DE102005024052A1

DE102005024052A1 - Verfahren und Vorrichtung zum gesteuerten Auswählen von vorausschauenden Sensoren für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005024052A1
Application number: DE102005024052A
Authority: DE
Inventors: Christian Zott; Ralf Walther
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: DE102005024052B4

Abstract

Ein Verfahren zum gesteuerten Auswählen von vorausschauenden Sensoren (4, 4'...7, 7') für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs (17) mit vorausschauenden Sensoren (4, 4'...7, 7') und einer Steuereinrichtung (12) weist folgende Verfahrensschritte auf: (S1) Erfassen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (17) mittels einer Fahrtrichtungserkennungseinrichtung (13); (S2) Zuordnen eines vorher festlegbaren Lenkwinkelbereichswerts für die erfasste Fahrtrichtung; und (S3) Gesteuertes Auswählen mindestens eines vorausschauenden Sensors (4, 4'...7, 7') anhand des Lenkwinkelbereichswerts durch die Steuereinrichtung (12) sowie eine entsprechende Vorrichtung (1) dazu.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum gesteuerten Auswählen von vorausschauenden Sensoren für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs mit vorausschauenden Sensoren und einer Steuereinrichtung, und eine entsprechende Vorrichtung dazu.

Fußgängerschutzsysteme in Kraftfahrzeugen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Beispielsweise werden so genannte Kontaktsensoren, die an bestimmten Stellen an der Frontpartie des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und einen Fußgängeraufprall erfassen, verwendet, wobei bekannte Einrichtungen zum Aufprallschutz des Fußgängers ausgelöst werden. Als vorausschauende Sensorik werden derzeit Radar-, Video- und Ultraschallsensoren untersucht.

Vorausschauende Sensoren werden unter anderem in verschiedener Ausführung beispielsweise in Form von Ultraschallsensoren zur Unterstützung des Fahrers des Kraftfahrzeugs zum Einparken oder Fahrunterstützung (Low Speed Following) eingesetzt. Diese vorausschauenden Sensoren befinden sich häufig an der vorderen und hinteren Stoßfängerverkleidung. Sie sind so angeordnet, dass ihre Erfassungsbereiche, die auch als Sichtbereiche bzw. „Field-of-view" bezeichnete werden, in Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeugs und auch nach rechts und links davon verlaufen, um Seitenbereiche vor und hinter dem Kraftfahrzeug zu erfassen.

Die Nutzung eines vorhandenen vorausschauenden Sensorsystems innerhalb eines Fußgängerschutzsystems nutzt Synergieeffekte aus, wobei gleichzeitig eine Performancesteigerung bei der Fußgängererkennung erreicht wird, da bereits vor einem Aufprall schon Maßnahmen frühzeitig eingeleitet werden können, oder zusätzliche Informationen über das Crashobjekt gewonnen werden können, so dass eine verbesserte Klassifikation des Crashobjekts erreicht wird. Dies erlaubt beispielsweise die Verwendung von preiswerten irreversiblen pyrotechnischen Aktoren für Rückhaltemittel zu ermöglichen. Durch die gemeinsame Ausrichtung des vorausschauenden Sensorsystems für unterschiedliche Anwendungen (zum Beispiel Fußgängerschutz und Einparkhilfe) sind die Ausrichtung und Positionierung der vorausschauenden Sensoren nicht für den Fußgängerschutz optimiert.

In der Realität ist der Sichtbereich der vorausschauenden Sensoren in Hinsicht auf Kriterien für den Fußgängerschutz zu sehr auf die Seitenbereiche neben dem Kraftfahrzeug gerichtet. Hierdurch werden zum einen die Zahl der Störsignale und der Rechenaufwand des Algorithmus zur Auslösung von Rückhaltemitteln erhöht, was eine Verlängerung der Reaktionszeit des Systems bedeutet. Weiterhin bedingt die Verwendung aller vorausschauenden Sensoren in einer Partie des Kraftfahrzeugs wie zum Beispiel der Frontbereich und somit eine größere Anzahl von Abstandsechos eine längere Zykluszeit als bei der Verwendung beispielsweise einer kleineren Zahl oder nur eines vorausschauenden Sensors. Eine längere Zykluszeit bewirkt, dass man pro so genanntem Track eines durch einen vorausschauenden Sensor erfassten Objekts weniger Trackpunkte erhält, was insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten von Bedeutung ist. Somit werden beispielsweise nur die vorausschauenden Sensoren in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs benutzt, jedoch nicht die Sensoren, welche schräg zur Seite ausgerichtet sind. Hierbei ist deren Sichtbereich in Kurvenfahrten jedoch nicht für alle Fußgänger-Crash-Szenarien ausreichend.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demgegenüber einen Sichtbereich der vorausschauenden Sensoren, der auf die jeweilige Fahrsituation angepasst ist, wodurch sich die Vorteile ergeben, dass die Menge an Störsignalen reduziert wird, eine Verkürzung der Zykluszeit ermöglicht wird und somit eine gegenüber der herkömmlichen Methode robustere Fußgängererkennung ermöglicht wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein schon vorhandenes System von vorausschauenden Sensoren, beispielsweise zur Einparkunterstützung, verwendet werden kann. Die vorausschauenden Sensoren werden in Abhängigkeit von der vom Kraftfahrzeug eingeschlagenen Fahrtrichtung ausgewählt. Dadurch wird immer gemäß der Fahrsituation relevante Sichtbereich überdeckt, insbesondere auch bei Kurvenfahrten, wobei die Anzahl der verwendeten vorausschauenden Sensoren gering gehalten wird, um Störsignale und Verarbeitungszeit zu minimieren.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum gesteuerten Auswählen von vorausschauenden Sensoren für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs mit vorausschauenden Sensoren und einer Steuereinrichtung weist folgende Verfahrensschritte auf:

(S1) Erfassen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs mittels einer Fahrtrichtungserkennungseinrichtung;
(S2) Zuordnen eines vorher festlegbaren Lenkwinkelbereichswerts für die erfasste Fahrtrichtung; und
(S3) Gesteuertes Auswählen mindestens eines vorausschauenden Sensors anhand des Lenkwinkelbereichswerts durch die Steuereinrichtung.

Die Information der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs wird vorteilhaft aus schon vorhandenen Steuerungssystemen erhalten, wie zum Beispiel Fahrstabilisierungssysteme (ESP), wobei in einer bevorzugten Ausgestaltung die Fahrtrichtungserkennungseinrichtung ein Lenkwinkelabtaster ist.

Im Verfahrensschritt (S2) werden die vorher festgelegten Lenkwinkelbereichswerte anhand von erfassten Lenkwinkelwerten zugeordnet. Durch festlegbare Lenkwinkelbereichswerte ist es vorteilhaft möglich, die für den Fußgängerschutz notwendigen Sichtbereiche in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung, das heißt vom Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs geeignet festzulegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt (S3) bei mehr als einem ausgewählten vorausschauenden Sensor diese nebeneinander liegen. Dadurch überschneiden sich die Sichtbereiche hinreichend und ermöglichen eine bessere Abdeckung des Erfassungsbereichs.

Es ist weiterhin vorteilhaft, dass in einer anderen Ausgestaltung die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs als ein Parameter zum Auswählen der entsprechenden vorausschauenden Sensoren mit einbezogen wird, da dadurch eine feinere Aufteilung der Sichtbereiche ermöglicht wird.

In bevorzugter Ausführung sind die vorausschauenden Sensoren Ultraschallsensoren.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur gesteuerten Auswahl von vorausschauenden Sensoren für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs mit vorausschauenden Sensoren und einer Steuereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Fahrtrichtungserkennungseinrichtung aufweist, die mit der Steuereinrichtung zusammenwirkend verbunden ist.

Es ist vorteilhaft, dass die Fahrtrichtungserkennungseinrichtung als ein Lenkwinkelabtaster ausgebildet ist, der häufig schon in weiteren vorhandenen elektronischen Kraftfahrzeugsystemen vorhanden ist, daher kein zusätzliches Teil und keinen zusätzlichen Installationsaufwand mehr bedeutet.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die vorausschauenden Sensoren an der Front- und/oder Heckseite des Kraftfahrzeugs so angeordnet sind, dass jeweils mindestens ein vorausschauender Sensor mit seinem Sichtbereich in Richtung der Fahrzeuglängsachse und -bewegung weist und jeweils mindestens ein vorausschauender Sensoren mit seinem Sichtbereich in eine Richtung weist, die in einem bestimmten Winkel nach rechts und/oder links zur Fahrzeuglängsachse verläuft.

Die vorausschauenden Sensoren sind vorzugsweise als Ultraschallsensoren ausgebildet, die in hoher Qualität zu einem günstigen Preis auf dem Markt erhältlich und somit wirtschaftlich sind.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind dem sich anschließenden Beschreibungsteil und den Zeichnungen zu entnehmen.

ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt dabei:
1 eine beispielhafte schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit vorausschauenden Sensoren;
2 einen Sichtbereich von einem äußeren vorausschauenden Sensor;
3 einen Sichtbereich von einem inneren vorausschauenden Sensor;
4 einen Sichtbereich von zwei inneren vorausschauenden Sensoren;
5 einen Sichtbereich von einem inneren und einem äußeren vorausschauenden Sensor; und
6 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung.
BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Eine beispielhafte schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 17 mit vorausschauenden Sensoren als Front- und Hecksensoren 2, 3 ist in 1 dargestellt.
Die Längsachse des Kraftfahrzeugs 17 verläuft in der x-Richtung eines in der 1 mit dargestelltem Koordinatensystem.
Die Frontsensoren 2 und die Hecksensoren des Kraftfahrzeugs 17 sind in bekannter Weise zum Beispiel an bzw. in seiner Stoßfängerverkleidung eingebracht. Ein in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse rechter Innensensor 6, 6' und ein linker Innensensor 7, 7' sind so angebracht, dass ihre Sichtbereiche als ein rechter Innensichtbereich 10 und ein linker Innensichtbereich 11 parallel zur x-Richtung, also parallel zu Fahrzeuglängsachse verlaufen. Hier sind nur die Sichtbereiche der Frontsensoren 2 gezeigt.
Ein rechter Außensensor 4 und ein linker Außensensor 5 überdecken einen bestimmten Teil der Seitenbereiche des Kraftfahrzeugs 17 mit dem jeweiligen rechten Außensichtbereich 8 und dem linken Außensichtbereich 9. Im Heckbereich sind die Außensensoren 4' und 5' dementsprechend angeordnet.
Die Frontsensoren 2 und Hecksensoren 3 dienen beispielsweise einem in dem Kraftfahrzeug 17 eingebauten Einparkunterstützungssystem als Einparkhilfe zum Sensieren der Länge und Tiefe (in y-Richtung zur Fahrtrichtung in x-Richtung) der Parklücke vor dem Einparken und dann zum Sensieren des Abstandes zum vorderen bzw. hinteren Objekt, das die Parklücke begrenzt. Die Sensoren 2, 3 werden in diesem Fall nur für das Ein- bzw. auch Ausparken und/oder dichtes Heranfahren an Objekte bei sehr geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten verwendet.
In Kombination mit einem Fußgängerschutzsystem können die vorausschauenden Sensoren zum Beispiel im Stadtverkehr ständig in Betrieb sein.
Bewegt sich das Kraftfahrzeug 17 in x-Richtung vorwärts oder auch rückwärts, so sind für die Erfassung von Fußgängern für das Fußgängerschutzsystem des Kraftfahrzeugs 17 die inneren Sichtbereiche 10 und 11 des rechten und linken Innensensors 6, 6', 7, 7' von Bedeutung. In diesem Fall ist es nicht notwendig, dass die Außensensoren 4, 4', 5, 5' aktiviert werden. Zur Minimierung von Zeitzyklen und Störimpulsen ist es auch möglich, dass nur einer der Innensensoren 6, 6', 7, 7' zur Anwendung kommt, wenn dessen Sichtbereich 10, 11 ausreichend bemessen ist.
Im Falle einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs 17 sind jedoch die jeweiligen Seitenbereiche von Bedeutung, da diese von den Innensensoren 6, 6', 7, 7' nicht erfasst werden können. Erfindungsgemäß wird bei einer Kurvenfahrt, wie weiter unten noch ausführlicher erläutert wird, der jeweilige Außensensor 4, 4', 5, 5' anstelle des oder der inneren Sensoren 6, 6', 7, 7' eingeschaltet, wobei die inneren Sensoren 6, 6', 7, 7' ausgeschaltet werden. Es ist auch möglich, dass benachbarte Sensoren, deren Sichtbereiche sich überdecken, bei der Kurvenfahrt gleichzeitig eingeschaltet sind, wie zum Beispiel in einer Rechtskurve der rechte Außensensor 4 und der benachbarte rechte Innensensor 6, deren Sichtbereiche 8 und 10 in diesem Falle verwendet werden.
Dieses wird von den 2 bis 5 illustriert, welche Sichtbereiche darstellen, die aus Messwerten an Testfahrzeugen zusammengestellt sind.
2 zeigt beispielhaft den linken Außensichtbereich 9 des linken Außensensors 5 des Kraftfahrzeugs 17, wobei 3 den linken Innensichtbereich 11 des linken Innensensors 7 darstellt. 4 zeigt den rechten und linken Innensichtbereich 10 und 11 des rechten und linken Innensensors 6 und 7 zusam men. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Messwerte für die Innensensoren 6, 7 auf Grund eines tiefen Einbaus mit steilem Aufstellwinkel und der Messung mit einem senkrechten Messstab eher unterschätzt werden und bei einem realen Objekt eher größer sind.
Es ist gut zu erkennen, dass für eine Geradeausfahrt einerseits die beiden Sichtbereiche 10 und 11 ausreichend sind. Auch bei nur einem inneren Sensor bei geeigneter zentraler Anordnung kann sich ein ausreichender Sichtbereich vorhanden sein.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, bei Kurvenfahrten nur einen Außensensor 4, 5 bzw. bei starken Kurvenfahrten einen Außensensor 4, 5 und den jeweiligen benachbarten Innensensor 6, 7 zu aktivieren. Bei der Verwendung eines Außensensors 5 und des benachbarten Innensensors 7 ergibt sich der kombinierte Sichtbereich 9, 11, der in 5 dargestellt ist.
Die erfindungsgemäße Auswahl der Sensoren, die entsprechend der Fahrsituation angepasst eingeschaltet werden, wird nun mit Bezugnahme auf 6 im Folgenden beschrieben.
6 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Kraftfahrzeug 17 mit einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Die oben erläuterten Front- und Hecksensoren 2, 3 bzw. 4, 4', 5, 5', 6, 6', 7, 7' sind über eine erste und zweite Verbindung 14, 15 an eine Steuereinrichtung 12 eines bekannten Fußgängerschutzsystems angeschlossen, das hier nicht weiter beschrieben und dargestellt wird. Die Steuereinrichtung 12 ist ggf. mit weiteren Sensorsystemen sowie mit bekannten Aktoren zur Auslösung von Schutzeinrichtungen zum Fußgängerschutz verbunden. Die erste und zweite Verbindung 14, 15 kann zum Beispiel ein bekannter Bus sein.
Mit dem Bezugszeichen 13 ist eine Fahrtrichtungserkennungseinrichtung des Kraftfahrzeugs 17 bezeichnet, welche vorzugsweise ein Lenkwinkelgeber ist, der bei vielen elektronischen Steuerungs- und Hilfssystemen in Fahrzeugen schon vorhanden ist. Seine Informationen bzw. Signale sind beispielsweise auf einem CAN-Bus abrufbar und an die Steuereinrichtung 12 über eine symbolische dritte Verbindung 16 übertragbar.
Gemäß eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 17 mittels der Werte der Lenkwinkel bestimmten Lenkwinkelbereichswerten zugeordnet, anhand derer dann die Steuereinrichtung eine Auswahl der entsprechenden vorausschauenden Sensoren vornimmt. Die Lenkwinkelbereichswerte bilden eine Aufteilung des gesamten Lenkwinkels eines Fahrzeugs. So können Lenkwinkelbereiche in Abstimmung mit den vorhandenen Sichtbereichen von Außensensoren und seitlichen Außensensoren optimiert festgelegt werden, damit eine an jeden Fahrzeugtyp, der mit vorausschauenden Sensoren versehen ist, angepasste gesteuerte Auswahl der zu verwendenden vorausschauenden Sensoren erfolgen kann.
Anstelle eines Lenkwinkelgebers kann auch eine andere Fahrtrichtungserkennungseinrichtung verwendet werden.
Hierdurch verfügt man situationsangepasst immer über einen optimalen Sichtbereich zur Erfassung von Objekten bei gleichzeitig verbesserter Performance des Fußgängerschutzsystems, wobei vorteilhaft nur eine geringe Anzahl von Störimpulsen bei höherer Zykluszeit auftritt.
Die Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Es ist denkbar, dass die Einteilung der vorgebbaren Lenkwinkelbereichswerte zur Auswahl der entsprechenden vorausschauenden Sensoren in Abhängigkeit von einem weiteren Parameter, beispielsweise der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen werden kann.
Selbstverständlich kann die Anzahl der vorausschauenden Sensoren unterschiedlich zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel sein. Auch ihre Anordnung, beispielsweise direkt an der Seite des Fahrzeugs, ist möglich.
Es ist auch möglich, dass Radar- und/oder Lidar- und/oder Videosensoren verwendet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

Verfahren zum gesteuerten Auswählen von vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7, 7') für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs (17) mit vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7 7') und einer Steuereinrichtung (12), mit folgenden Verfahrensschritten: (S1) Erfassen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (17) mittels einer Fahrtrichtungserkennungseinrichtung (13); (S2) Zuordnen eines vorher festlegbaren Lenkwinkelbereichswerts für die erfasste Fahrtrichtung; und (S3) Gesteuertes Auswählen mindestens eines vorausschauenden Sensors (4, 4' ... 7, 7') anhand des Lenkwinkelbereichswerts durch die Steuereinrichtung (12).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungserkennungseinrichtung (13) ein Lenkwinkelabtaster ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S2) die vorher festgelegten Lenkwinkelbereichswerte anhand von erfassten Lenkwinkelwerten zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S3) bei mehr als einem ausgewählten vorausschauenden Sensor (4, 4 ... 7, 7') die Sichtbereiche der Sensoren aneinander angrenzen oder überlappen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S3) das Auswählen durch einen zusätzlichen Parameter, insbesondere durch die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (17) beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7, 7') Ultraschallsensoren sind.
Vorrichtung (1) zur gesteuerten Auswahl von vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7, 7') für ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeugs (17) mit vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7, 7') und einer Steuereinrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Fahrtrichtungserkennungseinrichtung (13) aufweist, die mit der Steuereinrichtung (12) zusammenwirkend verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungserkennungseinrichtung (13) als ein Lenkwinkelabtaster ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7, 7') an der Front- und/oder Heckseite des Kraftfahrzeugs (17) so angeordnet sind, dass jeweils mindestens ein vorausschauender Sensor (6, 6', 7, 7') mit seinem Sichtbereich (10, 11) in Richtung der Fahrzeuglängsachse und – bewegung weist und jeweils mindestens ein vorausschauender Sensor (4, 4', 5, 5') mit seinem Sichtbereich (10, 11) in eine Richtung weist, die in einem bestimmten Winkel nach rechts und/oder links zur Fahrzeuglängsachse verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausschauenden Sensoren (4, 4' ... 7, 7') Ultraschallsensoren sind.