DE102005037961A1

DE102005037961A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes

Info

Publication number: DE102005037961A1
Application number: DE102005037961A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lich; Frank Mack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2025-08-12
Also published as: DE102005037961B4

Abstract

Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes, bei welchem über entsprechende Sensoreinheiten (10, 20) physikalische und/oder fahrdynamische Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) erfasst und/oder ausgewertet werden. Erfindungsgemäß werden nach einem Seitenaufprall aus den erfassten und/oder ausgewerteten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) erste einen vorderen seitlichen Fahrzeugbereich betreffende Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14)) und zweite einen hinteren seitlichen Fahrzeugbereich betreffende Informationen (ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) ermittelt, wobei die ermittelten ersten und zweiten Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) zur Abschätzung des seitlichen Aufprallortes aufbereitet und/oder miteinander verknüpft werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einer zugehörigen Vorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 12.

In der Patentschrift DE 102 50 732 B3 wird eine Steuervorrichtung zur präventiven Ansteuerung eines Insassen- und/oder Partnerschutzmittels in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Die beschriebene Steuervorrichtung umfasst eine Entscheidungsstufe, welche dann eine Auslöseentscheidung für das Insassenschutzmittel abgibt, wenn unter Heranziehen von Fahrdynamikgrößen ein sicherheitskritisches Fahrverhalten des Fahrzeugs ermittelt wird. Zur Entscheidungsfindung wertet die Entscheidungsstufe den zeitlichen Verlauf von im Fahrzeug erfasster Größen, wie beispielsweise Lenkwinkel, Pedalbetätigung, Gierrate oder Querbeschleunigung aus.

In der Offenlegungsschrift US 2004/0183281 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Aufpralls beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung führt auf Basis von Informationen einer seitlichen vorrausschauenden Sensoreinheit in Kombination mit der von einem Sensorsystem ermittelten Lateralgeschwindigkeit eine Früherkennung eines Seitencrashs aus. Die Lateralgeschwindigkeit wird verwendet, um die von der vorausschauenden Sensoreinheit ermittelte Relativgeschwindigkeit zu korrigieren.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass nach einem Seitenaufprall aus erfassten und/oder ausgewerteten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen erste einen vorderen seitlichen Fahrzeugbereich betreffende Informationen und zweite einen hinteren seitlichen Fahrzeugbereich betreffende Informationen ermittelt werden, wobei die ermittelten ersten und zweiten Informationen zur Abschätzung des seitlichen Aufprallortes aufbereitet und/oder miteinander verknüpft werden.

In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, dass der Aufprallort des Seitencrashs bereits zu einem frühen Zeitpunkt abgeschätzt werden kann. Dadurch ist gewährleistet, dass Insassenschutzmittel rechtzeitig aktiviert und an die aktuelle Situation angepasst werden können, wodurch sich das Verletzungsrisiko für die Insassen verringern lässt. Bei einem Seitencrash kann nach der Erkennung ein entsprechendes Verhalten des Seitenairbags eingestellt werden, z.B. eine Schwellwertabsenkung durchgeführt und/oder eine entsprechende frühere Plausibilisierung erfolgen. Zusätzlich kann der abgeschätzte seitliche Aufprallort dahingehend ausgewertet werden, ob ein Folgeunfall des Fahrzeugs zu erwarten ist. Diese Art Unfälle werden auch als Mehrfachcrashs bezeichnet, bei welchen beispielsweise zuerst ein seitlicher Aufprall oder ein Frontalaufprall vorausgeht und danach ein oder mehrere weitere Unfälle folgen.

Wird das Fahrzeug beispielsweise nahe der Mitte, d.h. in der Näher der B-Säule getroffen, so wird das Fahrzeug eher geknickt und so stark verzögert, dass keine weiteren Rotations- oder Translationsbewegungen zu erwarten sind. Bei einem nach vorne und/oder hinten versetzten Aufprall, d.h. bei einem Offsetaufprall außerhalb der Mitte, können sich je nach Auftreffwinkel zusätzliche Giermomente ergeben, welche zu einem Folgeunfall führen können. So kann beispielsweise das Auftreffen eines Objekts relativ weit hinten am Heck des Fahrzeugs dazu führen, dass das Fahrzeug eine Gierbewegung um die Hochachse erfährt, so dass ein Überrollvorgang als Zweitkollision wahrscheinlich wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die ersten Informationen von einer ersten Sensoreinheit erfasste Beschleunigungswerte und/oder Druckwerte und die zweite Informationen von einer zweiten Sensoreinheit erfasste Beschleunigungswerte und/oder Druckwerte umfassen. Die weiteren Vorgänge werden beispielhaft für erfasste Beschleunigungswerte beschrieben. Die erste Sensoreinheit erfasst die Beschleunigungswerte beispielsweise im vorderen seitlichen Fahrzeugbereich und die zweite Sensoreinheit erfasst die Beschleunigungswerte im hinteren seitlichen Fahrzeugbereich. Durch die unterschiedliche räumliche Anordnung der beiden Sensorsysteme, d.h. durch die unterschiedliche räumliche Erfassung der Beschleunigungswerte kann in vorteilhafter Weise der seitliche räumliche Aufprallort abgeschätzt werden.

Zur Abschätzung des Aufprallortes kann beispielsweise ausgehend von den erfassten Beschleunigungssignalen jeweils ein Absolutwertintegral für den vorderen seitlichen Fahrzeugbereich und den hinteren seitlichen Fahrzeugbereich berechnet werden. Bei einem Aufprallort im vorderen Fahrzeugbereich registriert die vordere Sensoreinheit einen größeren Beschleunigungswert als die hintere Sensoreinheit. Bei einem Aufprallort im hinteren Fahrzeugbereich registriert die hintere Sensoreinheit einen größeren Beschleunigungswert als die vordere Sensoreinheit.

Für eine genauere Abschätzung des Aufprallpunktes kann beispielsweise das Verhältnis aus dem für den vorderen seitlichen Fahrzeugbereich berechneten ersten Absolutwertintegral und dem für den hinteren seitlichen Fahrzeugbereich berechneten zweiten Absolutwertintegral berechnet und mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden. Die Verhältnisbildung und der anschließende Vergleich kann resourcensparend als Multiplikation des ersten bzw. zweiten Absolutwertintegrals mit einem entsprechenden vorgegebenen Schwellwert und einem anschließenden Vergleich des Multiplikationsergebnisses mit dem zweiten bzw. ersten Absolutschwellwert implementiert werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise Rechnerleistung gespart, da eine Multiplikation einfacher und schneller als eine Division ausgeführt werden kann. Bei einem Aufprall im vorderen Fahrzeugbereich ergibt sich für das Verhältnis ein Wert, welcher deutlich größer als 1 ist. Bei einem Aufprall im hinteren Fahrzeugbereich ist die Situation genau umgekehrt. Das Integral des Absolutwertes der zweiten Sensoreinheit ist größer als das Integral vom Absolutwert der ersten Sensoreinheit. Das Verhältnis ist daher deutlich kleiner als 1. Durch den Vergleich des berechneten Verhältnisses mit vorgegebenen Schwellwerten kann der Aufprallort in vorteilhafter Weise genauer abgeschätzt werden. Zusätzlich können bei der Abschätzung des Aufprallortes der Abstand der Sensoreinheiten zueinander und/oder die Lage der Sensoren relativ zum Fahrzeugschwerpunkt bzw. deren absolute Koordinaten bezogen auf das Fahrzeug berücksichtigt werden.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können zur Ermittlung des seitlichen Aufprallortes basierend auf den erfassten und/oder ausgewerteten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größe zusätzlich eine Lateralgeschwindigkeit und/oder ein Schwimmwinkel des Fahrzeugs und/oder eine Kollisionsgeschwindigkeit eines seitlich des Fahrzeugs detektierten Objekts ermittelt und/oder direkt gemessen werden. Basierend auf der Fahrzeuglateralgeschwindigkeit und der Kollisionsgeschwindigkeit kann eine Objektklassifizierung durchgeführt werden. Durch die zusätzliche Verwendung des Schwimmwinkels und/oder der Lateralgeschwindigkeit kann in vorteilhafter Weise die Erkennung des Aufprallortes verbessert werden. Durch die Bestimmung der Schwerpunktgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Kombination mit der Bestimmung des seitlichen Aufprallortes ist in vorteilhafte Weise eine bessere Unterscheidung hinsichtlich eines Front- bzw. Seitenaufpralls möglich, so dass bei einem spitzen Einschlagwinkel tendenziell der Frontbag gezündet werden kann oder bei einem stumpfen Einschlagwinkel entsprechend der Seitenairbag gezündet werden kann. Somit können die oben bereits erwähnten Folgeunfälle besser klassifiziert und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Die Objekte können beispielsweise nach stehenden Objekten und bewegten Objekten klassifiziert werden, wobei bewegte Objekte danach unterschieden werden können, ob sich das entsprechende Objekt auf das Fahrzeug zu oder vom Fahrzeug weg bewegt.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann basierend auf der Lateralgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Kollisionsgeschwindigkeit eines seitlich des Fahrzeugs detektierten Objekts ein Maß für die Schwere des Seitencrashs bestimmt werden, wobei als Maß für die Crashschwere eine abzubauende Gesamtenergie berechnet wird.

Zur Abschätzung eines Folgeunfalls können aus dem abgeschätzten Aufprallort und/oder der ermittelten Lateralgeschwindigkeit und/oder dem ermittelten Schwimmwinkel ermittelte weitere Bewegungsparameter ausgewertet werden, vorzugsweise eine Translationsgeschwindigkeit und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Einrichtungen und/oder Aktuatoren und/oder Fahrzeugsysteme zur Minderung und/oder Vermeindung der Folgeunfälle angesteuert werden. Zusätzlich können Informationen einer Innenraumsensoreinheit ausgewertet werden. Diese Information können beispielsweise dahingehend ausgewertet werden, dass bei einem nicht belegten Fondbereich und dem Wissen, dass der Aufprall im Heckbereich stattfindet, ein Seitenairbag nicht aktiviert wird, so dass noch Schutzpotenzial für einen Folgeunfall und der damit notwendigen Schutzwirkung vorhanden ist, beispielsweise bei einem zweiten Seitencrash. Zudem können in vorteilhafter Weise unnötige Unfallfolgekosten minimiert oder reduziert werden, da aufgrund der Airbagauslösung auftretende Folgeschäden, wie Gehörschäden oder Augenverletzungen vermieden werden können. Zudem können z.B. Fahrdynamikregelsysteme und/oder Lenksysteme angesteuert werden, so dass das Fahrzeug abgebremst oder ein Eingriff durchgeführt wird, der einen Folgeunfall verhindert und/oder minimiert. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise eine Verknüpfung von aktiven und passiven Sicherheitssystemen. Außerdem können andere Einrichtungen und/oder Aktuatoren im Fahrzeug. wie Türschließautomatik, Schiebedach, Sitzeinstellung, Sitzseitenwangenanstellung, Lenkradposition, Tankdeckelschließautomatik usw. diese Informationen zugänglich gemacht werden und/oder direkt vom zugehörigen Steuergerät angesteuert werden, um unfallmindernde- und/oder unfallvermeidende Maßnahme einzuleiten.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Informationen über den Aufprallort und/oder die Objektklassifizierung und/oder die ermittelte Crashschwere zur Auswahl von Parametern für einen Auslösezeitpunkt und/oder eine Auslösestrategie und/oder eine Auslösereihenfolge für die Insassenschutzmittel verwendet.

Eine zugehörige Vorrichtung zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes umfasst mindestens eine Sensoreinheit, welche physikalische und/oder fahrdynamische Größen erfasst, und eine Auswerte- und Steuereinheit, welche die erfassten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen auswertet. Erfindungsgemäß erfasst nach einem Seitenaufprall eine erste Sensoreinheit die physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen in einem vorderen seitlichen Fahrzeugbereich, welche von der Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung von ersten Informationen ausgewertet werden, und eine zweite Sensoreinheit erfasst die physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen in einem hinteren seitlichen Fahrzeugbereich, welche von der Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung von zweiten Informationen ausgewertet werden. Die Auswerte- und Steuereinheit bereitet die ermittelten ersten und zweiten Informationen zur Abschätzung des seitlichen Aufprallortes auf und/oder verknüpft die Informationen miteinander.

In Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein seitlich am Fahrzeug angeordnetes vorausschauendes Sensorsystem, welches zur Objektklassifizierung und/oder zur Ermittelung einer Crashschwere und/oder einer Kollisionsgeschwindigkeit und/oder eines Aufprallwinkels und/oder eines Aufprallortes von der Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet wird.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Auslöseverfahrens zur Aktivierung von Insassenschutzmitteln in einem Fahrzeug,
2 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung,
3 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs von Beschleunigungssignalen eines ersten und eines zweiten Sensors bei einem vorderen seitlichen Pfahlaufprall,
4 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs der Integrale des Absolutwertes der Beschleunigungssignale aus 3,
5 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs des Verhältnisses der Absolutwertintegrale aus 6,
6 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs von Beschleunigungssignalen des ersten und des zweiten Sensors bei einem hinteren seitlichen Pfahlaufprall,
7 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs der Integrale des Absolutwertes der Beschleunigungssignale aus 6,
8 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs des Verhältnisses der Absolutwertintegrale aus 7,
9 eine schematische Darstellung einer ersten Seitencrashsituation,
10 eine schematische Darstellung einer zweiten Seitencrashsituation, und
11 eine schematische Darstellung einer dritten Seitencrashsituation.
Beschreibung
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes eine erste in Höhe der B-Säule angeordnete Sensoreinheit 10, welche auf jeder Fahrzeugseite mindestens einen Sensor 12, 14 umfasst und welche physikalische und/oder fahrdynamische Größen S(12), S(14) in einem vorderen seitlichen Fahrzeugbereich erfasst, eine zweite in Höhe der C-Säule angeordnete Sensoreinheit 20, welche ebenfalls auf jeder Fahrzeugseite mindestens einen Sensor 22, 24 umfasst und welche physikalische und/oder fahrdynamische Größen S(22), S(24) in einem hinteren seitlichen Fahrzeugbereich erfasst, und eine Auswerte- und Steuereinheit 100, welche die erfassten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen S(12), S(14), S(22), S(24) zur Ermittlung von ersten und zweiten Informationen ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22) ABS_INT_S(24) auswertet. Bei der Verwendung von Druckssensoren werden die Sensoreinheiten 10, 20 bzw. die Sensoren 12, 14, 22, 24 beispielsweise in den Fahrzeugtüren oder in Karosserieteilen angeordnet, um ein ausreichend großes komprimierbares Volumen für die Drucksensoren zur Verfügung zu stellen. Die Auswerte- und Steuereinheit 100 bereitet die ermittelten ersten und zweiten Informationen ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22) ABS_INT_S(24) zur Abschätzung des seitlichen Aufprallortes auf und/oder verknüpft die Informationen ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22) ABS_INT_S(24) miteinander. Bei der Abschätzung des seitlichen Aufprallortes und zur Objektklassifikation kann die Auswerte- und Steuereinheit 100 zusätzlich von einem Fahrdynamikregelsystem 200 über ein Bussystem, z.B. ein CAN-Bussystem 210, zur Verfügung gestellte Fahrdynamikdaten auswerten, wie z.B. eine Gierrate, einen Lenkwinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Lateralbeschleunigung usw. Außerdem können von einer Innenraumsensorik 30 zur Verfügung gestellte Informationen berücksichtigt werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 100 kann den abgeschätzten seitlichen Aufprallort zur Ansteuerung von Komfortsystemen 300 und/oder aktiven Rückhaltesystemen 310 und/oder passiven Rückhaltesystemen 320 verwenden.
2 zeigt schematisch eine beispielhafte Anordnung der Sensoren 12, 14, 22, 24 der ersten und zweiten Sensoreinheit 10, 20 in einem Fahrzeug 2. Zur Sensierung eines Aufpralls im Fahrzeugseitenbereich sind sehr kurze Auslösezeiten für die Rückhaltemittel im Fahrzeuginnenraum 3 erforderlich, um die fehlenden Knautschzone auszugleichen. Die Sensoren 12, 14 der ersten Sensoreinheit 10 sind in Höhe der B-Säule angeordnet und die Sensoren 22, 24 der zweiten Sensoreinheit 20 sind in Höhe der C-Säule angeordnet. Die verwendeten Sensoren 12, 14, 22, 24 können als Beschleunigungssensoren und/oder als Drucksensoren ausgeführt sein. Bei der Ausführung als Druckssensoren werden die Sensoren 12, 14, 22, 24 beispielsweise in den Fahrzeugtüren oder in Karosserieteilen angeordnet, um ein ausreichend großes komprimierbares Volumen zur Drucksensierung zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich kann in der zentral angeordneten Auswerte- und Steuereinheit 100 ein weiterer Beschleunigungssensor mit y-Sensierrichtung vorhanden sein. Je mehr Sensoren verbaut sind umso größer ist die Systemleistungsfähigkeit, da die Plausibilität bei einem Seitencrash früher festgestellt werden kann. Durch Verwendung einer zusätzlichen nicht dargestellten vorausschauenden Sensorik kann die Plausibilitätsschwelle weiter herabgesetzt werden und ein oder mehrere Sensoren eingespart werden. Über die vorausschauende Sensorik kann eine Kollisionsgeschwindigkeit V_k(4), V_k(5) eines seitlich des Fahrzeugs 2 detektierten Objekts 4, 5 ermittelt werden und basierend auf der Lateralgeschwindigkeit V_y(2) des Fahrzeugs 2 eine Relativgeschwindigkeit ΔV_y zu einem seitlichen Objekt 4, 5 ermittelt werden. Als Maß für die Schwere des Seitencrashs kann dann eine abzubauende Gesamtenergie berechnet werden. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben. Die Sensoren der vorausschauenden Sensorik können als Ultraschallsensoren oder als optische Sensoren oder auch als Sensorsysteme wie LIDAR, RADAR ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 schätzt durch eine Auswertung der Signale der ersten und zweiten Sensoreinheit 10, 20, z.B. der Beschleunigungssignale S(12), S(14), S(22), S(24), unter Zuhilfenahme von Informationen anderer Fahrzeugssysteme 200, welche beispielsweise Fahrdynamikdaten wie Schwimmwinkel, Lateralgeschwindigkeit, Gierrate, Lenkwinkel, Lateralgeschwindigkeit des Fahrzeugs usw. zur Verfügung stellen, sowie von der vorausschauenden Sensorik den Aufprallpunkt des seitlichen Objekts 4, 5 ab.
Die Abschätzung des seitlichen Aufprallpunktes und des Aufprallwinkels eines Objekts 4, 5 ist wichtig, da es einen sehr großen Unterschied ausmacht, ob ein Fahrzeug mit 50km/h unter einem Winkel von 90° gegen ein Objekt trifft oder unter einem spitzen Winkel von 20° mit derselben Geschwindigkeit. Im ersten Fall wird das Fahrzeug auf 0km/h verzögert und erfährt extreme Beschleunigungen bzw. Deformationen in der Fahrzeugstruktur. Trifft das Fahrzeug wie im zweiten Fall geschildert, das Objekt unter einem spitzen Winkel von z.B. 5°-45°, dann besitzt das Fahrzeug bei dieser lateralen Geschwindigkeit v_y = 50km/h noch einen Geschwindigkeitsanteil v_x in Fahrzeuglängsrichtung von v_x = v_y/sin(β) = (50km/h)/sin(45°) = 70km/h. Somit ergibt sich die durch den Crash abgebaute Geschwindigkeit zum einen unter welchem Winkel β, an welchem Aufprallort und mit welcher Geschwindigkeit das Objekt getroffen wird bzw. welchen Geschwindigkeitsvektor das gegnerische Objekt 4, 5 aufweist.
Nachfolgend wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes unter Bezugnahme auf die 3 bis 8 beschrieben. Unter der Voraussetzung der in 2 dargestellten Anordnung der Sensoren 12, 14, 22, 24 der ersten und zweiten Sensoreinheit 10, 20 werden bei einem Pfahlaufprall im vorderen linken Fahrzeugbereich die in 3 dargestellten Beschleunigungssignale S(14) und S(24) aufgenommen, wobei die erste im vorderen Fahrzeugbereich angeordnete Sensoreinheit 10 das erste Beschleunigungssignal S(14) aufnimmt und die zweite im hinteren Fahrzeugbereich angeordnete Sensoreinheit 20 das zweite Beschleunigungssignal S(24) aufnimmt. Die in 3 dargestellten Beschleunigungssignale S(14) und S(24) repräsentieren für den beschriebenen Seitencrash die Sensorsignale der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Sensoren 14, 24. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel empfängt die Auswerte- und Steuereinheit 100 jeweils ein Beschleunigungssignal S(12), S(14), S(22), S(24) des im linken vorderen Fahrzeugbereich angeordneten Sensors 14, des im rechten vorderen Fahrzeugbereich angeordneten Sensors 12, des im linken hinteren Fahrzeugbereich angeordneten Sensors 24 und des im rechten hinteren Fahrzeugbereich angeordneten Sensors 22. Die Auswerte- und Steuereinheit 100 ermittelt im Block 110 den jeweiligen Betragswert der erfassten Beschleunigungssignale S(12), S(14), S(22), S(24). Im Block 120 berechnet die Auswerte- und Steuereinheit 100 jeweils das zugehörige Betragswertintegral ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22) ABS_INT_S(24) für die erfassten Beschleunigungssignale S(12), S(14), S(22), S(24). 4 zeigt beispielhaft die Betragswertintegrale ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(24) für die erfassten Beschleunigungssignale S(14), S(24) der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Sensoren 14, 24. Wie aus 4 ersichtlich ist, registriert der linke vordere Sensor 14 der ersten Sensoreinheit 10 bei einem Aufprall vorne links, also vor der B-Säule, einen größeren Beschleunigungswert als der linke hintere Sensor 24 der zweiten Sensoreinheit 20.
Die Auswerte- und Steuereinheit 100 ermittelt im Block 130 das Verhältnis der beiden für die linke Fahrzeugseite berechneten Betragsintegrale ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(24) und wertet diese aus. Bildet die Auswerte- und Steuereinheit 100 beispielsweise das in 5 dargestellte Verhältnis des vorderen Betragsintegrals ABS_INT_S(14) zum hinterem Betragsintegral ABS_INT_S(24), dann wird bei einem Wert für das Verhältnis, welcher deutlich größer als 1 ist, ein Aufprall im vorderen Fahrzeugbereich erkannt. Bei einem Aufprall im hinteren Fahrzeugbereich ist die Situation genau umgekehrt. Das Integral des Absolutwertes ABS_INT_S(24) vom hinteren Sensor 24 ist dann größer als das Integral vom Absolutwert ABS_INT_S(14) des vorderen Sensors 14, so dass der Wert für das Verhältnis deutlich kleiner als 1 ist.
Unter der Voraussetzung der in 2 dargestellten Anordnung der Sensoren 12, 14, 22, 24 der ersten und zweiten Sensoreinheit 10, 20 werden bei einem Pfahlaufprall im hinteren rechten Fahrzeugbereich die in 6 dargestellten Beschleunigungssignale S(12) und S(22) aufgenommen, wobei die erste im vorderen Fahrzeugbereich angeordnete Sensoreinheit 10 das erste Beschleunigungssignal S(12) aufnimmt und die zweite im hinteren Fahrzeugbereich angeordnete Sensoreinheit 20 das zweite Beschleunigungssignal S(22) aufnimmt. Die in 6 dargestellten Beschleunigungssignale S(12) und S(22) repräsentieren für den beschriebenen Seitencrash die Sensorsignale der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Sensoren 12, 22. Die Auswerte- und Steuereinheit 100 ermittelt im Block 110 den jeweiligen Betragswert der erfassten Beschleunigungssignale S(12), S(14), S(22), S(24) und berechnet im Block 120 die zugehörigen Betragswertintegrale ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22) ABS_INT_S(24) für die erfassten Beschleunigungssignale S(12), S(14), S(22), S(24). 7 zeigt beispielhaft die Betragswertintegrale ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(22) für die erfassten Beschleunigungssignale S(12), S(22) der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Sensoren 12, 22. Wie aus 7 ersichtlich ist, registriert der rechte vordere Sensor 12 der ersten Sensoreinheit 10 bei einem Aufprall hinten rechts, also hinter der B-Säule, einen kleineren Beschleunigungswert als der rechte hintere Sensor 22 der zweiten Sensoreinheit 20.
Die Auswerte- und Steuereinheit 100 ermittelt im Block 130 das Verhältnis der beiden für die rechte Fahrzeugseite berechneten Betragsintegrale ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(22) und wertet diese aus. Bildet die Auswerte- und Steuereinheit 100 beispielsweise das in 8 dargestellte Verhältnis des vorderen Betragsintegrals ABS_INT_S(12) zu hinterem Betragsintegral ABS_INT_S(22), dann wird der Aufprall im hinteren Fahrzeugbereich durch den Wert des Verhältnisses erkannt, welcher deutlich kleiner als 1 ist.
Eine genauere Abschätzung des Aufprallortes kann dadurch erreicht werden, dass das Ergebnis des Verhältnisses mit vorgebbaren Schwellwerten verglichen wird. Zudem können andere Berechnungsvorschriften bei der Auswertung berücksichtigt werden, welche den Abstand der Sensoren 12, 14, 22, 24 und/oder die Lage der Sensoren 12, 14, 22, 24 relativ zum Fahrzeugschwerpunkt bzw. deren absolute Koordinaten bezogen auf das Fahrzeug 2 beinhalten.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beispielhaft drei Seitencrashsituationen und eine zugehörige Objektklassifikation beschrieben. Wie aus 9 ersichtlich ist, bewegt sich das Fahrzeug 2 mit einer der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit V_x(2) entsprechenden Schwerpunktgeschwindigkeit V_s(2) = 50km/h geradeaus. Ein Objekt 4 bewegt sich seitlich im rechten Winkel mit einer Objektlängsgeschwindigkeit V_x(4) = 50km/h auf das Fahrzeug 2 zu und wird über die nicht dargestellte vorausschauende Sensorik des Fahrzeugs 2 erfasst. Ein beispielsweise in der Auswerte- und Steuereinheit 100 implementiertes Verfahren bestimmt die Kollisionsgeschwindigkeit V_k(4) des Objekts 4, welche im dargestellten Beispiel durch die rechtwinklige Annäherung der Objektlängsgeschwindigkeit V_x(4) = 50km/h entspricht. Da das Fahrzeug 2 ohne zu schleudern geradeaus fährt, beträgt die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) = 0km/h. Aus der Differenz der Lateralgeschwindigkeit V_y(2) = 0km/h und der Kollisionsgeschwindigkeit V_k(4) = 50km/h wird in einem gemeinsamen x-y-Koordinatensystem die Differenzgeschwindigkeit ΔV_y berechnet. In der Seitencrashsituation aus 9 beträgt die Differenzgeschwindigkeit ΔV_y = 50km/h und ist daher größer als die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) des Fahrzeugs 2. Somit wird ein bewegtes Objekt klassifiziert und die Gesamtenergie E_c gemäß der Gleichung E_c = ½(m₍₄₎·(50km/h)²) abgeschätzt, wobei m₍₄₎ eine Masse des Objekts 4 repräsentiert, für welche beispielsweise eine vorgebbare Konstante eingesetzt werden kann.
Wie aus 10 ersichtlich ist, weist ein schleuderndes Fahrzeug 2 eine Schwerpunktgeschwindigkeit V_s(2) von 50km/h und einen Schwimmwinkel β von ungefähr 70° auf. Bekannte ESP Systeme regeln in einem Schwimmwinkelbereich von –8° ≤ β < 8°, d.h. das Fahrzeug 2 ist also nicht mehr steuerbar. Aus der Schwerpunktgeschwindigkeit V_s(2) und dem Schwimmwinkel β berechnet sich die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) des Fahrzeugs gemäß der Gleichung V_y(2) = sin(70°)·50km/h= 47km/h. Nun bewegt sich analog zu 9 ein Objekt 4 mit einer Kollisionsgeschwindigkeit V_k(4) von 50km/h auf das Fahrzeug 2 zu. Aufgrund des Schwimmwinkels β ergibt sich eine leicht verfälschte Schätzung der Kollisionsgeschwindigkeit V_k(4), welche vernachlässigt werden kann. Aus der Differenz der Lateralgeschwindigkeit V_y(2)= 47km/h und der Kollisionsgeschwindigkeit V_k(4) = 50km/h wird im gemeinsamen x-y-Koordinatensystem die Differenzgeschwindigkeit ΔV_y berechnet. In der Seitencrashsituation aus 4 beträgt die Differenzgeschwindigkeit ΔV_y = 97km/h und ist daher größer als die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) = 47km/h des Fahrzeugs 20. Somit wird ein bewegtes Objekt klassifiziert und die Gesamtenergie E_c gemäß der Gleichung E_c = ½(m₍₄₎ + m₍₂₎)·(97km/h)²) abgeschätzt, wobei m₍₂₎ eine Masse des Fahrzeugs 2 repräsentiert.
Wie aus 11 ersichtlich ist, weist ein schleuderndes Fahrzeug 2 analog zu 10 eine Schwerpunktgeschwindigkeit V_s(2) von 50km/h und einen Schwimmwinkel β von ungefähr 70° auf. Aus der Schwerpunktgeschwindigkeit V_s(2) und dem Schwimmwinkel β berechnet sich die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) des Fahrzeugs gemäß der Gleichung V_y(2) = sin(70°)·50km/h = 47km/h. Das Objekt 5 ist jetzt ein stehender Pfahl oder ein Baum mit der Kollisionsgeschwindigkeit V_k(5) = 0km/h. Aus der Differenz der Lateralgeschwindigkeit V_y(2) = 47km/h und der Kollisionsgeschwindigkeit V_k(5) = 0km/h wird im gemeinsamen x-y-Koordinatensystem die Differenzgeschwindigkeit ΔV_y berechnet. In der Seitencrashsituation aus 11 beträgt die Differenzgeschwindigkeit ΔV_y = 47km/h und entspricht daher der Lateralgeschwindigkeit V_y(2) = 47km/h des Fahrzeugs 2. Somit wird ein stehendes Objekt klassifiziert und die Gesamtenergie E_c gemäß der Gleichung E_c = ½(m₍₂₎)·(47km/h)²) abgeschätzt.
Durch die Verknüpfung der Daten bzw. Informationen aus der vorausschauenden seitlich angeordneten Sensorik und der Fahrzeuglateralgeschwindigkeit V_y(2) im Fahrzeug 2 können in vorteilhafter Weise Objekte 4, 5 klassifiziert werden, welche seitlich vom Fahrzeug 2 detektiert werden. Entsprechend kann dann die Auslösung der Insassenschutzmittel angepasst werden.
Der erfindungsgemäß abgeschätzte Aufprallort kann für Auslöseverfahren von Insassenschutzmittel berücksichtigt werden, da sich in Abhängigkeit vom Aufprallort und/oder von der Objektgröße und/oder Objektform und/oder Objektgeschwindigkeit unterschiedliche Folgesituationen ergeben können. Wird das Fahrzeug 2 von einem Objekt 4, 5 beispielsweise direkt an der B-Säule getroffen, dann wird keine weitere Gierbewegung erwartet. Wird das Fahrzeug 2 vom Objekts 4, 5 jedoch außerhalb der Mitte getroffen, dann kann sich ein zusätzliche Giermoment ergeben, welches zu einem Folgeunfall führen kann. Diese Informationen können beispielsweise aus einem auftretenden Offset oder aus dem Schwimmwinkel ermittelt werden. Da im Falle eines Seitencrashs der Aufprall des Objektes 4, 5 meistens nicht im Winkel von 90°, sondern unter einem bestimmten Eintrittswinkel erfolgt, wird dieser Eintrittswinkel mit Hilfe des Schwimmwinkels β abgeschätzt, so dass hierzu weitere Informationen über das mögliche Eindringen des Crashobjekts zur Verfügung stehen. Die Reaktion des Insassenschutzsystems auf eine Situation mit erhöhter Seitencrashwahrscheinlichkeit kann auf verschiedene Arten und in verschiedenen Stufen erfolgen. So können zur Auslösung der Insassenschutzmittel beispielsweise je nach ermittelter Situation unterschiedlich angepasste Parameter verwendet werden, um im Crashfall die Insassenschutzmittel schneller auslösen zu können. Dies kann beispielsweise durch eine an die Situation angepasste Absenkung der Auslöseschwellen umgesetzt werden.
Zudem können in Abhängigkeit vom klassifizierten Objekt unterschiedliche Auslösestrategien für die reversiblen und irreversiblen Insassenschutzmittel verwendet werden, wodurch Reparatur- und Folgekosten eingespart werden können. So kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Aufprallort, vom Einschlagwinkel und vom klassifizierten Objekt das Auslöseverfahren dahingehend optimiert werden, dass Folgecrashs abgemildert werden. So können beispielsweise bestimmte Insassenschutzmittel nicht ausgelöst werden, um für einen ermittelten nachfolgenden Überrollvorgang noch Insassenschutzmittel auslösen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren schätzt beispielsweise auf Basis von Daten, wie z.B. der Gierrate, der Lateral- und Längsbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche vom ESP-System oder einem anderen Steuergerät, wie z.B. dem Airbagsteuergeräts, zur Verfügung gestellt werden, die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) und/oder den Schwimmwinkel β ab und/oder misst die Lateralgeschwindigkeit V_y(2) und/oder den Schwimmwinkel β über mindestens einen Sensor direkt. Zusätzlich kann von der vorausschauenden Sensoreinheit, welche seitlich im Fahrzeug 2 verbaut ist, über eine entsprechende COI-Schnittstelle (Crash Object Interface) eine Relativgeschwindigkeit, ein Offset und eine so genannte Time-to-Impact zur Verfügung gestellt werden, also eine Zeitspanne bis das Objekt 4, 5 das Fahrzeug 2 trifft. Damit lassen sich in vorteilhafter Weise Absolut- und Relativgeschwindigkeiten ermitteln und somit das Objekt 4, 5 klassifizieren. Durch den Schwimmwinkel β lässt sich die Robustheit des Auslöseverfahrens gegenüber Misuse-Situationen verbessern. Die beschriebenen Daten bzw. Information können in Insassenschutzsystemen genutzt werden, um reversible und/oder irrreversible Insassenmittel anzusteuern. Zusätzlich oder alternativ können die Daten bzw. Informationen als Eingabegrößen für Regelstrategien von Insassenschutzmitteln benutzt werden, wie zur Auslösung eines Seitenairbags und/oder eines Curtainairbags. Zusätzlich können weitere Systeme, Vorrichtungen und/oder Aktuatoren, wie Türschließautomatik, Schiebedach, Sitzeinstellung, Sitzseitenwangenanstellung, Lenkradposition, Tankdeckelschließautomatik, auf diese Daten und Information zugreifen, um unfallmindernde und/oder unfallvermeidende Maßnahmen einzuleiten.
Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass durch die zusätzliche Verwendung des Schwimmwinkels und/oder der Lateralgeschwindigkeit eine weitere verbesserte Offseterkennung möglich ist, da die Schwerpunktsgeschwindigkeit in Kombination mit der Bestimmung des Offsets eine mögliche Identifizierung hinsichtlich einer Front-Seitentrennung ergibt, also ob bei einem spitzen Einschlagwinkel tendenziell der Frontbag gezündet wird oder entsprechend bei einem stumpfen Einschlagwinkel der Seitenairbag gezündet wird und somit, wie oben bereits erwähnt ist, Folgeunfälle besser klassifiziert und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. So können beispielsweise Fahrdynamikregelsysteme und/oder Lenksysteme so angesteuert werden, dass das Fahrzeug abgebremst oder ein Eingriff durchgeführt wird, der einen Folgeunfall verhindert und/oder minimiert.
Eine weitere zusätzliche Ausprägung der Erfindung ist die Verknüpfung mit einer Innenraumsensorik 30. Diese Information kann z.B. dahingehend ausgewertet werden, dass bei einem nicht belegten Fondbereich und dem Wissen, dass der Aufprall im Heckbereich des Fahrzeugs 2 stattfindet, die Auslösung des Seitenairbags unterdrückt wird, so dass unnötige Unfallfolgekosten minimiert oder reduziert werden können, da aufgrund der Airbagauslösung häufig Folgeschäden, wie Gehörschäden oder Augenverletzungen, auftreten können.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes, bei welchem über entsprechende Sensoreinheiten (10, 20) physikalische und/oder fahrdynamischen Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) erfasst und/oder ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass, nach einem Seitenaufprall aus den erfassten und/oder ausgewerteten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) erste einen vorderen seitlichen Fahrzeugbereich betreffende Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14)), und zweite einen hinteren seitlichen Fahrzeugbereich betreffende Informationen (ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) ermittelt werden, wobei die ermittelten ersten und zweiten Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) zur Abschätzung des seitlichen Aufprallortes aufbereitet und/oder miteinander verknüpft werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14)) von einer ersten Sensoreinheit (10) erfasste Beschleunigungswerte (S(12), S(14)) und die zweite Informationen (ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) von einer zweiten Sensoreinheit (20) erfasste Beschleunigungswerte (S(22), S(24)) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von den Beschleunigungssignalen (S(12), S(14), S(22), S(24)) jeweils ein Absolutwertintegral (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) für den vorderen seitlichen Fahrzeugbereich und den hinteren seitlichen Fahrzeugbereich berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein berechnetes erstes Absolutwertintegral (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14)) für den vorderen seitlichen Fahrzeugbereich und ein berechnetes zweites Absolutwertintegral (ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) für den hinteren seitlichen Fahrzeugbereich zu einander in Verhältnis gesetzt werden und zur Abschätzung des Aufprallpunktes mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bei einem Verhältnis erstes Absolutwertintegral (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14)) zu zweitem Absolutwertintegral (ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)), welches deutlich größer als 1 ist, ein seitlicher Aufprall im vorderen Fahrzeugbereich erkannt wird und bei einem Verhältnis, welches deutlich kleiner als 1 ist, ein seitlicher Aufprall im hinteren Fahrzeugbereich erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des seitlichen Aufprallortes basierend auf den erfassten und/oder ausgewerteten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) zusätzlich eine Lateralgeschwindigkeit (V_y(2)) und/oder ein Schwimmwinkel des Fahrzeugs (2) und/oder eine Kollisionsgeschwindigkeit (V_k(4), V_k(5)) eines seitlich des Fahrzeugs (2) detektierten Objekts (4, 5) ermittelt und/oder direkt gemessen wird, wobei basierend auf der Fahrzeuglateralgeschwindigkeit (V_y(2)) und der Kollisionsgeschwindigkeit (V_k(4), V_k(5)) eine Objektklassifizierung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (4, 5) nach stehenden Objekten (5) und bewegten Objekten (4) klassifiziert werden, wobei bewegte Objekte (4) danach unterschieden werden, ob sich das entsprechende Objekt (4) auf das Fahrzeug (2) zu bewegt oder vom Fahrzeug (2) weg bewegt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Lateralgeschwindigkeit (V_y(2)) des Fahrzeugs (2) und der Kollisionsgeschwindigkeit (V_k(4), V_k(5)) eines seitlich des Fahrzeugs (2) detektierten Objekts (4, 5) ein Maß für die Schwere des Seitencrashs bestimmt wird, wobei als Maß für die Crashschwere eine abzubauende Gesamtenergie berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschätzte Aufprallort und/oder die ermittelte Lateralgeschwindigkeit (V_y(2)) und/oder der ermittelte Schwimmwinkel zur Ermittlung von weiteren Bewegungsparametern ausgewertet werden, vorzugsweise einer Translationsgeschwindigkeit und/oder einer Rotationsgeschwindigkeit, wobei die ermittelten Bewegungsparameter zur Abschätzung eines Folgeunfalls ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen und/oder Aktuatoren und/oder Fahrzeugsysteme (300, 310, 320) zur Minderung und/oder Vermeindung der Folgeunfälle angesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über den Aufprallort und/oder die Objektklassifizierung und/oder die ermittelte Crashschwere zur Auswahl von Parametern für einen Auslösezeitpunkt und/oder eine Auslösestrategie und/oder eine Auslösereihenfolge für die Insassenschutzmittel (310, 320) verwendet werden.
Vorrichtung zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit mindestens einer Sensoreinheit (10, 20), welche physikalische und/oder fahrdynamische Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) erfasst, und einer Auswerte- und Steuereinheit (100), welche die erfassten physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen (S(12), S(14), S(22), S(24)) auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass, nach einem Seitenaufprall eine erste Sensoreinheit (10) die physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen (S(12), S(14)) in einem vorderen seitlichen Fahrzeugbereich erfasst, welche von der Auswerte- und Steuereinheit (100) zur Ermittlung von ersten Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14)) auswertbar sind, und eine zweite Sensoreinheit (20) die physikalischen und/oder fahrdynamischen Größen (S(22), S(24)) in einem hinteren seitlichen Fahrzeugbereich erfasst, welche von der Auswerte- und Steuereinheit (100) zur Ermittlung von zweiten Informationen (ABS_INT_S(22), ABS_INT_S(24)) auswertbar sind, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (100) die ermittelten ersten und zweiten Informationen (ABS_INT_S(12), ABS_INT_S(14), ABS_INT_S(22), (ABS_INT_S(24)) zur Abschätzung des seitlichen Aufprallortes aufbereitet und/oder miteinander verknüpft.
Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein seitlich am Fahrzeug (2) angeordnetes vorausschauendes Sensorsystem, welche zur Objektklassifizierung und/oder zur Ermittelung eine Crashschwere und/oder einer Kollisionsgeschwindigkeit (V_k(4), V_k(5)) und/oder eines Aufprallwinkels und/oder eines Aufprallortes von der Auswerte- und Steuereinheit (100) auswertbar ist.