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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden
Schutzsystem nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Kraftfahrzeuge,
insbesondere Personenkraftwagen, werden üblicherweise mit aktiven und passiven
Sicherheitseinrichtungen ausgestattet, die es dem Fahrer ermöglichen,
sein Fahrzeug auch in kritischen Situationen besser zu beherrschen
und dadurch gegebenenfalls eine Verunfallung des Fahrzeugs zu vermeiden.
Im Falle einer Kollision tragen derartige Sicherheitseinrichtungen
zu einer Verminderung der Unfallschwere bei.
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Sicherheitssysteme,
die bereits vor einer möglichen
Kollision präventiv
wirksam sind und eine so genannte Pre-Crash-Phase, d. h. einen Zeitraum ab
Erkennen einer hohen Kollisionswahrscheinlichkeit durch entsprechende
Detektionssysteme in dem Fahrzeug bis zum eigentlichen Aufprall,
dazu nutzen, den Insassenschutz durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen
zu erweitern und so die Unfallschwere zu mindern, werden als präventiv wirkende
Schutzsysteme oder so genannte PRE-SAFETM-Systeme bezeichnet.
Präventiv
wirkende Schutzsysteme nutzen zur Erkennung möglicher Unfallsituationen Informationen,
die von verschiedenen Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeuges bereit gestellt
werden. Die Sensoreinrichtungen sind insbesondere Bestandteil eines
elektronischen Fahrstabilisierungsprogramms und/oder Bestandteil
eines Abstandssensorsystems. In Abhängigkeit von der erkannten
Situation werden dann Rückschlüsse auf
eine mögliche
Verunfallung gezogen und entsprechende Maßnahmen zur Konditionierung
des Fahrzeugs, von Rückhaltesystemen für Insassen
und gegebenenfalls von Schutzeinrichtungen für Unfallpartner, wie Fußgänger, auf
die bevorstehende Verunfallung hin eingeleitet.
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Ein
Beispiel für
eine Ansteuerung eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem
Kraftfahrzeug ist in der deutschen Patentschrift
DE 101 21 386 C1 beschrieben.
Das Kraftfahrzeug weist hier ein reversibles Insassenschutzsystem
auf, das vor einem Kollisionszeitpunkt aktiviert und dadurch in Wirkstellung
gebracht werden kann. Hierfür
werden mittels einer Sensorik Fahrzustandsdaten erfasst, die hinsichtlich
einer etwaigen Notbremsung, eines etwaigen Übersteuerns und eines etwaigen
Untersteuerns überwacht
werden. Wenn eine Notbremsung, ein Übersteuern und/oder ein Untersteuern
erkannt wird, erfolgt eine Aktivierung des Insassenschutzsystems,
wobei das Insassenschutzsystem nur bei Überschreiten einer Mindestgeschwindigkeit
ausgelöst
werden kann.
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Wichtige
Eingangsgrößen für eine Entscheidung,
ob Sicherheitseinrichtungen wie Gurtstraffer oder Airbags in einen
Zustand erhöhter
Bereitschaft versetzt oder ausgelöst werden sollen, liefert in
der Praxis eine Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung, mittels
der Informationen über
Positionen und Relativgeschwindigkeiten von Objekten im näheren Fahrzeugumfeld
gewonnen werden können.
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Am
häufigsten
werden zur Überwachung
des Fahrzeugumfeldes Radarsensoren verwendet.
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In
der Praxis kommen jedoch auch optoelektronische Sensoren unterschiedlichster
Art zur Anwendung, welche z. B. mit Infrarotstrahlung, Ultraviolettstrahlung
und Mikrowellenstrahlung arbeiten. Auch Ansätze mit Bildsensoren zur Überwachung der
Fahrzeugumgebung sind bekannt.
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Weiterhin
werden in der Praxis weitere Eingangsgrößen, welche beispielsweise
zur Steuerung von Sicherheits- und Komfortsystemen, wie einer elektronischen
Fahrstabilisierung, gewonnen werden, mit Auslöseschwellen des präventiv wirkenden Schutzsystems
verglichen. Derartige Eingangsgrößen können beispielsweise
von einem Lenkwinkelsensor, einem Pedalwegsensor, einem Bremsdrucksensor,
von Raddrehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren und von einem Gierratensensor
ausgegebene Informationen sein.
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Aus
diesen Informationen werden Größen wie
z. B. Beschleunigungen ermittelt, welche wiederum ein so genanntes
Merkmal darstellen können, welches
auf eine Gefahren- oder Notsituation hindeutet. Ein solches Merkmal
kann eine bestimmte Größe an sich
sein, oder ein aus mehreren Größen gebildeter
Fahrzustand oder eine Fahrerreaktion wie z. B. ein starkes Lenkmanöver oder
eine Notbremsung.
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Wenngleich
mit derartigen auch in der Praxis eingesetzten Schutzsystemen eine
gezielte Auslösung
geeigneter Sicherheitseinrichtungen und somit ein beachtlicher Schutz
für den
Fahrzeuginsassen möglich
ist, so bereitet die Vielzahl parallel eingehender Informationen
Schwierigkeiten in der Datenauswerte- und Steuereinrichtung, die
für eine
mögliche Crash-Situation
entscheidenden Daten zu erkennen.
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Insbesondere
bei Erfassung eines Kollisionsobjektes durch eine Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung
ist in kürzester
Zeit vor dem Zeitpunkt des Aufpralls eine zuverlässige Aussage über das
bevorstehende Unfallereignis erforderlich. Der oft große und zeitintensive
Rechenaufwand, mit dem bei bestehenden Systemen eine Vielzahl von
Eingangsgrößen mit
Auslöseschwellen
verglichen wird, verhindert gegebenenfalls die situationsgerechte
Ansteuerung von Sicherheitseinrichtungen für Fahrzeuginsassen oder Kollisionspartner
vor einem Anprall des Fahrzeugs.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit
einem präventiv
wirkenden Schutzsystem der einleitend genannten Art zu schaffen,
welches hinsichtlich einer situationsangepassten Ansteuerung des
präventiv
wirkenden Schutzsystems weiter verbessert ist.
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Bei
einem Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden
Schutzsystem, das Sicherheitseinrichtungen umfasst, die in Abhängigkeit
von Merkmalen angesteuert werden, die aus Eingangsgrößen einer
Sicherheitssensorik in einer Datenauswerte- und Steuereinrichtung gebildet werden,
wobei die Datenauswerte- und Steuereinrichtung bei Erkennung eines kritischen
Fahrzustandes wenigstens eine diesem Fahrzustand zugeordnete Sicherheitseinrichtung
ansteuert, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
den Merkmalen jeweils eine spezifische Gewichtung bezüglich der
Kritikalität
des Fahrzustandes zugeordnet wird.
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Auf
diese Weise kann mit einer entsprechenden vorausschauenden Fahrzustandssensorik
die Unfallkritikalität
z. B. bei einem Frontal- oder Heckanprall eines Fahrzeuges frühzeitig
vor dem Kontaktzeitpunkt erkannt werden, wenn die für eine solche Kollision
stehenden Merkmale eine entsprechend hohe spezifi sche Gewichtung
haben und somit einfach von Daten, die für die Kritikalität des Fahrzustandes
weniger relevant sind, unterschieden werden können.
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Eine
solche Gewichtung von Merkmalen beansprucht in der Datenauswerte-
und Steuereinrichtung vorteilhafterweise sehr wenig Speicherplatz
und Rechenleistung, womit Aussagen in sehr kurzer Zeit möglich sind
und entsprechend Zeit für
die Auslösung
der geeigneten Sicherheitseinrichtungen gewonnen wird.
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Vorteilhafterweise
kann eine derartige Ansteuerung von Sicherheitseinrichtungen mit
sehr geringem finanziellem Aufwand in einen Auslösealgorithmus von Sicherheitseinrichtungen
implementiert werden, wenn dieser in dem Fahrzeug in Abhängigkeit
einer vorausschauenden Sensorik arbeitet.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführung
der Erfindung wird aus den spezifischen Gewichtungen mehrerer Merkmale
eine übergeordnete
Kritikalität
gebildet, welche mit einer Auslöseschwelle
verglichen wird. Die übergeordnete
Kritikalität
kann dabei beispielsweise die Kritikalität in Fahrzeuglängsrichtung wiedergeben,
wenn die hierfür
maßgebenden
Merkmale wie z. B. eine verbleibende Zeit bis zur Kollision berücksichtigt
werden, oder auch eine Kritikalität in Querrichtung, wenn die übergeordnete
Kritikalität aus
den Gewichtungen der hierfür
maßgeblichen Merkmale,
wie z. B. eine seitliche Abweichung von einem potenziellen Kollisionsobjekt,
gebildet wird.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
der Erfindung stellt die übergeordnete
Kritikalität
die Gesamtkritikalität
eines erfassten Kollisionsobjekts dar, wobei bei mehreren erfassten
Kollisionsobjekten eine entsprechende Zahl von übergeordneten Kritikalitäten, welche
wiederum untereinander verglichen werden können, gebildet werden kann.
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Die
Merkmale werden vorzugsweise aus über einen definierten Zeitraum
in einem Speicher abgelegten Eingangsgrößen gebildet, wobei Verläufe der
Eingangsdaten bzw. Eingangsgrößen, als
welche beispielsweise Positionen und Geschwindigkeiten von physikalischen
Objekten relativ zum Fahrzeug dienen, beobachtet werden.
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Zur
Bereitstellung der Eingangsdaten kann die Sicherheitssensorik eine
vielfältig
ausgelegte Fahrzustandssensorik umfassen, welche beispielsweise
mit einem Lenkwinkelsensor, einem Pedalwegsensor, einem Bremsdrucksensor,
einem Raddrehzahlsensor, einem Beschleunigungssensor, einem Gierratensensor
und/oder einem Abstandssensor ausgestattet ist.
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Wichtige
Eingangsdaten zur Steuerung von Sicherheitseinrichtungen stellen
stets die von einer der Sicherheitssensorik zugehörigen Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung
bereitgestellten Daten dar. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann die
Fahrzeugumgebungs-Erkennnungseinrichtung auf Radarbasis arbeiten,
wenngleich auch andere optoelektronische oder bildverarbeitende
Systeme zur Realisierung des erfindungsgemäß ausgestalteten präventiven
Schutzsystems angewandt werden können.
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Bei
einer einfachen Ausgestaltung der Sicherheitssensorik kann die Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung
je zwei Radarsensoren an der Fahrzeugfront und am Fahrzeugheck aufweisen, welche
den Bereich vor der Fahrzeugfront bzw. hinter der Heckpartie abdecken.
Die Radarsensoren können üblicherweise
im 24 GHz-Bereich arbeiten und nicht nur die x-Position, sondern
auch die y-Position eines Objektes vor oder hinter dem Kraftfahrzeug
ermitteln. Die Ermittlung der y-Position kann dabei direkt über eine
Winkelerfassung mittels eines Mustererkennungsverfahrens erfolgen.
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Wenn
beispielsweise pro Messung und pro Sensor von jedem Radarsensor
zehn Ziele erfasst werden, liefert die Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung
bei zwei Sensoren an der Fahrzeugfront zwanzig Winkeldaten und zwanzig
Entfernungsdaten zu den zehn Zielen pro Messung, womit eine ausreichende
Genauigkeit zur Vorhersage von Crashverhältnissen bei einer Abtastrate
in einem Bereich von beispielsweise unter 30 Millisekunden gegeben
ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung wird mittels solcher Radarsensoren aus Positionsdaten
eines Kollisionsobjekts in einem definierten Zeitraum ein Richtungsvektor
ermittelt, mittels dem die Position des Kollisionsobjekts prädiziert
wird. Der Richtungsvektor kann dabei aus den gespeicherten Positionsdaten
mit Hilfe einfacher mathematischer Methoden, z. B. mittels einer
Regressionsgeraden, geschätzt
werden.
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Das
somit erhaltene Merkmal der Position des Kollisionsobjekts kann
nun gemäß der Erfindung gewichtet
werden.
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Alternativ
hierzu kann die Positionsbestimmung eines erfassten Objektes auch
mittels Triangulation aus den gemessenen Abständen durchgeführt werden.
Hierzu ist es erforderlich, dass ein Objekt, dessen genaue Position
bestimmt werden soll, im Überlappungsbereich
mindestens zweier Radarsensoren liegt. Dabei hängt der Bereich, in dem ein
Objekt von einem Radarsensor erfasst werden kann, von einer so genannten "Radar Cross Section" (RCS) ab, die als
die Reflektivität
eines Objektes für
Radarwellen betrachtet werden kann.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Positionserfassung eines Objektes mittels Radarsensoren besteht in
der Verfolgung des zeitlichen Verlaufs der Position eines erfassten
Objektes, einem so genannten Tracking-Verfahren. Ein solches Verfahren,
welches beispielsweise in der
DE 199 49 409 A1 beschrieben ist, liefert
vor allem bei einer näherungsweise
stetigen Bewegung der erfassten Objekte ohne zu große dynamische Änderungen
gute Ergebnisse.
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In
kritischen Fahrsituationen mit einem hochgradig dynamischen Verhalten
ist auch eine Vorrichtung zur Erfassung der Position von Objekten
im Umfeld eines Fahrzeugs vorteilhaft, wie sie in der nachveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
DE
103 26 431 , auf welche vollinhaltlich Bezug genommen wird,
beschrieben ist.
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Darin
wird vorgeschlagen, dass Positionsinformationen zu Objekten im Fahrzeugumfeld
anhand eines Vergleiches von Eingangswerten, die von Sensoren geliefert
werden, mit in einer Speichereinheit hinterlegten Datensätzen abgeleitet
werden. Die Eingangswerte enthalten beispielsweise Abstandsdaten und
Dopplergeschwindigkeiten. Dopplergeschwindigkeiten sind die Geschwindigkeiten
eines Objekts relativ zu einem Sensor, die der Sensor selbst aus
einer Dopplermessung ermittelt und ausgibt. Bei den in der Speichereinheit
hinterlegten Daten handelt es sich um Referenzdatensätze, die
Objekte in einem definierten Raumbereich im Umfeld des Fahrzeuges mit
ihren genauen Positionen repräsentieren.
Zur exakten Bestimmung der Position eines von den Sensoren erfassten
Objektes wird im Rahmen einer Klassifikation ein Vergleich der von
den Sensoren gelieferten Einganswerte mit den Referenzdatensätzen vorgenommen.
Anhand der so bestimmten Position des Objektes relativ zum Fahrzeug
kann entschieden werden, ob ein erfasstes Objekt sich in einem Bereich
befindet, für
den eine Kollision mit dem Objekt zu erwarten ist. Insbesondere
ergibt sich die Möglichkeit,
zu unterscheiden, ob ein Hindernis voraussichtlich passiert oder
gerammt wird.
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Die
somit erhaltenen Eingangsgrößen werden
neben anderen Eingangsgrößen wie
Positions- und Geschwindigkeitskomponenten, Lenkradwinkel etc. vorzugsweise
in einem Speicher der Datenauswerte- und Steuereinrichtung abgelegt
und zur Errechnung hieraus abgeleiteter Größen, welche sich aus der Entwicklung
der betreffenden Eingangsgröße über ein
beobachtetes Zeitfenster ergeben, herangezogen.
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Die
Datenauswerte- und Steuereinrichtung des präventiv wirkenden Schutzsystems
kann eine Datenverarbeitungseinrichtung eines Fahrstabilisierungssystems
des Kraftfahrzeuges sein, welches insbesondere in modernen Kraftfahrzeugen
häufig
ohnehin vorhanden ist. Alternativ kann natürlich auch eine separate Datenverarbeitungseinrichtung
eingesetzt werden.
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Aus
den Eingangsdaten können
Merkmale ermittelt werden, welche für einen bestimmten Fahrzustand
oder eine Fahrerreaktion stehen. So wird vorzugsweise für jedes
von der Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung gefundene potenzielle Kollisionsobjekt
eine Anzahl bestimmter Merkmale gebildet, welche für die Unfallkritikalität relevant
sind.
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Zu
solchen Merkmalen zählen
insbesondere eine Position eines Kollisionsobjekts, welche beispielsweise
mittels eines Richtungsvektors prädiziert werden kann, eine verbleibende
Zeit bis zum Aufprall, ein Versatz eines Kollisionsobjektes in seitlicher Richtung
bzw. y-Richtung des Kraftfahrzeuges und eine Relativgeschwindigkeit
zwischen einem Kollisionsobjekt und dem Kraftfahrzeug.
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Die
Relativgeschwindigkeit, welche vorzugsweise aus der Abstandsänderung
zwischen zwei Messzyklen berechnet wird, wobei in jedem Messzyklus
die Entfernung oder Dopplergeschwindigkeit gemessen wird, kann selbst
ein Merkmal sein oder als Eingangsgröße für andere Merkmale, wie z. B.
die verbleibende Zeit bis zur Kollision, dienen.
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Nach
einer erfindungsgemäßen Gewichtung der
entsprechend gewählten
Merkmale und Ermittlung einer übergeordneten
Kritikalität
kann diese über
ein einstellbares Zeitfenster in der Datenauswerte- und Steuereinrichtung
vor dem Vergleich mit einer Auslöseschwelle
einer Filterung unterzogen werden, um das Risiko von Fehlauslösungen zu
minimieren.
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Nach
einer Auslöseentscheidung
kann die Ansteuerung der entsprechenden Sicherheitseinrichtung weiter
präzisiert
und der jeweiligen Situation angepasst werden, wenn sie in Abhängigkeit
von ermittelten physiologischen Größen eines Insassen erfolgt.
Hierzu zählt
insbesondere die Größe von Fahrzeuginsassen
und deren Gewicht. Diese Daten können
mittels einer mit der Datenauswerte- und Steuereinrichtung verbundenen
Gewichtsdetektionseinrichtung und einer Körpergrößendetektionseinrichtung ermittelt
werden, wobei die Gewichtsdetektionseinrichtung integral mit einer
Sitzbelegungserkennungseinrichtung und die Körpergrößendetektionseinrichtung beispielsweise
mit einer Sitzpositionssensorik und einer z. B. optischen Kopfpositionsbestimmungseinrichtung
ausgebildet sein kann.
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Mit
derartigen, zum Teil bereits serienmäßig verbauten Einrichtungen
kann auch die Position eines Insassen im Fahrzeug ermittelt werden,
welche Information bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ebenfalls zur Ansteuerung der Sicherheitseinrichtung genutzt wird.
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Dabei
kann grundsätzlich
eine Aktivierung bestimmter Sicherheitseinrichtungen erst ab einer bestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen und die Ansteuerung von deren Aktoren
solange erfolgen, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit einen sehr niedrigen
Wert von z. B. 3 km/h erreicht.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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In
der Zeichnung ist prinzipmäßig ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß ausgestalteten
Kraftfahrzeuges dargestellt, welches in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert wird.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
stark schematisierte Draufsicht eines Kraftfahrzeuges mit einem
erfindungsgemäß ausgeführten, präventiv wirkenden
Schutzsystem;
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2 ein
vereinfachtes Blockdiagramm eines in das erfindungsgemäß ausgestaltete
Kraftfahrzeug implementierten Algorithmus zur Ansteuerung eines
präventiv
wirkenden Schutzsystems;
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3 ein
qualitatives Diagramm, welches die spezifische Gewichtung der Kritikalität einer
verbleibenden Zeit bis zur Kollision zeigt;
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4 ein
qualitatives Diagramm, welches die spezifische Gewichtung der Kritikalität eines
Versatzes eines Kollisionsobjektes in seitliche Richtung des Kraftfahrzeuges
zeigt; und
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5 ein
qualitatives Diagramm, welches die spezifische Gewichtung der Kritikalität für eine Relativgeschwindigkeit
zwischen einem Kollisionsobjekt und dem Kraftfahrzeug zeigt.
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In
der 1 ist schematisiert ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt,
das als Personenkraftwagen oder auch als Nutzkraftwagen ausgeführt sein
kann und welches mit einem erfindungsgemäß ausgeführten, präventiv wirkenden Schutzsystem 2 ausgestattet
ist.
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Das
präventiv
wirkende Schutzsystem 2 ist eingangsseitig mit einer Sicherheitssensorik 3 verbunden,
die eine Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung 4 und
eine Fahrzustandssensorik 6 umfasst.
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Die
Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung 4 ist vorliegend
mit zwei Radarsensoren 4A, 4B an der Fahrzeugfront
und zwei weiteren Radarsensoren 4C, 4D am Fahrzeugheck
ausgestattet. Dabei handelt es sich um so genannte Kurzstrecken-Radarsensoren, welche
mit einer Trägerfrequenz
von 24 GHz arbeiten und beispielsweise einen Bereich von 20 Metern
abdecken und zur Erfassung eines Winkels in y-Richtung ausgelegt
sind.
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Derartige
Radarsensoren können
auch Bestandteil einer elektronischen Einparkhilfe sein und auch
in größerer Zahl
im Bereich eines Stoßfängers verbaut
sein. Des Weiteren kann in einer weiteren Ausführung insbesondere an der Fahrzeugfront
mittig auch ein Langstrecken-Radarsensor mit einer Reichweite von
beispielsweise 150 Metern vorgesehen sein, wie er auch bei Systemen
zur adaptiven Abstandskontrolle, welche auch als Adaptive Cruise Control
(ACC) bezeichnet werden, Verwendung findet.
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Die
Fahrzustandssensorik 6 ist zur Erfassung längsdynamischer
und querdynamischer Fahrzustandsinformationen, unter anderem zur
Erkennung einer Not- und Panikbremsung, eines Übersteuerns und/oder eines
Untersteuerns des Kraftfahrzeuges 1, ausgelegt. Zu diesen
Zwecken werden unter anderem Informationen bzw. Daten genutzt, die von
Raddrehzahlsensoren 8, 9, 10 und 11,
von einem im Bereich eines Lenkrads 12 angeordneten Lenkwinkelsensor 13,
von einem Längsbeschleunigungssensor 14 sowie
einem Querbeschleunigungssensor 15 geliefert werden.
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Die
Fahrzustandssensorik 6 kommuniziert vorliegend mit einer
Fahrdynamikfunktionalität 7,
wie beispielsweise einem Antiblockiersystem und/oder einem elektronischen
Stabilitätsprogramm,
in die eine Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 des präventiv wirkenden
Schutzsystems 2 integriert ist.
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Im
Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges kann die Fahrzustandssensorik 6 zu
diesem Zweck weitere wichtige fahrdynamiche Größen, wie beispielsweise eine
Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Gierrate, einen Ein- und Ausfederweg,
das Fahrzeugniveau, eine Gaspedalbewegung, eine Gaspedalstellung, eine
Bremspedalstellung, eine Bremspedalbewegung, eine Lenkradgeschwindigkeit
und/oder eine Lenkradbeschleunigung analysieren. Dabei werden Ist-Werte
dieser Größen mit
vorgegeben Soll-Werten und Schwell-Werten verglichen. Aufgrund dieser
Vergleiche werden beispielsweise das Antiblockiersystem und/oder
das elektronische Stabilitätsprogramm aktiviert,
welche die Aufgabe haben, den Fahrer des Kraftfahrzeuges in fahrkritischen
Situationen zur Vermeidung eines Unfalls zu unterstützen.
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Die
von der Sicherheitssensorik 3 ermittelten Informationen
werden zur Nutzung bzw. Aktivierung des präventiv wirkenden Schutzsystems 2 in
der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 derart ausgewertet,
dass ein Vergleich mit einem Auslöseschwellenwert S erfolgt,
wobei wenigstens eine Auswahl an vorhandenen Sicherheitseinrichtungen 17 bei Überschreiten
des Auslöseschwellenwerts
S aktiviert wird.
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Die
Sicherheitseinrichtungen 17 umfassen im vorliegenden Fall
insbesondere einen reversiblen Gurtstraffer 18, Rückhaltepolster 19 sowie
eine Ansteuerung einer elektrischen Sitzverstelleinrichtung 20,
wobei die Fahrzeugsitze bzw. deren Komponenten in Abhängigkeit
von ihrer Belegung in eine Orientierung gebracht werden können, die
bei einer etwaigen Verunfallung des Kraftfahrzeuges 1 dem
betreffenden Fahrzeuginsassen die höchstmögliche Sicherheit liefert.
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Prinzipiell
können
die Sicherheitseinrichtungen alle bekannten ansteuerbaren Insassenschutzmittel
und auch Schutzmittel für
einen Kollisionspartner, wie beispielsweise Fußgänger, sein.
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Ein
für die
Sicherheitseinrichtungen 17 vorgesehener Auslösealgorithmus,
welcher in der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 abgelegt
ist, wird nachfolgend anhand der 2 beispielhaft
beschrieben.
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Die 2 zeigt
ein Blockdiagramm mit wesentlichen Schritten des Auslösealgorithmus,
wobei in einem ersten Schritt 21 Eingangsgrößen I, wie
beispielsweise Positions- und Geschwindigkeitskomponenten, ein Lenkradwinkel
oder dergleichen, von den entsprechenden Sensoren erfasst werden.
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Diese
Eingangsgrößen I werden
in einem nächsten
Schritt 22 in einen Speicher der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 abgelegt
und bezüglich
ihrer Historie ausgewertet und bilden somit Eingangsgrößen I, welche
in einem nächsten
Schritt 23 zur Bildung von Merkmalen dienen, welche vorliegend
für eine
Kritikalität
eines in 1 prinzipmäßig dargestellten Kollisionsobjekts 30 stehen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
als Merkmale eine Position POS des Kollisionsobjekts 30,
eine verbleibende Zeit TTC bis zum Aufprall des Kollisionsobjekts 30,
ein Versatz ΔY
des Kollisionsobjekts 30 in seitlicher bzw. y-Richtung
des Kraftfahrzeugs 1 und eine Relativgeschwindigkeit v zwischen
dem Kollisionsobjekt 30 und dem Kraftfahrzeug 1 aus über einen
definierten Zeitraum im Speicher der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 abgelegten
Eingangsgrößen gebildet.
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Die
Bildung der Merkmale erfolgt mit einfachen mathematischen Methoden,
wobei z. B. die Position POS des Kollisionsobjekts 30 mittels
eines Richtungsvektors D prädiziert
wird, welcher vorliegend über
eine Regressionsgerade aus in 1 prinzipmäßig dargestellten
Positionsdaten POS_1, POS_2, POS_3, welche in einem definierten
Zeitraum über
mehrere Messzyklen ermittelt werden, geschätzt wird.
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Wie
dem Flussdiagramm der 2 zu entnehmen ist, wird nach
Bildung der Merkmale POS, TTC, ΔY,
v diesen Merkmalen jeweils eine spezifische Gewichtung P_POS, P_TTC,
P_ΔY, P_v
bezüglich
der Kritikalität
des Fahrzustandes zugeordnet. Diese Gewichtung, welche bezüglich der
verbleibenden Zeit TTC bis zum Aufprall in 3, bezüglich des Versatzes ΔY in y-Richtung
des Kraftfahrzeuges 1 in 4 und bezüglich der
Relativgeschwindigkeit bzw. Näherungsgeschwindigkeit
zwischen dem Kollisionsobjekt 30 und dem Kraftfahrzeug 1 in 5 näher gezeigt
ist, erfolgt über
frei definierbare, nichtlineare Kennlinien.
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So
wird Bezug nehmend auf die 3 für die verbleibende
Zeit TTC bis zum Aufprall für
eine vordefinierte Mindestzeitspanne von z. B. 200 Millisekunden
die höchste
Unfallkritikalität
angenommen und die entsprechende Gewichtung P_TTC mit dem höchsten Wert "1" angenommen. Für eine Zeitspanne größer 200
Millisekunden wird eine Kennlinie für entsprechend niedrigere Werte
der Gewichtung P_TTC der verbleibenden Zeit TTC für die Unfallkritikalität des Fahrzustandes
angenommen, wobei vorliegend beispielsweise bei einem Zeitfenster
größer als
600 Millisekunden die geringste Kritikalität angenommen wird.
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Bezug
nehmend auf 4 ist ersichtlich, dass die
Gewichtung P_ΔY
für die
Kritikalität
des seitlichen Versatzes ΔY
des Kollisionsobjektes 30 bezüglich des Kraftfahrzeuges 1 umso
höher ist,
je geringer der berechnete seitliche Versatz ΔY zu der Fahrzeugseite ist.
Entsprechend wird bei einer Fahrzeugbreite B und null seitlichem
Versatz ΔY
hierzu die höchste
Gewichtung P_ΔY
mit dem Wert "1" gewählt, welche
mit zunehmendem seitlichen Abstand von dem Kraftfahrzeug 1 bis
zu einem Wert null absinkt. Über
den seitlichen Versatz ΔY
kann auch die Lenkbewegung bei dem Kraftfahrzeug 1 berücksichtigt
werden, welche den Versatz ΔY
zu dem Kollisionsobjekt 30 entsprechend ändert.
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In
der 5 ist ersichtlich, dass bei einer positiven Relativgeschwindigkeit,
welche einem Annähern
des Kollisionsobjekts 30 an das Kraftfahrzeug 1 entspricht,
ab einem bestimmten Wert von z. B. 28 km/h eine erhöhte Unfallkritikalität gesehen
wird, und somit eine steigende Kennlinie für die Gewichtung P_v der Relativgeschwindigkeit
v bezüglich
der Unfallkritikalität
vorgegeben wird, welche bei einem Wert der Relativgeschwindigkeit
v von z. B. 32 km/h den höchsten
Wert "1" annimmt.
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Die
der Position POS des Kollisionsobjekts 30 zugeordnete spezifische
Gewichtung P_POS bezüglich
der Unfallkritikalität
ist bei der gezeigten Ausführung
davon abhängig,
ob die prädizierte
Position POS zum einen in einem vordefiniertem Unschärfebereich
X liegt und zum anderen von einer gemessenen Position POS_M abweicht.
Die Gewichtung P_POS der Kritikalität der Position POS des Kollisionsobjekts 30 wird
erhöht,
wenn die prädizierte
Position POS in dem Unschärfebereich
X liegt und/oder je mehr die gemessene Position POS_M des Kollisionsobjekts 30 von
dessen prädizierter
Position POS abweicht.
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Der
Unschärfebereich
X ist bei der vorliegenden Ausführung
eine Funktion des Abstandes zum Kollisionsobjekt 30, wobei
der Unschärfebereich
X umso größer ist,
je näher
das Kollisionsobjekt 30 an dem Kraftfahrzeug 1 ist.
Auf diese Weise können
bei der Gewichtung P_POS der Kritikalität der Position POS des Kollisionsobjekts 30 auch
Störungen
bei der Objekterfassung, wie sie beispielsweise durch feuchte Luft,
Spiegelungen, etc. hervorgerufen werden können, berücksichtigt werden.
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Die
Gewichtung des Richtungsvektors D bzw. der hieraus ermittelten Position
POS erfolgt bei der gezeigten Ausrührung direkt, d. h. ohne Vergleich des
Richtungsvektors D mit anderen in einem Speicher abgelegten Vektoren,
so dass die Gewichtung nur einen sehr geringen Rechen- und Zeitaufwand erfordert.
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Wenn
den gewählten
Merkmalen ihre spezifische Gewichtung P_POS, P_TTC, P_ΔY, P_v zugeordnet
ist, kann in einem weiteren Schritt 25 des in der 2 gezeigten
Auslösealgorithmus eine
Verknüpfung
der einzelnen Gewichtungen P_POS, P_TTC, P_ΔY, P_v vorgenommen werden und
aus diesen Gewichtungen eine übergeordnete
Kritikalität P_abs
gebildet werden. Bei einer sehr einfachen Ausführung kann die Verknüpfung eine
Multiplikation gemäß der Gleichung P_abs = P_POS·P_TTC·P_ΔY·P_vsein.
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Die
somit erhaltene übergeordnete
Kritikalität
P_abs entspricht vorliegend der Gesamtkritikalität des Kollisionsobjekts 30 für eine mögliche Kollision.
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Werden
zu einem Messzyklus mehrere Kollisionsobjekte erfasst, wird vorliegend
nur das Kollisionsobjekt mit der höchsten Gesamtkritikalität P_abs weiterverfolgt.
Alternativ hierzu können
mit entsprechend höherem
Rechenaufwand auch mehrere Objekte gleichzeitig, beispielsweise
drei von zehn erfassten Objekten, welche von den zehn erfassten Objekten
die höchste
Gesamtkritikalität
aufweisen, verfolgt werden.
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Zur
Eliminierung von kurzen Störungen,
welche beispielsweise durch ein vom Wetter oder vom Straßenzustand
abhängiges
Rauschen bei der Datenübermittlung
auftreten können,
wird die errechnete übergeordnete
Kritikalität
bzw. Gesamtkritikalität P_abs
in einem weiteren Verfahrensschritt 26 während eines
einstellbaren Zeitfensters bzw. über
eine bestimmte Anzahl von Messzyklen gefiltert, wobei vorliegend
ein Mittelwertfilter von vier Messzyklen verwendet wird.
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Die
nunmehr gefilterte Gesamtkritikaltität P_abs wird anschließend in
einer Unterscheidungsfunktion 27 mit einer Auslöseschwelle
S verglichen, wobei bei Überschreiten
der Auslöseschwelle
S eine Auslösung
der zugeordneten Sicherheitseinrichtung 17 erfolgt. Diese
Auslöseschwelle
S, welche vorlie gend z. B. einen Wert von 0,7 (=70%) haben kann, kann
je nach Fahrzeugtyp und den vorliegenden Betriebs- und Umgebungsbedingungen
variieren.