DE10155751B4 - A method of examining a vehicle acceleration relevant to triggering a passive safety device in a vehicle - Google Patents

A method of examining a vehicle acceleration relevant to triggering a passive safety device in a vehicle Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Untersuchen einer für das Auslösen einer passiven Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug maßgeblichen Fahrzeugbeschleunigung, dadurch gekennzeichnet,
dass ein für die untersuchte Fahrzeug-Bewegungsrichtung repräsentatives Beschleunigungssignal ermittelt wird,
dass während eines durch zwei vorgegebene Beschleunigungswerte (ThS11 und ThS12) bestimmten Zeitfensters das zeitliche Integral der Geschwindigkeitsänderung gebildet wird,
dass das Integral dem während des Crashs vom Beschleunigungssignal-Geber zurückgelegten Weges entspricht,
und dass aus dem Anstiegsverlauf dieses Weges eine für den Crashtyp und/oder den voraussichtlichen Crashverlauf repräsentative Aussage abgeleitet wird.Method for examining a vehicle acceleration which is decisive for triggering a passive safety device in a vehicle, characterized in that
that a representative of the examined vehicle movement direction acceleration signal is determined,
during a time window determined by two predefined acceleration values (ThS11 and ThS12), the time integral of the speed change is formed,
the integral corresponds to the path traveled by the acceleration signal generator during the crash,
and that a statement representative of the crash type and / or the estimated crash course is derived from the progression of this path.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Untersuchen einer für das Auslösen einer passiven Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug maßgeblichen Fahrzeugbeschleunigung.The The invention relates to a method for examining a for triggering a passive safety device in a vehicle relevant Vehicle acceleration.

Bei Sicherheitssystemen in Kraftfahrzeugen, bei denen passive Sicherheitseinrichtungen, wie Airbags, Gurtstraffer, Überrollbügel und dergleichen im Falle eines gefährlichen Unfalls (i. f. auch als Crash bezeichnet), insbesondere eines gefährlichen Aufpralls, ausgelöst werden, um die im Fahrzeug befindlichen Personen soweit wie möglich vor Verletzungen zu schützen, ist es erforderlich, die einzelnen Sicherheitseinrichtungen jeweils zu einem optimalen Zeitpunkt auszulösen. Voraussetzung dafür ist das einwandfreie Erkennen eines Unfalls (Crashs) hinsichtlich Crashart und Crashschwere und des voraussichtlichen Crashverlaufs.at Safety systems in motor vehicles which incorporate passive safety devices, like airbags, belt tensioners, roll bars and the like in the case of a dangerous Accident (also referred to as "crash"), in particular a dangerous one Impact, triggered be as close as possible to the persons in the vehicle To protect injuries It is necessary to have the individual safety devices respectively to trigger at an optimal time. The prerequisite is that faultless detection of an accident (crash) regarding crash type and crash severity and the expected crash course.

Der hierfür vorgesehene Algorithmus, der die Ausgangssignale mindestens eines Crashsensors auswertet, muss beispielsweise folgende Eigenschaften eines Crashs erkennen bzw. unterscheiden können:

  • – Crashbeginn
  • – Crashart: Offset 100% bis 25%,
  • – Aufprallwinkel 30 DEG bis 90 DEG
  • – Aufprallgeschwindigkeit.
The algorithm provided for this purpose, which evaluates the output signals of at least one crash sensor, must be able to detect or distinguish, for example, the following properties of a crash:
  • - Start of crash
  • - crash type: offset 100% to 25%,
  • - Impact angle 30 ° to 90 °
  • - Impact speed.

Der Crash-Algorithmus muss aber nicht nur immer mehr Crashereignisse unterscheiden können, er muss darüber hinaus extrem stabil sein. Das bedeutet zum einen, dass es mit Hilfe des Algorithmus möglich sein muss, auch Unfälle (z. B. den Aufprall des Fahrzeugs gegen ein weiches Hindernis bei geringer Geschwindigkeit) zu erkennen, bei denen die Sicherheitseinrichtungen nicht (sog.Of the Crash algorithm does not just have more and more crash events he can distinguish must over it Be extremely stable. On the one hand, that means using it of the algorithm possible must be, accidents too (eg the impact of the vehicle against a soft obstacle low speed), where the safety devices not (so-called.

NO-FIRE-Crashs) oder nur ein Teil der vorhandenen Sicherheitseinrichtungen auszulösen ist, zum anderen, dass auch die Betriebsfälle des Fahrzeugs eindeutig erkannt werden, die sich hinsichtlich des Crashsensor-Signalverlaufs von einem tatsächlichen Crash nur unwesentlich unterscheiden, beispielsweise bei einer extremen Beanspruchung des Fahrzeugs, wie sie beispielsweise bei einer schnellen Fahrt über eine Schotter-/und Schlaglochstrecke auftritt.NO-FIRE-crash) or only part of the existing safety devices is to be triggered, for other, that also the operating cases of the vehicle are clearly recognized, with regard to the Crash sensor signal from an actual crash only insignificantly differ, for example under extreme load of the vehicle, for example, in a fast drive over a Gravel and pothole route occurs.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass die o. g. Informationen über einen Crash zu einem sehr frühen Zeitpunkt, bezogen auf den Crashbeginn, vorliegen müssen. Ein Crash gegen ein starres Hindernis mit hoher Geschwindigkeit erfordert in der Regel einen extrem frühen Zündzeitpunkt, meistens kleiner als 10 ms. Die Anzahl an Informationen, die bis zu diesem Zeitpunkt vorliegen, sind aber sehr gering und in der Regel nicht stabil. Dies gilt zumindest dann, wenn ein oder mehrere Beschleunigungssensoren als Crashsensoren verwendet werden und ein Schwellwert als Auslösekriterium für die Sicherheitseinrichtungen dient. Erfahrungsgemäß können auch NO-FIRE Crashs diesen Schwellwert überschreiten.A Another difficulty is that the o. g. Information about one Crash at a very early Time, based on the crash start, must be present. One Crash against a rigid obstacle at high speed requires usually an extremely early one ignition timing, usually less than 10 ms. The amount of information up to are present at this time, but are very low and in the Usually not stable. This is true at least when one or more Acceleration sensors are used as crash sensors and a Threshold as tripping criterion for the Safety devices is used. Experience has shown that even NO-FIRE crashes can do this Exceed threshold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Untersuchen einer für das Auslösen einer passiven Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug entscheidenden Fahrzeugbeschleunigung zu schaffen, das stabil ist und das in einem frühen Stadium eine eindeutige Erkennung der genannten Crasheigenschaften ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a method for testing one for the triggering a passive safety device crucial in a vehicle To create vehicle acceleration that is stable and that in one early stage enables a clear recognition of the aforementioned crash characteristics.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Die Stabilität der Aussage über den Crash wird durch die zur Bestimmung der Geschwindigkeitsänderung in aller Regel durchgeführte Integral- bzw. Summenbildung erreicht. Die Auswertung der Geschwindigkeitsänderung bis zum Erreichen des vorgegebenen Grenzwerts dieser Änderung in Verbindung mit der Auswertung des Verlaufs dieser Änderung ermöglicht es, innerhalb kurzer Zeit einerseits sowohl die sog. NO-FIRE-Fälle als auch die genannten übermäßigen Fahrzeugbeanspruchungen eindeutig zu erkennen. Andrerseits lassen zu diesem frühen und in jedem Fall vor dem Auslösen der Sicherheitseinrichtung liegenden Zeitpunkt auch die wesentlichen Merkmale des Crashs hinsichtlich Typ und voraussichtlicher Verlauf (siehe die o. g. vier Kriterien) erkennen, wenn zusätzlich das Integral der Geschwindigkeitsänderung bestimmt wird. Dieses ist bei einem Frontalcrash mit hoher Geschwindigkeit gegen eine starre Barriere am größten und bei einem Offset-Crash mit niedriger Geschwindigkeit gegen eine deformierbare Barriere am geringsten.The stability the statement about the crash is determined by the to determine the speed change usually performed Integral or summation achieved. The evaluation of the speed change until the predetermined limit of this change is reached in connection with the evaluation of the course of this change allows it, within a short time on the one hand, both the so-called NO-FIRE cases as also the mentioned excessive vehicle stresses clearly recognizable. On the other hand, let to this early and in any case before triggering the safety device lying time also the essential Characteristics of the crash in terms of type and expected course (see the above mentioned four criteria), if in addition the Integral of the speed change is determined. This is against a high speed frontal crash a rigid barrier on the largest and in a low-speed offset crash against a deformable barrier least.

Wird auch noch der Maximalwert des zurückgelegten Weges innerhalb des durch die beiden vorgegebenen Beschleunigungswerte bestimmten Zeitfensters bestimmt, ergibt sich eine extrem zuverlässige, d. h. eindeutige und frühzeitige Aussage über die vorliegende Fahrzeugbeschleunigung.Becomes even the maximum value of the distance covered within determined by the two predetermined acceleration values Time window determines, results in an extremely reliable, d. H. clear and timely Statement about the present vehicle acceleration.

Der Beginn der Untersuchung bzgl. der Geschwindigkeitsänderung kann mit Hilfe einer separaten Sensorik erkannt werden. So sind Precrash-Sensoren bekannt, die auf Objekte reagieren, die sich dem Fahrzeug nähern und bei denen aus der Annäherungsgeschwindigkeit auf einen bevorstehenden Crash geschlossen werden kann.Of the Beginning of the investigation regarding the speed change can be detected with the help of a separate sensor. So are Precrash sensors known to respond to objects that are the Approach the vehicle and where from the approach speed can be concluded on an impending crash.

Die Erfindung bietet demgegenüber die Möglichkeit, den Beginn des Crashs aus dem Untersuchungsergebnis selbst zurückzurechnen. Besitzt die Geschwindigkeitsänderung einen Wert, der über einem Schwellwert liegt, kann auf den Zeitpunkt zurückgerechnet werden, an dem die erfindungsgemässe Untersuchung begann.In contrast, the invention offers the possibility of recalculating the start of the crash from the examination result itself. If the speed change has a value that is above a threshold, the time may increase be recalculated at which the inventive study began.

Im Stand der Technik sind eine Reihe von Dokumenten bekannt, die sich mit einer ähnlichen Thematik beschäftigen, die sich aber wie im Einzlnen angegeben, deutlich von der Erfindung unterscheiden.in the State of the art are known a number of documents that are with a similar topic employ, but as stated in the individual, clearly from the invention differ.

So wird bei der DE 100 33 907 A1 die gemessene Verzögerung oder die daraus durch Integration hergeleitete Geschwindigkeit mit einer zeitlich variablen Grundschwelle verglichen, welcher einen solchen Verlauf hat, dass sie von einer gemessenen Verzögerung/Geschwindigkeit nicht überschritten wird, bei der die Rückhaltemittel im Fahrzeug gerade noch nicht ausgelöst werden dürfen. Zusätzlich ist eine weitere Schwelle vorgesehen, die von der gemessenen Verzögerung/Geschwindigkeit (v) erst bei einer bestimmten Aufprallschwere überschritten wird. Verglichen mit der Erfindung fehlen die zwei erfindungswesentlichen Merkmale der Bestimmung des während des Crashs zurückgelegten Weges und die zeitliche Eingrenzung für diese Bestimmung.So will the case of DE 100 33 907 A1 the measured deceleration or the speed derived therefrom by integration is compared with a time-variable basic threshold which has a profile such that it is not exceeded by a measured deceleration / speed at which the restraint means in the vehicle are just yet to be released. In addition, a further threshold is provided, which is exceeded by the measured deceleration / speed (v) only at a certain impact severity. Compared to the invention, the two features essential to the invention are lacking in determining the distance traveled during the crash and the time limit for this determination.

Bei der DE 198 06 836 C1 werden die lokalen Maximalwerte und die lokalen Minimalwerte des Beschleunigungssignals oder eines aus dem Beschleunigungssignal abgeleiteten Signals aufsummiert. Abhängig von der Summe der lokalen Maximalwerte und der Summe der lokalen Minimalwerte wird ein Steuersignal für das Insassenschutzmittel geliefert.In the DE 198 06 836 C1 the local maximum values and the local minimum values of the acceleration signal or of a signal derived from the acceleration signal are summed up. Depending on the sum of the local maximum values and the sum of the local minimum values, a control signal for the occupant protection means is supplied.

Ähnlich dazu werden bei der DE 196 16 836 A1 positive und negative Beiträge des Beschleunigungssignals getrennt voneinander zu einem Geschwindigkeitsanstiegsignal und einem Geschwindigkeitsverlustsignal aufintegriert und ein Aufprallerkennungssignal erzeugt, das durch das Verhältnis aus Geschwindigkeitsanstiegsignal und Geschwindigkeitsverlustsignal bestimmt ist.Similarly, at the DE 196 16 836 A1 integrally integrating positive and negative contributions of the acceleration signal into a speed-up signal and a speed-loss signal, and generating an impact-detection signal determined by the ratio of the speed-up signal and the speed-loss signal.

Die beiden letztgenannten bekannten Verfahren unterscheiden sich somit ebenfalls bereits vom Ansatz her von der Erfindung.The Both latter known methods thus differ also already from the beginning of the invention.

Die DE 195 35 633 A1 schließlich bestimmt aus einem Beschleunigungssignal die Geschwindigkeit und den vom Beschleunigungssignal-Geber zurückgelegten Weg. Abhängig von diesem Weg wird ein Schwellwert für den maßgeblichen Geschwindigkeitswert bestimmt und beim Überschreiten des Schwellwerts ein Fahrzeug-Rückhaltesystem ausgelöst. Dieses Verfahren ist speziell geeignet für die Steuerung von Seitencrash-Schutzeinrichtungen, bei denen innerhalb kurzer Zeit eine Fire/No-Fire-Entscheidung getroffen werden muss. Der Crashtyp und/oder der voraussichtliche Crashverlauf lassen sich daraus nicht bestimmen. Die damit verbundene zeitlich gestaffelte Auslösung verschiedenster Rückhalte- und passiven Sicherheitssysteme ist bei der DE 195 35 633 A1 daher nicht ohne weiteres möglich.The DE 195 35 633 A1 Finally, from an acceleration signal determines the speed and the path traveled by the acceleration signal generator. Depending on this path, a threshold value for the relevant speed value is determined and a vehicle restraint system is triggered when the threshold value is exceeded. This method is especially suitable for controlling side-crash protection systems where a fire / no-fire decision must be made within a short time. The crash type and / or the expected crash course can not be determined from this. The associated time-staggered triggering of various restraint and passive safety systems is at the DE 195 35 633 A1 therefore not readily possible.

An Hand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Sie zeigt inAt Hand of the drawing, the invention is further explained. She points in

1 den Verlauf der Geschwindigkeitsänderung eines Fahrzeugs bei einem Frontalcrash gegen eine starre Wand mit zwei unterschiedlichen Aufprallgeschwindigkeiten und in 1 the course of the change in speed of a vehicle in a frontal crash against a rigid wall with two different impact velocities and in

2 eine Gegenüberstellung der bei der erfindungsgemäß durchgeführten Untersuchung für verschiedene Crasharten gewonnenen Ergebnisse. 2 a comparison of the results obtained in the investigation carried out according to the invention for different types of crashes.

In 1 ist rechts (a) der Verlauf der Geschwindigkeitsänderung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Grenzwerts dieser Geschwindigkeitsänderung für einen Frontalcrash bei 100% Überdeckung gegen eine starre Wand mit einer Ausgangsgeschwindigkeit von 50 km/h und links (b) derselbe Crashtyp für eine Ausgangsgeschwindigkeit von 27 km/h dargestellt. Die Geschwindigkeitsänderung wird durch zeitliche Integration bzw. Werte-Addition der von einem Beschleunigungssensor gelieferten Ausgangssignale (nicht dargestellt) bestimmt.In 1 is on the right (a) the course of the speed change until reaching a predetermined limit of this speed change for a frontal crash at 100% coverage against a rigid wall with a starting speed of 50 km / h and left (b) the same crash type for a starting speed of 27 km / h. The speed change is determined by time integration or value addition of the output signals (not shown) supplied by an acceleration sensor.

Dieses für eine in Fahrzeuglängsrichtung wirkende Beschleunigung repräsentatives Beschleunigungssignal wird beispielsweise von einem auf Beschleunigungen in Längsrichtung ansprechenden und an einem Fahrzeugquerträger befestigten Beschleunigungssensor (nicht dargestellt) ermittelt.This for one acting in the vehicle longitudinal direction Acceleration representative Acceleration signal, for example, from one to accelerations longitudinal responsive and attached to a vehicle crossmember accelerometer (not shown) determined.

Das aus dem Beschleunigungssignal gebildete Integral dl2 ist in seinem zeitlichen Verlauf dargestellt.The from the acceleration signal formed integral dl2 is in his time course shown.

Wesentlich im Rahmen der Erfindung ist ferner, dass aus der Geschwindigkeitsänderung durch zeitliche Integration ein weiteres Integral gebildet wird, das eine Aussage über den Verlauf des während des Crashs vom Sensor zurückgelegten Wegs liefert und das durch ein für die Integration maßgebliches Zeitfenster bestimmt ist. Der Anfang des Integrals ist bestimmt durch den Beginn CP des Crashs, das Ende der Integrationszeit durch das Erreichen eines vorgegebenen Grenzwerts ThSI2 dieser Geschwindigkeitsänderung.Essential in the context of the invention is further that from the speed change by temporal integration a further integral is formed, that's a statement about the course of during of the crash traveled by the sensor Wegs delivers and that by a for the integration decisive Time window is determined. The beginning of the integral is determined through the beginning CP of the crash, the end of the integration time through the achievement of a predetermined limit value ThSI2 of this speed change.

Diese Integrale sind in 2 dargestellt und mit a) und b) zusammen mit weiteren Integralen c) und d) dargestellt. Zur Verdeutlichung sind die Integrale bei ihrem Maximalwert eingefroren.These integrals are in 2 represented and represented by a) and b) together with further integrals c) and d). For clarity, the integrals are frozen at their maximum value.

Das Integral a) entspricht dem in 1a gezeigten Frontalcrash mit 50 km/h, das Integral b) dem Frontalcrash von 1b) mit 27 km/h. Die Integrale c) und d) sind analog zu den Integralen a) und b) gebildet. Allerdings handelt es sich dabei um Crashs mit 40 und 64 km/h mit einem Offset von jeweils 40% gegen eine nachgiebige Barriere, ein sog. ODB-Crash.The integral a) corresponds to the one in 1a shown frontal crash with 50 km / h, the integral b) the frontal crash of 1b ) with 27 km / h. The integrals c) and d) are formed analogously to the integrals a) and b). However, these are crashes at 40 and 64 km / h with an offset of 40% each against a yielding barrier, a so-called ODB crash.

Folgende Eigenschaften des Crashs lassen sich den Integralen eindeutig zuordnen: Der Anstieg ist bei hoher Anfangsgeschwindigkeit und einem starren Hindernis am größten (entspricht der größten Geschwindigkeitsänderung), bei ODB und hoher Geschwindigkeit am kleinsten (das Hindernis wird „weit" weggeschoben).The following Properties of the crash can be clearly assigned to the integrals: The increase is at high initial speed and a rigid one Obstacle is greatest (corresponds the biggest speed change), smallest at ODB and high speed (the obstacle is pushed "far").

Das Integral ist umso kleiner/größer, je schneller/langsamer der Crash abläuft.The Integral is smaller / larger, the faster / slower the crash takes place.

Durch Vergleich des entsprechend 2 für einen tatsächlichen Crash in der erfindungsgemäßen Weise gebildeten Integrals mit den in 2 gezeigten bzw. weiteren entsprechend gebildeten Normintegralen lässt sich der Crashtyp rechtzeitig vor den jeweils erforderlichen Auslösezeitpunkten für die nicht gezeigten Sicherheitseinrichtungen erkennen.By comparison of the corresponding 2 for an actual crash in the manner according to the invention formed integrals with the in 2 shown or further correspondingly formed standard integrals, the crash type can be seen in good time before the respective required triggering times for the safety devices, not shown.

Durch die Erfindung wird es auch möglich, andere wesentliche Aussagen über einen Crash zuverlässig zu gewinnen. Dazu gehört auch die Bestimmung des Zeitpunkts, bei dem der Crash beginnt, der voraussichtliche Crashverlauf sowie die Crashart. Der Zeitpunkt ist durch den Zeitpunkt bestimmt, an dem das Integral einen ersten Schwellwert ThSI1 übersteigt.By The invention also makes it possible to others essential statements about a crash reliable to win. This includes also the determination of the time at which the crash begins, the expected Crash course as well as the crash type. The timing is by the time determines where the integral exceeds a first threshold ThSI1.

Somit ergibt sich insgesamt ein Verfahren, das schnell, zuverlässig und rechtzeitig vor dem Aktivieren von passiven Sicherheitseinrichtungen die hierfür erforderlichen Informationen liefert.Consequently Overall, this results in a process that is fast, reliable and in good time before activating passive safety devices the one for this provides required information.

Claims (2)

Verfahren zum Untersuchen einer für das Auslösen einer passiven Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug maßgeblichen Fahrzeugbeschleunigung, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die untersuchte Fahrzeug-Bewegungsrichtung repräsentatives Beschleunigungssignal ermittelt wird, dass während eines durch zwei vorgegebene Beschleunigungswerte (ThS11 und ThS12) bestimmten Zeitfensters das zeitliche Integral der Geschwindigkeitsänderung gebildet wird, dass das Integral dem während des Crashs vom Beschleunigungssignal-Geber zurückgelegten Weges entspricht, und dass aus dem Anstiegsverlauf dieses Weges eine für den Crashtyp und/oder den voraussichtlichen Crashverlauf repräsentative Aussage abgeleitet wird.Method for examining a vehicle acceleration relevant for the triggering of a passive safety device in a vehicle, characterized in that an acceleration signal representative of the examined vehicle movement direction is determined that during a time window determined by two predefined acceleration values (ThS11 and ThS12) the time integral of Speed change is formed, that the integral corresponds to the distance traveled during the crash by the acceleration signal generator way, and that from the slope of this path, a statement representative of the crash type and / or the expected crash course statement is derived. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die repräsentative Aussage zusätzlich aus dem währenddessen auftretenden Maximum des zurückgelegten Weges abgeleitet wird.Method according to claim 1, characterized in that that the representative Statement in addition in the meantime occurring maximum of the traveled Way is derived.
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