DE102004006196A1

DE102004006196A1 - Protection system for road user like pedestrians has vehicle-linked protection devices for detecting the geometrical parameters of road users

Info

Publication number: DE102004006196A1
Application number: DE200410006196
Authority: DE
Inventors: Frank Mack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-08-25
Also published as: WO2005077720A1

Abstract

First (2) and second (3) sensor devices linked to a control device (4) and to a motor vehicle detect geometrical parameters of road users like pedestrians. Impact devices (4) calculate a road user's/pedestrian's time and point of impact with the vehicle in the event of a collision. The sensor devices include impact sensors. An independent claim is also included for a method for protecting road users with vehicle-linked protection devices for detecting the geometrical parameters of road users.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzsystem für Verkehrsteilnehmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Schutzsysteme für Fahrzeuginsassen, wie insbesondere Gurtstraffer und Airbags, sind heute Serienstandard und werden praktisch für alle Fahrzeugklassen angeboten. Sie bieten einen optimalen Schutz für Fahrzeuginsassen und haben wesentlich dazu beigetragen, dass die Zahl der Unfallopfer zurückgegangen ist. Für einen verbesserten Schutz der schwächsten Verkehrsteilnehmer, der Fußgänger, wurde bisher vergleichsweise wenig erreicht. Es sind daher bereits gesetzgeberische Aktivitäten ins Auge gefasst, die eine Verbesserung der Schutzmöglichkeiten für Fußgänger durch gesetzliche Vorschriften zum Ziel haben. Zusätzlich haben sich die Fahrzeughersteller freiwillig verpflichtet, den Fußgängerschutz durch eine bessere Konstruktion der Fahrzeuge zu verbessern. So soll eine Verbesserung beispielsweise durch an Fußgänger angepasste Sensoren und Aktoren erreicht werden. Im Bereich der Sensoren sind vorwiegend Kontaktsensoren vorgesehen, die in der Stossstange angeordnet sind. Diese Kontaktsensoren, die sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Stossstange erstrecken, basieren auf einer Kraftmessung oder einer Verformung. Beispiele für solche Kraftsensoren sind Piezofolien, Dehnmessstreifen, Lichtsensoren oder Sensoren aus einem Kompositwerkstoff. Bei Verformungssensoren werden ebenfalls Lichtleiter oder einfache Kontaktschalter eingesetzt. Im Weiteren besteht die Möglichkeit, direkt an der sog. Crash-Box, verschiedene, die Beschleunigung oder Kräfte messende Sensoren anzubringen.The The invention relates to a protection system for road users after The preamble of claim 1. Protection systems for vehicle occupants, in particular Belt tensioners and airbags are standard today and become practical for all Vehicle classes offered. They offer optimal protection for vehicle occupants and have significantly contributed to the number of accident victims declined is. For improved protection of the weakest road users, the pedestrian, became so far comparatively little achieved. It is therefore already legislative activities envisaged an improvement of the protection possibilities for pedestrians statutory provisions. In addition, the vehicle manufacturers have voluntarily committed to pedestrian protection by to improve a better construction of the vehicles. So should one Improvement, for example, by sensors and actuators adapted to pedestrians be achieved. In the field of sensors are mainly contact sensors provided, which are arranged in the bumper. These contact sensors, preferably over extend the entire width of the bumper, are based on a Force measurement or deformation. Examples of such force sensors are Piezo films, strain gauges, light sensors or sensors from one Composite. Deformation sensors also become light guides or simple contact switch used. Furthermore, there is the Possibility, directly at the so-called crash box, different, the acceleration or personnel to install measuring sensors.

Im Weiteren sind auch vorausschauende Sensoren, sogenannte Precrashsensoren, eingeplant, wie z.B. Video- oder Radarsensoren, die einen Fußgänger über eine Bildauswertung oder anhand der reflektieren Signale erkennen sollen.in the Further are also forward-looking sensors, so-called precrash sensors, scheduled, such as Video or radar sensors that move a pedestrian across a Image evaluation or based on the reflected signals to recognize.

Als Schutzmittel für den Fußgänger können im Wesentlichen Airbagsysteme in den Rahmen der Windschutzscheibe bzw. in den Motorraum des Fahrzeugs integriert werden. Oder aber die Motorhaube des Fahrzeugs kann angehoben werden, um den Aufprall eines Fußgängers abzumildern. Ein Nachteil der bisher vorgeschlagenen Konzepte ist, dass keine Vorhersage über den Auftreffzeitpunkt und die Auftreffstelle besonders gefährdeter Körperteile des Fußgängers, insbesondere des Kopfes, auf die Motorhaube oder die Windschutzscheibe des Fahrzeugs gemacht werden kann.When Protective agent for the pedestrian can walk in Essential airbag systems in the frame of the windshield or be integrated into the engine compartment of the vehicle. Or the Bonnet of the vehicle can be raised to the impact to mitigate a pedestrian. A disadvantage of the concepts proposed so far is that no prediction about the Time of impact and the point of impact of the most vulnerable Body Parts of the pedestrian, in particular of the head, on the bonnet or the windshield of the vehicle can be made.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ein Schutzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht es insbesondere, die Auslösung der Schutzmittel für den Fußgänger zu verbessern, indem die Zeit und/oder der Ort des Kopfaufpralls vorhergesagt werden. Wenn die ungefähre Aufprallzeit und der eventuelle Aufprallort hinreichend genau bekannt wären, können ggf. vorhandene Schutzmittel wesentlich wirksamer eingesetzt werden. Insbesondere kann auch die Schutzwirkung an Fußgänger unterschiedlicher Größe besser angepasst werden, da vorhandene Schutzmittel für erwachsene Personen und Kinder in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden. Da es sich bei den allermeisten schweren Verletzungen der Fußgänger um Kopfverletzungen handelt, kann durch eine optimierte Auslösung der Schutzmittel in vielen Fällen eine schwere Verletzung vermieden werden. Die Erfindung geht dabei also von der Erkenntnis aus, dass neben anderen Parametern, die Größe eines Fußgängers von besonderer Bedeutung für den Einsatz der Schutzmittel ist. Mittels einer vorausschauenden Sensorik wird daher die Größe eines gefährdeten Fußgängers erfasst. Aus diesem erfassten Größenwert werden dann Aufprallzeitpunkt und Aufprallort ermittelt. Mit Hilfe der so ermittelten Werte für Aufprallzeitpunkt und Aufprallort werden dann die Schutzmittel für den gefährdeten Fußgänger optimal gesteuert.One Protection system with the features of claim 1 makes it possible in particular, the triggering the protective agent for the pedestrian too Improve by predicting the time and / or location of the head impact become. When the approximate impact time and the eventual location of impact would be known with sufficient accuracy, existing protective agents are used much more effectively. In particular, the protective effect on pedestrians of different sizes can be better be adapted, since existing protection means for adults and children be used in different ways. Since it is at the most serious injuries pedestrian involves head injuries, can by optimized triggering the protective agent in many cases a serious injury can be avoided. The invention goes thereby So from the knowledge that, among other parameters, the Size of one Pedestrian of of special importance for the use of the protective agent is. By means of a forward-looking sensor is therefore the size of a endangered pedestrian. From this recorded size value then the impact time and impact location are determined. With help the values thus determined for Impact time and place of impact then become the means of protection for the endangered Pedestrian optimally controlled.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. there shows

1 ein Blockdiagramm eines Schutzsystems 1 a block diagram of a protection system

2 ein Fahrzeug und einen Fußgänger mit Erläuterung wichtiger geometrischer Größen 2 a vehicle and a pedestrian with explanation of important geometrical sizes

3 ein vereinfachtes Modell für die Vorhersage des Aufprallzeitpunkts des Kopfs eines Verkehrsteilnehmers 3 a simplified model for the prediction of the impact time of the head of a road user

4 ein vereinfachtes Modell für die Vorhersage des Aufpralls auf der Windschutzscheibe 4 a simplified model for predicting windshield impact

5 ein Ablaufdiagramm 5 a flowchart

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Schutzsystems 1. Das Schutzsystem umfasst ein Steuergerät 4. Eingangsseitig sind mit dem Steuergerät 4 Sensormittel 2, 3 verbunden. Als Sensormittel 2, 3 können vorausschauende Sensoren und Aufprallsensoren vorgesehen sein. Ausgangsseitig sind mit dem Steuergerät 4 Schutzmittel 5, 6 für Verkehrsteilnehmer verbunden. Die Sensormittel 2, 3 erfassen geometrische Parameter von Verkehrsteilnehmern, sowie Kontakte zwischen dem Fahrzeug und einem Verkehrsteilnehmer. Das Steuergerät 4 wertet die Signale der Sensormittel 2, 3 aus und steuert in Abhängigkeit von dieser Auswertung, bei Vorliegen eines Kollisionsrisikos, die Schutzmittel 5, 6 für die Verkehrsteilnehmer. 1 shows a block diagram of a protection system 1 , The protection system comprises a control unit 4 , Entrance side are with the tax device 4 sensor means 2 . 3 connected. As sensor means 2 . 3 Foresighted sensors and impact sensors may be provided. On the output side are with the control unit 4 preservative 5 . 6 connected to road users. The sensor means 2 . 3 capture geometric parameters of road users, as well as contacts between the vehicle and a road user. The control unit 4 evaluates the signals of the sensor means 2 . 3 Depending on this evaluation, and in the event of a collision risk, the protective means are controlled 5 . 6 for the road users.

2 zeigt, in schematischer Darstellung, ein Fahrzeug 8 und einen Verkehrsteilnehmer, nämlich einen Fußgänger 7, in einer typischen Kollisionssituation. Das Fahrzeug 8 umfasst neben den hier nicht sichtbar dargestellten Sensormitteln 2, 3 eine Motorhaube 8.1, eine Windschutzscheibe 8.2, eine Stoßstange 9, sowie Schutzmittel 5, 6 für Verkehrsteilnehmer, die hier ebenfalls lediglich schematisch, als entfalteter Airbag dargestellt sind. Wie aus den späteren Erläuterungen noch verständlich wird, kann auch die Motorhaube 8.1 des Fahrzeugs 8 als Schutzmittel eingesetzt werden. Der Fußgänger 7 ist durch geometrische Parameter, wie seine Körpergröße oder Höhe h und den Durchmesser d seines Kopfs 7.1 gekennzeichnet. Der Kopf 7.1 wird als ein besonders sensibler Körperteil des Fußgängers 7 betrachtet, der durch das Schutzsystem besonders geschützt werden soll. Mit LE ist der Kontaktpunkt zwischen dem Fußgänger 7 und dem Fahrzeug 8 im Kollisionsfall bezeichnet. Der Punkt LE hat einen Abstand LEH von der Straßenoberfläche und ist zugleich der Drehpunkt, um den sich der Fußgänger 7 nach der Kollision dreht. 2 shows, in schematic representation, a vehicle 8th and a road user, namely a pedestrian 7 in a typical collision situation. The vehicle 8th includes next to the sensor means not shown here 2 . 3 a hood 8.1 , a windshield 8.2 a bumper 9 , as well as protective agents 5 . 6 for road users, who are also shown here only schematically, as unfolded airbag. As will be understood later from the explanations, the bonnet can also be used 8.1 of the vehicle 8th be used as a protective agent. The pedestrian 7 is by geometric parameters, such as his body height or height h and the diameter d of his head 7.1 characterized. The head 7.1 is considered a particularly sensitive part of the pedestrian's body 7 considered to be specially protected by the protection system. With LE is the point of contact between the pedestrian 7 and the vehicle 8th in the event of a collision. The point LE has a distance LEH from the road surface and is at the same time the pivot around which the pedestrian 7 after the collision turns.

3 zeigt skizzenhaft ein vereinfachtes Modell für die Vorhersage des Aufpralls des Kopfs 7.1 eines Verkehrsteilnehmers. Bei dieser Modellvorstellung wird angenommen, dass eine Kollision zwischen einem Fahrzeug 8 (2) und einem Verkehrsteilnehmer, insbesondere einem Fußgänger 7 (2), stattgefunden hat. Von dem Fahrzeug ist nur die Motorhaube 8.1 dargestellt, die um einen Winkel β in Bezug auf eine horizontale Ebene E angestellt ist und eine Länge LMH hat. Der Erstkontakt bei der Kollision zwischen dem Fahrzeug 8 und dem Fußgänger 7 hat an dem Punkt LE in dem vorderen Bereich des Fahrzeugs 8 stattgefunden. Dieser Punkt LE ist gleichzeitig der Drehpunkt, um den sich der Körper des Fußgängers 7 unfallbedingt dreht. Der Mittelpunkt M des Kopfs 7.1 des Fußgängers 7 ist um die Strecke L = h – LEH – d/2 von dem Drehpunkt LE entfernt. Zum Zeitpunkt der Kollision schließen der noch aufrecht stehende Fußgänger 7 und die Motorhaube 8.1 des Fahrzeugs 8 einen Winkel α ein. In Bezug auf das Fahrzeug 8 hat der Fußgänger 7 eine Relativgeschwindigkeit v. Nach der Kollision bewegt sich der Kopf 7.1 des Fußgängers 7 mit der Winkelgeschwindigkeit ω auf die Motorhaube 8.1 zu. 3 sketchily shows a simplified model for the prediction of the impact of the head 7.1 a road user. In this model concept, it is assumed that a collision between a vehicle 8th ( 2 ) and a road user, in particular a pedestrian 7 ( 2 ), took place. From the vehicle is only the hood 8.1 represented by an angle β with respect to a horizontal plane E and has a length LMH. The first contact in the collision between the vehicle 8th and the pedestrian 7 has at the point LE in the front area of the vehicle 8th occurred. This point LE is at the same time the fulcrum around which the body of the pedestrian 7 accidentally turns. The center M of the head 7.1 of the pedestrian 7 is removed by the distance L = h - LEH - d / 2 from the fulcrum LE. At the time of the collision, the still upright pedestrian is closing 7 and the hood 8.1 of the vehicle 8th an angle α. In terms of the vehicle 8th has the pedestrian 7 a relative velocity v. After the collision, the head moves 7.1 of the pedestrian 7 with the angular velocity ω on the bonnet 8.1 to.

Falls, wie in 4 dargestellt ist, die Strecke L größer ist als die Länge LMH der Motorhaube 8.1, so wird der Kopf 7.1 des Fußgängers 7 die Windschutzscheibe 8.2 des Fahrzeugs 8 treffen und nicht auf die Motorhaube 8.1 des Fahrzeugs 8 aufschlagen. Der voraussichtliche Aufprallort des Kopfs 7.1 auf der Windschutzscheibe 8.2 ist dabei um die Strecke L von dem Drehpunkt LE entfernt.If, as in 4 is shown, the distance L is greater than the length LMH of the hood 8.1 That's how the head gets 7.1 of the pedestrian 7 the windshield 8.2 of the vehicle 8th meet and not on the hood 8.1 of the vehicle 8th crack open. The expected impact location of the head 7.1 on the windshield 8.2 is thereby removed by the distance L from the fulcrum LE.

Die Funktionsweise des Schutzsystems und das Verfahren für den Schutz von Verkehrsteilnehmern werden nun im Folgenden anhand des in 5 schematisch dargestellten Ablaufdiagramms beschrieben. Das Verfahren lässt sich in vier Schritte 51 bis 54 gliedern.The operation of the protection system and the procedure for the protection of road users will now be described below on the basis of the 5 schematically illustrated flowchart. The procedure can be divided into four steps 51 to 54 divided.

In einem ersten Schritt 51 werden mittels einer vorrausschauenden Sensorik 5, 6 geometrische Parameter, wie insbesondere die Körpergröße des Fußgängers 7 bestimmt. Besonders vorteilhaft wird die Körpergröße des Fußgängers 7 mittels einer Stereokamera erfasst. Es können aber auch andere vorrausschauende Sensoren wie Laserscanner, Lidar-, Radar-, Ultraschall- oder Infrarotsensoren verwendet werden, um die Körpergröße des Fußgängers 7 zu bestimmen. Außerdem wird mit Hilfe der vorrausschauenden Sensorik 5, 6 die Relativgeschwindigkeit v des Fußgängers 7 in Bezug auf das Fahrzeug 8 bestimmt. Falls diese Bestimmung der Relativgeschwindigkeit v des Fußgängers 7 mit dem zum Einsatz kommenden Sensor 5, 6 nur relativ ungenau möglich ist, kann ersatzweise auch die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs 8 verwendet werden, da sich Fußgänger in der Regel deutlich langsamer als etwa 20km/h bewegen und gerade Unfälle mit einer Fahrgeschwindigkeit deutlich über 20km/h zu ernsten Verletzungen der Fußgänger führen.In a first step 51 be by means of a forward-looking sensor 5 . 6 geometric parameters, in particular the body size of the pedestrian 7 certainly. Particularly advantageous is the height of the pedestrian 7 detected by a stereo camera. However, other predictive sensors such as laser scanners, lidar, radar, ultrasound, or infrared sensors can be used to determine the size of the pedestrian 7 to determine. In addition, with the help of forward-looking sensors 5 . 6 the relative speed v of the pedestrian 7 in relation to the vehicle 8th certainly. If this determination of the relative speed v of the pedestrian 7 with the sensor used 5 . 6 only relatively inaccurate possible, can alternatively also the airspeed of the vehicle 8th be used as pedestrians are usually much slower than about 20km / h and just cause accidents with a speed well above 20km / h to serious injuries to pedestrians.

In einem zweiten Schritt 52 wird nun beobachtet, ob es zu einer Kollision zwischen dem Fußgänger 7 und dem Fahrzeug 8 kommt, ob also beispielsweise ein starker Aufprall des Fußgängers 7 auf die Vorderfront des Fahrzeugs 8 stattfindet. Dies kann mit Hilfe des vorrausschauenden Sensors und/oder mit den in dem Fahrzeug 8 angeordneten Kontaktsensoren erkannt werden. Bei manchen Kontaktsensoren kann vorteilhaft aus dem Signalverlauf auch die Relativgeschwindigkeit bestimmt werden.In a second step 52 It is now observed whether there is a collision between the pedestrian 7 and the vehicle 8th comes, so if for example a strong impact of the pedestrian 7 on the front of the vehicle 8th takes place. This can be done with the help of the forward looking sensor and / or in the vehicle 8th arranged contact sensors are detected. In some contact sensors can advantageously be determined from the waveform and the relative speed.

In einem dritten Verfahrensschritt 53 werden mit Hilfe der gemessenen Körpergröße des Fußgängers 7, der Relativgeschwindigkeit v zwischen dem Fußgänger 7 und dem Fahrzeug 8 und weiteren bekannten Fahrzeugkenndaten die Zeit und der Ort des drohenden Aufpralls berechnet. Es wird also beispielsweise ermittelt, wann und an welcher Stelle des Fahrzeugs 8 mit einem Aufprall des Kopfs 7.1 des Fußgängers 7 auf das Fahrzeug 8 zu rechnen ist. Dies wird anhand eines einfachen Modells unter Bezug auf 4 erläutert.In a third process step 53 be using the measured height of the pedestrian 7 , the relative velocity v between the pedestrian 7 and the vehicle 8th and other known vehicle characteristics calculated the time and place of impending impact. It is thus determined, for example, when and at which point of the vehicle 8th with a collision of the head 7.1 of the pedestrian 7 on the vehicle 8th is to be expected. This is based on a simple model with reference to 4 explained.

In diesem Modell (4) wird angenommen, dass der Fußgänger 7 mit seinen Beinen oder mit seiner Hüfte an dem obersten Punkt LE der Vorderfront (LE: Leading edge) des Fahrzeugs 8 anstößt, und dass der obere Teil des Körpers des Fußgängers 7, insbesondere also auch sein Kopf 7.1, eine Drehbewegung um diesen Punkt LE ausführt. Der Punkt LE befindet sich dabei in der Höhe LEH (Leading edge height) über der Oberfläche der Straße.In this model ( 4 ) it is assumed that the pedestrian 7 with his legs or with his hip at the top LE point of the front (LE: Leading edge) of the vehicle 8th abuts, and that the upper part of the body of the pedestrian 7 especially his head 7.1 , performs a rotation about this point LE. The point LE is located at the height LEH (leading edge height) above the surface of the road.

Die Strecke L (3) ist die Strecke zwischen dem Punkt LE und dem Mittelpunkt des Kopfs 7.1 des Fußgängers 7. Wenn diese Strecke L kürzer als die Länge LMH der Motorhaube 8.1 des Fahrzeugs 8 ist, so wird der Kopf 7.1 nach dem Modell auf die Motorhaube 8.2 und nicht auf die Windschutzscheibe 8.1 des Fahrzeugs 8 aufprallen. Und zwar an dem Ort auf der Motorhaube 8.2, der um diese Strecke von LE entfernt ist, mit derselben y-Koordinate (DIN 70000) wie der Aufprallort auf der Stoßstange. Wenn man mit Hilfe der vorausschauenden und/oder der Kontaktsensoren den Ort des Zusammenstoßes in y-Richtung bestimmen kann, so kann der Aufprallort auf der Motorhaube 8.2 und/oder der Windschutzscheibe 8.1 ebenfalls in y-Richtung bestimmt werden.The route L ( 3 ) is the distance between the point LE and the center of the head 7.1 of the pedestrian 7 , If this distance L shorter than the length LMH the hood 8.1 of the vehicle 8th is, so is the head 7.1 according to the model on the hood 8.2 and not on the windshield 8.1 of the vehicle 8th Bounce. And in the place on the hood 8.2 , which is about this distance from LE, with the same y-coordinate (DIN 70000) as the impact location on the bumper. If the location of the collision in the y-direction can be determined with the aid of the prospective and / or contact sensors, the impact location on the hood can be determined 8.2 and / or the windshield 8.1 also be determined in the y direction.

Der Kopf 7.1 des Fußgängers 7 trifft nach Überwindung des Winkels α auf die Motorhaube 8.2 des Fahrzeugs 8 auf . Der Winkel α ist der Winkel zwischen der Motorhaube 8.2 und der Vertikalen und beträgt somit α = 90°– β, wobei β der Anstellungswinkel der Motorhaube 8.2 ist. Kennt man nun die Relativgeschwindigkeit v des Fußgängers 7 in Bezug auf das Fahrzeug 8 und die Länge der Strecke L zwischen dem Punkt LE und dem Kopf 7.1 des Fußgängers 7, so kann daraus die Winkelgeschwindigkeit ω und mit dieser der Aufprallzeitpunkt t2 nach folgenden Beziehungen berechnet werden: α = 90° – β = ωt (1) ω = ν/L (2) L = h – LEH – d/2 (3) L = 0,95h – LEH (4) The head 7.1 of the pedestrian 7 meets after overcoming the angle α on the hood 8.2 of the vehicle 8th on . The angle α is the angle between the hood 8.2 and the vertical and thus α = 90 ° - β, where β is the angle of attack of the hood 8.2 is. Now one knows the relative speed v of the pedestrian 7 in relation to the vehicle 8th and the length of the route L between the point LE and the head 7.1 of the pedestrian 7 , from this the angular velocity ω and with this the impact time t2 can be calculated according to the following relationships: α = 90 ° - β = ωt (1) ω = ν / L (2) L = h - LEH - d / 2 (3) L = 0.95h - LEH (4)

Und somit gilt für den Aufprallzeitpunkt t2: t2 = α(0,95h – LEH)/ν (5) And thus applies to the impact time t2: t2 = α (0.95h - LEH) / ν (5)

Dabei wurde angenommen, dass der Durchmesser d des Kopfs 7.1 des Fußgängers 7 einem Wert von ungefähr 10% der Körpergröße des Fußgängers 7 entspricht. Falls mit Hilfe des vorrausschauenden Sensors auch der Kopfdurchmesser d des Fußgängers 7 ermittelt werden kann, so kann alternativ die folgende Beziehung für die Berechnung des Aufprallzeitpunkts verwendet werden: t2 = α(h – LEH – d/2)/2 (6) It was assumed that the diameter d of the head 7.1 of the pedestrian 7 a value of about 10% of the pedestrian's height 7 equivalent. If with the help of the forward-looking sensor and the head diameter d of the pedestrian 7 Alternatively, the following relationship can be used to calculate the impact time: t2 = α (h - LEH - d / 2) / 2 (6)

Die Höhe LEH des Punkts LE und der Anstellungswinkel β der Motorhaube 8.2 sind Kenndaten des Fahrzeugs 8 und somit bekannt. Die Relativgeschwindigkeit v des Fußgängers 7 in Bezug auf das Fahrzeug 8 kann mit Hilfe der vorrauschschauenden Sensorik bestimmt werden. Im Folgenden wird diese Modellvorstellung an einem konkreten Zahlenbeispiel verifiziert. Mit den Werten
h = 1,80m, LEH = 0,8m, d = 0,2m, β = 15°, v = 40km/h = 11, 1 m/s, α = 75° ergibt sich aus den Beziehungen: ω = 1,31t (7) t2 = 1,31 – (1,8 – 0,8 – 0,1)m/11,1m/s = 0,106s = 106ms (8) The height LEH of the point LE and the angle of employment β of the hood 8.2 are characteristics of the vehicle 8th and thus known. The relative speed v of the pedestrian 7 in relation to the vehicle 8th can be determined with the help of the anticipatory sensor technology. In the following, this model concept is verified by a concrete numerical example. With the values
h = 1.80m, LEH = 0.8m, d = 0.2m, β = 15 °, v = 40km / h = 11, 1m / s, α = 75 ° is given by the relationships: ω = 1.31t (7) t2 = 1.31 - (1.8 - 0.8 - 0.1) m / 11.1m / s = 0.106s = 106ms (8)

Dieser Wert, wie auch andere Zahlenbeispiele, stimmen gut mit Werten aus der Literatur überein, die experimentell mit Dummies oder mit komplizierten Mehrkörpersimulationen erzielt wurden.This Value, like other numerical examples, works well with values the literature agree that experimentally with dummies or complicated multi-body simulations were achieved.

Wenn die Strecke L größer als die Länge LM der Motorhaube 8.2 ist, so wird der Kopf 7.1 die Windschutzscheibe 8.1 und nicht die Motorhaube 8.2 treffen. Und zwar an dem Punkt der Windschutzscheibe 8.1, der gerade um die Länge L von dem Punkt LEH entfernt ist, mit derselben y-Koordinate (DIN 70000) wie der Aufprallort auf der Stoßstange 9. Zur Berechnung des Aufprallzeitpunktes muss einfach anstelle des Winkels α der Winkel γ zwischen dem Aufprallpunkt auf der Windschutzscheibe 8.1 und dem Punkt LE verwendet werden (siehe hierzu 4). Der Aufprallzeitpunkt kann unter Zuhilfenahme des Winkels γ leicht berechnet werden. Dies ergibt: t2 = γ(0.95h–LEH)/ν/v (9). If the distance L is greater than the length LM of the hood 8.2 is, so is the head 7.1 the windshield 8.1 and not the hood 8.2 to meet. And at the point of the windshield 8.1 which is just removed by the length L from the point LEH, with the same y-coordinate (DIN 70000) as the impact on the bumper 9 , To calculate the impact time, instead of the angle α, the angle γ between the point of impact on the windshield 8.1 and the point LE are used (see 4 ). The impact time can be easily calculated with the aid of the angle γ. This results in: t2 = γ (0.95h-LEH) / v / v (9).

Der Winkel γ kann mit Kenntnis des Winkels δ der Windschutzscheibe nach einfachen geometrischen Beziehungen berechnet werden.Of the Angle γ can with knowledge of the angle δ of Windshield calculated according to simple geometric relationships become.

Dazu müssen die bekannten Werte in die Gleichung

eingesetzt und diese dann nach γ aufgelöst werden.This requires the known values in the equation

and then these are resolved to γ.

Alternativ zu dem beschriebenen Modell können andere, auch kompliziertere, Modelle verwendet werden. Jedoch werden in der Praxis nur vergleichsweise einfache Modelle in Echtzeit für eine Auslöseentscheidung von Schutzmitteln 5, 6 benutzt werden können. Die Abbildung von Körpergröße und Relativgeschwindigkeit auf den Aufprallzeitpunkt und -ort des Kopfes 7.1 kann auch mit Hilfe einer Look-Up-Tabelle geschehen, die z.B. experimentell (mit Dummies) oder durch Simulationen ermittelte Werte enthält.As an alternative to the described model, other, even more complicated, models can be used. However, in practice, only comparatively simple models in real time for a trigger decision of protection means 5 . 6 used can be. The image of body size and relative speed on the impact time and place of the head 7.1 can also be done with the help of a look-up table, which contains eg experimentally (with dummies) or by simulations determined values.

In einem vierten Schritt 54 werden dann Schutzmittel 5, 6 eingesetzt. Hat man nun den Aufprallzeitpunkt und den Aufprallort des Kopfs 7.1 auf die Motorhaube 8.1 bzw. die Windschutzscheibe 8.2 abgeschätzt, so können jetzt die Schutzmittel 5, 6 optimal an diese Situation angepasst werden. Z.B. können bei einem bevorstehenden Aufprall auf die Windschutzscheibe 8.2 des Fahrzeugs 8 im richtigen Zeitpunkt Airbags als Schutzmittel gezündet werden, um den Kopf 7.1 des Fußgängers 7 zu schützen. Weiterhin kann bei einem bevorstehenden Aufprall auf die Motorhaube 8.1 des Fahrzeugs 8 die Motorhaube 8.1 zum genau richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle angehoben werden, um dem aufprallenden Fußgänger 7 einen optimalen Schutz zu bieten. Dabei kann es eventuell vorteilhaft sein, wenn die Motorhaube 8.1 bei dem Kontakt mit dem aufprallenden Kopf 7.1 des Fußgängers 7 noch eine Restgeschwindigkeit aufweist, so dass ihre Rückhaltewirkung auf den Fußgänger 7 größer ist. Wenn nur noch eine vergleichsweise kurze Zeit bis zu dem Aufprall des Kopfs 7.1 zur Verfügung steht, was beispielsweise bei einem Kind der Fall ist, kann weiterhin eine schnelle Anhebung der Motorhaube 8.1 mit kurzem Hebeweg einer längeren Anhebung mit größerem Hebeweg vorgezogen werden. So können der zeitliche Verlauf und der maximale Hebeweg der Motorhaube 8.1 optimal gewählt werden.In a fourth step 54 become protective agents 5 . 6 used. Now you have the impact time and the impact of the head 7.1 on the hood 8.1 or the windshield 8.2 estimated, so can now the means of protection 5 . 6 be optimally adapted to this situation. For example, in the event of an impending impact on the windshield 8.2 of the vehicle 8th At the right time airbags are detonated as a means of protection to the head 7.1 of the pedestrian 7 to protect. Furthermore, in the event of an impending impact on the bonnet 8.1 of the vehicle 8th the hood 8.1 be raised in the right place at exactly the right moment to the bouncing pedestrian 7 to provide optimal protection. It may possibly be advantageous if the hood 8.1 at the contact with the bouncing head 7.1 of the pedestrian 7 still has a residual speed, so that their retention effect on the pedestrian 7 is larger. If only a comparatively short time to the impact of the head 7.1 is available, which is the case with a child, for example, can continue to raise the hood quickly 8.1 be pulled forward with a short lift with a longer lift with a larger lifting distance. So can the time course and the maximum lifting distance of the hood 8.1 be chosen optimally.

Alternativ zu dem beschriebenen Verfahren besteht auch die Möglichkeit, in dem ersten Verfahrensschritt 51 schon abzuschätzen, wie lange es dauern würde, bis der Kopf 7.1 die Motorhaube 8.1 oder die Windschutzscheibe 8.2 treffen werde, wenn der Fußgänger 7 von der Stoßstange 9 des Fahrzeugs 8 getroffen würde. Diese Information kann dann dazu benutzt werden, um den zweiten Verfahrensschritt 52 zu optimieren, da man weiß, wie viel Zeit für eine Auslöseentscheidung zur Verfügung steht. Als konkretes Beispiel werde eine Motorhaube 8.1 angenommen, die etwa 50 ms benötigt, um vollständig in ihre Schutzlage aufgestellt zu werden. Wenn man aus der Abschätzung des Aufprallzeitpunkts nun weiß, dass es etwa 60 ms dauert, bis der Kopf 7.1 des Fußgängers 7 aufprallen würde, so muss innerhalb von 10 ms eine Auslöseentscheidung aufgrund der Informationen des Kontakts mit der Stoßstange 9 getroffen werden. Wenn man allerdings berechnet hat, dass der Kopf 7.1 erst nach etwa 90ms auf die Motorhaube 8.1 aufprallt, so muss eine Entscheidung erst nach etwa 40ms getroffen werden. Da hier ein längerer Zeitraum für die Gewinnung von Informationen zur Verfügung steht, kann ggf. eine zuverlässigere Auslöseentscheidung herbeigeführt werden.As an alternative to the method described, it is also possible in the first method step 51 already estimate how long it would take to get the head up 7.1 the hood 8.1 or the windshield 8.2 I'll meet if the pedestrian 7 from the bumper 9 of the vehicle 8th would hit. This information can then be used to the second step 52 because you know how much time is available for a triggering decision. As a concrete example, a bonnet 8.1 assumed that takes about 50 ms to be fully placed in its protective position. Now if you know from the impact time estimate that it takes about 60 ms to get the head 7.1 of the pedestrian 7 it would have to make a deployment decision within 10 ms based on the contact information with the bumper 9 to be hit. However, if you have calculated that the head 7.1 only after about 90ms on the hood 8.1 bouncing, so a decision must be made after about 40ms. Since a longer period of time is available here for obtaining information, a more reliable triggering decision can possibly be brought about.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger, als einem der schwächsten und am meisten schutzbedürftigen Verkehrsteilnehmer, angenommen. Vorstellbar ist die Anwendung der erfinderischen Lösung auch bei Kollisionen, an denen Fahrzeuge und Fahrer von Zweiradfahrzeugen, wie beispielsweise Fahrrad- und/oder Motorradfahrer, beteiligt sind.at The embodiment described above has been a collision between a vehicle and a pedestrian, as one of the weakest and most the most vulnerable Road users, accepted. It is conceivable to use the inventive solution even in collisions involving vehicles and drivers of two-wheeled vehicles, such as bicycle and / or motorcyclists involved.

Claims

Protection system ( 1 ) for road users comprehensive vehicle-based protection ( 5 . 6 ) for road users, vehicle-mounted sensor means ( 2 . 3 ) for the acquisition of geometric characteristics of road users, and means ( 4 ) for the calculation of impact time and place of impact of the road user on the vehicle in the event of a collision.

Protection system according to claim 1, characterized in that the sensor means ( 2 . 3 ) Impact sensors include.

Protection system according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor means ( 2 . 3 ) comprise prospective sensors.

Protection system according to one of the preceding claims, characterized in that the protective means ( 5 . 6 ) comprise outwardly effective airbags (so-called external airbags).

Protection system according to one of the preceding claims, characterized in that the protective means ( 5 . 6 ) a variable with respect to their position bonnet ( 8.1 ) of the vehicle ( 8th ).

Method for the protection of road users with vehicle-mounted protection means, characterized in that geometric parameters of the road user ( 7 ) that it is checked whether there is a risk of collision that, if a collision risk is detected, the potential collision point between the vehicle ( 8th ) and the road user ( 7 ) is determined from the geometric parameters of the road user ( 7 ) and operating parameters of the vehicle ( 8th ) Impact point and impact time of particularly sensitive parts of the body (head 7.1 ) of the road user ( 7 ), and that, depending on the impact point and the impact time, vehicle-mounted protection means ( 5 . 6 ) for the protection of the road user ( 7 ) to be activated.

A method according to claim 6, characterized in that at a threatening impact of a sensitive body part (head 7.1 ) of a road user ( 7 ) on the windscreen ( 8.2 ) of the vehicle ( 8th ) At least one of the impact-reducing airbag is deployed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the event of an impending impact of a sensitive body part (head 7.1 ) of a road user ( 7 ) on the hood ( 8.1 ) of the vehicle ( 8th ) the position of the hood ( 8.1 ) is changed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of attack of the hood ( 8.1 ) is changed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bonnet ( 8.1 ) in the direction of the impacting road user ( 7 ) is accelerated.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the activation of protection means in dependence controlled by the determined impact time.