用于控制机动车中的安全带的可逆的安全带收紧器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于通过如下方式控制机动车（10）中的安全带的可逆的安全带收紧器（18）的方法：获取机动车的至少一个状态参量和/或至少一个环境参量的时间曲线；根据至少一个所获取的状态参量和/或环境参量的时间曲线识别出预先确定的行驶动作和/或描述驾驶员注意力特征的值；以及基于所识别出的行驶动作或基于所识别出的、描述驾驶员注意力特征的值来操控可逆的安全带收紧器（18）。
【专利说明】用于控制机动车中的安全带的可逆的安全带收紧器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制机动车中的安全带的可逆的安全带收紧器的方法。此夕卜，本发明还涉及一种用于机动车的驾驶员辅助系统。最后，本发明涉及这种机动车。
【背景技术】
[0002]目前的机动车配备有不具有可逆安全带收紧器的传统安全带系统或者配备有具有可逆安全带收紧器的安全带系统。在配备有可逆安全带收紧器的机动车中，在安全带插入的情况下开始行驶时，安全带被收紧且避免所谓的安全带松弛状态。然而在行驶期间，由于驾驶员或车辆乘员的运动或者由于相应的行驶动作而再次把安全带松弛状态引入相应的安全带系统中。因此，安全带不再被充分收紧且不再全方位地保证驾驶员或其它车辆乘员的安全性。
[0003]DE102005035850A1涉及一种用于控制机动车中的可逆安全带收紧器的方法，其中确定出一描述车辆动力学特征的测量值的时间曲线并计算出该测量值的梯度。当测量值的梯度超过预先确定的限值时，激活安全带收紧器。
[0004]DE102005035863A1描述了一种用于控制机动车中的可逆安全带收紧器的方法。在此激活安全带收紧器，从而把安全带从标准位置带到第二位置，在该第二位置中安全带的收紧程度比在标准位置中更强。在此，与危险情况无关地激活安全带收紧器。
[0005]由DE102008050316A1已知了一种用于对利用安全带被保持在车辆座椅中的车辆乘员进行动态固定的方法。在此，利用至少一个传感器确定车辆的横向动力学。在此，当超过横向动力学的上阈值且前方存在的道路走向的曲率半径保持恒定或者减小时，借助于安全带卷收器至少部分地卷起安全带的带松弛部分。
[0006]由DE102008007149A1已知了一种用于产生、控制和触发机动车中的报警信号的方法。在此，借助于分析驾驶员的眨眼确定注意力参量。基于注意力例如通过激活安全带收紧器发出相应的报警信号。
[0007]最后，在现代的机动车中使用了其中借助于摄像机监控驾驶员的视野的系统。例如，当驾驶员把其视线从车道上转开且由驾驶员辅助系统识别到车道上相应的障碍时，以光学或声学方式警告驾驶员。然而由于安装这种系统产生了额外的成本。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，实现一种用于控制前述类型的可逆安全带收紧器的方法，利用这种方法可以特别可靠且有效地操控机动车中安全带的安全带收紧器。此外，还希望提出一种相应的驾驶员辅助系统。
[0009]根据本发明，该目的通过一种用于通过如下方式控制机动车中的安全带的可逆的安全带收紧器的方法实现:
[0010]-获取机动车的至少一个状态参量和/或至少一个环境参量的时间曲线；
[0011]-根据至少一个所获取的状态参量和/或环境参量的时间曲线识别出预先确定的行驶动作和/或描述驾驶员注意力特征的值；以及
[0012]-基于所识别出的行驶动作和/或基于所识别出的、描述驾驶员注意力特征的值来操控可逆的安全带收紧器。
[0013]根据机动车的状态参量和/或环境参量的时间曲线识别出事先确定的由驾驶员执行的行驶动作。在下文中，状态参量可理解为速度、加速度、横向加速度、横摆率/横摆角速度、行驶方向等。环境参量优选可理解为借助于预见性的环境传感器获取到的那些参量。其例子有道路走向、距障碍或其它车辆的距离或者相应车道标志或交通标志的可识别特征。由这些参量的时间曲线识别出事先确定的行驶动作且基于所识别出的行驶动作来操控可逆安全带收紧器。通过这种方式可以基于相应的行驶动作如此操控可逆安全带收紧器，即为驾驶员或其它车辆乘员保证最大安全性。同样也可以基于相应的行驶动作确定操控可逆安全带收紧器以及因此收紧安全带的时间点。
[0014]根据机动车的至少一个状态参量和/或环境参量的时间曲线同样可以确定一描述驾驶员注意力特征的值。该值同样可以用于，得出关于驾驶员疲劳度的指示。例如，由机动车的状态参量可以确定，驾驶员以何种时间间隔发出行驶指令。同样可以根据状态参量和/或环境参量确定，驾驶员本身对机动车的周围环境的反应速度如何。由这些参量可以推断出驾驶员的注意力，其中不必例如通过相应的光学系统监控驾驶员本身，且可以使用车辆中现有的已知传感器。在此，同样可以根据所获取的状态参量和/或环境参量确定驾驶员的多个注意力级。基于驾驶员的注意力可以相应地操控安全带收紧器。
[0015]在一个实施方案中，预先确定的行驶动作是避让动作，在避让动作期间和/或在避让动作之后操控安全带收紧器以收紧安全带。避让动作可理解为其中驾驶员从之前确定的车道或行驶方向偏离以例如避让障碍的行驶动作。例如，这种避让动作被执行以测试机动车的行驶动力学性能，这种避让动作被现今被称为车道变换试验或“行驶动力学性能试验(Elchtest)”。在这种避让动作中，驾驶员执行相应的转向运动，其中由于驾驶员的运动——该运动大多紧张/忙碌地发生——导致在安全带中产生安全带松弛。这种避让动作表现为一种对驾驶员来说危险的情况，在这种情况下驾驶员需要特殊的保护。此外，在避让动作之后立即出现不能忽略的风险，即驾驶员失去对机动车的控制。这种失去控制会导致事故。通过识别避让动作，可以在避让动作期间和/或优选避让动作之后就操控安全带收紧器并收紧安全带。因此，安全带在避让动作之后完美地贴靠在驾驶员的躯体上。由此在面临即将到来的事故时使驾驶员最佳地准备好且完全发挥了安全带的保护潜力。
[0016]在另一个设计方案中，预先确定的行驶动作是从倒车行驶至前进行驶的转变，在前进行驶开始时操控安全带收紧器以收紧安全带。在倒车行驶期间，驾驶员不仅信任现有的侧视镜和后视镜以及信任可能存在的听觉或视觉的报警系统，而且通常其上身转向副驾驶座椅，以便通过后窗玻璃得到更好的视野。如果驾驶员扣上安全带，则由于该运动导致在安全带中产生安全带松弛。因此在倒车行驶结束之后、在重新开始前进行驶时，安全带不能被充分地收紧。所以在前进行驶开始时相应地操控可逆安全带收紧器以收紧安全带。因此改进了驾驶员在驾驶员座椅中的调整且被动安全系统可以在危险情况中更有效地发挥其作用。
[0017]在另一个实施方案中，预先确定的行驶动作是弯道行驶，在该弯道行驶时至少一个为这种弯道行驶预先给定的状态参量阈值和/或环境参量阈值被超过；在行驶通过弯道之前和/或行驶通过弯道期间操控安全带收紧器以收紧安全带。在高动力性的弯道行驶中事故危险提高，这是因为过高的速度会例如根据车辆设计而导致机动车的过度转向或不足转向。为了能够利用安全带系统的全部保护潜力，在弯道行驶之前通过可逆安全带收紧器缓和地由安全带系统避免安全带松弛。可选地，随后一直保持安全带的设定的收紧度，直至驶过弯道或者机动车的速度再次适应于道路情况。在弯道行驶期间，安全带理想地贴靠在驾驶员或其它车辆乘员的躯体上。通过这种方式在可能的事故中理想地通过安全带系统保护了所有车辆乘员。在此，例如可以通过相应的预见性的环境传感器来获取预测的车道走向，并与机动车的状态参量相比较。通过这种方式可以在弯道行驶之前就确定:机动车速度对于通过弯道的行驶来说是否过高。在此，同样可以获取到，机动车是否离开预先给定的车道。在这种情况下可以通过可逆安全带收紧器利用很高大的力引起安全带的收紧。
[0018]在另一个设计方案中，预先确定的行驶动作是驶近道路交叉口，在该驶近道路交叉口时为这种驶近道路交叉口预先给定的状态参量阈值和/或环境参量阈值被超过；在越过道路交叉口之前和/或在越过道路交叉口期间安全带收紧器被操控以收紧安全带。当机动车以过高的速度运动至交叉口入口时，同样使事故危险提高。在这种情况下可能面临与障碍或其它车辆的碰撞。这种驶近道路交叉口同样可能导致驾驶员的突然避让动作。在此，可以通过预见性的环境传感器获取到道路走向或道路交叉口的存在性且根据所获取到的状态参量确定:对当前的道路交叉口来说该状态参量是否超过预先给定的阈值。因此，在驶入道路交叉口之前便可以操控机动车的可逆安全带收紧器且相应地收紧安全带。优选一直保持收紧安全带，直至安全地越过道路交叉口或者车辆的速度减小。
[0019]优选地，一旦描述驾驶员注意力特征的值超过或低于预先给定的阈值，则通过由操控安全带收紧器产生的安全带收紧来对驾驶员发出警告。通过机动车的状态参量和/或环境参量的时间曲线可以确定一描述驾驶员注意力特征的值。借助于该值同样可以得到关于驾驶员疲劳度的指示。如果该值超过或低于预先给定的阈值，则相应地操控可逆安全带收紧器，从而收紧安全带。通过这种方式可以通过激活可逆安全带收紧器来使驾驶员被相应地警告、进而可以提高驾驶员的注意力。
[0020]这种警告直接作用在驾驶员的躯体上且因此与例如通过声学或光学信号产生的相应的警告相比，被驾驶员更直接且更快地察觉到。尤其当驾驶员即将睡着，已经睡着或者即将再次睡着时，通过收紧安全带可以特别有效地警告驾驶员。在此，也可以根据获取到的状态参量和/或环境参量确定驾驶员的注意力或疲劳度不同的、渐增的级，基于这些级来操控可选择的报警特征。在此例如可以通过安全带的收紧产生不同的冲击特征。通过这种方式可以缩短驾驶员注意力不集中的时间且使驾驶员可以更快地再次控制其机动车。因此，减小了对周围的交通以及驾驶员本身的危险。如果通过报警功能未能充分地再次建立驾驶员的注意力，则可以持久地操控所有可逆安全带收紧器，以便使所有车辆乘员能特别确定地为可能的事故做好准备。对这种报警功能来说可以使用相应的传感器，该传感器通常存在于机动车中。在此，例如不必使用额外的摄像机来监控驾驶员的眨眼或者视线。因此，未产生额外的成本。
[0021]优选地，所述至少一个状态参量至少根据轮转速、制动踏板位置、加速踏板位置、离合器踏板位置、方向盘角和/或挂入的档位来确定。用于确定机动车的这些参数的相应的传感器通常已经存在于机动车中。例如状态参量通常还可以由发动机控制装置和/或由制动器控制装置确定。因此可以使用现有的系统且不产生额外的成本。
[0022]优选地，所述至少一个环境参量根据由摄像机获得的道路走向确定和/或根据导航系统的数据由道路走向确定。预见性的环境传感器通常已经存在于机动车中且因此不必额外地再配备。替代或附加于摄像机可以使用其它环境传感器，例如像光学传感器、雷达传感器和/或激光雷达传感器(激光探测及测距系统)。
[0023]此外，根据本发明提供了一种用于机动车的驾驶员辅助系统，具有:
[0024]-用于获取机动车的至少一个状态参量和/或环境参量的时间曲线的传感器；
[0025]-用于安全带的可逆的安全带收紧器，以及
[0026]-控制器，该控制器设计用于:根据至少一个所获取的状态参量和/或环境参量的时间曲线来识别出预先确定的行驶动作和/或描述驾驶员注意力特征的值并且基于所识别出的行驶动作和/或基于所识别出的、描述驾驶员注意力特征的值来操控可逆的安全带收紧器。
[0027]最后根据本发明提供了一种具有上述驾驶员辅助系统的机动车。关于根据本发明的方法所述的改进方案可以相应地转用于根据本发明的驾驶员辅助系统和根据本发明的机动车。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]在此根据附图详细地描述本发明。在如下附图中示出该发明:
[0029]图1示出一机动车，其具有用于获取机动车的状态参量的相应传感器以及控制设备;
[0030]图2示出一机动车，其具有用于获取机动车的环境参量的相应传感器以及控制器；以及
[0031]图3示出一机动车，其包括状态传感器和环境传感器，利用其可确定机动车将来的位置。
【具体实施方式】
[0032]下文详细描述的实施例是本发明的优选的实施方案。
[0033]图1示出机动车10，其具有控制设备12。控制设备12通过相应的数据线路与机动车车轮的轮转速传感器14a至14d连接。此外，控制设备12与转向角传感器16连接，该转向角传感器与机动车的转向系统作用连接。控制单元12设计用于:根据轮转速传感器14a至14d的数据以及根据转向角传感器16的数据确定机动车10的至少一个状态参量。这种状态参量例如可以是速度、加速度、行驶方向等。机动车可以具有其它此处未示出的传感器，利用其能确定机动车10的其它状态参量。
[0034]此外，控制器12设计用于:根据状态参量的时间曲线识别出预先确定的行驶动作。根据该行驶动作可以相应地操控安全带收紧器18，且进而收紧安全带。这种预先确定的行驶动作可以是避让动作，其中安全带收紧器18在避让动作期间和/或在避让动作之后被操控以收紧安全带。另一个行驶动作可以是从倒车行驶至前进行驶的转变，其中安全带收紧器18在前进行驶开始时被操控，从而相应地收紧安全带。在所述的行驶动作中，通过驾驶员的运动使安全带系统中产生了安全带松弛。通常规定，为所有位于机动车中的车辆乘员操控安全带收紧器18。
[0035]图2示出机动车10的另一个实施方案，其同样具有控制单元12。此外，机动车10还包括摄像机20和导航系统22。控制器12在这种情况下与两个安全带收紧器18耦联。通过摄像机20和/或导航系统22能够获得机动车10的相应的环境数据。取代摄像机20可以使用其它光学传感器或预见性的环境传感器，像雷达传感器和/或激光雷达传感器。控制单元12设计用于:由摄像机20和导航系统22的数据确定出机动车10的至少一个环境参量的时间曲线。根据环境参量的时间曲线可以确定出一预先确定的、由机动车10驾驶员执行的行驶动作。这种行驶动作例如可以是弯道行驶，在该弯道行驶中至少一个为这种弯道行驶预先给定的、环境参量阈值被超过。这种行驶动作同样可以是驶近道路交叉口，在该驶近道路交叉口中至少一个为这种驶近道路交叉口预先给定的环境参量阈值被超过。
[0036]机动车10的相应的环境传感器或摄像机20持续地获取车道。在此，相应的弯道、道路交叉口和/或与其它车辆或障碍的距离被报告给控制设备12。接着，控制设备12在相应的行驶动作——例如动态的弯道行驶或过快地驶近道路交叉口——之前便已操控安全带收紧器18。在此，安全带收紧器18在相应的行驶动作之前且优选在相应的行驶动作期间被操控。优选地，安全带一直保持收紧，直至执行了行驶动作或者机动车速度被相应地适应。
[0037]同样，可以利用导航系统22连续地发送预测的道路走向至控制设备。此时在控制设备12中产生人造的视野，由该视野控制设备12能确定出相应的弯道、道路交叉口或者距其它车辆或障碍的距离。在此也可以通过控制设备12提前操控安全带收紧器18且进而使安全带收紧。
[0038]图3示出机动车10，其同样具有相应的控制设备12。利用控制设备12可以确定机动车10的相应的状态参量和/或环境参量。为此,机动车10包括相应的传感器,例如联系图1和图2描述的那样。在此，替代或附加于图1和图2中描述的传感器，可以额外地获取加速踏板的位置和改变，制动踏板的位置和改变，和/或离合器踏板的可能的操纵。加速踏板位置例如可以借助于发动机控制装置24获取，该发动机控制装置与控制设备12连接。同样可以利用制动器控制装置26获取制动踏板的位置或改变，该制动器控制装置同样与控制设备12连接。此外，像已经联系图1所述的那样，获取对转向系统的操纵或者转向角的改变。此外，可以考虑相应的人-机-接口的操纵，该人-机-接口由驾驶员操纵。
[0039]通过获取到的参量，尤其是通过获取到的状态参量和/或环境参量的时间曲线可以确定出一描述驾驶员注意力特征的值。其它的能得出驾驶员注意力越来越不集中的特征例如可以由打开的侧窗、在高挡位被激活的风扇和/或在低温下以及由机动车内室中的高音量得出。由上文所述数据计算出连续的驾驶员模型，该驾驶员模型给出关于驾驶员主动性/活动性的情况。通过这种方式可以确定单级的驾驶员模型估计。同样可以设想，借助于潜在可用的车道识别的数据以及对象识别系统28的数据把该驾驶员模型估计补充为多级的估计。为此，将车道识别的数据与车辆在车道标志30内的位置比较且在考虑转向指示灯拨杆的情况下计算出预测的行驶方向并与当前和未来的行驶方向比较。此外，如果考虑基于对象的环境传感装置的数据，则基于所选择的运行模式(例如自动、动力性或舒适)将驾驶员对在前行驶的车辆的反应时间集成在注意力模型中。
[0040]如果连续计算出的驾驶员模型允许得到驾驶员的注意力更加不集中或疲劳度增大的结论，则控制设备12激活可逆安全带收紧器18并进而使安全带进行可察觉的收紧。在此，可以设置不同的报警级，通过这些报警级由在安全带处相应的冲击来警告驾驶员。由于安全带直接贴靠在驾驶员躯体上，所以警报可以直接被驾驶员察觉且提高其注意力。同样规定，在机动车中设有其它的可操控的执行器，利用这些执行器产生听觉和/或视觉的警报或者触觉的警报，例如方向盘的振动。例如同样可以进行对制动系统的相应干预，该干预导致相应的冲击。
[0041]预先确定的行驶动作和/或描述驾驶员注意力特征的值同样可以利用在图1至3中示出的、用于获取机动车的状态参量和/或环境参量的传感器的组合来确定。
【权利要求】
1.一种用于通过如下方式控制机动车(10)中的安全带的可逆的安全带收紧器(18)的方法: -获取机动车的至少一个状态参量和/或至少一个环境参量的时间曲线； -根据至少一个所获取的状态参量和/或环境参量的时间曲线识别出预先确定的行驶动作和/或描述驾驶员注意力特征的值；以及 -基于所识别出的行驶动作和/或基于所识别出的、描述驾驶员注意力特征的值来操控可逆的安全带收紧器(18)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先确定的行驶动作是避让动作，在避让动作期间和/或在避让动作之后操控安全带收紧器(18)以收紧安全带。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预先确定的行驶动作是从倒车行驶至前进行驶的转变，在前进行驶开始时操控安全带收紧器(18)以收紧安全带。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，预先确定的行驶动作是弯道行驶，在该弯道行驶时至少一个为这种弯道行驶预先给定的状态参量阈值和/或环境参量阈值被超过；在行驶通过弯道之前和/或行驶通过弯道期间操控安全带收紧器(18)以收紧安全带。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，预先确定的行驶动作是驶近道路交叉口，在该驶近道路交叉口时为这种驶近道路交叉口预先给定的状态参量阈值和/或环境参量阈值被超过；在越过道路交叉口之前和/或在越过道路交叉口期间操控安全带收紧器(18)以收紧安全带。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一旦描述驾驶员注意力特征的值超过或低于预先给定的阈值，则通过由操控安全带收紧器(18)产生的安全带收紧来对驾驶员发出敬生目口 ο
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个状态参量至少根据轮转速、制动踏板位置、加速踏板位置、离合器踏板位置、方向盘角和/或挂入的档位来确定。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个环境参量根据由摄像机获得的道路走向确定和/或根据导航系统的数据由道路走向确定。
9.一种用于机动车(10)的驾驶员辅助系统，具有: -用于获取机动车(10)的至少一个状态参量和/或环境参量的时间曲线的传感器(14a、14b、14c、14d、16、20、22、28)； -用于安全带的可逆的安全带收紧器(18)，以及 -控制器(12)，该控制器设计用于:根据至少一个所获取的状态参量和/或环境参量的时间曲线来识别出预先确定的行驶动作和/或描述驾驶员注意力特征的值并且基于所识别出的行驶动作和/或基于所识别出的、描述驾驶员注意力特征的值来操控可逆的安全带收紧器。
10.一种具有根据权利要求9所述的驾驶员辅助系统的机动车(10)。
【文档编号】B60R21/0134GK103635362SQ201280032909
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年6月18日 优先权日:2011年7月1日
【发明者】M·埃拉赫尔, M·博特施, C·伯格, T·克吕格尔 申请人:奥迪股份公司