CN108473104B - 用于修正车辆的至少一个碰撞参数的方法和相应的集成安全*** - Google Patents
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Abstract
发明涉及一种用于修正由车辆的预测环境传感装置(30)确定的至少一个碰撞参数(TTI、vR)的方法以及用于车辆的相应的集成的安全***(1)，所述安全***具有用于执行用于修正由预测环境传感装置(30)确定的至少一个碰撞参数(TTI、vR)的装置。根据本发明，在车辆中建立公共时基(T)，并且将至少一个碰撞参数(TTI、vR)与时间戳一起输出到在信号流中随后的评估，该评估基于所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)的时间戳和所述公共时基(T)，确定所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)的信号陈旧度和/或时延时间，并且基于所确定的信号陈旧度和/或所确定的时延时间修正所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)，并且在碰撞之前将所述至少一个碰撞参数输出到至少一个预碰撞功能(50)。
Description
技术领域
本发明涉及用于修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个碰撞参数的方法。本发明的主题还涉及用于车辆的集成安全***。
背景技术
从现有技术中已知的集成安全***使用来自各种来源的信息以在碰撞情况中获得最佳的人员保护功能。这些人员保护装置能够例如包括乘员保护***和/或行人保护***。集成安全包括结合环境信息以及车辆动态信息，以在碰撞情况中为乘员或行人提供最佳保护功能。分别按照功能，最佳意味着约束装置的非常快的反应时间，或适应性保护功能，即在碰撞类型、乘员类型、乘员位置等方面的特定反应。现有集成安全***的典型体系结构包括许多组件，例如预测环境传感装置，环境传感装置主要针对其他功能进行创建和优化。这些组件为集成安全***分别提供了关于相应接口的信息。例如，预测环境传感装置可以通过相应的接口向气囊控制器提供雷达信息。因此，可以出现用于测量、计算等的时延时间，时延时间在时间上甚至可变(抖动)。因此，为了进一步评估，优选确定潜在危险对象的估计的碰撞时间和相对速度。此环境信息仅对某个恒定的时间窗有效。如果在这个时间窗中接触传感器做出反应并且某些阈值被超过，那么相对速度被包括在触发决定中。例如用于预碰撞功能的激活决定是用保守估计的、即相对较高的不确定性来计算的。由于时间要求较高，已知的集成安全***在此可能会丧失用途。
从DE 10 2012 202 835 A1已知一种用于检查车辆的预测传感装置的合理性的方法和装置。已知的方法包括检查合理性的步骤，其中使用表示碰撞传感器的信号的碰撞传感器信号来检查从预测传感装置的传感器信号确定的碰撞参数的合理性。
从DE 10 2013 224 697 A1中已知一种用于为机动车的网络中的网络参与者建立公共时基的方法。在这里，时间主站以特定的时间间隔分别通过网络发送同步消息，其中，连接到时间主站的网络参与者接收同步消息。网络参与者借助于接收到的同步消息分别修正自身的时基，并且从而建立公共的时基。
发明内容
根据本发明的用于修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个特定的碰撞参数的方法具有的优点是，基于车辆中建立的公共时基确定实际的时延时间或实际的信号陈旧度，并且在随后的修正步骤中修正至少一个先前确定的碰撞参数。至少一个碰撞参数的陈旧度中的不确定性主要发生在由于数据量而不同的计算时间和传输时间。特别是在环境传感装置的硬件相关的信号处理和通过总线***的传输中，分别根据数据量会发生波动。在结构组件内的组件之间内部传输以及在两个组件之间的专用连接受到的影响要小得多并且也进行了修正。所述至少一个经修正的碰撞参数以有利的方式，实现了在触发算法的预处理中的改进和/或在触发预点火功能、例如在碰撞前触发可逆约束装置和/或致动器中的改进，和/或在触发预触发功能、例如在碰撞前触发可逆约束装置和/或致动器中的改进。
本发明的实施方式提供了一种用于修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个碰撞参数的方法。在这里，在车辆中建立公共时基，并且将至少一个碰撞参数与时间戳一起输出到在信号流中随后的评估，该评估基于所述至少一个碰撞参数的时间戳和所述公共时基，确定所述至少一个碰撞参数的信号陈旧度和/或时延时间，并且基于所确定的信号陈旧度和/或所确定的时延时间修正所述至少一个碰撞参数，并且在碰撞之前将所述至少一个碰撞参数输出到至少一个预碰撞功能。
此外，提出一种用于车辆的集成的安全***，具有预测环境传感装置、至少一个预碰撞功能和用于修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个碰撞参数的装置。在这里，修正装置被设置为执行修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个碰撞参数的方法，其中，时间主单元提供公共时基，并且第一评估和控制单元基于所确定的所述信号陈旧度和/或所确定的所述时延时间修正和输出所述至少一个碰撞参数，环境传感装置的第二评估和控制单元确定所述至少一个碰撞参数。
评估和控制单元在本文中可以被理解为电子设备，例如控制器，尤其是气囊控制器，该控制器处理或评估所检测到的传感器信号。评估和控制单元可以具有至少一个接口，该接口能够以硬件方式和/或以软件方式构造。在一种以硬件方式的构造中，接口能够例如是包含了评估和控制单元的各种功能的所谓的***ASIC的一部分。但是也可能的是，接口是固有的集成电路或至少部分地包括分立的结构元件。在一种以软件形式的构造中，接口能够是软件模块，该软件模块例如在微控制器上与其它的软件模块并存。也有利的是一种具有程序代码的计算机程序产品，计算机程序产品存储在能够机读的载体，例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器，并且当评估和控制单元实施该程序时用于执行评估。
环境传感装置在本文中被理解为一种结构单元，该结构单元包括至少一个传感器元件，该传感器元件直接或间接地检测物理参量或物理参量的变化并且优选地将其转换为电传感器信号。这例如可以经由发送和/或接收声音和/或电磁波和/或经由磁场或磁场的变化和/或接收卫星信号、例如GPS信号和/或通过具有合适的图像处理的一个或多个摄像机和/或经由主动的光学测量方法、如激光雷达来进行。
可能的是光学传感器元件，该光学传感器元件具有例如感光板和/或荧光面和/或半导体，它们检测所接收的波的冲击或强度、波长、频率、角度等，诸如红外传感器元件。同样地，能够考虑声学传感器元件，诸如超声波传感器元件和/或高频传感器元件和/或雷达传感器元件和/或对磁场进行反应的诸如霍尔传感器元件和/或磁阻传感器元件和/或电感式传感器元件的传感器元件，该传感器元件例如经由通过磁感应产生的电压来记录磁场的变化。传感器信号的确定可以静态地和/或动态地进行。此外，传感器信号的确定可以持续进行或一次性进行。
所检测到的传感器信号由集成在环境传感装置中或布置在外部的评估和控制单元进行评估并且转换为传感器数据，该传感器数据包括根据利用相应的传感器单元所检测到的物理参量所确定的具有从属单位的物理参量。在这种情况下，例如从传感器元件确定在特定时间窗中的行程改变，并且从中由评估和控制单元计算速度和/或加速度和/或碰撞时刻。另外的可计算的物理参量是质量、力、能量和/或其他能够考虑的参量，例如特定事件的发生概率。
通过下文中列举的措施和改型方案，用于修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个碰撞参数的方法和集成安全***的有利的改进方案是可能的。
在所述方法的有利的构造方案中，所述至少一个碰撞参数能够例如包括在车辆与碰撞对象之间的碰撞时刻和/或相对速度和/或在车辆与碰撞对象之间的距离和/或碰撞位置。此外，评估能够基于所述至少一个碰撞参数和所确定的信号陈旧度和/或所确定的时延时间通过误差传播来有利地估计所述至少一个碰撞参数的未来误差。
尤其有利的是，评估能够将经修正的至少一个碰撞参数与接触信号融合，接触信号能够由车辆的接触传感装置发出，并且基于融合在所识别到的碰撞之后产生用于人员保护装置的激活信号。对于接触传感装置的单个传感器，可以使用极为不同的传感器原理，如加速度传感器、压力传感器、固体声传感器、压电传感器和/或光学传感器等。此外，评估可以基于所确定的信号陈旧度和/或所确定的时延时间来设置动态验收时间窗，在验收时间窗内，所述至少一个碰撞参数能够保持其对于产生激活信号的有效性。在此，动态验收时间窗的长度能够随着信号陈旧度的增加和/或时延时间的增加而从下极限值出发从特定的第一信号陈旧度或时延时刻线性增加到上极限值，该上极限值从特定的第二信号陈旧度或时延时刻起被维持。如果具有相对较小的值，那么可以为这个评估周期选择狭窄的验收窗，而不会限制使用。因此可以减少与加速度信号的随机重合。这具有很大的鲁棒性优势。
在所述方法的另外的有利的构造方案中，基于所确定的信号陈旧度和/或所确定的时延时间来适应性地选择用于激活所述至少一个预碰撞功能和/或人员保护装置的速度等级。可以根据相应确定的相对速度的实际陈旧度来动态地选择可区分的速度等级。小的预测间隔意味着在碰撞时刻实际的相对速度中的较小的误差，并允许更细地划分和区分碰撞情况。因此，例如在更细地划分和区分碰撞情况时，可以在触发第一气囊阶段和第二气囊阶段之间进行区分。在更大的预测间隔中，得到了碰撞情况的更粗糙或正常的划分和区分，从而只能在第二气囊阶段的非触发或触发之间进行区分。
在所述方法的另外的有利的构造方案中，所述至少一个预碰撞功能包括在碰撞之前能够激活可逆的约束装置和/或致动器的预点火功能，和/或包括在碰撞之前能够激活不可逆的约束装置和/或致动器的预触发功能。
从现有技术已知用于车辆的预测环境传感装置，该预测环境传感装置能够包括多个单个的环境传感器，如雷达、超声波、立体声/单视频摄像机、激光扫描仪和PMD(光子多路复用器件)。这样的环境传感装置在车辆中例如可以用于舒适功能，如自适应巡航控制(纵向控制，ACC)，前部碰撞警告(FCW)，盲点检测(BSD)，交叉路口警报(CTA)，车道保持支持(LKS)，市区/城市安全，车道偏离警告(LDW)或停车辅助。
在安全***的另外的有利的构造方案，第一评估和控制单元将经修正的至少一个碰撞参数与由车辆的接触传感装置输出的接触信号融合，并且基于融合在碰撞被识别之后产生用于人员保护装置的激活信号。
在附图中示出本发明的实施例并且在随后的说明中更加详细地阐释本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记指代实施相同的或类似的功能的组件或元件。
附图说明
图1示出了用于车辆的根据本发明的集成安全***的第一实施例的示意性框图。
图2示出了用于车辆的根据本发明的集成安全***的第二实施例的示意性框图。
图3示出了取决于时延时间的动态验收窗的示意性特性曲线图。
图4示出了用于激活人员保护装置的速度等级的动态选择过程的示意性流程图。
具体实施方式
从图1和图2中可以看出，所示出的用于车辆的集成安全***1、1A的实施例包括预测环境传感装置30、30A，至少一个预碰撞功能50和装置5、5A，该装置被构造成执行用于修正由车辆的预测环境传感器装置30确定的至少一个碰撞参数TTI的方法。在这里，在车辆中建立公共时基T，并且将所述至少一个碰撞参数TTI、vR与时间戳一起输出到在信号流中随后的评估，所述评估基于所述至少一个碰撞参数TTI、vR的时间戳和所述公共时基T，确定所述至少一个碰撞参数TTI、vR的信号陈旧度TA和/或时延时间tL，并且基于所确定的所述信号陈旧度TA和/或所确定的所述时延时间tL修正所述至少一个碰撞参数TTI、vR，并且在碰撞之前将所述至少一个碰撞参数输出到至少一个预碰撞功能50。
所述至少一个预碰撞功能50在示出的实施例中包括在碰撞之前激活可逆的约束装置和/或致动器的预点火功能，和在碰撞之前激活不可逆的约束装置和/或致动器的预触发功能。备选地也可以仅在车辆的集成安全***1、1A中设置两个预碰撞功能50中的一个预碰撞功能。
从图1和图2中还可以看出，时间主单元20、20A提供公共时基T，并且第一评估和控制单元10基于所确定的信号陈旧度TA和/或所确定的时延时间tL修正所述至少一个碰撞参数TTI、vR，环境传感装置30、30A的第二评估和控制单元36、38确定该至少一个碰撞参数。随后，第一个评估和控制单元10输出经修正的至少一个碰撞参数TTI、vR。从图1和图2还可以看出，预测环境传感装置30包括多个传感器单元31、33、35和信号处理单元32、34、36。由传感器单元31、33、35检测到的传感器信号被信号处理单元32、34、36转换为传感器数据，该传感器数据分别包括根据利用相应的传感器单元所检测到的物理参量所确定的具有从属单位的物理参量。单个传感器单元31、33、35可以包括例如雷达传感器，超声波传感器，立体声/单视频摄像机，激光扫描仪和PMD(光子多路复用装置)。
在所示的实施例中，第二评估和控制单元38、38A被集成在环境传感装置30、30A中，并且基于传感器数据确定至少一个碰撞参数TTI、vR。在图示的实施例中，至少一个碰撞参数分别包括碰撞时刻TTI和车辆与碰撞对象之间的相对速度vR。附加地或备选地，第二评估和控制单元38、38A也还可以确定车辆与碰撞对象之间的距离和/或碰撞位置。
从图1中进一步可见，在所示的第一实施例中，第二评估和控制单元38的功能被集成到信号处理单元36中的一个信号处理单元中并且接收其他信号处理单元32、34的传感器数据。
从图2中进一步可见，第二评估和控制单元38A在所示的第二实施例中被实施为单独的结构组件，该结构组件从信号处理单元32、34、36接收传感器数据。
在所示的实施例中，第一评估和控制单元10将经修正的至少一个碰撞参数TTI、vR与由车辆的接触传感装置40输出的接触信号KS融合，并且基于融合在碰撞被识别之后产生用于人员保护装置60的激活信号AS。从图1和2还可以看到，接触传感装置40包括多个接触传感器42、44、46。对于单个接触传感器，可以使用各种传感器原理，如加速度传感器、压力传感器、固体声传感器、压电传感器和/或光学传感器等。
时间主单元20、20A在图示实施例中被实施为单独的结构组件，该结构组件将公共时基T输出到集成安全***1、1A的单个结构组件。备选地，时间主单元20、20A当然也能够集成到评估和控制单元10、10A中或预测环境传感装置30、30A的第二评估和控制单元38中或信号处理单元32、34、36中的一个信号处理单元中或接触传感装置中。
第一评估和控制单元10、10A基于由第二评估和控制单元38确定至少一个碰撞参数TTI、vR和所确定的信号陈旧度TA和/或所确定的时延时间tL通过误差传播来估计至少一个碰撞参数TTI、vR的未来误差，以便在碰撞事故的情况下为乘员或行人提供最佳保护功能。分别按照功能，最佳意味着约束装置的非常快的反应时间，或具有在碰撞类型、乘员类型、乘员位置等方面的特定反应的适应性保护功能。由预测环境传感装置30、30A确定的至少一个碰撞参数TTI、vR以及由第一评估和控制单元10、10A修正的至少一个碰撞参数TTI、vR只对一定的验收时间窗FA有效。这种验收时间窗FA的特性曲线K在图3中作为例子示出。如果接触传感装置40在该验收时间窗FA中作出反应并且超过特定的预设阈值TS1、TS2(将在下面参考图4更详细地描述预设阈值)，那么相对速度vR被包括在触发决定中，例如用于在其中人员保护装置50被激活的有火碰撞和其中没有人员保护装置50被激活的无火碰撞之间分离。另外，在有火碰撞中，可以在人员保护装置50的第一阶段的激活和人员保护装置50的第一阶段和第二阶段的激活之间进行区分。
从图3可以进一步看出，第一评估和控制单元10、10A基于确定的信号陈旧度TA和/或确定的时延时间tL建立动态验收时间窗FA，在验收时间窗内，所述至少一个碰撞参数TTI、vR保持其对于产生激活信号AS的有效性。从图3可以进一步看出，对于小于第一值T1的所确定的时延时间tL，动态验收时间窗FA具有恒定的持续时间，持续时间对应于下极限值Gu。如果所确定的时延时间tL位于第一值T1和第二值T2之间，则动态验收时间窗FA具有可变的持续时间，可变的持续时间在延迟时间TL的第一值T1和第二值T2之间线性地从下极限值Gu增加到上极限值Go。如果所确定的时延时间tL大于第二值T2，则动态验收时间窗FA具有恒定的持续时间，恒定的持续时间对应于上极限值Go。
从图4中进一步看到，在步骤S100中，检查是否由第二评估和控制单元38所确定的碰撞时刻TTI和由第一评估和控制单元10、10A所确定的信号陈旧度TA的总和小于经预设的第一阈值TS1。如果是这种情况，则在步骤S110中选择高分辨率的速度等级，该速度等级在步骤S120基于由第二评估和控制单元38所确定的相对速度vR，该相对速度由第一评估和控制单元10、10A基于所确定的信号陈旧度TA修正，实现了在当相对速度vR小于例如v1＝16km/h的第一速度值时的无火碰撞、当相对速度vR大于第一速度值并且小于例如v2＝20km/h的第二速度值时的第一阶段的有火碰撞以及当相对速度vR大于第二速度值v2时的第二阶段的有火碰撞之间的碰撞情况的区分。
从图4进一步可见，如果碰撞时刻TTI和信号陈旧度TA的总和不小于第一阈值TS1，那么在S200中检查碰撞时刻TTI和信号陈旧度TA的总和是否小于预定的第二阈值TS2。如果是这种情况，则在步骤S210中选择较不高分辨率的速度等级，该速度等级在步骤S220中基于所修正的相对速度vR实现了在当相对速度vR小于例如v3＝30km/h的第三速度值时的无火碰撞、当相对速度vR大于第三速度值v3时的第二阶段的有火碰撞之间的碰撞情况的区分。
从图4中可以进一步看到，如果碰撞时刻TTI和信号陈旧度TA的总和不小于第二阈值TS2，那么在步骤S300中输出默认值。
本发明的实施方式通过至少一个经修正的碰撞参数以有利的方式实现了人员保护装置的触发算法的改进的预处理，以及可逆约束装置和/或致动器的预点火功能的改进触发以及不可逆约束装置和/或致动器的预触发功能的改进触发。用于修正由车辆的预测环境传感装置确定的至少一个碰撞参数的方法可以例如以软件或硬件或以软件和硬件的混合形式例如实现在第一评估和控制单元中。
Claims (10)
1.一种用于修正由车辆的预测环境传感装置(30)确定的至少一个碰撞参数(TTI、vR)的方法，其特征在于，在所述车辆中建立公共时基(T)，并且将所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)与时间戳一起输出到在信号流中随后的评估，所述评估基于所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)的时间戳和所述公共时基(T)，确定所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)的信号陈旧度(TA)和/或时延时间(tL)，并且基于所确定的所述信号陈旧度(TA)和/或所确定的所述时延时间(tL)修正所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)，并且在碰撞之前将所述至少一个碰撞参数输出到至少一个预碰撞功能(50)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个碰撞参数包括碰撞时刻(TTI)和/或车辆与碰撞对象之间的相对速度(vR)和/或车辆与碰撞对象之间的距离和/或碰撞位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述评估基于所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)和所确定的所述信号陈旧度(TA)和/或所确定的所述时延时间(tL)通过误差传播来估计所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)的未来误差。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述评估将经修正的所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)与接触信号(KS)融合，所述接触信号由所述车辆的接触传感装置(40)发出，并且基于所述融合在碰撞被识别之后产生用于人员保护装置(60)的激活信号(AS)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述评估基于所确定的所述信号陈旧度(TA)和/或所确定的所述时延时间(tL)设置动态验收时间窗(FA)，在所述动态验收时间窗内，所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)保持其对于产生所述激活信号(AS)的有效性。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述动态验收时间窗(FA)的长度随着信号陈旧度(TA)的增加和/或时延时间(tL)的增加而从下极限值(Gu)线性增加到上极限值(Go)。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所确定的所述信号陈旧度(TA)和/或所确定的所述时延时间(tL)适应性地选择用于激活所述至少一个预碰撞功能(50)和/或所述人员保护装置的速度等级。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个预碰撞功能(50)包括在所述碰撞之前激活可逆的约束装置和/或致动器的预点火功能，和/或包括在所述碰撞之前激活不可逆的约束装置和/或致动器的预触发功能。
9.一种用于车辆的集成的安全***(1、1A)，具有预测环境传感装置(30、30A)、至少一个预碰撞功能(50)和用于修正由所述车辆的所述预测环境传感装置(30)确定的至少一个碰撞参数(TTI、vR)的修正装置(5、5A)，其特征在于，所述修正装置(5、5A)被设置为执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，时间主单元(20、20A)提供公共时基(T)，并且第一评估和控制单元(10)基于所确定的所述信号陈旧度(TA)和/或所确定的所述时延时间(tL)修正和输出所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)，所述环境传感装置(30、30A)的第二评估和控制单元(36、38)确定所述至少一个碰撞参数。
10.根据权利要求9所述的安全***，其特征在于，所述第一评估和控制单元(10)将经修正的所述至少一个碰撞参数(TTI、vR)与由所述车辆的接触传感装置(40)输出的接触信号(KS)融合，并且基于所述融合在碰撞被识别之后产生用于人员保护装置(60)的激活信号(AS)。
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