用于车辆的乘员保护单元和用于控制乘员保护单元的方法与流程

本公开涉及一种用于车辆的乘员保护单元、车辆以及用于控制乘员保护单元的方法。

背景技术：

1、用于车辆的乘员保护单元通常是已知的。通常，这样的单元至少包括用于车辆驾驶员的前安全气囊，前安全气囊配置成减轻碰撞的后果，特别是在碰撞的情况下降低驾驶员(严重)受伤的风险。通常，安全气囊在展开状态下的尺寸被定制为车辆的方向盘与驾驶员之间的平均距离。此外，已知在前安全气囊展开的情况下将方向盘朝向车辆的仪表板移动，以使驾驶员减速，特别是停止驾驶员的向前运动，以便在碰撞的情况下减少作用在驾驶员上的力。

2、在具有自动驾驶模式的车辆中，已知缩回方向盘并将其储存在仪表板中。在方向盘的这种缩回位置中，通过缩回方向盘使驾驶员减速和/或减小作用在驾驶员上的力的效果缺失，从而增加了驾驶员(严重)受伤的风险。

技术实现思路

1、因此，可能需要提供一种用于车辆的改进的乘员保护单元，特别是一种乘员保护装置，其允许降低使驾驶员(严重)受伤的风险而与方向盘的位置无关，以及一种用于控制乘员保护单元的方法。

2、本发明的主题至少部分地解决或减轻了本公开的目的。

3、根据第一方面，提供了一种用于车辆的乘员保护单元。所述乘员保护单元包括配置成可锁定在至少第一位置和第二位置的可调节的转向装置、仪表板、至少包括安全气囊的安全气囊模块、碰撞控制单元和配置成启动所述转向装置在缩回方向上的运动的缩回机构。所述碰撞控制单元配置成在检测到碰撞风险或即将发生的碰撞时，释放转向装置至少在缩回方向上的运动。此外，所述碰撞控制单元配置成在检测到即将发生的碰撞时激活所述缩回机构并展开所述安全气囊。

4、所述转向装置可以在第一位置与第二位置之间的每个位置上连续地可调节和/或可锁定。

5、所述转向装置包括转向柱和转向元件，例如方向盘。进一步地，转向柱可以包括伸缩式转向轴。另外，转向装置可以是线控转向装置。

6、可调节的转向装置的第一位置对应于缩回位置，例如，其中转向装置不从仪表板向乘员/驾驶员突出的位置。通常，当车辆处于自动驾驶模式时，转向装置处于第一位置，其中车辆的驾驶由车辆的控制单元控制，并且大多数情况下不需要驾驶员的驾驶动作。第二位置对应于非缩回位置，例如，转向装置至少部分地从仪表板向驾驶员突出的位置。这样的位置通常对应于用于正常的、因此非自动驾驶模式的转向装置的位置，在该驾驶模式中驾驶员控制车辆。

7、因此，转向装置(特别是转向装置的转向元件)与驾驶员之间的距离可根据转向装置的位置和/或车辆的驾驶模式而变化。详细地说，在驾驶员与处于第一位置的转向装置之间的距离大于在驾驶员与处于第二位置的转向装置之间的距离。在下文中，在驾驶员与处于第一位置的转向装置之间的距离被称为“第一距离”，在驾驶员与处于第二位置的转向装置之间的距离被称为“第二距离”。

8、根据第一方面的乘员保护单元的安全气囊被设计成比当前使用的安全气囊大，当前使用的安全气囊被设计成在转向装置不完全储存在仪表板中的情况下保护驾驶员免受(严重)伤害。特别地，安全气囊模块的安全气囊被设计成具有配置成在发生碰撞时转向装置处于第一位置，特别是处于完全缩回位置的情况下保护驾驶员免受(严重)伤害的尺寸。换句话说，安全气囊的尺寸被设计成在碰撞发生时转向装置已经处于完全缩回位置的情况下提供充分的保护，例如，通过充分减速驾驶员的向前运动和/或减小作用在驾驶员上的力来提供充分的保护。

9、在碰撞发生时转向装置不处于第一位置的情况下，特别是在转向装置处于第二位置例如非缩回位置的情况下，在安全气囊展开之前和/或同时，转向装置移动到第一位置，特别是完全缩回位置，从而增加驾驶员与转向装置之间的距离。转向装置的这种运动由缩回机构启动和/或执行，缩回机构由碰撞控制单元控制。

10、换言之，通过将转向装置移动到第一位置中，驾驶员与转向装置之间的第二距离被改变为基本上对应于第一距离。由此，特别是由于转向装置与驾驶员之间的距离不足导致的安全气囊对驾驶员的过度和潜在有害冲击的风险能够被至少显著地减少或甚至防止。

11、此外，转向装置在缩回方向上的运动可以增加或支持对驾驶员的减速效果，从而进一步降低对驾驶员的(严重)伤害的风险。因此，所述乘员保护单元允许在碰撞情况下保护驾驶员免受(严重)伤害，而不管转向装置与驾驶员之间的距离如何。

12、所述碰撞控制单元配置成控制缩回机构和安全气囊的展开。碰撞控制单元还配置成基于从车辆传感器接收的信号来检测或确定碰撞风险或即将发生的碰撞。碰撞风险的检测对应于仍然可以避免的即将发生的碰撞的信息，而即将发生的碰撞的检测对应于不可避免的碰撞的信息。碰撞风险的检测允许在碰撞发生之前对转向装置进行预定位。换言之，在检测到碰撞风险时，可以在展开安全气囊之前启动转向装置在缩回方向上的运动，从而在碰撞之前至少开始增加转向装置与驾驶员之间的距离。

13、根据一个示例，所述缩回机构可以包括烟火装置，所述烟火装置配置成产生用于将转向装置移动到第一位置中的缩回力。

14、通过激活缩回机构，烟火装置可以进行放热反应，产生被施加到转向装置上的缩回力，使得转向装置在缩回方向上移动并进入第一位置。烟火装置可以允许快速产生缩回力，导致短的响应时间。

15、根据一个示例，缩回机构可以包括磁性装置，其配置成施加磁力用于将转向装置移动到第一位置中。

16、磁性装置可以是允许选择性地施加磁力的永磁体。激活磁性装置可以允许立即施加磁力，导致短的响应时间。

17、根据一个示例，缩回机构可以配置成通过使用在碰撞期间作用的惯性力将转向装置移动到第一位置中。

18、由于车辆的碰撞导致车辆的迅速和/或猛烈减速，在碰撞期间作用的惯性力可以具有相当大的值，其中作用在转向装置上的惯性力可以导致转向装置的缩回运动。因此，使用惯性力的缩回机构可以对应于被动缩回机构，因为惯性力不是主动地和/或附加地产生的，而是碰撞的效应，其用于移动转向装置。特别地，利用碰撞期间作用在转向装置上的惯性力的作用的缩回机构可以还包括用于主动产生缩回力的装置，例如烟火装置、磁性装置等，以减少响应时间。

19、换句话说，由于惯性力直到碰撞发生才作用在转向装置上，因此缩回机构可以是配置成主动施加缩回力到转向装置上的装置和惯性力的组合，因为主动产生的缩回力，例如由烟火装置、磁性装置等产生的缩回力可以允许在检测到碰撞风险和/或即将发生的碰撞时被激活和/或施加，从而至少在碰撞实际发生前不久被激活和/或施加，从而改进响应时间。

20、根据一个示例，所述缩回机构可以配置成通过使用由展开安全气囊所产生的反作用力将转向装置移动到第一位置中。

21、在安全气囊可以储存或定位在转向装置上，特别是在转向元件上的情况下，安全气囊的展开可以产生在缩回方向上作用在转向装置上的反作用力，因此引起转向装置在缩回方向上的运动。

22、根据一个示例，所述缩回机构可以包括弹簧元件，弹簧元件产生配置成支持将转向装置缩回到第一位置中的力。

23、因此，弹簧元件可以配置成使缩回运动加速，从而改善响应时间和/或减少将转向装置移动到第一位置中所需的时间。附加地或可选地，弹簧元件可以用于启动转向装置的缩回运动。

24、根据一个示例，所述缩回机构可以包括阻尼元件，阻尼元件配置成阻尼转向装置的运动，特别是靠近第一位置的运动。

25、因此，所述阻尼元件减轻在到达第一位置的转向装置上的冲击。此外，阻尼元件可以减少或防止到达第一位置的转向装置的回弹。

26、根据一个示例，所述乘员保护单元可以还包括转动机构，所述转动机构配置成将转向装置的转向元件移动或转动到预定的储存位置中。

27、所述仪表板可以包括配置成容纳缩回的转向元件的储存室。储存室可以具有预定的形式和/或尺寸，其允许将转向元件容纳在至少预定的储存位置中。换句话说，将转向元件储存在预定储存位置可以允许减少储存室所需的空间。

28、特别地，具有不同于长度尺寸的宽度尺寸的转向元件，例如具有矩形设计的转向元件，可能需要取决于这种转向元件的位置的不同形式和/或尺寸的储存室，导致储存室大于转向元件以容纳每个可能位置的转向元件。

29、因此，为了减少将转向元件储存/容纳在仪表板中所需的安装空间，转动机构可以在转向装置的缩回运动之前和/或同时将转向元件移动到预定储存位置中，其中，转向元件的预定储存位置基本上对应于储存室的形式和/或尺寸。换句话说，储存室的形式和/或尺寸可以设计成将转向元件容纳在预定储存位置中。

30、根据一个示例，所述转动机构可以被集成到缩回机构中。

31、同与缩回机构分离的转动机构相比，将转动机构集成到缩回机构中可能需要减小的安装空间。此外，用于缩回转向装置的力和/或效应可以同时用于将转向元件转动到预定的储存位置中。

32、根据一个示例，所述安全气囊模块可以定位在转向装置的转向元件例如方向盘中。

33、将安全气囊模块定位在转向元件中可以提供朝向座位使用者和/或更靠近座位使用者的位置，从而允许使用比定位在仪表板中时更小的安全气囊。

34、根据一个示例，所述转向元件可以具有矩形设计。

35、转向元件(特别是方向盘)的矩形设计，在处于储存位置时，可以朝向车辆的转向元件和挡风玻璃两者提供用于安全气囊的更大的支撑基础。此外，具有矩形设计的转向元件可能更容易储存在仪表板中，也就是说，可以需要比圆形方向盘更小的储存室。

36、根据一个示例，所述安全气囊模块可定位在仪表板中。

37、所述仪表板可以允许安装比转向元件更大的安全气囊。此外，将安全气囊模块定位在仪表板中可以允许更自由地设计转向元件。另外，从如由仪表板提供的固定位置展开安全气囊可以允许更容易和/或可靠地预测展开的安全气囊位置。在安全气囊模块位于仪表板中的情况下，应当注意，缩回方向可以是转向装置沿着其纵向轴线的运动，或者缩回方向可以是转向装置沿着其纵向轴线的运动(特别是缩回)和朝向车辆底部的转向装置的纵向轴线枢转运动的组合，这意味着转向装置的向下运动。这样的向下运动可以为定位在仪表板中的展开安全气囊提供额外的空间。

38、根据一个示例，所述安全气囊模块的展开运动/方向可以是可控的。

39、控制安全气囊的展开运动可以允许提高展开的安全气囊的定位精度。此外，展开的安全气囊的位置可以选择为使得可以不需要转向元件的完全缩回就实现了对驾驶员的最佳可能保护，从而允许进一步改进乘员保护单元的响应时间。另外，转向装置的第一位置不是完全缩回的位置，可以进一步允许减少由于在完全缩回的转向装置与仪表板之间夹住手指和/或手的部分而引起的手和/或手指受伤，特别是擦伤的风险。

40、根据一个示例，所述安全气囊模块可以还包括配置成启动安全气囊的展开的激活装置。通过控制用于展开安全气囊的气流和/或安全气囊的设计可以控制该运动。例如，安全气囊可以包括配置成定位安全气囊的带。另外地或可选地，安全气囊相对于挡风玻璃的位置和/或安全气囊模块的盖的设计可以影响展开安全气囊的运动。

41、所述激活装置可以包括允许快速展开安全气囊的烟火装置。

42、根据一个示例，展开的安全气囊可以配置成定位在缩回的转向装置与乘员之间。

43、这允许在车辆以自动驾驶模式行驶时以及车辆以正常手动驾驶模式行驶时发生碰撞的情况下使用仅具有一种尺寸的安全气囊。

44、根据第二方面，提供了一种车辆。所述车辆包括乘员舱、高级驾驶员辅助系统和根据第一方面的乘员保护单元。所述高级驾驶员辅助系统配置成向乘员保护单元的碰撞控制单元发送关于碰撞风险和/或即将发生的碰撞的信息，例如信号。

45、所述高级驾驶员辅助系统可以允许改进对即将发生的碰撞的预测和/或提高所确定的碰撞风险的准确性。

46、根据第三方面，提供了一种用于控制根据第一方面的乘员保护单元的方法。该方法包括以下步骤，但不是必须按此顺序：

47、-由碰撞控制单元接收关于检测到的碰撞风险和/或检测到的即将发生的碰撞的信息，

48、-释放所述转向装置至少在缩回方向上的运动，

49、-由所述碰撞控制单元激活所述缩回机构，

50、-将所述转向装置缩回到所述第一位置中，以及

51、-在即将发生碰撞的情况下，展开所述安全气囊。

52、这允许使用仅一个预定尺寸的一个安全气囊，安全气囊的尺寸被设计成在碰撞发生时，在转向装置已经处于完全缩回位置的情况下，例如，通过充分减速驾驶员的向前运动和/或减小作用在驾驶员上的力，而提供充分的保护。

53、在当碰撞发生时转向装置不在第一位置的情况下，特别是在转向装置处于第二位置(例如，非缩回位置)的情况下，通过释放转向装置至少在缩回方向上的运动，并激活缩回机构，转向装置在安全气囊展开之前和/或同时被移动到第一位置，特别是完全缩回位置，从而增加驾驶员与转向装置之间的距离。

54、换言之，通过将转向装置移动到第一位置中，驾驶员与转向装置之间的第二距离被改变为基本对应于第一距离。由此，特别是由于转向装置与驾驶员之间的距离不足，安全气囊对驾驶员的过度和潜在有害的冲击的风险能够被至少显著地减少或甚至防止。

55、此外，转向装置在缩回方向上的运动可以增加或支持对驾驶员的减速效果，从而进一步降低驾驶员受到(严重)伤害的风险。因此，乘员保护单元允许在碰撞情况下保护驾驶员免受(严重)伤害，而不管转向装置与驾驶员之间的距离如何。

56、此外，该方法不是必须需要确定转向装置的位置。在转向装置可能已经处于第一位置的情况下，可以执行至少在缩回方向上释放转向装置、通过碰撞控制单元激活缩回机构以及将转向装置缩回到第一位置中的步骤，但是不会引起转向装置的任何进一步的位置变化。

57、该方法可以至少部分地由计算机实现，并且可以以软件或硬件、或以软件和硬件实现。此外，该方法可以由在提供数据处理功能的装置上运行的计算机程序指令来执行。数据处理装置可以是合适的计算装置，例如电子控制模块等，其也可以是分布式计算机系统。数据处理装置或计算机分别可以包括处理器、存储器、数据接口等中的一个或多个。

58、应当注意，无论涉及的方面如何，上述示例都可以相互组合。因此，该方法可以与结构特征相结合，并且同样，该单元和车辆可以与上面关于该方法描述的特征相结合。

59、本公开的这些和其他方面将从下文描述的示例变得明显并参照这些示例进行阐明。