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Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeug-Sicherheitssysteme und bezieht sich insbesondere auf die zeitliche Aktivierung passiver Rückhaltesysteme.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Rückhaltesysteme bekannt. Bei einigen dieser bekannten Systeme ist ein Einsatz hoch entwickelter Sensoren vorgesehen, um einen Zusammenstoß vorherzusagen und anschließend unterschiedliche Stufen eines Bremseingriffs vor dem Zusammenstoß auszulösen, was auch als ”Kollisionsabmilderung durch Bremsung” (CMbB = ”Collision Mitigation by Braking) bezeichnet wird. Ein Einsatz von CMbB führt aber sowohl im Falle einer Ausführungsform mit Vorladungsbremssystem (= ”precharge brake”- Implementierung) als auch im Falle einer Ausführungsform mit Panik- oder Vollbremsungsunterstützung (= ”panic brake assist”-Implementierung) nur zu einer geringen Erhöhung der Insassensicherheit, und im Falle einer Ausführungsform mit selbsttätigem Bremssystem (= ”autonomous brake”-Implementierung) zu einem beträchtlichen Risiko von Fehlauslösungen.
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Zusätzlich zu CMbB-Systemen ist im Stand der Technik auch die Aktivierung von passiven Vor-Kollisions-Rückhaltesystemen bekannt. Aus der US-Offenlegungsschrift
US 2001/0054816 ist ein Sicherheits-Rückhaltesystem bekannt, bei welchem ermittelt wird, ob sich ein Fahrzeug in einem kritischen Zustand befindet, beispielsweise, ob eine Gefahrenbremsung durch ein automatisiertes Bremssystem erfolgt oder ob durch einen nach vom gerichteten Sensor ein Objekt nachgewiesen wird. Wenn sich das Fahrzeug in einem kritischen Zustand befindet, aktiviert das System eine reversible Gurtspannvorrichtung derart, dass der Insasse in das Fahrzeug mit einer vorbestimmten Rückziehkraft gezogen wird, und halt den Insassen anschließend mit einer Haltekraft in einer nach hinten gezogenen Position, wobei die Haltekraft kleiner als die Rückziehkraft ist.
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Wenngleich ein derartiges System für den beabsichtigten Zweck geeignet ist, so neigt es doch zu falschen Triggerungen bzw. Auslösungen infolge der Verwendung eines nach vorne gerichteten Nachweissystems, welches lediglich ein Objekt anstelle der Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit dem Objekt ermittelt. Außerdem wird, da sich das System auf ein automatisiertes Bremsen und andere nicht von dem Fahrer veranlasste Auslösevorgänge stützt bzw. verlasst, die Vernunft bzw. Verstandeskraft des Fahrers aus dem Entscheidungsprozess ausgeklammert, und es kann vorkommen, dass das passive Rückhaltesystem ohne eine vom Fahrer hervorgerufene Reaktion aktiviert wird.
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Die
US-PS 64 21 591 offenbart ein passives Rückhaltesystem, in welchem aktuelle Fahrzeugbewegungsdaten wie die Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung und Rotationsgeschwindigkeit um die vertikale Achse des Fahrzeugs bestimmt und mit einem Zielzustand des Fahrzeugs, welcher dem gewünschten Verhalten des Fahrzeugs entspricht, verglichen werden. Der aktuelle Zustand und der Zielzustand werden verglichen, und davon abhängig werden Aktivierungssignale für das Rückhaltesystem erzeugt.
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Die
US-PS 64 20 996 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels derer es ermöglicht wird, dass die Folgen eines Zusammenstoßes zwischen einem Host-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug verhindert oder abgemildert werden, indem eine Kombination aus radargestützter Zielinformation und Transponder-Information verwendet wird. Das Host-Fahrzeug ist mit einem Radarsystem ausgestattet, welches einen individuellen Zielkurs eines Objekts innerhalb des Erfassungsbereichs und der Reichweite des Radarsystems extrahiert. Wenn die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes oberhalb eines bestimmten Schwellwertes liegt, überträgt das Radarsystem ein gerichtetes Abfragesignal zu diesem Zielfahrzeug hin. Wenn das Zielfahrzeug mit einem oder mehreren Transpondern ausgestattet ist, sendet das Zielfahrzeug eine Antwort auf das Abfragesignal aus, welche diverse dynamische und/oder statische Merkmale des Zielfahrzeugs enthält. Das Hostfahrzeug analysiert die vom Transponder stammende Zielinformation und die vom Radar stammende Zielinformation, um die Art des drohenden Zusammenstoßes zu bestimmen und geeignete Änderungen im Betrieb von einem oder mehreren Hostfahrzeugsystemen durchzuführen, damit die Folgen eines Zusammenstoßes verhindert oder abgemildert werden.
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Wenngleich diese Systeme für den beabsichtigten Zweck grundsätzlich geeignet sind, so neigen Systeme gemäß dem Stand der Technik zu falschen Triggerungen bzw. Auslösungen. Systeme, welche lediglich nachweisen, ob sich ein Objekt im Nachweisbereich eines nach vorne gerichteten Objektdetektors befindet, sind für falsche Triggerungen bzw. Auslösungen besonders anfällig, da auch dann, wenn ein Objekt von dem nach vorne gerichteten Sensor erfasst wird, dies aufgrund der relativen Bewegung zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug nicht notwendigerweise zu einer Kollision führen muss.
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Aus der
DE 100 05 010 A1 sind Schritte zum Nachweis eines Zielobjekts, Erzeugen von Zielinformation für das Zielobjekt sowie Maßnahmen und Schritte zur Bestimmung einer Kollisionswahrscheinlichkeit bekannt, wobei ein passives Rückhaltesystem bei Überschreiten vorgegebener Schwellwerte einer Vielzahl von Erfassungseinrichtungen und Berechnungseinheiten oder einer beliebigen Kombination davon (Eigengeschwindigkeit, Lenkwinkel, Gierwinkel, Giergeschwindigkeit) aktiviert werden soll.
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Aus der
DE 199 30 384 A1 ist es bekannt, eine Insassenschutzeinrichtung abhängig von einer Kollisionserfassung oder einer Notbremserfassung zu steuern; eine Kollisionswahrscheinlichkeit (im Vorfeld einer Kollision) wird nicht berücksichtigt.
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Aus der
DE 103 27 950 A1 ist es bekannt, eine Kollisionswahrscheinlichkeit zu bestimmen, jedoch ohne Berücksichtigung einer Bremspedalbetätigung zur Verifikation einer drohenden Kollision. Entsprechendes gilt auch für die
DE 602 02 992 T2 .
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Aus der
DE 101 31 198 A1 ist eine Steuerung eines aktiven oder passiven Sicherheitssystems bei einem Fahrzeug bekannt, bei dem Fahrzeugaußen- und -innenraum, insbesondere die Ist-Position eines Fahrzeuginsassen, überwacht werden sollen.
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Aus der
DE 102 31 362 A1 ist eine Vorrichtung zur Umweltüberwachung eines Fahrzeugs bekannt, bei der bestimmte zu überwachende Objekte im Detektionsbereich der Sensorik ausgewählt werden.
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Aus der
DE 102 02 908 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Detektionsbereiches einer Pre-Crash-Anordnung bekannt.
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Aus der
DE 102 12 902 A1 ist es bekannt, reversible Rückhaltemittel bei einer Pre-Crash-Erkennung präventiv zu aktivieren.
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Aus der
DE 103 38 760 A1 ist eine Auslösung eines Rückhaltesystems stets in Verbindung mit einer fahrerbezogenen Plausibilitätserkennung bekannt.
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Sogar weiterentwickelte Systeme, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Kollision bestimmt wird, können in Situationen falsch triggern bzw. auslösen, in denen eine Kollision, auch wenn sie tatsächlich erfolgt, ohne schädliche Auswirkungen bleiben würde. Beispielsweise kann ein Nachweissystem eine vor dem Fahrzeug schwebende, leere Lebensmitteltüte oder andere Abfälle detektieren, welche selbst bei Kollision mit dem Fahrzeug keine Schäden oder Verletzungen hervorrufen würde. Die Aktivierung ergänzender Rückhaltesysteme in solchen Situationen stellt ein Ärgernis für die Fahrzeuginsassen dar und kann die Sicherheit durch eine Irritation des Fahrers beeinträchtigen.
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Normalerweise ist ein Fahrer in der Lage, zwischen einer Situation, in der ein Zusammenstoß schädlich ist, und einer Situation, in der der Zusammenstoß keinen Schaden verursacht, zu unterscheiden. Beispielsweise kann ein Fahrer normalerweise zwischen einem zu erwartenden Zusammenstoß mit einer schwebenden Lebensmitteltüte und einem Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug unterscheiden. Daher treten die meisten Situationen, in denen die Aktivierung eines passiven Rückhaltesystems gerechtfertigt ist, auf, nachdem der Fahrer eine Entscheidung hinsichtlich der Ernsthaftigkeit der Situation getroffen und irgendeine Reaktion, wie beispielsweise ein starkes Betätigen der Bremse, eingeleitet hat. Folglich kann es hilfreich sein, die Beurteilung einer Situation durch den Fahrer bei der Bestimmung der Ernsthaftigkeit einer Situation und bei der Entscheidung, ob das Auslösen eines passiven Rückhaltesystems gerechtfertigt ist, zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise ein Fahrer ein anderes Fahrzeug sieht, welches mit dem Fahrzeug des Fahrers zusammenstoßen wird, betätigt er üblicherweise kräftig die Bremse, um den Zusammenstoß zu verhindern oder abzumildern. Allerdings ist nicht jedes Mal dann, wenn ein Fahrer heftig die Bremse betätigt, die Aktivierung eines ergänzenden Rückhaltesystems gerechtfertigt. Es gibt Situationen, in denen ein Fahrer stark auf die Bremse tritt, aber kein Zusammenstoß droht und folglich die Aktivierung eines ergänzenden Rückhaltesystems nicht gerechtfertigt ist. Beispielsweise kann ein Fahrer vor einem Rotlicht plötzlich bremsen oder weil er im Begriff ist, eine Ausfahrt zu verpassen. In derartigen Situationen kann die Aktivierung bestimmter Komponenten eines passiven Rückhaltesystems ein Ärgernis für den Fahrer oder sogar aufgrund einer Irritation des Fahrers ein Sicherheitsproblem darstellen. Ferner kann es sein, dass manche Fahrer ein System bevorzugen, welches ein ergänzendes Sicherheitssystem bei einer geringeren Kollisionswahrscheinlichkeit aktiviert als es andere Fahrer bevorzugen. Außerdem sind nicht sämtliche Sicherheitsmerkmale eines ergänzenden Rückhaltesystems für jede Situation geeignet. Beispielsweise kann in manchen Situationen das Entfalten von Airbags gerechtfertigt sein und in anderen nicht.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sicher arbeitendes passives Rückhaltesystem bereitzustellen, bei dem das Risiko falscher Auslösungen verringert ist. Es ist ein werteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System zu schaffen, welches die Beurteilung und Reaktion des Fahrers auf eine Situation bei der Entscheidung, ob ein passives Rückhaltesystem aktiviert werden soll, berücksichtigt. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Sicherheitsrückhaltesystem bereitzustellen, welches die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem Objekt genau berechnet, bevor das System aktiviert wird. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein ergänzendes Rückhaltesystem bereitzustellen, in welchem dessen Aktivierung auf die bestimmte Situation angepasst ist.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe werden Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 bis 14 sowie 30 bis 40 sowie Vorrichtungen gemäß den Patentansprüchen 15 bis 29 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Mit der vorliegenden Erfindung werden Nachteile gemäß dem Stand der Technik vermieden, indem ein sicher arbeitendes passives Rückhaltesystem bereitgestellt wird, bei dem das Risiko falscher Auslösungen verringert ist. Das System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet einen dualen Anforderungsansatz, welcher sowohl eine Reaktion des Fahrers, beispielsweise ob ein Abbremsungsgrad seitens des Fahrers größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, als auch eine berechnete Grenzwahrscheinlichkeit der Kollision berücksichtigt, bevor ein passives Rückhaltesystem aktiviert wird. Folglich schafft das System zusätzliche Sicherheit dahingehend, ob eine Aktivierung des ergänzenden Rückhaltesystems gerechtfertigt ist, indem es sich darauf stützt, dass sowohl die beabsichtigte Abbremsung seitens des Benutzers wenigstens einen vorbestimmten Grad bzw. ein vorbestimmtes Ausmaß erreicht, als auch darauf, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Übersichtsdarstellung eines Systems zum Aktivieren eines passiven Rückhaltesystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Blockdiagramm des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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3 ein logisches Flussdiagramm zur Erläuterung des Gesamtablaufs gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Abbildungen ein passives Rückhaltesystem beschrieben. Das System gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Steuergerät auf, welcher bestimmt, dass Funktionen eines passiven Rückhaltesystems ausgelöst werden, wenn ein Fahrer die Bremse mit einer Kraft betätigt, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, und eine Kollisionswahrscheinlichkeit vorliegt, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
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Gemäß 1 weist ein von einem Fahrer 160 gesteuertes Fahrzeug 100 einen Objektsensor 110 zum Nachweisen und Erfassen eines Zielobjekts 120 und Erzeugen einer Zielinformation für das Zielobjekt 120 auf. Das Zielobjekt 120 kann ein anderes Fahrzeug oder ein beliebiges anderes Objekt und sowohl stationär als auch in Bewegung sein. Ein Steuergerät 170, welches in Datenkommunikation mit dem Objektsensor 110 steht, berechnet die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Zielobjekt 120 unter Verwendung der erzeugten Zielinformation. Das Steuergerät 170 bestimmt dann, ob die berechnete Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Zielobjekt 120 größer als ein vorbestimmter Schwellwert der Kollisionswahrscheinlichkeit ist. Ist dies der Fall, ist das Erfordernis hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit erfüllt.
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Ein Bremssensor 130 erfasst den Abbremsungsgrad des Fahrers 160 des Fahrzeugs 100. Das Steuergerät 170 steht auch in Datenkommunikation mit dem Bremssensor 130 und empfängt Information von dem Bremssensor 130 bezüglich des Abbremsungsgrades des Benutzers. Das Steuergerät 170 bestimmt, ob der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Abbremsungsgrad-Schwellwert ist. Wenn der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Abbremsungsgrad-Schwellwert ist, ist das Erfordernis hinsichtlich der Abbremsung erfüllt.
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Das Steuergerät 170 ermittelt, ob sowohl das Erfordernis hinsichtlich der Abbremsung als auch das Erfordernis hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit gleichzeitig erfüllt sind. Wenn beide Erfordernisse während des gleichen Zeitabschnittes erfüllt sind, aktiviert das Steuergerät 170 wenigstens eine Funktion eines passiven Rückhaltesystems 140.
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2 zeigt ein Blockdiagramm des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Objektsensor 110 weist Objekte in einer Nachweiszone nach. Der Objektsensor 110 ist an das Steuergerät 170 gekoppelt. Der Objektsensor 110 kann eine oder mehrere Arten von Sensoren aufweisen, einschließlich Radar 222, Lidar 224 und/oder ein Front-Bilderkennungs- bzw. Sichtsystem 226. Das Front-Bilderkennungssystem 226 kann eine oder mehrere Kameras 228 aufweisen. Der Radar 222, der Lidar 224 und/oder die eine oder mehreren Kameras 228 können in der Lage sein, die Anwesenheit eines Objekts 120 und dessen Abstand von dem Fahrzeug 100 zu erfassen. Es versteht sich, dass zahlreiche Objektsensoren verwendet werden können, wobei jeder Objektsensor Objekte in einer bestimmten Nachweiszone nachweist. Außerdem können mehrere Radar-Vorrichtungen oder Lidar-Vorrichtungen verwendet werden, um den Abstand eines Objekts unter Einsatz bekannter Dreiecksnavigationstechniken zu bestimmen. Ein Radarsystem kann mehrere Antennen aufweisen, welche zu den Seiten oder zum Heck des Fahrzeugs orientiert sein können, um die azimutale Abdeckung des Systems zu erhöhen. Die Antennen können mechanisch abgetastet werden, oder es kann eine elektronisch abgetastete Antenne, wie beispielsweise eine phasengesteuerte Antenne, verwendet werden.
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Das Steuergerät 170 ist vorzugsweise als mikroprozessorbasierter Controller ausgebildet, welcher an einen Speicher 250 gekoppelt ist. Der Speicher 250, welcher in der Abbildung als separates Teil gezeigt ist, kann getrennt von dem Steuergerät 170 oder auch in das Steuergerät 170 integriert ausgestaltet sein, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Der Speicher 250 kann diverse Arten von Speichern aufweisen, beispielsweise Nur-Lese-Speicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch löschbare Nur-Lese-Speicher (EEPROM) und Haltespeicher (KAM). Der Speicher 250 wird verwendet, um diverse vorbestimmte Schwellwerte und Parameter zu speichern, wie weiter unten beschrieben wird.
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Der Objektsensor 110 tastet einen Sektor der Fahrzeugumgebung ab, um Ziele zu erfassen. Bei Nachweis eines Zielobjekts 120 erzeugt der Objektsensor 110 Zieldaten für das Zielobjekt 120, wie beispielsweise den Abstand, die relative Richtung, die relative Geschwindigkeit und in die relative Beschleunigung des Zielfahrzeugs. Mehrere Ziele können nachgewiesen werden, wobei Zielinformation für jedes Zielobjekt entwickelt wird. Das Steuergerät 170 verwendet die Zieldaten, um eine Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt 120 zu bestimmen.
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Wie weiter unten detaillierter erläutert wird, kann der Computer auch Eingabedaten von einer Anzahl weiterer Sensoren 260 des Fahrzeugs empfangen und berücksichtigen, um die Kollisionswahrscheinlichkeit genau zu bestimmen und um die Aktivierung des passiven Rückhaltesystems darauf abzustimmen. Außerdem kann der Computer bzw. des Steuergerät 170 auch Informationen verwenden, welche er von den diversen Sensoren erhalten hat, um zu bestimmen, welche Funktionen des passiven Rückhaltesystems und in welchem Grade aktiviert werden sollen.
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Der Bremssensor 130 erfasst die Abbremsung durch den Fahrer. Das Steuergerät 170 steht in Datenaustausch mit dem Bremssensor 130. Das Steuergerät 170 empfängt Information von dem Bremssensor 130 und bestimmt, ob der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Wenn der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, dann ist das Erfordernis hinsichtlich der Abbremsung erfüllt.
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Das Steuergerät 170 steht in Datenkommunikation mit dem passiven Rückhaltesystem 140. Beispiele von Funktionen des passiven Rückhaltesystems 140, welche durch des System aktiviert und angepasst werden können, können sein (ohne Einschränkung der Erfindung) reversible Airbags 281, reversible Sitzgurtstraffer 280, reversible aufblasbare Kopfstützen 282, reversible aufblasbare Kniepolster 283, reversible Airbag-Inflatoren (Gasgeneratoren) 284, reversible Tür-Airbags 285, reversible Seitenairbag-Inflatoren 286, reversible bewegliche Sitze 287, reversible zusammenfahrbare Lenksäulen 288 und ein reversibles Pedal 289.
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Ein Bremssensor 130 in Datenkommunikation mit dem Steuergerät 170 ermittelt, wann ein Fahrer die Bremse des Fahrzeugs betätigt. Wenn der Fahrer die Bremse betätigt, wird der Abbremsungsgrad seitens des Fahrers bestimmt. Wenn der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Abbremsungsgrad-Schwellwert ist, dann ist das Erfordernis hinsichtlich der Abbremsung erfüllt. Das Bremssystem kann irgendeinen von diversen im Stand der Technik bekannten Sensoren aufweisen, beispielsweise einen Druck- bzw. Kraftsensor, welcher die Kraft erfasst, mit der der Fahrer auf die Bremse tritt, einen Sensor, welcher den Hauptbremszylinder überwacht, etc.. Vorzugsweise wird ein Bremssensor verwendet, welcher die aktuelle von dem Fahrer ausgeübte Kraft überwacht, anstelle eines Sensors, welcher eine automatische Abbremsung durch das Fahrzeug erfasst. Auf diese Weise werden die tatsächlichen Reaktionen des Fahrers auf eine bestimmte Situation verwendet, wodurch Information hinsichtlich der Beurteilung der Situation durch den Fahrer bereitgestellt wird.
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Wenn der Objektsensor 110 im Betrieb ein Zielobjekt erfasst, erzeugt er Kursinformation, wie beispielsweise die relative Position, Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Zielobjekts. Um die Kollisionswahrscheinlichkeit zu bestimmen, verwendet das System die Kursinformation zusammen mit Eingaben von anderen Fahrzeugsensoren und Systemen 260, wie beispielsweise Informationen von einem GPS-Empfänger 271 und Informationen von einem Fahrzeugdynamiksensor 264, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass das Fahrzeug 100 mit dem Zielobjekt 120 kollidiert. Wenn die Wahrscheinlichkeit PC einer Kollision (PC = ”probability of collision”) über einem bestimmten Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert PCT liegt, wird das passive Rückhaltesystem aktiviert.
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Wenn das Objekt 120 ein anderes Fahrzeug ist, können zusätzliche Maßnahmen eingeleitet werden, wie z. B. das Aussenden eines Abfragesignals, und wenn das Zielfahrzeug geeignet ausgestattet ist, empfängt es ein Antwortsignal von dem Zielfahrzeug und bestimmt die Kollisionswahrscheinlichkeit unter Verwendung dieser zusätzlichen Information. Beispielsweise kann die Information von diversen Quellen des Zielfahrzeugs abgeleitet werden, wie beispielsweise einem GPS-Empfänger 271, Fahrzeugdynamiksensoren 264 etc. Andere Fahrzeugsysteme und andere Sensoren 260 können ebenfalls Eingaben an das Steuergerät 170 zur Einbeziehung in die Algorithmen liefern, welche verwendet werden, um Gefahrenabschätzungen vorzunehmen und Entscheidungen zu treffen. Beispiele solcher Fahrzeugsysteme und Sensoren beinhalten (ohne Einschränkung der Erfindung) einen Insassenpositionssensor 261, einen Insassenklassifizierungssensor 262, einen Sitzgurtstatussensor 263, einen Fahrzeugdynamiksensor 264 wie z. B. Beschleunigungsmesser, Radumdrehungszahlsensoren etc., einen Fahrerschläfrigkeitssensor 265, einen Sitzgurtpositionssensor 266, einen Sitzspurpositionssensor 267, einen Rückenlehnenneigungssensor 268, einen Lenksäulenpositionssensor 269, einen Pedalpositionssensor 270 und einen GPS-Empfänger 271.
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Das Steuergerät 170 ist so konfiguriert, dass es die Wahrscheinlichkeit und Heftigkeit einer Kollision ermittelt. Das Steuergerät 170 verwendet Informationen von dem Objektsensor 110 und dem Bremssensor 130 und anderen Sensoren und Systemen, um kontinuierlich die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass ein bestimmtes Zielobjekt 120, welches mittels des Sensorsystems nachgewiesen wurde, mit dem Fahrzeug 100 kollidiert. Diverse Algorithmen zur Gefahrabschätzung und zur Durchführung der Bestimmung der Kollisionswahrscheinlichkeit sind im Stand der Technik bekannt und werden von der vorliegenden Erfindung umfasst. Das System verwendet vorzugsweise ein neuronales Netzwerk und/oder Fuzzy-Logik-Algorithmen, um die Kollisionswahrscheinlichkeit und andere die Gefahrensituation beeinflussenden Faktoren auszuwerten.
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Das Steuergerät 170 kann dann die Aktivierung des passiven Rückhaltesystems anpassen, und bestimmen, welche Funktionen des passiven Rückhaltesystems 140 in welchem Grade aktiviert werden. Beispielsweise kann das Steuergerät 170 bestimmen, dass ein Front-Airbag 281 in einem niedrigen Grad aktiviert und ein Seitenairbag 286 überhaupt nicht aktiviert wird.
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Das Objektsensorsystem 110 sucht kontinuierlich nach neuen Zielen und aktualisiert die Information über das Zielobjekt 120, während die Verarbeitungs- und Auswertungsschritte von 3 ausgeführt werden.
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Wie in 2 gezeigt ist, weist das System vorzugsweise einen Kollisionssensor 290 in Datenkommunikation mit dem Steuergerät 170 auf, um eine tatsächliche Kollision des Fahrzeugs mit einem Objekt nachzuweisen. Wenn das passive Rückhaltesystem 140 oder Teile davon vor einem Zusammenprall nicht aktiviert wurden, kann das Steuergerät 170 das passive Rückhaltesystem 140 oder Teile davon bei Nachweis einer tatsächlichen Kollision durch den Kollisionssensor 290 aktivieren.
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Das Flussdiagramm in 3 zeigt den logischen Ablauf im Betrieb des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 302 erfolgt eine Initialisierung sowohl einer Kollisionswahrscheinlichkeits-Variablen PCV mit einem logischen Wert WAHR oder FALSCH, welcher angibt, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit (PC) mit einem Objekt größer als ein vorbestimmter Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert (PCT) ist, als auch einer Bremsvariablen (BV) mit einem logischen Wert von WAHR oder FALSCH, welcher angibt, ob der Fahrer einen Abbremsungsgrad (BL) ausübt, der größer als ein vorbestimmter Abbremsungsgrad-Schwellwert (BT) ist, auf FALSCH.
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In einem Schritt 304 sucht der Objektsensor 110 nach Zielobjekten. In Schritt 306 wird überprüft, ob ein Zielobjekt nachgewiesen wurde. Wenn kein Zielobjekt nachgewiesen wurde, bleibt der Wert der Kollisionswahrscheinlichkeits-Variablen PCV bei falsch oder wird, wenn der aktuelle PCV-Wert zuvor zu WAHR geändert wurde, in Schritt 308 auf FALSCH geändert. Wenn ein Zielobjekt gefunden wurde, wird in Schritt 316 eine Zielkursinformation für das Objekt erzeugt. In Schritt 320 ermittelt das Steuergerät 170 die Kollisionswahrscheinlichkeit PC zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt. In Schritt 324 bestimmt das Steuergerät 170 dann, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit PC größer als ein vorbestimmter Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert PCT ist. Wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit PC kleiner als PCT ist, dann wird die Kollisionswahrscheinlichkeits-Variable PCV im Schritt 308 auf FALSCH gesetzt (oder bleibt bei FALSCH, wenn sie bereits auf FALSCH gesetzt wurde). Wenn PC gleich oder größer PCT ist, dann wird die Kollisionswahrscheinlichkeits-Variable PCV im Schritt 328 auf WAHR gesetzt.
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Gleichzeitig mit den obigen Schritten, welche auf das Erfassen eines Zielobjekts bezogen sind, werden die folgenden Schritte durchgeführt, welche auf das Abbremsen durch den Benutzer bezogen sind. In einem Schritt 342 überwacht der Bremssensor 130 das Bremsen durch einen Benutzer. In Schritt 344 wird überprüft, ob eine Abbremsung nachgewiesen wurde. Wenn eine Abbremsung nicht nachgewiesen wurde, wird die Bremsvariable BV in einem Schritt 346 auf FALSCH gesetzt. Wenn eine Abbremsung durch den Benutzer nachgewiesen wurde, wird der Grad der Abbremsung (BL) durch den Benutzer in einem Schritt 348 bestimmt. In einem Schritt 352 bestimmt das Steuergerät 170, ob der Abbremsungsgrad BL größer als ein vorbestimmter Abbremsungsgrad-Schwellwert BT ist. Wenn BL kleiner als BT ist, dann wird die logische Bremsvariable BV auf FALSCH gesetzt (siehe 346). Wenn der Abbremsungsgrad BL größer oder gleich dem Abbremsungsgrad-Schwellwert BT ist, dann wird die Bremsvariable BV in einem Schritt 356 auf WAHR gesetzt.
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Wie in Schritt 360 gezeigt, überprüft das Steuergerät 170, ob sowohl die Kollisionswahrscheinlichkeits-Variable PCV als auch die Bremsvariable 8V beide den Wert WAHR haben. Wenn nicht, fährt das System darin fort, nach Objekten zu suchen und das Abbremsen durch den Benutzer zu überwachen. Falls ja, aktiviert das Steuergerät 170 zumindest einen Teil des passiven Rückhaltesystems 140, wie in Schritt 368 gezeigt ist. Wie in 3 gezeigt ist, überwachen der Objektsensor 110 und der Bremssensor 130 kontinuierlich Objekte bzw. den Gebrauch der Bremse durch den Benutzer. Folglich können sich die Werte der Variablen PCV und BV mit der Zeit ändern, so dass zu einem beliebigen Zeitpunkt eine der Variablen den Wert WAHR, eine der Variablen den Wert FALSCH oder beide Variablen den Wert WAHR oder beide Variablen den Wert FALSCH haben können. Beispielsweise können beide Variablen den Wert FALSCH haben, wenn das Fahrzeug auf einer Autobahn fährt. Der Benutzer kann plötzlich heftig bremsen, so dass er einen Abbremsungsgrad BL ausübt, welcher größer als der Abbremsungsgrad-Schwellwert BT ist, so dass der Bremsvariablen BV der Wert WAHR zugeordnet wird. Wenn der Objektsensor 110 kein Objekt nachweist, oder er zwar ein Objekt nachweist, aber die Kollisionswahrscheinlichkeit PC kleiner als der vorbestimmte Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert PCT ist, bleibt die Kollisionswahrscheinlichkeits-Variable PCV auf dem Wert FALSCH. Folglich wird das passive Rückhaltesystem nicht aktiviert. Wenn allerdings der Objektsensor 110 kein Objekt nachweist und die Kollisionswahrscheinlichkeit PC größer als der Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert PCT ist, dann wird PV auf den Wert WAHR gesetzt, und das passive Rückhaltesystem wird aktiviert.
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Es sei angemerkt, dass die in 3 gezeigten Schritte nicht notwendigerweise in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Beispielsweise kann der Schritt 360, in welchem überprüft wird, ob die Werte von PCV und BV beide WAHR sind, kontinuierlich durchgeführt werden, und nicht nur dann, nachdem eine der Variablen auf den Wert WAHR gesetzt wurde.
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In einer bevorzugten Ausführungsform bestimmt das Steuergerät 170 auch die Heftigkeit einer erwarteten Kollision und passt das passive Rückhaltesystem an die spezielle Situation an, indem er bestimmt, welche Funktionen des passiven Rückhaltesystems 140 zu aktivieren sind, und in welchem Aktivierungsgrad dies erfolgen soll. Zur Unterstützung bei der Bestimmung, welche Funktionen zu aktivieren sind und bei welchem Aktivierungsgrad, kann das System einen oder mehrere zusätzliche Sensoren 260 (vgl. 2), wie zum Beispiel Insassenpositionssensoren 261, Insassenklassifizierungssensoren 262 etc. aufweisen.
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Beispielsweise kann dann, wenn das Steuergerät 170 mittels der Fahrzeugdynamiksensoren 264 bestimmt, dass eine Kollision bei einer geringen Geschwindigkeit stattfinden wird, und mittels des Insassenklassifizierungssensors 262 bestimmt, dass der Insasse auf einem Passagiersitz ein Kind ist, das Steuergerät 170 die Gurtspannvorrichtung des Passagiersitzes aktivieren, aber nicht den Insassen-Airbag.
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Folglich kann durch Einsatz der vorliegenden Erfindung ein vorteilhafteres System zum Aktivieren eines passiven Rückhaltesystems erhalten werden. Das System weist Objekte nach, mit denen das Fahrzeug kollidieren kann, und berechnet, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit größer als ein vorbestimmter Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert ist. Falls dies der Fall ist, ist das Erfordernis hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit erfüllt.
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Das System überwacht auch das Bremsen durch einen Fahrer des Fahrzeugs. Wenn der Fahrer die Bremse mit hinreichender Kraft betätigt, ist das Erfordernis hinsichtlich des Abbremsungsgrades des Benutzers erfüllt. Das System bestimmt, ob sowohl das Erfordernis hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit als auch das Erfordernis hinsichtlich des Abbremsungsgrades während der gleichen Zeitspanne erfüllt sind, und aktiviert, falls dies der Fall ist, ein passives Rückhaltesystem.
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Wenn der Fahrer die Bremse nicht mit ausreichender Kraft betätigt, wird der vorbestimmte Abbremsungsgrad-Schwellwert nicht erreicht, und das passive Rückhaltesystem wird vor der Kollision nicht aktiviert. In ähnlicher Weise wird das passive Rückhaltesystem nicht vor einer Kollision aktiviert, wenn die Wahrscheinlichkeit der Kollision geringer als ein Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert ist. Folglich aktiviert das System nur dann, wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wodurch das Risiko einer Aktivierung des Systems, wenn es nicht benötigt wird, reduziert wird. Durch das Erfordernis, dass der Fahrer zumindest eine Bremskraft von der Größe eines Bremskraft-Schwellwerts ausüben muss, was ein Anzeichen dafür ist, dass der Fahrer eine Kollision erwartet, stützt sich das System zumindest teilweise auf die individuelle Beurteilung durch den Fahrer. Infolge der Berücksichtigung der Beurteilung des Fahrers hinsichtlich einer bevorstehenden Kollision kann die vorliegende Erfindung einen geringeren Kollisionswahrscheinlichkeits-Schwellwert für die Aktivierung schaffen, als ein System, welches diese zusätzliche Information nicht verwendet, wobei gleichzeitig auch das Risiko fehlerhafter Auslösungen minimiert wird.
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Das System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet einen Sensor, wie beispielsweise einen am Fahrzeug montierten Radar, Lidar, oder Kameras zum Nachweis von Zielobjekten und Erzeugen von Zielinformation für die Zielobjekte. Ein Steuergerät verwendet die erzeugte Zielinformation, um die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt zu bestimmen. Das Steuergerät bestimmt dann, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Wenn das System bestimmt, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, ist das Erfordernis hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit erfüllt.
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Das System verwendet weiterhin einen Sensor, um den Grad des Abbremsens durch den Fahrer des Fahrzeugs nachzuweisen. Wenn der Fahrer die Bremse betätigt, wird der Abbremsungsgrad bestimmt. Das Steuergerät bestimmt, ob der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Abbremsungsgrad-Schwellwert ist. Wenn der Abbremsungsgrad größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, ist das Erfordernis hinsichtlich der Abbremsung durch den Fahrer erfüllt.
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Das Steuergerät ermittelt, ob die Erfordernisse hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit und des Abbremsungsgrades beide während der gleichen Zeitspanne erfüllt sind. Wenn dies der Fall ist, aktiviert das System das passive Rückhaltesystem.
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Dadurch, dass das vorliegende System als zusätzliches Erfordernis bzw. als zusätzliche Voraussetzung den Abbremsungsgrad durch den Fahrer einbezieht, setzt das vorliegende System die Reaktion des Fahrers als Voraussetzung für die Aktivierung eines passiven Rückhaltesystems ein. Dadurch, dass auch das Erfordernis hinsichtlich der Kollisionswahrscheinlichkeit in Verbindung mit dem Erfordernis hinsichtlich der Abbremsung verwendet wird, wird mittels der vorliegenden Erfindung eine Aktivierung verhindert, wenn der Benutzer kein signifikantes Risiko festgestellt hat, oder wenn die Wahrscheinlichkeit einer Kollision gering ist. Hierdurch wird das Risiko falscher Auslösungen verringert, während gleichwohl eine Aktivierung in Situationen, in denen dies gerechtfertigt ist, ausgelöst wird. Ferner werden für den Fall, dass des passive Rückhaltesystem vor einer Kollision nicht aktiviert wird, Kollisionssensoren eingesetzt, um eine tatsächliche erfolgte Kollision festzustellen und das ergänzende Rückhaltesystem nach der Kollision zu aktivieren.