专利名称：用于汽车约束保护机构起动决定和致动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车约束保护机构起动决定和致动的方法和装置。
背景技术：
目前用于约束保护机构如前安全气囊、侧面安全气囊、膝盖安全气囊和类似机构以及安全带拉紧器和安全带拉力限制器的控制器与各种不同的传感器连接，通过这些传感器其获得具有关于可能的碰撞的信息以及其变化的信号。这些信息例如以数字数据信号的形式进行传输，并在控制器中借助于合适的软件通过一种确定算法进行处理。
所谓的安全气囊控制器在其起动决定、特别是在倾翻事件时只考虑传感器数据以及由此推得的状态参量，例如从传感器数据达到一个确定的阈值的时间点开始积分的转速。传感器值和事前的、也就是在达到该阈值前的状态值不被考虑。在这种情况下，该阈值例如表示超过信号的一个确定的值，例如加速度传感器、转速传感器或者识别出车轮从路面抬起的传感机构的信号的幅值。
在此缺点是不能考虑倾翻事件前瞬间汽车偏移或者汽车初始位置。其也很难借助于传感器来形成，因为行驶动力学参量和干扰量如由道路不平度和类似情况引起的振动与测量叠加。
如果汽车在倾翻事件前瞬间已经处于不稳定的位置，这在约束保护机构起动决定和致动时不考虑。由此得到约束保护机构的并非最佳的或者太迟的起动决定。
另外关于汽车当前位置、速度、行驶方向和路线的数据存在于导航系统中，该导航系统安装在汽车中。但是这些数据到目前为止并没有用于汽车约束保护机构的起动决定和致动。
发明内容
在此，本发明以现有技术为基础，即在汽车中存在具有所属的控制机构的约束保护机构以及导航系统。
按本发明的具有独立权利要求所述特征的用于汽车约束保护机构起动决定和致动的方法和装置的优点是，优化了控制汽车约束保护机构、如安全气囊的起动决定，还有优点是，提早致动可逆的汽车约束保护机构，如可逆的安全带拉紧器。
下面来解释一下本发明的基本构思，本发明的基本构思在于，考虑在导航系统中存在的数据，并传输到约束保护机构的控制器上。借助于导航系统确定了汽车的位置、速度、方向和路线。借助于位于适当的存储介质中的地理地图材料可以获得汽车处于什么位置。例如可以使用存储介质中的精确的地形地图材料获得汽车路线上的斜坡、弯道、凸起或者类似地形。在此特别注意危险位置。以此确定对于在一条确定路线上行驶的汽车的一个或者多个不同地点的与位置相关的理论值，汽车在其路线上经过这些地点。由此对于这些汽车在其路线上经过的地点分别有多个汽车状态的理论值。这些理论值与实际值进行比较，这些实际值都是汽车当前处于这些地点上时获得的。
这种理论值例如可以是汽车在弯道上预期的偏移。这表示汽车驶过一条确定路线上的弯道，其中例如存在确定的侧向加速度值或者转向角。如果汽车例如由于超速而偏离之前计算出来的路线，那么在理论值与实际值之间进行比较时就获得确定的量，其与另一个阈值或者与一个预先设定的表值进行比较。
由于实际值偏离理论值，相应地产生关联数据，该关联数据包含这些信息，例如这种偏离对于汽车的当前行驶状态有多“危险”。这些相应的数据可以是模拟值的形式，或者也可以是所谓的具有一个或者多个比特的字符的形式。然后这些数据传输给约束保护机构的控制机构。这种传输例如通过总线系统实现。
由此汽车约束保护机构的控制机构能够借助于这些关于当前行车状况的数据优化约束保护机构的起动决定或致动，或者在危险的行车状况下提前致动可逆约束保护机构。另外可以使用这些数据来构成状态参量的初始条件如积分仪和计数器。
当用于汽车约束保护机构的起动决定和致动的方法从第一数据源读取与位置相关的环境数据并且另外从第二数据源读取与位置相关的地形数据时是有利的，因为由此有利的是当前汽车环境完全以一种确定的数据格式存在。
在另一种实施方式中，按本发明的方法在确定与汽车的位置相关的理论值时包括确定汽车的在汽车路线上多个地点中的至少一个的位置、速度、方向和路线的理论值，以及包括借助于汽车的在汽车路线上的通过前述分步骤确定的多个地点中的至少一个的速度和方向计算获得汽车方向的理论值，由此有利的是可以及时识别出危险地点。该信息有利的是可以用于其它安全系统，例如自动制动设备。
汽车定向的确定借助于汽车例如在弯道行驶时的速度和行驶方向来实现。
在按本发明的方法的另一种实施方式中，汽车的与位置相关的实际值的确定包括确定汽车的在用于确定汽车的与位置相关的理论值的分步骤中的多个位于汽车路线上的地点中的至少一个的位置、速度、方向和路线的实际值，以及包括借助于汽车的速度和方向的实际值计算获得汽车的实际定向。这实现了汽车当前位置状态的有利的确定。
另外有利的是，按本发明的方法在对汽车的理论值和实际值进行比较时还进行对汽车理论值与实际值的比较结果与预设的阈值进行比较并产生相应的信号。由此也考虑汽车特定的边界条件。
按本发明的方法的另一种实施方式，对于这些用于约束保护机构起动决定和致动的数据的考虑根据汽车的理论定向传递和/或提供相应的数据以及根据汽车的实际定向传递和/或提供相应的数据。由此以有利的简单的形式对这些数据进行进一步处理。
按本发明的用于汽车约束保护机构起动决定和致动的装置具有至少一个用于考虑数据的机构，其中导航系统的数据与电子控制机构联系起来。该机构有利的是实现了一种对来自导航系统的数据的附加的询问、确定和处理。
在按本发明的装置的另一种实施方式中，可以由数据源提供关于汽车环境和地形的数据。由此这些环境数据可以实时和快速地进行调用。
有利的是，在另一种改进方案中该装置具有用于考虑数据的机构，该机构具有借助于数据源来确定汽车位置的理论值和实际值的第一机构和用于比较该理论值和实际值的第二机构。由此将现有的或者确定的数据转换成对于比较和继续处理合适的形式。
另外在该装置的另一种改进方案中，用于考虑数据的机构具有另一个用于传递和/或提供数据的机构。例如一个合适的接口如此向总线系统输出数据，使得这些数据正确到达确定地址，或者由控制器正确编址并调用。
本发明的优点在于，对约束保护机构的控制机构的起动决定进行了优化，也就是说，因为测量数据和事前的状态参量一起使用，内部的状态参量比没有一起使用更符合汽车实际的运行过程。例如如果汽车在斜坡上面临着超过阈值，那么约束保护机构(侧面安全气囊和车顶安全气囊)的起动就会更早，且对于乘客更优化的起动。
也有利的是，通过考虑导航系统的数据以及其处理，当前的行车状况可以通过汽车约束保护机构的控制机构来判断是否涉及一种非常危险的行车方式，在这种行车方式下倾翻事件的可能性会变大。由此可以提前致动可逆约束保护机构，如安全带拉紧器。
另一个优点是经济性。当汽车已经设置了导航系统时，数据的考虑无需更多的额外花费就能传递到气囊控制器上，这例如通过一个已有的总线系统简单的构造。另外这些数据优选在气囊控制器中进行进一步处理。
另一个优点在于，使用按本发明的方法和按本发明的装置考虑的数据可以前瞻性地用于汽车在其路线上的安全性。汽车司机通常通过导航系统以视觉或者声觉获知其前面的路线。这通过导航系统的显示器或者通过所属的扬声器声觉实现。司机必须将这些信息转换成其行车方式。这种转换的缺点是要有确定的反应时间，这可能会导致危险的行车状况。另外司机不能持续地观察导航系统的显示器。通过前瞻性地使用通过按本发明的方法准备的数据有利的是不仅可以使约束保护机构敏感化并使之激活，而且可以考虑实现汽车自动限速。在司机方面，视觉和声觉警告通常不一定能使行车方式与给定的环境状况相匹配。
下面根据附图中示出的实施例来详细说明本发明。
附图示出图1示出了在道路上处于某种状况下的汽车；图2示出了按本发明的装置的一种实施方式的示意方框图。
具体实施例方式
汽车可能具有前安全气囊、侧面安全气囊、车窗安全气囊、头部安全气囊、膝盖安全气囊和脚部安全气囊以及安全带拉紧器和安全带拉力限制器。这些所谓的约束保护机构5、6、7与气囊控制器或者控制机构3(参见图2)连接。该控制机构3本身从许多不同的传感器获得关于可能发生的碰撞过程的信息。这些信息通过所谓的算法借助于软件进行分析处理。在汽车倾翻的情况下，并不考虑目前所确定的倾翻前瞬间汽车初始位置的信息。这些信息中的关于汽车初始位置的一部分已经存在于安装在汽车中的导航系统中。
在本发明中，考虑已经存在的信息并将其传送到控制机构。
在图1中示出了汽车的一种可能的初始位置。
在图1中示出的汽车1在道路11上处于一种确定的状况下。道路11这里以横截面示出，其具有一个倾角。该倾角例如可能在弯道上或者作为侧面的斜坡存在。
汽车1的位置通过一个位于汽车1中的导航系统2借助于根据先前的对于具有理论位置14的汽车1的速度和方向的位置事先确定的并且也是计算获得的数据确定。
在图1中示出的汽车1的行车状态中，例如由于过高的速度不能占据理论位置14，并且汽车1处于实际位置13，该位置通过箭头示出。由此得到了一个偏移12，其通过按本发明的方法计算获得并以合适的数据格式传输到用于汽车1的约束保护机构的控制机构3用于约束保护机构的起动决定和进一步致动。
在图2中示出了按本发明的装置的一种实施方式的示意方框图，下面根据其来进一步说明按本发明的方法。
汽车1配备有导航系统2。该导航系统2以一种公知的形式确定汽车1的位置、速度、当前位置的方向。
借助于来自第一数据源8、例如CD-ROM或者DVD-ROM存储介质的地理地图材料可以计算获得汽车处于什么位置，例如处于侧面的斜坡上。由该第一数据源8可以读取与汽车当前位置相关的环境数据。汽车1的其它精确的环境数据由第二数据源9读取，该数据源包含当前环境的特定的地形数据。第二数据源9例如也可以是CD-ROM或者DVD-ROM存储器。这些环境数据例如也可以限制在确定重要的数据以及危险地点上。
另外导航系统2使用从汽车传感机构10获知的数据，例如速度、行驶方向以及经过的路程。
导航系统2确定汽车1的其它处于汽车1的路线上的地点的位置、速度、方向和路线的理论值。同样汽车1的定向的理论值根据汽车1在该地点的速度和方向确定。汽车定向的确定借助于汽车例如在弯道上的速度和行驶方向实现。
对于位于汽车1路线上的地点可能主要涉及事故发生可能性大的地点。这些地点例如是弯道、不平的凸起、桥或者类似的地点，这些可以从数据源8、9读取。
另外通过导航系统2确定汽车1的位置、速度、方向和路线的实际值。同样汽车1的实际定向借助于汽车1的速度和方向的实际值计算获得。
另外传感机构10可以具有附加的传感器，其识别汽车1的车轮从路面上抬起。由这些传感器提供的数据作为汽车当前状态的其它实际值一起考虑。但是这些传感器也可以是气囊控制器的组件，其中其信号已经由气囊控制器一起列入气囊控制器的起动决定中了。
使用数据源8、9来确定汽车1的位置的理论值和实际值既可以由导航系统2也可以用用于考虑数据的机构4来进行。该用于考虑数据的机构4可以是导航系统2的组件或者独立的单元。
用于考虑数据的单元4进行事先确定或者计算获得的理论值和实际值的比较，并且将该结果与至少一个预先确定的阈值和/或理论值进行比较。基于这种比较就产生相应的信号或者数据信号。该信号可能在于例如产生一个比特序列(Bit-Folge)。
该比特序列或者相应的数据包含一个信息，其一方面取决于汽车1的理论定向，还取决于汽车1的实际定向。这些数据用于约束保护机构5、6、7的起动决定以及致动，该约束保护机构与一个电子控制机构3连接。
电子控制机构3例如可以是气囊控制器。通过由用于考虑数据的机构4将取决于汽车1的理论定向和实际定向的相应数据进行传输，可以在汽车1可能发生倾翻的情况下简化和加速作为约束保护机构5、6的例如前安全气囊和侧面安全气囊的起动决定。
另外当由于达到阈值和/或理论值而出现高危险性的行车方式时，由用于考虑数据的机构4传输的数据用于激活约束保护机构，如安全带张紧器。
作为替代方案，代替通过本地数据存储器，地形数据也可以通过网络由并非位于汽车中的数据存储器来提供，例如通过无线连接如卫星通信。
本发明并不限于上述实施例，而是可以用不同的方式方法进行改进。
例如可以考虑，将用于考虑数据的机构4集成在电子控制机构3中，其中导航系统2和电子控制机构3之间存在相应的数据连接。另外也可以使导航系统2、用于考虑数据的机构4和电子控制机构3通过共同的数据总线进行通信。
权利要求
1.用于汽车(1)的约束保护机构(5、6、7)的起动决定和致动的方法，其特征在于下面的方法步骤(S1)求得汽车(1)当前的位置；(S2)求得汽车(1)与位置相关的环境数据；(S3)确定汽车(1)的与位置相关的理论值；(S4)确定汽车(1)的与位置相关的实际值；(S5)比较理论值和实际值；(S6)考虑用于约束保护机构(5、6、7)的起动决定和致动的数据。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤(S2)具有下面的分步骤(S2.1)从第一数据源(8)读取与汽车(1)当前位置相关的环境数据；(S2.2)从第二数据源(9)读取与该位置相关的地形数据。
3.按权利要求1或者2所述的方法，其特征在于所述方法步骤(S3)具有下面的分步骤(S3.1)对于位于汽车(1)的路线上的许多地点中的至少一个确定汽车(1)的位置、速度、方向和路线的理论值；(S3.2)借助于位于汽车(1)的路线上的由分步骤(S3.1)确定的许多地点中的至少一个的汽车(1)的速度和方向求得汽车(1)的定向的理论值。
4.按权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于所述方法步骤(S4)具有下面的分步骤(S4.1)对于位于汽车(1)的路线上的在分步骤(S3.1和S3.2)中确定的许多地点中的至少一个确定汽车(1)的位置、速度、方向和路线的实际值；(S4.2)借助于汽车(1)的速度和方向的实际值计算获得汽车(1)的实际方向。
5.按权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于所述方法步骤(S5)具有下面的分步骤(S5.1)将汽车(1)的理论值和实际值的比较结果与预设的阈值进行比较；(S5.2)产生相应的信号。
6.按权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于所述方法步骤(S6)具有下面的分步骤(S6.1)根据汽车(1)的理论定向传递和/或提供相应的数据；(S6.2)根据汽车(1)的实际定向传递和/或提供相应的数据。
7.用于汽车约束保护机构(5、6、7)起动决定和致动的装置，具有-具有传感机构(10)的导航系统(2)；-用于汽车定向的数据的数据源(8、9)；-约束保护机构(5、6、7)；-至少一个用于约束保护机构(5、6、7)的电子控制机构(3)；和-至少一个用于考虑数据的机构(4)，通过该机构导航系统(2)的数据与电子控制机构(3)可以联系起来。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于由所述数据源(8、9)可以提供汽车(1)的路线的环境和地形的数据。
9.按权利要求7或者8所述的装置，其特征在于所述用于考虑数据的机构(4)具有一个用于借助于数据源(8、9)确定汽车(1)的位置的理论值和实际值的第一机构和一个用于比较理论值和实际值的第二机构。
10.按权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于所述用于考虑数据的机构(4)具有另一个用于传递和/或提供数据的机构。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车(1)的约束保护机构(5、6、7)的起动决定和致动的方法，具有下列方法步骤计算获得汽车(1)的当前位置；计算获得汽车(1)的与位置相关的环境数据；确定汽车(1)的与位置相关的理论值；确定汽车(1)的与位置相关的实际值；比较理论值和实际值；以及考虑这些数据用于约束保护机构(5、6、7)的起动决定和致动，本发明还涉及一种相关的装置。
文档编号B60R21/01GK1933993SQ200580008782
公开日2007年3月21日 申请日期2005年1月12日 优先权日2004年3月19日
发明者M·潘特勒 申请人:罗伯特·博世有限公司