當(dāng)汽車由于車輪可傳遞的最大橫向力的限制過(guò)度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足員。但是，這種已知的系統(tǒng)在、碰撞的情況下具有其限制。在此，尤其 危險(xiǎn)的是偏置的車尾碰撞或偏置的側(cè)面碰撞，在這些情況下，在汽車 上施加較大的旋轉(zhuǎn)力矩，并且使汽車迅速置于旋轉(zhuǎn)之中。與正面碰撞 的情況下不同，汽車速度在此沒(méi)有強(qiáng)制降低，這樣，汽車可能以高速 繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橛绕涫遣皇炀毜鸟{駛員面對(duì)碰撞經(jīng)常作出錯(cuò)誤的反應(yīng) 或過(guò)遲作出反應(yīng)以及采取如強(qiáng)力反向轉(zhuǎn)向、制動(dòng)太弱等不合適的對(duì) 策，所以汽車可能完全失控并且可能導(dǎo)致連續(xù)事故，由于速度太快這 些連續(xù)事故可能具有嚴(yán)重的后果。在這種情況下，常規(guī)的行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)雖然干涉行駛運(yùn)行， 但是不能足夠迅速并且以一種優(yōu)化的方式穩(wěn)定汽車，因?yàn)閷⒂神{駛員 決定的轉(zhuǎn)向角-該轉(zhuǎn)向角可能在碰撞的激動(dòng)情緒下產(chǎn)生并且在穩(wěn)定方 面不合適-用于偏轉(zhuǎn)比率調(diào)節(jié)或者說(shuō)浮動(dòng)角調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。這導(dǎo)致調(diào)節(jié) 器遵循非優(yōu)化的額定值。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供穩(wěn)定汽車的一種裝置及一種方法，碰 撞后借助于它們有效地穩(wěn)定汽車，并且同時(shí)明顯使汽車減速，以用于
降低潛在的連續(xù)事故的危險(xiǎn)和嚴(yán)重性。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)在權(quán)利要求1和權(quán)利要求8中說(shuō)明的特 征解決。本發(fā)明其它的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的主要構(gòu)思在于，在出現(xiàn)碰撞方面?zhèn)鞲斜O(jiān)控汽車的行駛狀 態(tài)，并且當(dāng)識(shí)別出碰撞時(shí)，將描述汽車運(yùn)動(dòng)的參量(汽車運(yùn)動(dòng)參量) 如汽車的偏轉(zhuǎn)比率、浮動(dòng)角或橫向加速度調(diào)節(jié)到至少部分不依賴于駕 駛員的轉(zhuǎn)向愿望的額定值。這樣具有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，即可以在碰撞情 況下降低駕駛員驚嚇?lè)磻?yīng)對(duì)調(diào)節(jié)的影響。這樣，可以顯著更有效更迅 速地穩(wěn)定汽車?？梢酝ㄟ^(guò)不同方式確定調(diào)節(jié)的額定值按照本發(fā)明的第一實(shí)施方 式，使用臨近碰撞前測(cè)量的實(shí)際值如臨近碰撞前存在的實(shí)際偏轉(zhuǎn)比率 作為額定值。如果汽車在碰撞的時(shí)間點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一個(gè)彎道，那么在碰 撞后也根據(jù)這個(gè)彎道來(lái)調(diào)節(jié)汽車運(yùn)動(dòng)。按照本發(fā)明的一種特殊實(shí)施方式，額定偏轉(zhuǎn)比率由基于當(dāng)前駕駛 員轉(zhuǎn)向角計(jì)算出的偏轉(zhuǎn)比率和臨近碰撞前測(cè)量的偏轉(zhuǎn)比率計(jì)算所得。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，設(shè)置一種車道識(shí)別系統(tǒng)，該車道 識(shí)別系統(tǒng)例如借助于視頻攝像機(jī)拍攝汽車的周圍環(huán)境并且從圖像數(shù)據(jù) 中提取關(guān)于車道路線的信息。在這種情況下，額定值的計(jì)算以車道路 線的信息為基礎(chǔ)得以實(shí)現(xiàn)。作為選擇方案，也可以設(shè)置一種系統(tǒng)，利用這種系統(tǒng)例如借助自 適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC系統(tǒng))的雷達(dá)傳感器確定其它汽車的軌跡(運(yùn)動(dòng)軌道)。在這種情況下，以其它汽車的軌跡為基礎(chǔ)計(jì)算額定值。這 樣可以按其它汽車的運(yùn)動(dòng)軌道調(diào)整發(fā)生事故的汽車。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，從氣體導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中計(jì)算出 額定值。如果從數(shù)碼卡上獲知汽車的行駛道路路線和當(dāng)前位置，那么 可以例如確定汽車為了跟隨行駛道路路線必須具有的額定偏轉(zhuǎn)比率。按照本發(fā)明的另一種表現(xiàn)方式，通過(guò)在碰撞后的調(diào)節(jié)干預(yù)調(diào)整汽 車，使汽車的橫向速度在數(shù)值上降低。以這種方式減少一種潛在的對(duì) 乘客尤其危險(xiǎn)的側(cè)面碰撞的嚴(yán)重性。在碰撞的情況下，優(yōu)選不僅僅穩(wěn)定汽車，而且還要主動(dòng)制動(dòng)。在 此，汽車縱向速度可以降低到一個(gè)預(yù)定的值或者汽車停車狀態(tài)。碰撞時(shí)測(cè)量的偏轉(zhuǎn)比率可能大幅度超過(guò)汽車正常行駛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生
的偏轉(zhuǎn)比率。為了識(shí)別錯(cuò)誤的傳感器信號(hào)，并且避免系統(tǒng)的錯(cuò)誤反應(yīng)， 已知的行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常實(shí)施傳感器信號(hào)的可信度測(cè)試。在 此，通常忽略高的偏轉(zhuǎn)比率或迅速的偏轉(zhuǎn)比率變化并將其視為錯(cuò)誤信 號(hào)。為了在碰撞情況下避免這種情況，提出在碰撞情況下擴(kuò)大偏轉(zhuǎn)比 率傳感器的信號(hào)的可信范圍，并且由此將非常高的偏轉(zhuǎn)比率或偏轉(zhuǎn)比 率變化視為可信的。原則上可以借助于集成在汽車中的合適位置上的任何合適的傳感 裝置如壓力傳感器或加速度傳感器來(lái)識(shí)別碰撞。從現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)足 夠熟悉傳感器的結(jié)構(gòu)和設(shè)置的位置。按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方 式，使用安全氣嚢系統(tǒng)的傳感器來(lái)識(shí)別碰撞事件。這可以成本特別有 利地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴恍枰郊拥膫鞲衅?。在汽車中設(shè)置多個(gè)碰撞傳感器時(shí)，尤其可以更準(zhǔn)確地確定碰撞物 體與自身汽車的碰撞位置以及必要時(shí)碰撞角度。從中可以推導(dǎo)出關(guān)于自身汽車強(qiáng)制側(cè)滑的強(qiáng)度的信息。按照本發(fā)明，可以再次利用這些數(shù) 值校驗(yàn)偏轉(zhuǎn)比率傳感器測(cè)量的偏轉(zhuǎn)比率。這樣，可以更準(zhǔn)確以及更可 靠地確定所需要的調(diào)節(jié)干預(yù)的強(qiáng)度。


以下借助于附圖示例性地詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖示出 圖1是行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖，該行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)附 加地使用安全氣嚢傳感器的信號(hào)； 圖2是汽車在其車道中的視圖；圖3是用于示出在碰撞后用于穩(wěn)定汽車的主要方法步驟的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖l示出了穩(wěn)定系統(tǒng)1-5的示意圖，該穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)置用于在碰撞 后至少部分制動(dòng)汽車，并且尤其是減少碰撞造成的側(cè)滑。穩(wěn)定系統(tǒng)1-5包括一個(gè)用于記錄不同行駛狀態(tài)參量的傳感裝置 2，由這些行駛狀態(tài)參量求得汽車的實(shí)際狀態(tài)。傳感裝置2特別包括橫 向加速度傳感器、偏轉(zhuǎn)比率傳感器、制動(dòng)壓力傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感 器和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器。在此，系統(tǒng)的所有傳感器集中在模塊2中。 在具有行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(如ESP)的汽車的情況下可以利用行駛 動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳感器。
另外，穩(wěn)定系統(tǒng)l-5還包括一個(gè)控制儀1和多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3，其 中，在控制儀l中保存了調(diào)節(jié)算法4 (FDR)，穩(wěn)定系統(tǒng)可以通過(guò)執(zhí)行 機(jī)構(gòu)3干預(yù)行駛運(yùn)行。在本實(shí)施例中存在這種方案，即借助制動(dòng)系統(tǒng) 13、主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)14和/或通過(guò)影響發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)15來(lái)干預(yù)行駛運(yùn) 行，以用于穩(wěn)定汽車或者說(shuō)使汽車減速。為了識(shí)別碰撞，設(shè)置了一個(gè)與控制儀4相連的包括多個(gè)壓力傳感 器和/或加速度傳感器6或者說(shuō)8的傳感裝置5 (見(jiàn)圖2 )。在具有安全 氣嚢系統(tǒng)的汽車中，可以利用安全氣嚢系統(tǒng)的已有的傳感裝置。附圖標(biāo)記IO表示一個(gè)提供關(guān)于行駛道路路線的數(shù)據(jù)的環(huán)境傳感裝 置，如車道識(shí)別系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)可以為調(diào)節(jié)干預(yù)計(jì)算額定值，如額定 偏轉(zhuǎn)比率dv|/額定/dt。所有前述組件都與控制儀1保持通訊連接。作為替代方案，環(huán)境傳感裝置IO也可以是一種由自適應(yīng)巡航控制 系統(tǒng)(ACC)所熟悉的雷達(dá)傳感器，借助它可以識(shí)別出在前面行駛的 汽車。從這些數(shù)據(jù)中可以重建汽車的軌跡，汽車的軌跡可以用于計(jì)算 用于調(diào)節(jié)的額定值。另一種方案在于，以汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)施調(diào)節(jié)。為此 可以使用例如來(lái)自數(shù)碼卡的數(shù)據(jù)。在碰撞情況下經(jīng)常觀察到，情緒激動(dòng)的駕駛員作出錯(cuò)誤的反應(yīng)， 并且例如過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱打方向盤(pán)。所以，設(shè)置調(diào)節(jié)器4，使駕駛員決定的 轉(zhuǎn)向愿望-該轉(zhuǎn)向愿望可能在碰撞的激動(dòng)情緒下產(chǎn)生-不被考慮或只 是部分考慮。碰撞時(shí)調(diào)節(jié)器4切換到第二模式，然后計(jì)算一個(gè)額定值， 如至少部分不依賴于駕駛員的轉(zhuǎn)向愿望的額定偏轉(zhuǎn)比率dvi/^/dt，并且 將汽車的調(diào)節(jié)量(如偏轉(zhuǎn)比率)調(diào)到該額定值。作為選擇方案，也可 以調(diào)節(jié)汽車橫向加速度ay或浮動(dòng)角B。調(diào)節(jié)策略更精確的說(shuō)明在下面 根據(jù)圖3加以解釋。圖2示出了汽車9，它以速度v在其車道ll中沿著箭頭方向運(yùn)動(dòng)。 汽車9包括一個(gè)具有多個(gè)壓力傳感器6和多個(gè)加速度傳感器8的安全 氣嚢系統(tǒng)，其中壓力傳感器6設(shè)置在汽車9的車門區(qū)域中，加速度傳 感器8集成在前部側(cè)面、后部側(cè)面和發(fā)動(dòng)機(jī)艙中。為了識(shí)別碰撞，在 汽車行駛時(shí)不斷地監(jiān)控傳感器6、 8的傳感器信號(hào)。圖3示出了碰撞后用于穩(wěn)定汽車的方法的主要方法步驟，其中實(shí) 施一種偏轉(zhuǎn)比率調(diào)節(jié)。在步驟20中首先分析傳感器6、 8的傳感器信號(hào)。在碰撞(是)的情況下，另外檢驗(yàn)汽車是否由于碰撞而置于旋轉(zhuǎn)之中。為此，在步驟21中測(cè)試偏轉(zhuǎn)比率dviz/dt或者說(shuō)偏轉(zhuǎn)比率的變化 是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值SW。在該實(shí)施例中，由ESP傳感裝置2的偏轉(zhuǎn)比率傳感器7 (圖2)測(cè) 量偏轉(zhuǎn)比率dv|//dt?？梢酝ㄟ^(guò)分析傳感器6、 8來(lái)校驗(yàn)偏轉(zhuǎn)比率傳感器7 的信號(hào)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)比率di);/dt或其變化超過(guò)閾值SW (是的情況下)時(shí)，在步 驟22中選擇獨(dú)立于當(dāng)前方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的額定值。在本實(shí)施例中使用臨近 碰撞前出現(xiàn)的偏轉(zhuǎn)比率。作為選擇方案，也可以由環(huán)境傳感裝置io的 數(shù)據(jù)計(jì)算額定值。在步驟23中，穩(wěn)定算法4最后干預(yù)行駛運(yùn)行并且產(chǎn)生反作用于碰 撞造成的側(cè)滑的旋轉(zhuǎn)力矩。為此，行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)器4操縱制動(dòng)系統(tǒng) 13的車輪制動(dòng)器和/或主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)14的轉(zhuǎn)向盤(pán)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng) 15。另外，設(shè)置行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)算法4，使縱向制動(dòng)汽車9。在此，可 以部分或完全制動(dòng)汽車9。由此可以有效地穩(wěn)定汽車并降低連續(xù)事故的 危險(xiǎn)及其嚴(yán)重性。附圖標(biāo)記列表1控制儀2ESP傳感裝置3執(zhí)行機(jī)構(gòu)4行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)器5安全氣嚢傳感器6壓力傳感器7偏轉(zhuǎn)比率傳感器8加速度傳感器9汽車10環(huán)境傳感裝置11車道12車道邊界條13制動(dòng)系統(tǒng)14主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)15發(fā)動(dòng)才幾管理系統(tǒng)20_23方法步驟ay才黃向加速度dvj;/dt偏轉(zhuǎn)比率n車輪轉(zhuǎn)速d\|/賴定/dt額定偏轉(zhuǎn)比率轉(zhuǎn)向角P制動(dòng)壓力
權(quán)利要求
1.用于在碰撞后穩(wěn)定汽車(9)的裝置，該裝置包括具有調(diào)節(jié)算法(4)的控制儀(1)和用于記錄不同汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、d/dt)的傳感裝置(2)，其特征在于該裝置另外包括用于識(shí)別碰撞的傳感裝置(5)，并且所述調(diào)節(jié)算法(4)在碰撞情況下使用汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、d/dt)的額定值(ay額定、d額定/dt、β額定)，額定值(ay額定、d額定/dt、β額定)至少部分不依賴于駕駛員的轉(zhuǎn)向愿望并且將汽車(9)的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)到該額定值(ay額定、d額定/dt、β額定)。
2. 按權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于該裝置包括用于實(shí)施 穩(wěn)定干預(yù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所調(diào)節(jié)的汽車運(yùn) 動(dòng)參量(ay、 d/dt、 fi)的額定值(ay額定、d a定/dt、 B額定)完全獨(dú)立于 駕駛員打的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角()。
4. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所調(diào)節(jié)的 汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt、 fi)的額定值(ay類定、d額定/dt、 B額定)基于 環(huán)境傳感裝置(10)的數(shù)據(jù)計(jì)算得出。
5. 按權(quán)利要求1、 2或3所述的裝置，其特征在于使用臨近碰 撞前存在的汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt、 fi)實(shí)際值作為額定值(ay額定、 d額定/dt、 B額定)。
6. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在識(shí)別出 碰撞后實(shí)施一種用于顯著降低汽車縱向速度(v)的自動(dòng)制動(dòng)干預(yù)。
7. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述控制 儀(1)可以采用制動(dòng)系統(tǒng)(12)和/或主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(13)和/或發(fā)動(dòng) 才幾控制系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)4亍機(jī)構(gòu)。
8. 用于在碰撞后穩(wěn)定汽車(5)的方法，其特征在于 -借助傳感裝置(2)對(duì)汽車(9)的行駛狀態(tài)關(guān)于出現(xiàn)碰撞進(jìn)行監(jiān)控，-確定汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt、 15)的至少部分獨(dú)立于駕駛員轉(zhuǎn) ^J^S，^^t， (ay額定、d額定/dt、 fi額定)，-在碰撞的情況下通過(guò)穩(wěn)定干預(yù)將汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt、 fi) 調(diào)節(jié)到該額定值(ay額定、d額定/dt、 fi額定)。
9. 按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于使用完全獨(dú)立于駕駛員轉(zhuǎn)向愿望的汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt、 B)額定值。
10. 按權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于以環(huán)境傳感裝置 (10)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算所調(diào)節(jié)的汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt、 fi)的額《，(ay額定、d額定/dt、 fi額定)。
11. 按權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于以借助GPS系 統(tǒng)獲得的位置和數(shù)碼卡為基礎(chǔ)計(jì)算所調(diào)節(jié)的汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt， B) ^^《，(ay額定、d額定/dt、 fi額定)。
12. 按權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在識(shí) 別出碰撞后實(shí)施一種顯著降低汽車縱向速度(v)的自動(dòng)制動(dòng)干預(yù)。
13. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所調(diào)節(jié)的 汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、 d/dt)是偏轉(zhuǎn)比率(d/dt)、橫向加速度(ay)或 浮動(dòng)角(B)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在碰撞后穩(wěn)定汽車(9)的裝置，它包括具有調(diào)節(jié)算法(4)的控制儀(1)、用于記錄說(shuō)明不同的描述行駛狀態(tài)的參量(ay、δ、dψ/dt)的傳感裝置(2)和用于實(shí)施穩(wěn)定干預(yù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)。按照本發(fā)明，對(duì)汽車(9)的行駛狀態(tài)關(guān)于出現(xiàn)碰撞進(jìn)行監(jiān)控，計(jì)算汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、dψ/dt、β)的至少部分獨(dú)立于駕駛員轉(zhuǎn)向愿望的額定值(ay_額定、dψ_額定/dt、β_額定)，并且在碰撞的情況下將汽車(9)的汽車運(yùn)動(dòng)參量(ay、dψ/dt、β)調(diào)節(jié)到所述的額定值(ay_額定、dψ_額定/dt、β_額定)。
文檔編號(hào)B60W40/10GK101151178SQ200680010609
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者F·埃維爾哈特, M·克勒寧格, R·馬希塔勒, S·施塔布里 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司