DE102004038167A1

DE102004038167A1 - Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem

Info

Publication number: DE102004038167A1
Application number: DE102004038167A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl.-Ing. Beisheim (BA); Xavier Dipl.-Ing. Christmann; Dominic Reutter; Jürgen Dipl.-Ing. Schmitt; Florian Dipl.-Ing. Zenker (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-08-07
Also published as: US7912609B2; WO2006015748A1; DE102004038167B4; US20080306658A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem, das Sicherheitseinrichtungen umfasst, die in Abhängigkeit von Informationen angesteuert werden, die mittels einer Fahrzustandssensorik aufgenommen und in einer Datenauswerte- und Steuereinrichtung ausgewertet werden. Dabei vergleicht die Datenauswerte- und Steuereinrichtung die aufgenommenen Informationen mit mindestens einem Auslöseschwellenwert und steuert bei Erkennung einer Kritikalität des Fahrzustandes wenigstens eine diesem Fahrzustand zugeordnete Sicherheitseinrichtung an. Erfindungsgemäß erfolgt die Ansteuerung wenigstens der Auslösung der zugeordneten Sicherheitseinrichtung bezüglich eines Kraft(F)/Zeit(t)-Gradienten in Abhängigkeit der erkannten Kritikalität des Fahrzustandes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Es ist aus der Praxis bekannt, Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit aktiven und passiven Sicherheitseinrichtungen auszustatten, die es dem Fahrer ermöglichen, sein Fahrzeug auch in kritischen Situationen besser zu beherrschen und dadurch gegebenenfalls eine Verunfallung des Fahrzeugs zu vermeiden. Auch tragen derartige Sicherheitseinrichtungen im Falle einer Kollision zu einer Verminderung der Unfallschwere bei.

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-SAFE^TM-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.

Aus der DE 101 21 386 C1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug bekannt. Das Kraftfahrzeug weist 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. Die Sensorik zur Erfassung der Fahrzustandsdaten kann einen Lenkwinkelsensor, einen Pedalwegsensor, einen Bremsdrucksensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Beschleunigungssensor und einen Gierratensensor umfassen.

Aus der DE 100 05 010 C2 ist ein Verfahren zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz bekannt, wobei der Insasse bei Erkennen eines kritischen Fahrzustandes über einen reversiblen Gurtstraffer mit einer bestimmten Kraft in den Fahrzeugsitz gezogen wird und dann in einer zurückgezogenen Position mit einer Haltekraft auf dem Fahrzeugsitz gehalten wird, wobei die Haltekraft geringer gewählt wird als die Kraft, die zum Zurückziehen des Insassen an den Fahrzeugsitz verwendet wird und wobei diese Haltekraft während des erkannten kritischen Fahrzustandes anhält.

Weiterhin beschreibt die DE 22 49 759 C2 ein Haltesystem für Kraftfahrzeuginsassen, wobei das Spannen eines Sicherheitsgurtes ab einer vordefinierten Beschleunigungsschwelle erfolgt und die Größe der Spannkraft abhängig von der Fahrgeschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit und/oder dem Gewicht des Insassen eingestellt wird.

Den beiden aus der DE 22 49 759 C2 und der DE 100 05 010 C2 bekannten Lösungen ist gemein, dass die Kraft der jeweiligen Sicherheitseinrichtung, hier die Größe der Spannkraft des Sicherheitsgurtes, in Abhängigkeit des gegebenen kritischen Fahrzustandes und weiterer Parameter eingestellt wird, womit zu große Belastungen auf den Insassen beim Vorspannen des Gurtes vermieden werden sollen.

Wenngleich mit derartigen auch in der Praxis eingesetzten Schutzsystemen beispielsweise die Einstellung einer der sicherheitskritischen Fahrsituation angepassten Absolutgröße einer von der betreffenden Sicherheitseinrichtung auf den Fahrzeuginsassen auszuübenden Kraft möglich ist und bei Sicherheitsgurten die Gurtstraffkräfte auch dahingehend variabel gestaltet werden können, dass nach ihrer Auslösung eine Reduzierung der Rückhaltekraft erfolgt, so ist die Auslösecharakteristik jedoch vorrangig auf den schlimmsten anzunehmenden Unfall hin ausgelegt, das heißt die meist reversiblen Insassenschutzmittel werden so schnell angesteuert, dass beim schlimmsten Lastfall die volle Schutzwirkung erzielt wird.

Eine solche Auslösecharakteristik ist jedoch bei zahlreichen kritischen Fahrzuständen nicht erforderlich und beeinträch tigt mit ihrer Aggressivität in weniger kritischen Fahrsituationen maßgeblich das Komfortempfinden und die Akzeptanz seitens der Fahrzeuginsassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem der einleitend genannten Art zu schaffen, welches ein dem aktuellen Fahrzustand besser angepasstes Auslöseverhalten von Sicherheitseinrichtungen zulässt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem, bei dem eine Datenauswerte- und Steuereinrichtung die von einer Sicherheitsssensorik aufgenommenen Informationen mit mindestens einem Auslöseschwellenwert vergleicht und bei einer Erkennung einer Kritikalität des Fahrzustandes wenigstens eine diesem Fahrzustand zugeordnete Sicherheitseinrichtung ansteuert, wobei die Ansteuerung wenigstens der Auslösung der zugeordneten Sicherheitseinrichtung bezüglich eines Kraft/Zeit-Gradienten in Abhängigkeit der erkannten Kritikalität des Fahrzustandes erfolgt, hat den Vorteil, dass nicht nur die Maximalgröße von Stellkräften einer Sicherheitseinrichtung sondern die Stellkräfte und Stellzeiten variabel und der vorliegenden Fahrsituation angepasst gestaltet werden können.

Die Erkennung einer Kritikalität des Fahrzustandes basiert gewöhnlich auf einer Auswertung der Daten einer Fahrzustandssensorik, kann jedoch auch Daten einer Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung einbeziehen.

So können beispielsweise bei einem reversiblen Gurtstraffer als zugeordneter Sicherheitseinrichtung die Gurtstraffkräfte und Straffzeiten je nach vorliegendem Fahrzustand so parametriert sein, dass beispielsweise bei einem Schleudern des Fahrzeuges mit Niedrigreibwert, wobei die Insassen aufgrund geringer Masseträgheitskräfte nicht oder nur unwesentlich verlagert werden, eine längere Zeit bis zum Erreichen der notwendigen Gurtkraft eingestellt wird. Somit fixiert der Gurt bei einem solchen Fahrzustand den Insassen situationsangepasst langsam mit der erforderlichen Kraft.

Mit der erfindungsgemäßen Ansteuerung der in Abhängigkeit des vorliegenden Fahrzustandes angesteuerten Sicherheitseinrichtung wird nicht nur die Sicherheit der Insassen erhöht, indem ein unangepasstes, zu aggressives oder zu sanftes Auslöseverhalten der Sicherheitseinrichtung vermieden wird, sondern es wird auch das Komfortempfinden der Insassen und somit die Akzeptanz des gesamten präventiv wirkenden Schutzsystems durch die Insassen deutlich erhöht.

Unter einer erkannten Kritikalität des Fahrzustandes kann vorliegend nicht nur ein Fahrzustand verstanden werden, welcher mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Verunfallung des Fahrzeuges führt, sondern auch ein Fahrzustand, der kontrolliert mit einer sportlichen Fahrweise herbeigeführt wird und bei dem die Ansteuerung geeigneter Sicherheitseinrichtungen zur Erhöhung des Komforts der Fahrzeuginsassen angemessen ist. So kann beispielsweise bei einer Kurvenfahrt durch die variable Gestaltung des Kraft/Zeit-Gradienten eines Gurtstraffers ein Fahrzeuginsasse leicht in den Sitz gezogen werden und dadurch besser an den Seiten abgestützt werden, womit Seitenpolster eines Fahrzeugsitzes besser beansprucht und in die Fixierung des Insassen eingebunden werden.

Zur Erhöhung des Komforts der Fahrzeuginsassen trägt es auch bei, wenn der Abbau einer in Abhängigkeit der erkannten Kritikalität des Fahrzustandes parametrierten maximalen Kraft der zugeordneten Sicherheitseinrichtung in einer parametrierbaren Zeitspanne erfolgt. Auf diese Weise kann beispielsweise ein sanftes Lösen eines Gurtstraffers oder eines verfahrbaren Polsterelementes, wie eines Kniepolsters, realisiert werden.

Grundsätzlich eignet sich eine Ansteuerung mit einem variablen Kraft/Zeit-Gradienten gemäß der Erfindung für alle in einem Fahrzeug vorgesehenen Sicherheitseinrichtungen, wobei es sich beispielsweise um einen reversiblen Gurtstraffer, eine elektrische Sitzverstelleinrichtung, in ihrer Form, Größe und/oder Lage verstellbare Rückhaltepolster, insbesondere Kniepolster, oder andere elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch im Hinblick auf eine Erhöhung der Sicherheit verstellbare Fahrzeugkomponenten handeln kann.

Dabei kann eine Ansteuerung gemäß der Erfindung mittels eines der jeweiligen Sicherheitseinrichtung zugeordneten Elektromotors erfolgen, dessen Drehzahl variabel ansteuerbar ist. So kann z. B. bei einer entsprechenden Erweiterung der Motorsteuerung in einem Steuergerät eines reversiblen Gurtstraffers oder in einem sonstigen reversiblen Insassenschutzmittel mit langsameren Umdrehungen des Elektromotors erreicht werden, dass der Gurtbandeinzug verlangsamt bzw. bei Verwendung von anderen Insassenschutzmitteln deren Ausfahrgeschwindigkeit verlangsamt wird.

Davon ausgehend, dass eine längsdynamische Kritikalität in der Regel eine höhere Gefährdung für Fahrzeuginsassen darstellt als eine querdynamische Kritikalität, ist es vorteilhaft, wenn einer längsdynamischen Kritikalität des Fahrzu standes ein größerer Kraft/Zeit-Gradient als einer querdynamischen Kritikalität zugeordnet ist.

Eine längsdynamische Kritikalität, welcher die Aktivierung von Sicherheitseinrichtungen zugeordnet ist, liegt insbesondere bei einer Notbremsung und einer Panikbremsung vor, wobei eine Notbremsung bei einer hohen Betätigungsgeschwindigkeit eines Bremspedals oder durch eine vordefinierte Fahrerreaktion erkannt wird. Die Auslöseschwelle kann dabei näherungsweise anhand der Zuschaltung eines Bremsassistenten ausgelegt werden.

Die Detektierung einer Panikbremsung kann vorteilhafterweise ebenfalls anhand einer Fahrerreaktion vorgenommen werden, wobei als Panikbremsung ein Bremsvorgang verstanden wird, bei dem ein Verzögerungswunsch des Fahrers deutlich höher als die Fahrzeugverzögerung ist. Bei einem solchen Fahrzustand ist es vorteilhaft, wenn die Auslösung von Sicherheitseinrichtungen grundsätzlich nur bei Niedrigreibwert stattfindet.

Zu den querdynamischen kritischen Fahrzuständen zählen insbesondere ein starkes Übersteuern, ein starkes Untersteuerung sowie kritische Lenkbewegungen.

Die Ansteuerung der entsprechenden Sicherheitseinrichtung kann 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 Körpergrößendetektion seinrichtung beispielsweise mit einer Sitzpositionssensorik und einer z. B. optischen Kopfpositionsbestimmungseinrichtung ausgebildet sein kann.

Mit derartigen, zum Teil bereits serienmäßig verbauten Einrichtungen kann auch die Position eines Insassen im Fahrzeug ermittelt werden, welche Information bei einer vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ebenfalls zur Ansteuerung der Sicherheitseinrichtung genutzt wird.

Wichtige Eingangssignale zur Steuerung von Sicherheitseinrichtungen sind die Fahrzeuggeschwindigkeit oder ein Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung der Kraft/Zeit-Gradient der Ansteuerung eines Sicherheitsmittels in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines Fahrzeuggeschwindigkeitsgradienten eingestellt wird.

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.

Ein weiter an den aktuellen Fahrzustand angepasstes Auslöseverhalten von Sicherheitseinrichtungen kann erreicht werden, wenn eine Anpassung des Auslöseschwellwertes bei einer erkannten querdynamisch kritischen Fahrsituation in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggesamtbeschleunigung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.

Dabei kann insbesondere eine separate Applikation der Auslöseschwellen des präventiv wirkenden Schutzsystems für hohe und für niedrige Reibwerte erreicht werden.

Beispielsweise kann bei einem hohen Reibwert eine Absenkung des einer querdynamisch kritischen Fahrsituation, wie z. B. einem Zustand Untersteuern oder einem Zustand Übersteuern, zugeordneten Auslöseschwellenwerts erfolgen, was insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu einer Erhöhung der Anzahl an Aktivierungen des präventiv wirkenden Schutzsystems führt und damit gegebenenfalls die Akzeptanz des präventiv wirkenden Schutzsystems bei einem Nutzer des Kraftfahrzeuges weiter steigert.

Durch eine solche Ausführung des präventiv wirkenden Schutzsystems ist eine Abbildung des Gefährdungsempfindens des Fahrzeugnutzers möglich. Dieser fühlt sich in der Regel bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und geringen Reibwerten sicher, so dass der Auslöseschwellenwert einen höheren Wert annehmen kann. Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten und hohen Reibwerten ist das subjektive Gefährdungsempfinden in der Regel jedoch ausgeprägter, so dass dann der Auslöseschwellenwert vorteilhafterweise einen niedrigeren Wert annimmt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die dynamische Anpassung des Auslöseschwellenwerts wenigstens im Wesentlichen kontinuierlich, d. h. stufenlos.

Ausgehend von einem Schwellenwert bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer niedrigen Fahrzeuggesamtbeschleunigung, d. h. bei einem niedrigen Reibwert, ist es zweckmäßig, dass der Auslöseschwellenwert mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder zunehmender Fahrzeuggesamtbeschleunigung um wenigstens annähernd bis zu 50 % reduziert wird. Damit ist sichergestellt, dass stets ein fahrsituationsangepasstes Ansprechverhalten des präventiv wirkenden Schutzsystems vorliegt.

Die Fahrzustandssensorik kann eine vielfältig ausgelegte Sensorik umfassen, welche beispielsweise mit einem Lenkwinkelsensor, einem Pedalwegsensor, einem Bremsdrucksensor, einem Raddrehzahlsensor, einem Beschleunigungssensor, einem Gierratensensor und/oder einem Abstandssensor ausgestattet ist.

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.

Zur Erkennung einer querdynamisch kritischen Fahrsituation, wie einem Untersteuern, bei welchem der Radius des durch den Lenkwinkel vorgegebenen Sollbahn kleiner als der Radius der tatsächlich durchfahrenen Bahn des Fahrzeugs ist, oder einem Übersteuern, bei welchem der Radius der durch den Lenkwinkel vorgegebenen Sollbahn größer als der Radius der tatsächlich durchfahrenen Bahn ist, wird zweckmäßigerweise die mittels entsprechender Beschleunigungssensoren und gegebenenfalls mittels eines Giersensors ermittelte Fahrzeuggesamtbeschleunigung analysiert, die sich aus der Summe der Fahrzeuglängsbeschleunigung und der Fahrzeugquerbeschleunigung ergibt. Ergibt die Analyse ein Überschreiten des reibwertabhängig variierenden Auslöseschwellenwerts, gibt die Datenauswerteeinrichtung eine Kollisionsplausibilität aus, so dass die mit dem präventiv wirkenden Schutzsystem zusammenwirkenden Sicherheitseinrichtungen entsprechend der möglichen Unfallsituation aktiviert und konditioniert werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

In der Zeichnung ist prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftfahrzeuges dargestellt, welches in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird.
Dabei zeigen:
1 eine stark schematisierte Draufsicht eines Kraftfahrzeuges mit einem erfindungsgemäß ausgeführten, präventiv wirkenden Schutzsystem; und
2 ein qualitatives Kraft/Zeit-Diagramm für eine Ansteuerung einer Sicherheitseinrichtung des präventiv wirkenden Schutzsystems der 1.
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.
Das präventiv wirkende Schutzsystem 2 weist eine Sicherheitssensorik 3 auf, die eine Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung 4 und einer Fahrzustandssensorik 6 umfasst. 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 Lenk winkelsensor 13, von einem Längsbeschleunigungssensor 14 sowie einem Querbeschleunigungssensor 15 geliefert werden.
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.
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.
Die von der Fahrzustandssensorik 6 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 erfolgt, wobei wenigstens eine Auswahl an vorhandenen Sicherheitseinrichtungen 17 bei Überschreiten des Auslöseschwellenwerts aktiviert wird. An dieser Stelle können auch die von einer Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung 4 ermittelten Informationen ausgewertet und in die Auslöseentscheidung einbezogen werden.
Die Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung 4 kann mit jeglicher Art umgebungserfassender Sensoren arbeiten. Hierbei ist die Verwendung von Sensoren auf elektromagnetischer Basis, die mit Radarwellen, Milli- und Mikrometerwellen arbeiten, auf optischer Basis, wie Lidar-Systeme oder Infrarot-Systeme, und auf bildgebender Basis, wie z. B. Video in Mono oder Stereo, möglich. Selbstverständlich kann auch eine Kombination derartiger Sensoren und der hieraus gewonnenen Informationen zur Verbesserung der Aussagequalität Anwendung finden. Die Sensoren der Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung müssen die physikalischen Größen Abstand und/oder Geschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Kollisionsobjekt liefern, wobei jeweils eine der Größen über mathematische Differentiation oder Integration errechnet werden kann. Aufgrund der fahrzeugfesten Anordnung der Sensoren sind die hiermit gemessenen Größen stets Relativgrößen zwischen dem Fahrzeug und dem erfassten Kollisionsobjekt. Der überwachte Bereich ergibt sich aus der Anordnung der Sensoren der Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung, wobei insbesondere an Front und Heck des Kraftfahrzeuges Sensoren angeordnet werden, um vor allem den Linksverkehr zu überwachen. Es ist jedoch auch denkbar, Sensoren an den Fahrzeugseiten anzuordnen, um seitliche Kollisionen zu erkennen.
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.
Ein für die Sicherheitseinrichtungen 17 vorgesehener erfindungsgemäßer Auslösealgorithmus, welcher in der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 abgelegt ist, wird nachfolgend anhand der 2 für den reversiblen Gurtstraffer 18 beispielhaft beschrieben.
Die 2 zeigt ein Kraft(F)/Zeit(t)-Diagramm, wobei die Kraft F die Rückstellkraft bzw. Gurtstraffkraft des reversiblen Gurtstraffers 18 ist und die Zeit t die Stellzeit für die Rückstellkraft F wiedergibt.
Bei einer Information I_1, dass eine längsdynamische Kritikalität des aktuellen Fahrzustandes vorliegt, welche beispielsweise einer Not- oder Panikbremsung entspricht und bei der parametrisch vorgegebene Auslöseschwellen für den reversiblen Gurtstraffer 18 überschritten werden, oder dass von der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 eine querdynamische Kritikalität des Fahrzustandes beispielsweise aufgrund eines starken Übersteuerns oder Untersteuerns außerhalb eines durch das elektronische Stabilitätsprogramm korrigierbaren Bereichs und der beherrschbaren Fahrphysik mit entsprechendem Überschreiten von parametrisch vorgegebenen Löseschwellen erkannt wird, wird von der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 auf an sich bekannte Art und Weise eine Plausibilisierung sämtlicher Eingangs- und Umgebungsdaten durchgeführt und bei Plausibilität der Auslöseerkennung für den reversiblen Gurtstraffer 18 eine Zeit T_1 oder T_2 zur Gurtstraffung gestartet.
Je nach ermitteltem Fahrzustand und je nach ermittelter Kritikalität wird ein parametrierbarer Kraft(F)/Zeit(t)-Gradient für die Betätigung des reversiblen Gurtstraffers 18 ausgegeben, wobei in der 2 beispielhaft mit einer Linie L1 ein erster Verlauf einer Vorgabe der Gurtstraffkraft F über der Zeit t und mit einer Linie L2 ein zweiter Verlauf der Gurtstraffkraft F über der Zeit t wiedergegeben ist.
Wenn die Information I_1 einem Auslösesignal zur Gurtstraffung bei erkannter längsdynamischer Kritikalität des Fahrzustandes entspricht, wird der erste Verlauf L1 der Gurtstraffkraft F eingestellt, bei dem ohne vorhandene Gurtlose die Gurtstraffkraft schnellstmöglich, vorzugsweise innerhalb von 120 ms, erreicht wird, oder bei dem z. B. bei vorhandener Gurtlose von 200 mm ein Gurtband innerhalb von ca. 120 ms um mindestens 80 mm eingezogen wird.
Die bis zum Erreichen einer parametrierbaren maximalen Gurtstraffkraft F_max von vorliegend z. B. 140 N vorgegebene Zeitspanne T_1 von hier ca. 120 ms kann je nach Fahrzustand und Kritikalität auch größer oder kleiner parametriert werden.
Die zweite gezeigte Ansteuerung der Straffkraft F gemäß der Linie L2 zeigt eine Parametrierung einer für eine erkannte querdynamische Kritikalität vorgegebenen maximalen Gurtstraffkraft F_1 in einer vorgegebenen Zeitspanne T_2, wobei die maximal geforderte Gurtstraffkraft F_1 hier geringer parametriert ist als die bei längsdynamischer Kritikalität vorgesehene maximale Straffkraft F_max. Die Zeitspanne T_2 zum Erreichen der maximalen Straffkraft F_1 bei querdynamischer Kritikalität ist dabei länger parametriert als bei dem Ansteuerungsverlauf L1 für eine längsdynamische Kritikalität.
Die Parametrierung der maximalen Kraft F_1 und der Zeitspanne T_2 zum Aufbau dieser Kraft bei erkannter querdynamischer Kritikalität kann auch beispielsweise so vorgesehen sein, dass die Zeitspanne T_2 zum Aufbau der Gurtstraffkraft F_1 bis zu 2000 ms beträgt und die Gurtstraffkraft F_1 die maxi male Gurtstraffkraft F_max bei längsdynamischer Kritikalität erreicht.
Wenn das geforderte Niveau der Gurtstraffkraft F_max bzw. F_1 erreicht ist, wird dieses bis zum Eingang einer Information I_2 gehalten, welche vorliegend eine Löseinformation für das präventiv wirkende Schutzsystem 2 darstellt, zu dem der Gurtstraffer 18 zählt.
Mit Empfang der Information I_2 zum Lösen des Gurtstraffers 18 wird der Elektromotor 21 des reversiblen Gurtstraffers 18 zum Lösen der erhöhten Gurtspannung mit der maximalen Gurtstraffkraft F_max bzw. F_1 während einer parametrierbaren Zeitspanne T_ 3 angesteuert, wobei diese Zeitspanne T_3 derart parametriert ist, dass ein sanftes und ruckfreies Lösen des Gurtes realisiert wird.
Am Ende der Zeitspanne T_3 zum Lösen der Gurtspannung wird überprüft, ob die Gurtspannung völlig abgebaut ist. Sollte ein erster Lösevorgang nicht erfolgreich gewesen sein, sieht der vorliegende Algorithmus die Einleitung eines zweiten Löseversuches vor.
Als Randbedingungen sieht die vorliegende Ansteuerung des Gurtstraffers 18 weiter vor, dass die Eingangsdaten der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 Zustandsdaten eines Gurtschlosses umfassen, wobei der in 2 gezeigte Auslösealgorithmus nur bei gestecktem Gurt aktiviert wird. Falls eine solche Information, ob der Gurt gesteckt oder nicht gesteckt ist, nicht verfügbar ist, erfolgt vorliegend keine Ansteuerung des Elektromotors 21 des Gurtstraffers 18.
Weiterhin ist vorgesehen, dass bei einer Situationsänderung der sofortige Abbruch der Ansteuerung des Gurtstraffers 18 erfolgt. Der Straff- bzw. Lösevorgang wird des Weiteren angepasst bzw. abgebrochen, wenn ein Crashereignis erkannt wird oder eine Fehlerhaftigkeit der Information über die Kritikalität erkannt wird.
Der in der Datenauswerte- und Steuereinrichtung 16 abgelegte Auslösalgorithmus ist ferner so ausgelegt, dass eine Anpassung des Auslöseschwellenwerts des präventiv wirkenden Schutzsystems 2 bei einer als querdynamisch kritisch erkannten Fahrsituation in Abhängigkeit von einem jeweils herrschenden Reibwert, d. h. in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggesamtbeschleunigung, die sich aus den mittels der Sensoren 14 und 15 gemessenen Längs- und Querbeschleunigungswerten zusammensetzt, und der jeweils gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
Die Anpassung des Auslöseschwellenwerts erfolgt dabei im Wesentlichen kontinuierlich, und zwar derart, dass er mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit und zunehmender Fahrzeuggesamtbeschleunigung um bis zu 50 % reduziert wird. Dies bedeutet, dass die Aktivierung des präventiv wirkenden Schutzsystems 2 im Falle eines hohen Reibwerts schon bei einem niedrigeren Auslöseschwellenwert erfolgt.

Claims

Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem (2), das Sicherheitseinrichtungen (17) umfasst, die in Abhängigkeit von Informationen angesteuert werden, die mittels einer Sicherheitssensorik (3) aufgenommen und in einer Datenauswerte- und Steuereinrichtung (16) ausgewertet werden, wobei die Datenauswerte- und Steuereinrichtung (16) die aufgenommenen Informationen mit mindestens einem Auslöseschwellenwert vergleicht und bei Erkennung einer Kritikalität des Fahrzustandes wenigsten eine diesem Fahrzustand zugeordnete Sicherheitseinrichtung (18, 19, 20) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung wenigstens der Auslösung der zugeordneten Sicherheitseinrichtung (18, 19, 20) bezüglich eines Kraft(F)/Zeit(t)-Gradienten in Abhängigkeit der erkannten Kritikalität des Fahrzustandes erfolgt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau einer in Abhängigkeit der erkannten Kritikalität des Fahrzustandes parametrierten maximalen Kraft (F_max, F_1) der zugeordneten Sicherheitseinrichtung (18) in einer parametrierbaren Zeitspanne (T_1, T_2) erfolgt, wobei einer längsdynamischen Kritikalität des Fahrzustandes ein größerer Kraft(F)/Zeit(t)-Gradient als einer querdynamischen Kritikalität zugeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbau einer in Abhängigkeit der erkannten Kritikalität des Fahrzustandes parametrierten maximalen Kraft (F_max, F_1) der zugeordneten Sicherheitseinrichtung (18) in einer parametrierbaren Zeitspanne (T_3) erfolgt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenauswerte- und Steuereinrichtung (16) die zugeordnete Sicherheitseinrichtung (18) mit einer der gegebenen längsdynamischen und/oder querdynamischen Kritikalität zugeordneten Parametrierung der Kraft (F) und der Zeit (t) zum Aufbau bzw. Abbau dieser Kraft (F) nach einer Plausibilisierung der ermittelten längsdynamischen und/oder querdynamischen Kritikalität ansteuert.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Sicherheitseinrichtung (18) in Abhängigkeit von ermittelten physiologischen Größen eines Insassen erfolgt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Sicherheitseinrichtung (18) in Abhängigkeit eines Gewichts und/oder einer Körpergröße des Insassen erfolgt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Sicherheitseinrichtung (18) in Abhängigkeit einer Position eines Insassen erfolgt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Sicherheitseinrichtung (18) in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung des Auslöseschwellenwerts bei einer erkannten querdynamisch kritischen Fahrsituation in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggesamtbeschleunigung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöseschwellenwert mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder zunehmender Fahrzeuggesamtbeschleunigung wenigstens annähernd um bis zu 50 % reduziert wird.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeordnete Sicherheitseinrichtung (18) mittels eines Elektromotors (21) antreibbar ist, dessen Drehzahl variabel ansteuerbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeordnete Sicherheitseinrichtung ein reversibler Gurtstraffer (18) ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeordnete Sicherheitseinrichtung ein verfahrbares Rückhaltepolster (19) ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitssensorik (3) eine Fahrzustandssensorik (6) und/oder eine Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung (4) umfasst.