DE102005005959B4 - Device and method for controlling a safety device of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Steuern einer Sicherheitsvorrichtung (18) eines Fahrzeugs, mit einem Precrash-Sensor (10), der mehrere getrennt auswertbare Erfassungsbereiche (22, 23, 24) aufweist, zur Detektion von Kollisionsobjekten (12, 14) und einer Steuereinheit (16) zum Steuern der Sicherheitsvorrichtung (18), wobei die Steuereinheit (16) ausgebildet ist, um Kollisionsobjekten (12, 14) aufgrund charakteristischer Merkmale in einem vom Precrash-Sensor (120) gemessenen Signalverlauf bestimmte Objektklassen zuzuordnen und die Auslösezeit(en) und/oder Auslöseintensität(en) von einem oder mehreren Schutzmitteln (20) der Sicherheitsvorrichtung (18) abhängig von den zugeordneten Objektklassen einzustellen dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) ausgebildet ist, um bei in mehreren Erfassungsbereichen (22, 23, 24) des Precrash-Sensors (10) detektierten Kollisionsobjekten (12) die für jeden Erfassungsbereich (22, 23, 24) ermittelten Abstandswerte miteinander zu vergleichen und die Kollisionsobjekte als ein Objekt (12) zu klassifizieren, falls die ermittelten Abstandswerte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen.Device for controlling a safety device (18) of a vehicle, having a precrash sensor (10) which has a plurality of separately evaluable detection regions (22, 23, 24) for detecting collision objects (12, 14) and a control unit (16) for Controlling the safety device (18), wherein the control unit (16) is designed to assign object classes and collision objects (12, 14) due to characteristic features in a signal waveform measured by the pre-crash sensor (120) and the triggering time (s) and / or tripping intensity (s) of one or more protection means (20) of the safety device (18) depending on the assigned object classes set characterized in that the control unit (16) is adapted to in several detection areas (22, 23, 24) of the precrash sensor (10) collision objects (12) detected the distance values determined for each detection area (22, 23, 24) and the Kollisi classify objects as an object (12) if the determined distance values lie within a predetermined tolerance range.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 20.The invention relates to a device for controlling a safety device of a vehicle according to the preamble of claim 1 and a corresponding method according to the preamble of
Zur Steuerung einer Fahrzeugsicherheitsvorrichtung wie beispielsweise eines Insassenschutzsystems werden die Signale von Beschleunigungssensoren dadurch ausgewertet, dass sie mit einem oder mehreren vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden. Bei Überschreiten der Schwellwerte werden Auslösesignale für Schutzmittel wie beispielsweise Airbags oder Gurtstraffer erzeugt. Zwischen der Detektion einer crashrelevanten Beschleunigung des Fahrzeugs und dem Bilden eines Auslösesignals liegt jedoch nur eine kurze Zeitspanne, in der Regel wenige Millisekunden, welche die Unterscheidung verschiedener Unfall- bzw. Crashszenarien mit unterschiedlichen Auslöseanforderungen oftmals erschwert oder sogar überhaupt nicht ermöglicht.For controlling a vehicle safety device such as an occupant protection system, the signals from acceleration sensors are evaluated by being compared with one or more predetermined threshold values. When the threshold values are exceeded, triggering signals are generated for protective means such as, for example, airbags or belt tensioners. However, there is only a short period of time between the detection of a crash-relevant acceleration of the vehicle and the formation of a trigger signal, usually a few milliseconds, which often makes it difficult or even impossible to distinguish between different crash scenarios with different triggering requirements.
Um das Auslösen von Schutzmitteln besser an ein Unfallszenario anpassen zu können und damit einen effizienteren Einsatz von Schutzmitteln zu erzielen, kann die beispielsweise mittels eines Precrash-Sensors gemessene Relativgeschwindigkeit zwischen einem Fahrzeug und dem Kollisionsobjekt ausgewertet und zur Anpassung von Auslöseschwellen von Schutzmitteln eingesetzt werden. Eine weitere Verbesserung der Effizienz von Sicherheitsvorrichtungen kann durch eine Klassifikation von Kollisionsobjekten und entsprechende Anpassung des Einsatzes von Schutzmitteln erzielt werden. Beispielsweise beschreibt die
Eine besonders genaue Klassifikation von Kollisionsobjekten kann beispielsweise mit einer Kamera und einer entsprechenden Bildverarbeitung erreicht werden. Eine derartige Lösung ist jedoch technisch sehr aufwendig und daher teuer. Ein low-cost Precrash-Sensor besitzt für eine derart genaue Klassifikation nicht die erforderliche Auflösung und eignet sich daher auch nicht als Kamera-Ersatz.A particularly accurate classification of collision objects can be achieved, for example, with a camera and corresponding image processing. However, such a solution is technically very complicated and therefore expensive. A low-cost precrash sensor does not have the required resolution for such a precise classification and is therefore not suitable as a camera replacement.
Weitere Methoden zur Objektklassifikation werden in den folgenden Schriften beschrieben.Further methods for object classification are described in the following documents.
Die
Die
Die
Die
In der
Auch die
Die
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Steuern einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 20 gelost. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a device for controlling a safety device of a vehicle having the features of claim 1 and by a corresponding method having the features of
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, Objekten aufgrund charakteristischer Merkmale in einem von einem Precrash-Sensor gemessenen Signalverlauf bestimmte Objektklassen zuzuordnen und die Auslösezeit und/oder Auslöseintensität von einem oder mehreren Schutzmitteln einer Sicherheitsvorrichtung abhängig von den zugeordneten Objektklassen einzustellen.An essential idea of the invention is to assign objects based on characteristic features in a signal course measured by a precrash sensor to certain object classes and to set the triggering time and / or triggering intensity of one or more protection means of a security device depending on the assigned object classes.
Die Erfindung betrifft nun konkret eine Vorrichtung zum Steuern einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeugs, mit einem Precrash-Sensor, der mehrere getrennt auswertbare Erfassungsbereiche aufweist, zur Detektion von Kollisionsobjekten und einer Steuereinheit zum Steuern der Sicherheitsvorrichtung. Die Steuereinheit ist ausgebildet, um Kollisionsobjekten aufgrund charakteristischer Merkmale in einem vom Precrash-Sensor gemessenen Signalverlauf bestimmte Objektklassen zuzuordnen und die Auslösezeit und/oder Auslöseintensität von einem oder mehreren Schutzmitteln der Sicherheitsvorrichtung abhängig von den zugeordneten Objektklassen einzustellen.The invention now specifically relates to a device for controlling a safety device of a vehicle, having a precrash sensor which has a plurality of separately evaluable detection areas, for detecting collision objects and a control unit for controlling the safety device. The control unit is designed to assign object classes to collision objects based on characteristic features in a signal course measured by the precrash sensor and to set the triggering time and / or triggering intensity of one or more protection means of the security device depending on the assigned object classes.
Ein weiteres wesentliches Erfindungsmerkmal ist es, dass in mehreren Erfassungsbereichen des Precrash-Sensors detektierte Kollisionsobjekte für jeden Erfassungsbereich ermittelte Abstandswerte miteinander zu vergleichen und die Kollisionsobjekte als ein Objekt zu klassifizieren, falls die ermittelten Abstandswerte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen.A further essential feature of the invention is to compare the distance values determined for each detection area in several detection areas of the pre-crash sensor with each other and to classify the collision objects as an object if the determined distance values are within a predetermined tolerance range.
Vorzugsweise weist der Precrash-Sensor drei getrennt auswertbare Erfassungsbereiche auf, für die jeweils ein Abstandswert zwischen einem im jeweiligen Erfassungsbereich erfassten Kollisionsobjekt und dem Fahrzeug ermittelt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass mit drei Erfassungsbereichen eine ausreichend genaue Klassifizierung von Kollisionsobjekten bei einem relativ geringen technischen Aufwand möglich ist.Preferably, the precrash sensor has three separately evaluable detection areas, for each of which a distance value between a collision object detected in the respective detection area and the vehicle can be determined. It has been shown that with three detection areas a sufficiently accurate classification of collision objects is possible with a relatively low technical outlay.
Insbesondere können für die Objektklassen und Erfassungsbereiche Abstandsbereiche festgelegt sein, in denen eine Detektion eines Kollisionsobjekts erwartet wird.In particular, distance ranges may be defined for the object classes and detection areas in which a detection of a collision object is expected.
Die Objektklassen können hierbei abhängig von der Geometrie der Erfassungsbereiche und relevanter Kollisionsobjekte gewählt sein.The object classes can be selected depending on the geometry of the detection areas and relevant collision objects.
Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um bei einem in einer bestimmten Kombination von Erfassungsbereichen und in einem bestimmten Abstandsbereich detektierten Kollisionsobjekt einen Objekt-Indikator für eine oder mehrere Objektklassen zu setzen.Furthermore, the control unit can be designed to set an object indicator for one or more object classes in a collision object detected in a specific combination of detection areas and in a specific distance range.
Anstelle von Abstandsbereichen können auch für jede Objektklasse Wahrscheinlichkeitsfunktionen festgelegt sein, die den ermittelten Abstandswert eines Kollisionsobjekts und die Kombination der erfassenden Erfassungsbereiche als Eingangsgrößen und die Erkennungswahrscheinlichkeit der jeweiligen Objektklasse als Ausgangsgröße besitzt.Instead of distance ranges, probability functions can also be defined for each object class, which have the determined distance value of a collision object and the combination of the recording areas as input variables and the recognition probability of the respective object class as output variable.
Ferner kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um Objekt-Indikatoren und/oder Erkennungswahrscheinlichkeiten einer Qualifikation, Integration und/oder Filterung zu unterziehen, um ein möglichst exakte Klassifikationsergebnis zu erzielen.Furthermore, the control unit can be designed to subject object indicators and / or recognition probabilities to qualification, integration and / or filtering in order to achieve the most accurate classification result possible.
Die Steuereinheit kann zudem ausgebildet sein, um zum Zeitpunkt einer tatsächlichen Kollision und/oder in einem festlegbaren Zeit- oder Abstandsfenster die einzelnen zugeordneten Objektklassen hinsichtlich ihres Qualitätsindex, Integrals oder Filterausgangs zu vergleichen und die wahrscheinlichste Objektklasse als relevant auszuwählen und auszugeben.The control unit can also be designed to compare the individual assigned object classes with respect to their quality index, integral or filter output at the time of an actual collision and / or in a definable time or distance window and to select and output the most probable object class as relevant.
Typischerweise umfassen die Objektklassen eine etwa frontale Kollision mit einem Pfahl und einer Wand, eine Kollision mit einer Wand im schrägen Winkel und eine Kollision mit einem seitlich versetzten Hindernis.Typically, the object classes include an approximately frontal collision with a pole and a wall, a collision with a wall at an oblique angle, and a collision with a laterally offset obstacle.
Zusätzlich zu den Objektklassen kann eine gesonderte Klasse vorgesehen sein, die Objekte umfasst, die einen Abstand besitzen, der kürzer als eine Außenabmessung eines Fahrzeugs ist. Derartige Objekte können z. B. eine LKW(Lastkraftwagen)-Unterfahrten oder auch Fahrzeug-Fußgänger-Kollisionen sein, bei denen sich der Oberkörper oder Kopf des Fußgängers bereits teilweise über der Motorhaube eines Fahrzeugs befindet. In addition to the object classes, a separate class may be provided that includes objects having a distance that is shorter than an outside dimension of a vehicle. Such objects can z. B. a truck (truck) -Unterfahrten or vehicle-pedestrian collisions, in which the upper body or head of the pedestrian is already partially over the hood of a vehicle.
Die Steuereinheit kann auch ausgebildet sein, um ein oder mehrere Kriterien zu überwachen, welche die Zuordnung einer Objektklasse zu einem Kollisionsobjekt bei einer ungenügenden Aussagesicherheit verhindern. Dies erhöht die Sicherheit vor einer Fehlklassifikation.The control unit can also be designed to monitor one or more criteria which prevent the assignment of an object class to a collision object in the event of insufficient statement reliability. This increases the security against misclassification.
Ein Kriterium kann als mögliches Kriterium z. B. einen Mindestwert einer relevanten Objektklasse und/oder eine Mindestdifferenz einer relevanten zu allen anderen Objektklassen umfassen.A criterion can be used as a possible criterion z. B. include a minimum value of a relevant object class and / or a minimum difference of a relevant to all other object classes.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, um eine begrenzte Trennschärfe zwischen den Erfassungsbereichen des Precrash-Sensors bei der Zuordnung eines Kollisionsobjekts zu einer Objektklasse zu berücksichtigen. Dadurch lässt sich die Genauigkeit der Klassifikation erhöhen.In a preferred embodiment, the control unit is designed to take into account a limited selectivity between the detection areas of the precrash sensor when assigning a collision object to an object class. This can increase the accuracy of the classification.
Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um eine Toleranz eines gemessenen Abstands eines Kollisionsobjekts bei der Zuordnung des Kollisionsobjekts zu einer Objektklasse zu berücksichtigen, wodurch ebenfalls die Genauigkeit der Klassifikation erhöht werden kann.Furthermore, the control unit can be designed to take into account a tolerance of a measured distance of a collision object in the assignment of the collision object to an object class, whereby the accuracy of the classification can likewise be increased.
In der Steuereinheit kann ein Parameter gespeichert sein, der auf den Abstand, in dem eine Kollision zwischen Fahrzeug und Kollisionsobjekt zu erwarten ist, einstellbar ist. Dieser Abstand kann beispielsweise der Abstand zwischen Precrash-Sensor und einer zentralen Stelle des Stoßfängers des Fahrzeugs sein.In the control unit, a parameter can be stored, which is adjustable to the distance in which a collision between the vehicle and collision object is to be expected. This distance may be, for example, the distance between the precrash sensor and a central location of the bumper of the vehicle.
Vorzugsweise ist der Abstand in Abhängigkeit vom Winkel einstellbar, unter dem ein potentielles Kollisionsobjekt von einem oder mehreren Crashsensoren erfasst werden kann. Dadurch können unterschiedliche Kollisionsabstände beispielsweise für gerade und schräge Kollisionen berücksichtigt werden, die sich durch die Geometrie des Stoßfängers bzw. des Fahrzeugs ergeben.Preferably, the distance is adjustable as a function of the angle at which a potential collision object can be detected by one or more crash sensors. As a result, different collision distances can be taken into account, for example, for straight and oblique collisions, which result from the geometry of the bumper or the vehicle.
Die Steuereinheit kann auch ausgebildet sein, um eine einem Kollisionsobjekt zugeordnete Objektklasse und/oder eine Ausrichtung des erfassenden Erfassungsbereichs für die Auswahl weiterer Daten des Precrash-Sensors zu verwenden.The control unit can also be designed to use an object class assigned to a collision object and / or an orientation of the capturing detection area for the selection of further data of the precrash sensor.
Der Precrash-Sensor kann nach dem Prinzip eines Radar-, Laser- oder Ultraschallsensors arbeiten, wobei eine Laufzeit und/oder Frequenz/Phasenverschiebung zwischen einem ausgesandten und einem empfangenen Signal erfasst wird.The precrash sensor can operate on the principle of a radar, laser or ultrasonic sensor, whereby a transit time and / or frequency / phase shift between an emitted and a received signal is detected.
Schließlich kann die Steuereinheit derart ausgebildet sein, dass die Auslösezeit und/oder Auslöseintensität von einem oder mehreren Schutzmitteln der Sicherheitsvorrichtung bei einer Objektklasse mit einer geringen anfänglichen Beschleunigung im Kollisionsfall wie einem mittigen Pfahl oder einer deformierbaren Barriere vorverlegt bzw. erhöht wird und bei einer Objektklasse mit einer hohen anfänglichen Beschleunigung im Kollisionsfall wie einer Wand verzögert bzw. abgeschwächt oder die Auslösung in Abhängigkeit weiterer Kriterien ganz unterdrückt wird.Finally, the control unit can be designed such that the triggering time and / or tripping intensity is advanced or increased by one or more guard devices of an object class with a low initial acceleration in the event of a collision, such as a central pole or a deformable barrier, and with an object class a high initial acceleration in case of collision such as a wall is delayed or attenuated or the triggering is completely suppressed depending on further criteria.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeugs, bei dem ein Precrash-Sensor, der mehrere getrennt auswertbare Erfassungsbereiche aufweist, Kollisionsobjekte detektiert. Den Kollisionsobjekten werden aufgrund charakteristischer Merkmale in einem vom Precrash-Sensor gemessenen Signalverlauf bestimmte Objektklassen zugeordnet und die Auslösezeit und/oder Auslöseintensität von einem oder mehreren Schutzmitteln der Sicherheitsvorrichtung abhängig von den zugeordneten Objektklassen eingestellt. Zudem sieht das Verfahren vor, bei in mehreren Erfassungsbereichen des Precrash-Sensors detektierten Kollisionsobjekten die für jeden Erfassungsbereich ermittelten Abstandswerte miteinander zu vergleichen und die Kollisionsobjekte als ein Objekt zu klassifizieren, falls die ermittelten Abstandswerte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen. Der Toleranzbereich kann beispielsweise empirisch ermittelt werden.The invention further relates to a method for controlling a safety device of a vehicle, in which a pre-crash sensor, which has a plurality of separately evaluable detection areas, detects collision objects. Due to characteristic features in a signal course measured by the pre-crash sensor, the collision objects are assigned specific object classes and the triggering time and / or triggering intensity are set by one or more protection means of the security device depending on the assigned object classes. In addition, in the case of collision objects detected in a plurality of detection regions of the pre-crash sensor, the method provides for comparing the distance values determined for each detection range and classifying the collision objects as an object if the determined distance values lie within a predetermined tolerance range. The tolerance range can be determined empirically, for example.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In the description, in the claims, in the abstract and in the drawings, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.
Die Zeichnungen zeigen in:The drawings show in:
Im Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.In the following, identical and / or functionally identical elements can be provided with the same reference numerals.
In
In
Schließlich zeigt
Die Steuereinheit empfängt nicht nur ein Signal vom Precrash-Sensor
Im Folgenden wird in einer Tabelle zur Übersicht ein Ausführungsbeispiel der Zuordnung von Kollisionsobjekten zu Objektklassen anhand des vom Precrash-Sensor gemessenen Signalverlaufs verdeutlicht, wie sie beispielsweise gemäß der Erfindung durch einen in der Steuereinheit implementieren Algorithmus zur Auswertung und Verarbeitung des vom Precrash-Sensors gemessenen Signalverlaufs vorgenommen werden kann:
Für jede Objektklasse kann nun wiederum in der Steuereinheit ein bestimmter Einsatzplan für Schutzmittel wie Airbags, Gurtstraffer oder dergleichen vorgesehen sein. Beispielsweise kann festgelegt sein, dass bei der Objektklasse 4a oder 4b rechts bzw. links im Fahrzeug angeordnete Seitenairbags frühzeitig mit hoher Intensität ausgelöst werden und die Seitenairbags links bzw. rechts im Fahrzeug nicht ausgelöst werden. Bei der Objektklasse 5a und 5b kann festgelegt sein, dass Gurtstraffer unmittelbar und alle im Frontbereich des Fahrzeugs vorhandenen Airbags sofort mit hoher Intensität aktiviert werden.For each object class can now turn in the control unit a certain deployment plan for protection means such as airbags, belt tensioners or the like may be provided. For example, it may be specified that side airbags arranged on the right or left in the vehicle in the class of objects 4a or 4b are triggered prematurely with high intensity and the side airbags on the left or right in the vehicle are not triggered. For the object class 5a and 5b, it may be specified that belt tensioners are activated immediately and all airbags present in the front region of the vehicle immediately with high intensity.
Die Erfindung ermöglicht also insgesamt einen weit flexibleren und besser an ein Unfallgeschehen angepassten Einsatz von Schutzmitteln unter Verwendung eines low-cost Precrash-Sensors.The invention thus makes possible a far more flexible and better adapted to an accident use of protection means using a low-cost precrash sensor.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Precrash-Sensor mit drei ErfassungsbereichenPrecrash sensor with three detection ranges
- 1212
- Kollisionsobjekt Wand oder FahrzeugCollision object wall or vehicle
- 1414
- Kollisionsobjekt PfahlCollision object pile
- 1616
- Steuereinheit zum Steuern einer SicherheitseinrichtungControl unit for controlling a safety device
- 1818
- AirbagsicherheitssystemAirbag Safety System
- 2020
- Airbagair bag
- 2222
-
erster, rechter Erfassungsbereich des Precrash-Sensors
10 first, right detection area of theprecrash sensor 10 - 2323
-
dritter, mittlerer Erfassungsbereich des Precrash-Sensors
10 third, middle detection range of theprecrash sensor 10 - 2424
-
zweiter, linker Erfassungsbereich des Precrash-Sensors
10 second, left detection area of theprecrash sensor 10 - 2626
- Fahrzeugvehicle
- 2828
- Crashsensorcrash sensor
- 3030
- Beschleunigungssensorenaccelerometers
Claims (20)
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2005
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