用于触发外部保护功能的装置的制作方法

本发明涉及用于触发用于机动车的至少一个外部保护功能以保护外部的、尤其值得保护的交通参与者、尤其以保护行人的一种装置和一种方法。

背景技术：

现代的机动车通常具有传感器，通过所述传感器可以在发生碰撞前和/或在发生碰撞后识别到与机动车的周围环境中的对象的碰撞。也已知在碰撞的情况下保护行人的措施。一旦已经通过传感器识别到碰撞，就通常激活这样的措施。但是触发经常实现得太晚，从而不能够总是有效地保护行人。尤其在行人直接在机动车前例如从停车位空隙进入道路的情况下，经常不能够有效地保护行人。

技术实现要素：

在此，提出一种特别有利的用于触发用于机动车的至少一个外部保护功能以保护外部的、尤其值得保护的交通参与者、尤其以保护行人的装置。

优选地，所描述的装置布置在机动车中并且确定和设置用于保护处在机动车外的交通参与者。在此，这样的交通参与者称为外部交通参与者。行人尤其是特别值得保护的外部交通参与者，因为对于所述行人在与机动车碰撞的情况下通常存在极大的受伤危险。此外，特别值得保护的交通参与者也是自行车驾驶者、双轮车驾驶者和摩托车驾驶者。特别值得保护的交通参与者的共同点在于：所述特别值得保护的交通参与者处在对其进行保护的车辆外。借助所描述的装置尤其可以有效地保护仅以低的速度运动的外部交通参与者。这主要是行人。

该装置具有控制器单元，该控制器单元用于分析处理用于感测(sensieren)碰撞对象的第一传感器装置的传感器数据并且用于输出用于至少一个外部保护功能的第一触发信号。优选地，第一传感器装置包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器布置在机动车的共同的或不同的位置上。优选地，第一传感器装置的传感器确定和设置用于尤其在整体上识别到与碰撞对象的已经发生或即将发生的碰撞。

优选地，第一传感器装置与控制器单元连接，从而第一传感器装置的传感器数据(或第一传感器装置的传感器的信号)可以由控制器单元进行分析处理。在此，“信号的分析处理”尤其可以理解如下：由借助传感器测量到的信号确定与碰撞对象的碰撞是否已经发生或将会发生，其中，优选地也确定关于碰撞的类型、时刻和严重性的信息。尤其优选的是，控制器单元与第一传感器装置的多个传感器连接，并且由多个由此可供使用的信息通过控制器单元判定是否已经发生碰撞或将会发生碰撞。

优选地，机动车具有可通过所描述的装置触发的至少一个外部保护功能，用以保护外部的、尤其值得保护的交通参与者。在此例如可以涉及如下的行人安全气囊：该行人安全气囊为了保护行人尤其可以在机动车的挡风玻璃的区域中展开。外部保护功能也可以包括用于机动车的发动机罩的调节装置。在此，对发送机罩如此进行调节，使得对行人的撞击进行缓冲。此外，通过至少一个外部保护功能可以执行自动的紧急制动。

此外，机动车优选地具有多个内部保护功能，通过所述内部保护功能可以保护机动车的乘员。所述内部保护功能尤其包括约束系统(rückhaltesystem)，例如安全气囊或安全带张紧器。优选地，不仅内部的保护功能而且至少一个外部保护功能与控制器单元连接。优选地，通过控制器单元判定在识别到碰撞的情况下是否和何时触发哪些保护功能。控制器单元尤其确定和设置用于在识别到与特别值得保护的外部交通参与者的碰撞的情况下输出用于至少一个外部保护功能的第一触发信号。优选地，第一触发信号可以由至少一个外部保护功能接收，由此触发至少一个外部保护功能。

为了有效地保护要保护的外部交通参与者，通过控制器单元和第一传感器装置触发至少一个外部保护功能可能要求太多的时间。因此，所描述的装置尤其具有辅助控制器单元，该辅助控制器单元用于分析处理用于感测碰撞对象的第二传感器装置的传感器数据并且用于直接输出用于至少一个外部保护功能的第二触发信号。优选地，第二传感器装置确定和设置用于感测在机动车的周围环境中的碰撞对象。由第二传感器装置所记录和输出的传感器数据可以由辅助控制器单元进行分析处理。在此，当已经识别到碰撞对象时，可以由辅助控制器单元直接输出用于至少一个外部保护功能的第二触发信号。在此，辅助控制器单元如此设置，使得在输出第二触发信号时绕过控制器单元。这意味着：第二传感器装置优选地如此实施，使得第二触发信号可以由辅助控制器单元直接以这样的形式输出，使得至少一个外部保护功能可以接收到并且如此处理第二触发信号，从而由此触发至少一个外部保护功能。通过辅助控制器单元与至少一个外部保护功能之间的直接连接可以特别快地触发至少一个外部保护功能。这尤其通过绕过控制器单元来促进。为此优选地，辅助控制器单元通过直接连接与至少一个外部保护功能连接。直接连接也可以看作控制器单元的旁路。第二传感器装置也可以与控制器单元连接。优选地，第二传感器装置在此(也)向控制器单元输出信号，从而通过第二传感器装置获得的信息也可以用于另外的措施。优选地，第二触发信号也从辅助控制器单元引导到控制器单元。在此优选的是，通过辅助控制器单元与控制器单元之间的通信使向至少一个保护功能输出第二触发信号不延迟。

通过所描述的装置尤其可以在碰撞前已经触发至少一个保护功能。因此能够实现机动车的前侧的更大的设计自由度。仅在如下情况下能够实现在慢地触发时有效地保护行人：机动车的前侧具有基本上水平布置的发动机罩。如果与行人发生碰撞，那么首先虽然例如在腿部检测到该行人。但是直至行人的头部例如撞击到挡风玻璃上的时间在此能够足以根据比较慢的方法例如触发行人安全气囊。借助所描述的装置——所述装置能够特别快地触发至少一个外部保护功能——尤其也可以在面式的车辆前部(该车辆前部例如甚至基本上垂直于路面地布置)的情况下实现有效地保护行人。

如果触发至少一个外部保护功能，那么由此尤其可能限制驾驶员的视野。这例如是覆盖挡风玻璃的行人安全气囊的情况。如果触发这样的外部保护功能，那么优选地激活至少一个驾驶辅助系统。由此例如可以自动化地保持车道(从而防止驾驶员急剧扭转方向盘)、执行自动化的避让操作和/或自动化的紧急制动。通过这样的干预可以防止由于触发例如行人安全气囊而发生进一步的损失，因为妨碍了驾驶员的视线。也优选的是，通过至少一个外部保护功能来激活用于自主行驶的系统(如果该系统不是已经激活的)。在此，电子控制装置完全承担驾驶任务并且尤其如此控制机动车，使得防止进一步的损失。

在本装置的一种优选的实施方式中，第一传感器装置不仅包括至少一个周围环境传感器而且包括至少一个接触传感器。

与行人的碰撞尤其可以借助布置在机动车的前侧上(例如在发动机罩上和在发动机罩以下)的接触传感器进行识别。接触传感器尤其可以涉及如下的加速度传感器：借助该加速度传感器可以尽可能早地测量出在与行人碰撞的情况下出现的弱的加速度。借助接触传感器能够识别到已经发生的碰撞。为了也能够识别到即将发生的碰撞，第一传感器装置也包括至少一个周围环境传感器。周围环境传感器确定和设置用于对机动车的周围环境进行如此监测，使得可以识别到可能的碰撞对象并且可以预测是否与所识别到的可能的碰撞对象即将发生碰撞。为此，优选地由可能的碰撞对象的相应的运动求取出对于所有检测到的可能的碰撞对象的相应的预期轨迹并且将其与机动车的预期轨迹进行比较。

在装置的另一优选的实施方式中，第一传感器装置包括以下传感器类型中的一种的至少一个传感器：

-光学传感器；

-视频传感器；

-超声波传感器；

-电容式传感器；

-电感式传感器。

光学传感器例如可以涉及红外传感器和/或激光雷达传感器。光学传感器也可以确定和设置用于接收由激光器发送的且在对象上反射的激光。视频传感器尤其可以根据视频摄像机的类型来实施。在此，视频传感器对于亮度和/或对于颜色是敏感的。超声波传感器可以发送超声波并且在由对象反射后接收该超声波。通过(优选脉冲式的)超声波的传播时间测量可以确定对象与传感器之间的间距。电容式传感器包括至少一个电容器。电容式传感器尤其可以实施为如下的间距传感器：在所述间距传感器的情况下电容器构造在电容式传感器的电极与传感器的周围环境中的(至少部分能导电的)对象之间。通过测量如此形成的电容器的电容可以估算电容式传感器与该电容式传感器的周围环境中的对象之间的间距。电感式传感器包括例如由铜线构成的至少一个线圈。通过所述至少一个线圈可以产生磁场。传感器的周围环境中的对象可以改变磁场，由此通过测量磁场可以对对象进行检测。

在装置的另一优选的实施方式中，第二传感器装置设置用于对尤其延伸直至机动车前5米的近区域进行监测。

借助第一传感器装置结合控制器单元可以特别可靠地识别到机动车的周围环境中的碰撞对象。在此，可以检测关于碰撞对象(例如关于尺寸、形状、速度、分类、密度和/或运动方向)的特别详细的信息。尤其可以在控制器单元中对多个信息进行分析处理和比较。例如可以通过与第一传感器装置的第二传感器的信号的比较对第一传感器装置的第一传感器的信号进行可信度检验。此外，在控制器单元中可以从多个保护功能中选出：在确定的检测到的情况下可以以何种顺序和在哪个时刻触发哪些保护功能，因此最佳地保护机动车的乘员和可能的外部交通参与者。通过第一传感器装置结合控制器单元可以实现对于所有参与者最佳地匹配于确定的情况的保护。然而，为此需要极大的计算开销，该计算开销需要相应的时间。如果碰撞对象在即将发生的碰撞前不久才出现在机动车前的周围环境的监测区域中，那么借助第一传感器装置结合控制器单元可能不能够足够快地触发至少一个外部保护功能的所需的触发。这例如可能是如下情况：行人直接在机动车前从停车位空隙或在两个彼此并排泊车的车辆之间的空隙进入道路。对于这样的情况尤其设置具有辅助控制器单元的第二传感器装置。

优选地，机动车的通过所描述的装置进行监测的周围环境划分成近区域和远区域。特别优选地，由第一传感器装置对远区域进行监测。优选地，以机动车前的足够大的间距进入到所监测的区域中的碰撞对象通过第一传感器装置来检测，其中，在此可供使用的大规模的信息通过控制器单元进行处理，从而实现对于所有参与者的最佳保护。在该情况下，对于所需的开销高的计算剩余足够的时间。然而如果碰撞对象进入到机动车前的近区域中，那么直至碰撞的剩余时间可能太短。在该情况下，优选地通过辅助控制器单元直接触发至少一个外部保护功能，而不必在控制器单元中或在其他的电子部件中执行开销高的计算。

优选地，“近区域”可以理解为机动车前的如下区域：该区域从机动车的前侧延伸至机动车前5米、尤其仅机动车前3米。该相对较短的距离由大约50千米/时的城市速度和潜在的行人外安全气囊的小于100毫秒的短的激活时间得出。优选地，近区域在侧面至少在机动车的整个宽度上延伸。也优选的是，近区域作为如下的扇形延伸：该扇形具有3米至5米的范围中的半径和120°至180°的范围中的向前(即朝向机动车的前方)取向的张开角。远区域至少包括邻接近区域的区域。近区域和远区域可以部分重叠。近区域也可以是远区域的部分区域，从而远区域也在机动车的前侧处开始。在该情况下，在机动车前紧邻的碰撞对象不仅可以实现触发用于至少一个外部保护功能的第一触发信号，而且可以实现触发用于至少一个外部保护功能的第二触发信号。然而，在此可以预期：在第二触发信号后、即当已经触发至少一个外部保护功能时，第一触发信号才实现至少一个外部保护功能。但是在该情况下第一触发信号是无害的。在第二传感器装置(或辅助控制器单元)发生功能性故障的情况下，第二触发信号可能未出现。在该情况下，至少一个外部保护功能至少还可以(随后)通过第一触发信号来触发。

在装置的另一优选的实施方式中，第二传感器装置包括至少一个线扫描器。

优选地，线扫描器确定和设置用于对在线扫描器的周围环境中处在一个平面中的多个测量点(所述多个测量点也可以连续地分布)测量在传感器与布置在线扫描器的周围环境中的对象之间的间距。借助线扫描器可以沿着线对线扫描器的周围环境的间距特性进行检测。优选地，线扫描器包括朝向线扫描器的周围环境的激光器，该激光器的取向可以连续地沿着要测量的线进行变化。优选地，激光器具有不可见的波长和对人没有危险的光强度。借助尤其对于激光的波长敏感的光学传感器可以检测如下光：该光由激光器发送且已经由对象反射到该对象的周围环境中。通过激光的传播时间测量可以检测出对象以什么间距处在激光器前。为此，例如可以脉冲式地发送激光。

借助线扫描器尤其可以特别快地识别到在机动车前的近区域中的碰撞对象。相应地，通过辅助控制器单元可以特别快地实现触发至少一个外部保护功能。此外，线扫描器可以特别简单地实施，由此可以节省成本。因此，这特别是在如下情况下是有利的：线扫描器仅仅用于在近区域中所识别到的碰撞对象的情况下触发至少一个外部保护功能。恰好在如线扫描器的构件——所述构件仅用于单个目的——的情况下，出于经济原因需要有利的实施方式。

在装置的另一优选实施方式中，线扫描器具有至少一个可操控的偏转镜，借助所述至少一个可操控的偏转镜可以如此偏转线扫描器的至少一个激光束，使得至少一个激光束可以对机动车前的扫描区域进行扫描。

在该实施方式中，线扫描器的激光器优选地保持位置固定，其中，激光束的取向的调节可以通过偏转镜来实现。偏转镜尤其可以实施得比激光器更小和更轻，从而可以特别快地调节偏转镜。因此可以实现特别高的扫描率。优选地，可以如此操控偏转镜，使得该偏转镜可以通过电子信号进行调节。优选地，周期性地实施电子信号，从而偏转镜沿要扫描的线连续地调节激光束的取向。

在机动车前可借助激光束扫描的扫描区域优选地至少包括近区域并且特别优选地与近区域相同。

在装置的另一优选的实施方式中，第二传感器装置包括至少两个线扫描器，所述至少两个线扫描器具有至少部分重叠的扫描区域。

优选地，扫描区域如此布置，使得该扫描区域在整体上完全覆盖近区域。在此特别优选的是，通过一个共同的平面中的各个线扫描器来实现扫描相应的扫描区域。如果近区域由超过一个线扫描器进行扫描，那么可以实现特别高的扫描率，因为借助线扫描器中的每个仅需要扫描近区域的一个部分区域。

特别优选的是，至少两个线扫描器布置在机动车的前侧上并且分别设置用于扫描在机动车的周围环境中向前张开的90°至120°范围中的角范围，其中，在机动车的前侧前在中间存在重叠区域，在该重叠区域中两个线扫描器的扫描区域重叠。在此优选的是，由两个线扫描器总共所扫描的区域覆盖机动车前180°的角范围。优选地，在机动车的两个前角上(例如在探照灯的区域中)分别设有一个线扫描器。

在各个线扫描器的扫描区域之间能够形成未由线扫描器中的任何一个覆盖的区域。优选地，这样的区域仅仅如此直接地构造在机动车的前侧前，使得无论如何不能够保护在该区域中刚检测到的外部交通参与者。这样的区域例如可以延伸直至机动车前50厘米。

在装置的另一优选的实施方式中，第二传感器装置包括多个叠置地布置的线扫描器，所述线扫描器分别设置用于扫描不同的平面，用以识别碰撞对象的轮廓特征。

在该实施方式中优选的是，借助多个线扫描器中的每个可以分别扫描整个近区域。替代地，多个线扫描器优选地如此布置，使得借助这些线扫描器可以在整体上扫描在多个不同平面上的整个近区域。在此涉及该实施方式的特征与先前所描述的实施方式的特征的组合。

优选地，不同的平面具有共同的相交轴线(schnittachse)，该共同的相交轴线平行于机动车的前侧且平行于路面地延伸。这意味着：借助线扫描器中的每个可以扫描平行于路面的线，其中，不同的线扫描器的不同的线处在路面以上的不同高度上。通过扫描不同的平面可以识别到机动车的周围环境中的碰撞对象的轮廓特征。尤其也可以如此检测碰撞对象的尺寸。优选地，仅当具有最小尺寸的碰撞对象已经被第二传感器装置检测到时，才由辅助控制器单元输出第二触发信号。因此可以确保未错误地触发至少一个外部保护功能。例如如下可以确定为条件：如果在线扫描器中的至少两个的信号中已经识别到碰撞对象，从而可以推断碰撞对象的相应的最小尺寸，那么在这种情况下才由辅助控制器单元输出第二触发信号。这样的简单的条件可以在没有耗时的计算开销的情况下尤其在辅助控制器单元中进行检查。

在装置的另一优选的实施方式中，辅助控制器单元具有由借助第二传感器装置感测到碰撞对象直至触发第二触发信号的最大80毫秒、尤其最大50毫秒的等待时间。

在此，第一次检测到碰撞对象定义为第一次测量到已经由碰撞对象反射的激光。这意味着：等待时间例如尤其包括在第二传感器装置中由所接收到的反射的激光产生电信号的时间、在辅助控制器单元中处理该电信号的时间、在辅助控制器单元中判定以触发至少一个外部保护功能的时间以及产生和传输第二触发信号给至少一个外部保护功能的时间。

如果等待时间例如是80毫秒，那么机动车在50千米/时的速度的情况下在大约大于1米的路段上运动。包括用于触发至少一个外部保护功能的(例如30毫秒的)时间在内，在机动车前1.5米检测到碰撞对象的情况下还可以足够快地触发至少一个外部保护功能。

由于在第二传感器装置中使用线扫描器，尤其可以实现辅助控制器单元的如所描述的那样短的等待时间。等待时间尤其可以受线扫描器的实施的影响。

在装置的另一优选的实施方式中，辅助控制器单元具有由借助第二传感器装置感测到碰撞对象直至触发第二触发信号的等待时间，该等待时间最大是控制器单元的从借助第一传感器装置感测到碰撞对象直至触发第一触发信号的等待时间的一半。

在触发保护功能的情况下，可以在可供使用的信息的特别详细的分析处理与特别快的触发之间进行权衡越多的时间用于分析处理信息，保护功能的触发可以越好地匹配于现有的情况。通过特别准确地分析处理信息也可以特别好地防止误触发。相比之下，借助在没有开销高地分析处理信息的情况下快的触发也能够在非常短的可供使用的时间的情况下进行保护。在所描述的装置的情况下，通过第一传感器装置结合控制器单元可以大规模地分析数据，由此可以实现相应的优点。此外，但是借助第二传感器装置结合辅助控制器单元可以在如下情况下进行干预：在所述情况下第一传感器装置和控制器单元不能够足够快地做出反应。

相应地优选的是，控制器单元和辅助控制器单元的等待时间大小不同。在试验中已经证明：当辅助控制器单元的等待时间最大是控制器单元的等待时间的一半(尤其恰好一半)时，是特别有利的。

作为另一方面，提出一种用于触发用于机动车的至少一个外部保护功能以保护外部的、特别值得保护的交通参与者、尤其以保护行人的方法。

另外的先前对于装置所描述的特别的优点和构型方案特征可以应用和转移到所描述的方法上，反之亦然。尤其优选的是，借助如所描述的那样地实现的装置来执行所描述的方法。

在所描述的方法的步骤a)中，借助控制器单元对第一传感器数据进行分析处理，用以感测碰撞对象。优选地，借助其他的以上描述的第一传感器装置来记录第一传感器数据。在步骤b)中借助辅助控制器单元对第二传感器数据进行分析处理，用以感测碰撞对象。优选地，借助其他的以上描述的第二传感器装置来记录第二传感器数据。方法步骤a)和b)优选同时执行并且尤其优选地在机动车的整个运行持续时间上(即从接通内燃机直至关断内燃机)执行。

在步骤c)中，如果在步骤a)中已经识别到碰撞对象，那么通过控制器单元输出用于至少一个外部保护功能的第一触发信号。在步骤d)中，如果在步骤b)中已经识别到碰撞对象，那么通过辅助控制器单元直接输出用于至少一个外部保护功能的第二触发信号。在输出第二触发信号时绕过控制器单元。在步骤c)中，尤其在借助第一传感器装置已经识别到碰撞对象的情况下实现输出第一触发信号。在步骤d)中，尤其仅在借助第二传感器装置已经识别到碰撞对象的情况下才输出第二触发信号。因此，在机动车运行的情况下通常仅执行步骤a)和b)。仅在即将发生或已经发生碰撞的情况下才附加地执行步骤c)和/或步骤d)。在输出第二触发信号时绕开控制器单元可以这样认为：第二触发信号通常比第一触发信号更快地输出。因此，尤其可以规定如下情况：在所述情况下，除了步骤a)和步骤b)外仅执行步骤d)。

在此也应描述一种计算机程序和一种机器可读的存储器介质，该计算机程序设置用于执行所描述的方法的所有步骤并且该计算机程序存储在该机器可读的存储器介质上。

附图说明

根据附图更详细地阐述所描述的装置的另外的细节和实施例。所描述的装置的可能的实施方式不限于在附图中示出的实施例。

具体实施方式

图1示出一种用于触发用于机动车1的外部保护功能4以保护外部的、特别值得保护的交通参与者、尤其以保护行人的装置2。装置2具有：控制器单元3，其用于分析处理用于感测碰撞对象的第一传感器装置5的传感器数据且用于输出用于至少一个外部保护功能4的第一触发信号；以及辅助控制器单元12，其用于分析处理用于感测碰撞对象的第二传感器装置6的传感器数据且用于直接输出用于至少一个外部保护功能4的第二触发信号。当已经识别到碰撞对象时，触发第一触发信号或第二触发信号。辅助控制器单元12如此设置，使得在输出第二触发信号时绕过控制器单元3。

第一传感器装置5不仅包括周围环境传感器8而且包括接触传感器9。第二传感器装置6设置用于对尤其在机动车1前5米内延伸的近区域进行监测。第二传感器装置6包括线扫描器7或用于近区域的其他传感器。此外，第二传感器装置6和辅助控制器单元12如此实施，使得从借助第二传感器装置6感测到碰撞对象直至触发第二触发信号的等待时间是最大80毫秒。控制器单元3的从借助第一传感器装置5感测到碰撞对象直至触发第一触发信号的等待时间是160毫秒。

此外，机动车1具有两个内部保护功能10，通过所述两个内部保护功能可以保护机动车1的乘员。通过控制器单元3可以分析处理借助第一传感器装置5检测到的数据，其中，通过全面分析来判定是否输出第一触发信号以触发外部保护功能4。这样的全面分析可能持续太长时间，以致不及时地(即尤其在碰撞前)触发外部保护功能4。辅助控制器单元12以及此外第二传感器装置6也经由直接连接11与外部保护功能4直接连接。第二触发信号可以从辅助控制器单元12直接引导至外部保护功能4，其中，绕过控制器单元3。因此，通过第二触发信号相比于通过第一触发信号可以更快地触发外部保护功能4。