-
Die
Erfindung geht aus von einer Kontaktsensorik für ein Fahrzeug nach der Gattung
des unabhängigen
Patentanspruchs 1.
-
Zum
Schutz von Fußgängern bei
einem Aufprall mit einem Fahrzeug werden Fußgängerschutzsysteme im Fahrzeug
vorgesehen, welche beispielsweise über in die Stoßfängerverkleidung
integrierte Beschleunigungssensoreinheiten aktiviert werden. Dabei
können
beispielsweise zwei Sensoreneinheiten symmetrisch zur zentralen
Fahrzeuglängsachse auf
der Innenseite der Stoßfängerverkleidung
integriert werden.
-
Neben
den Sensoreinheiten für
Fußgängerschutzsysteme
können
im vorderen Fahrzeugbereich weitere Beschleunigungssensoreinheiten
als so genannte Up-Frontsensorik angeordnet sein, welche während eines
Frontcrashs zusätzliche
Informationen zur Aktivierung von Insassenschutzmitteln zur Verfügung stellen,
wie z.B. Offsetinformationen, Crashschwereinformationen und Informationen über einen
Erstkontakt mit dem Aufprallgegenstand. Zur Aktivierung der Insassenschutzmittel
können
ein mittiger Sensor oder zwei symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse
angeordnete Sensoreinheiten verwendet werden.
-
In
der Offenlegungsschrift
DE
101 45 698 A1 wird ein Sensorsystem für ein Fahrzeug beschrieben. Das
beschriebene Sensorsystem umfasst eine Mehrzahl von Stoßfängersensoren,
welche voneinander beabstandet in Breitenrichtung des Fahrzeugs
am vorderen Stoßfänger montiert
sind, und ein Steuergerät
zum Aktivieren eines Fußgängerschutzsystems in
Abhängigkeit
von Ausgangssignalen der Stoßfängersensoren.
Das Steuergerät
wandelt von den jeweiligen Stoßfängersensoren
erfasste Beschleunigungswerte in Deformationsgeschwindigkeiten um, wobei
die den einander benachbarten Sensoren zugeordneten Deformationsgeschwindigkeiten
addiert werden. Übersteigt
eine aufsummierte Deformationsgeschwindigkeit einen vorgegebenen
Schwellenwert, dann wird das Fußgängerschutzsystem
vom Steuergerät
aktiviert.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Kontaktsensorik
für ein
Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat
demgegenüber
den Vorteil, dass eine Auswerte- und Steuereinheit zur Aktivierung
eines Fußgängerschutzsystems
und/oder eines Insassenschutzsystems erste Sensordaten, welche von
mindestens einer ersten an einem Stoßfänger angeordneten Sensoreinheit
erfasst werden, und zweite Sensordaten, welche durch mindestens
eine im vorderen Fahrzeugbereich angeordnete zweite Sensoreinheit
erfasst werden, kombiniert und auswertet. Dadurch werden in vorteilhafter
Weise die Sensoreinheiten zur Aktivierung des Fußgängerschutzsystems mit den Sensoreinheiten
zur Aktivierung des Insassenschutzsystems kombiniert und die Leistungsfähigkeit
der Kontaktsensorik bei der Kollisionserkennung und zur Objektklassifizierung
erhöht. Durch
die Kombination der ersten und zweiten Sensordaten kann die Funktionalität der Kontaktsensorik ausgeweitet
bzw. verbessert werden. So können
beispielsweise eine höhere
Robustheit und eine bessere Plausibilisierung erreicht werden und
eine oder mehrere Sensoreinheiten können eingespart werden. Beispielsweise
können
bestimmte Funktionalitäten
zur Aktivierung des Insassenschutzsystems auf die ersten Sensoreinheiten
zur Aktivierung des Fußgängerschutzsystems übertragen
werden, so dass eine oder mehrere zweite Sensoreinheiten eingespart
werden können,
oder es können
bestimmte Funktionalitäten
zur Aktivierung des Fußgängerschutzsystems
auf die zweiten Sensoreinheiten zur Aktivierung des Insassenschutzsystems übertragen werden,
so dass eine oder mehrere erste Sensoreinheiten eingespart werden
können.
-
Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch
angegebenen Kontaktsensorik für ein
Fahrzeug möglich.
-
Besonders
vorteilhaft ist, dass die Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise
erste Sensordaten von mindestens zwei symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse
angeordneten ersten Sensoreinheiten und zweite Sensordaten von zwei
symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse angeordneten zweiten
Sensoreinheiten auswertet, wobei die zweiten Sensoreinheiten beispielsweise
am Querträger
und/oder am Kühlerhalter
und/oder an einer Z-Säule
angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine robustere Entscheidungsmöglichkeit
für die
Erkennung eines Fußgängeraufpralls
sowie eine bessere und frühere
Charakterisierung eines Frontcrashs. Dabei ermöglichen die ersten Sensoreinheiten
aufgrund ihrer Nähe
zum vordersten Aufprallpunkt eine sehr frühe Crasherkennung, wobei insbesondere
ein Offsetaufprall früh
erkannt und ein Aufprallzeitpunkt sehr früh bestimmt werden kann. Bei
einem Frontcrash überschreiten
die ersten Sensoreinheiten im Vergleich zu den zweiten Sensoreinheiten
früher
eine Rauschschwelle bzw. einen vorgebbaren Schwellwert, da die ersten
Sensoreinheiten durch ihre Anordnung am Stoßfänger viel näher am Aufprallort angeordnet
sind als die zweiten Sensoreinheiten. Zudem sind die ersten Sensoreinheiten
auf den relativ weichen Bestandteilen der Stoßfängerverkleidung angeordnet
und haben somit keine kompakte Verbindung zum Querträger und
zum Längsträger des
Fahrzeugs. Das bedeutet, dass zu Aufprallbeginn die Stoßfängerverkleidung
bereits eine Deformation erfährt,
welche von den ersten Sensoreinheiten detektierbar ist, während die
in Aufprallrichtung weiter hinten angeordneten zweiten Sensoreinheiten
noch keine oder zumindest eine wesentlich kleinere Verzögerung detektieren.
Daher wertet die Auswerte- und Steuereinheit die ersten Sensordaten
der ersten Sensoreinheiten zur Bestimmung eines Aufprallzeitpunktes
und/oder zur Crashtypbestimmung und/oder zu Plausibilisierung aus.
Zur Bestimmung der Crashschwere und/oder zur Erkennung eines Fußgängeraufpralls
und/oder eines Frontalcrashs vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit
die ersten Sensordaten mit den zweiten Sensordaten. Bei dem Vergleich
der Sensordaten bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit eine Zeitdifferenz
zwischen einem ersten Zeitpunkt, an welchem die ersten Sensordaten
einen vorgebbaren ersten Schwellwert überschreiten, und einem zweiten
Zeitpunkt, an welchem die zweiten Sensordaten einen vorgebbaren
zweiten Schwellwert überschreiten,
und unterscheidet dadurch einen Fußgängeraufprall von einem Frontcrash.
Durch die Kombination der ersten und zweiten Sensoreinheiten kann
in vorteilhafter Weise auf eine zentral im Fahrzeug angeordnete
Sensoreinheit verzichtet werden, welche normalerweise zur Bestimmung
der Crashschwere, des Aufprallzeitpunktes und des Offset bei einem
Frontcrash verwendet wird.
-
Alternativ
kann die Auswerte- und Steuereinheit erste Sensordaten von mindestens
zwei symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse angeordneten ersten
Sensoreinheiten und zweite Sensordaten von einer mittig im vorderen
Fahrzeugbereich angeordneten zweiten Sensoreinheit auswerten. Diese Anordnung
ermöglicht
die Einsparung einer zweiten Sensoreinheit, wobei die erforderliche
Funktionalität zur
Auswertung eines Frontcrashs von den ersten Sensoreinheiten übernommen
wird. Die Auswerte- und Steuereinheit wertet zur Bestimmung des
Aufprallzeitpunktes und/oder zur Crashtypbestimmung und/oder zu
Plausibilisierung die ersten Sensordaten aus. Zur Erkennung eines
Fußgängeraufpralls und/oder
eines Frontalcrashs vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit die
zweiten Sensordaten mit den ersten Sensordaten. Die Auswerte- und
Steuereinheit vergleicht bei einem Frontalcrash zur Bestimmung der
Crashschwere die zweiten Sensordaten mit den Daten einer zentral
im Fahrzeug angeordneten Sensoreinheit. Bei einem Fußgängeraufprall
liefert die zweite Sensoreinheit die Crashschwere. Sobald die zweite
Sensoreinheit die Rauschschwelle überschreitet, wird das Sensorsignal
beispielsweise aufintegnert oder einer anderen mathematischen Operation
unterzogen. Das mit dem Offset gewichtete zweite Sensorsignal, welcher
aus der Analyse der ersten Sensordaten ermittelt wird, ergibt somit
ein Maß für die Crashschwere.
-
Alternativ
kann die Auswerte- und Steuereinheit erste Sensordaten von einer
mittig am Stoßfänger angeordneten
ersten Sensoreinheit und zweite Sensordaten von mindestens zwei
symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse im vorderen Fahrzeugbereich
angeordneten zweiten Sensoreinheiten auswerten. In diesem Fall übernehmen
die zweiten Sensoreinheiten die Offseterkennung und einen Teil der
Diskriminierungsfunktionalität.
Die Auswerte- und Steuereinheit wertet die ersten Sensordaten der
ersten Sensoreinheit zur Bestimmung des Aufprallzeitpunktes aus.
Die zweiten Sensordaten der mindestens zwei zweiten Sensoreinheiten
werden zur Crashtypbestimmung und/oder zur Plausibilisierung ausgewertet.
Die ersten Sensordaten werden zur Bestimmung der Crashschwere und/oder
zur Erkennung eines Fußgängeraufpralls
und/oder eines Frontalcrashs mit den zweiten Sensordaten verglichen.
-
Zeichnung
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
-
Es
zeigen
-
1 ein
schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kontaktsensorik,
-
2 ein
schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kontaktsensorik,
und
-
3 ein
schematisches Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kontaktsensorik.
-
Beschreibung
-
1 zeigt
eine schematische Darstellung des vorderen Bereichs eines Kraftfahrzeugs
mit den erfindungswesentlichen Komponenten. Wie aus 1 ersichtlich
ist, umfasst ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kontaktsensorik 1 für ein Fahrzeug
zwei symmetrisch zu einer zentralen Fahrzeuglängsachse an einem Stoßfänger 10 angeordnete
erste Sensoreinheiten 12, 14 eines Fußgängerschutzsystems,
zwei symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse im vorderen Fahrzeugbereich an
einem Querträger 20 angeordnete
zweite Sensoreinheiten 22, 24 eines Insassenschutzsystems
und eine Auswerte- und Steuereinheit 30, welche erste von
den ersten Sensoreinheiten 12, 14 ausgegebene Sensordaten
und zweite von den zweiten Sensoreinheiten 22, 24 ausgegebene
Sensordaten zur Aktivierung eines Fußgängerschutzsystems und/oder
zur Aktivierung des Insassenschutzsystems kombiniert und auswertet.
Das Fußgängerschutzsystem
kann eine weitere gepunktet dargestellte erste Sensoreinheit 16 umfassen,
welche ungefähr
in der Mitte des Stoßfängers 10 angeordnet
ist. Alternativ zur Anordnung am Querträger können die zweiten Sensoreinheiten 22, 24 auch
am Kühlerhalter
und/oder an einer Z-Säule
angeordnet sein.
-
Durch
die kombinierte Auswertung der ersten und zweiten Sensoreinheiten 12, 14, 16, 22, 24 ergeben
sich robustere Entscheidungen für
die Erkennung eines Fußgängeraufpralls
sowie eine bessere und frühere
Charakterisierung eines Frontcrashs. Aufgrund ihrer Nähe zum vordersten
Aufprallpunkt ermöglichen
die ersten Sensoreinheiten 12, 14, 16 eine
sehr frühe
Crasherkennung, insbesondere können
ein möglicher
Offset und ein Aufprallzeitpunkt t0 sehr früh bestimmt werden. Die Auswerte- und
Steuereinheit 30 wertet zur Bestimmung des Aufprallzeitpunktes
und/oder zur Crashtypbestimmung und/oder zur Plausibilisierung die
ersten Sensordaten der ersten Sensoreinheiten 12, 14, 16 aus.
Zur Bestimmung der Crashschwere und/oder zur Erkennung eines Fußgängeraufpralls
und/oder eines Frontalcrashs vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 30 die
ersten Sensordaten der ersten Sensoreinheiten 12, 14, 16 mit
den zweiten Sensordaten der zweiten Sensoreinheiten 22, 24.
-
Bei
einem Frontcrash überschreiten
die ersten Sensordaten im Vergleich zu den zweiten Sensordaten früher die
Rauschschwelle, da die ersten Sensoreinheiten 12, 14, 16 näher als
die zweiten Sensoreinheiten 22, 24 am Aufprallort
angeordnet sind. Zudem sind die ersten Sensoreinheiten 12, 14, 16 an
der relativ weichen Stoßfängerverkleidung
angeordnet, welche keine kompakte Verbindung zum Querträger oder
Längsträger des
Fahrzeugs aufweist. Die Stoßfängerverkleidung
erfährt
bereits am Beginn des Aufpralls eine Deformation, während die in
Aufprallrichtung weiter hinten angeordneten zweiten Sensoreinheiten 22, 24 zu
diesem Zeitpunkt noch keine oder zumindest eine wesentlich kleinere
Verzögerung
sensieren. Daher bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit 30 eine
Zeitdifferenz zwischen einem ersten Zeitpunkt, an welchem die ersten
Sensordaten einen vorgebbaren ersten Schwellwert überschreiten,
und einem zweiten Zeitpunkt, an welchem die zweiten Sensordaten
einen vorgebbaren zweiten Schwellwert überschreiten, und wertet die
ermittelte Zeitdifferenz aus. Die in 1 dargestellte
Anordnung der Sensoreinheiten 12, 14, 16, 22, 24 ermöglicht eine
sehr frühe
Bestimmung des Aufprallzeitpunktes t0 und die Bestimmung der Crashschwere
zu einem sehr frühen
Zeitpunkt, wodurch eine bessere Robustheit und Crashdiskriminierung
ermöglicht wird.
Zudem kann auf eine zentral im Fahrzeug angeordnete Sensoreinheit 40 verzichtet
werden, deren Sensordaten normalerweise zur Bestimmung der Crashschwere,
des Aufprallzeitpunktes und des Offsets ausgewertet werden. Daher
ist die zentral im Fahrzeug angeordnete Sensoreinheit 40 gepunktet dargestellt.
Für den
Fußgängerschutz
ermöglicht
diese Anordnung durch die Auswertung der Zeitdifferenz eine Unterscheidung
von einem Fußgängeraufprall und
einem Frontcrash. Zudem wird eine Diagnosemöglichkeit zur Verfügung gestellt.
-
2 zeigt
eine weitere schematische Darstellung des vorderen Bereichs eines
Kraftfahrzeugs mit den erfindungswesentlichen Komponenten. Wie aus 2 ersichtlich
ist, umfasst ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kontaktsensorik 1 für ein Fahrzeug
zwei symmetrisch zu einer zentralen Fahrzeuglängsachse an einem Stoßfänger 10 angeordnete
erste Sensoreinheiten 12, 14 eines Fußgängerschutzsystems,
eine im vorderen Fahrzeugbereich mittig am Querträger 20 angeordnete zweite
Sensoreinheit 26 eines Insassenschutzsystems, eine zentral
im Fahrzeug angeordnete Sensoreinheit 40 und eine Auswerte-
und Steuereinheit 30, welche erste von den ersten Sensoreinheiten 12, 14 ausgegebene
Sensordaten, zweite von der zweiten Sensoreinheit 26 ausgegebene
Sensordaten und Sensordaten von der zentral im Fahrzeug angeordneten
Sensoreinheit 40 zur Aktivierung des Fußgängerschutzsystems und/oder
zur Aktivierung des Insassenschutzsystems kombiniert und auswertet.
Alternativ zur Anordnung am Querträger kann die zweite Sensoreinheiten 26 auch
am Kühlerhalter und/oder
an einer Z-Säule
angeordnet sein.
-
Die
Auswerte- und Steuereinheit 30 wertet zur Bestimmung des
Aufprallzeitpunkts t0 und/oder zur Crashtypbestimmung und/oder zu
Plausibilisierung die ersten Sensordaten der beiden ersten Sensoreinheiten 12, 14 aus.
Diese Anordnung ermöglicht die
Einsparung einer zweiten Sensoreinheit, wobei die verbleibende Funktionalität zur Auswertung
eines Frontcrashs die ersten Sensoreinheiten des Fußgängerschutzsystems übernehmen.
Die Verwendung von zwei symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse
angeordneten Sensoreinheiten 12, 14 ermöglicht neben
einer gegenseitigen Plausibilisierung vor allem die Bestimmung des
Offsets eines Aufprall. Zudem ermöglichen die ersten Sensoreinheiten 12, 14 durch
ihre Anordnung im Stoßfänger eine
sehr frühe Bestimmung
des Aufprallzeitpunktes t0. Die zweiten Sensordaten der mittleren
zweiten Sensoreinheit 26 werden zur Crashschwerebestimmung
mit den Sensordaten der zentral im Fahrzeug angeordneten Sensoreinheit 40 verglichen.
Die Auswerte- und Steuereinheit 30 vergleicht die ersten
Sensordaten zur Erkennung eines Fußgängeraufpralls und/oder eines Frontalcrashs
mit den zweiten Sensordaten. Für
das Fußgängerschutzsystem
stellt die zweite Sensoreinheit 26 Informationen über die
die Crashschwere zur Verfügung.
Sobald die zweite Sensoreinheit 26 die Rauschschwelle überschreitet,
wird das zweite Sensorsignal beispielsweise aufintegriert oder einer
anderen mathematischen Operation unterzogen. Das mit dem aus der
Analyse der ersten Sensordaten ermittelten Offset gewichtete zweite
Sensorsignal ergibt somit ein Maß für die Crashschwere bei einem Fußgängeraufprall.
-
3 zeigt
eine weitere schematische Darstellung des vorderen Bereichs eines
Kraftfahrzeugs mit den erfindungswesentlichen Komponenten. Wie aus 3 ersichtlich
ist, umfasst ein drittes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kontaktsensorik 1 für ein Fahrzeug
eine mittig am Stoßfänger 10 angeordnete
erste Sensoreinheit 16 eines Fußgängerschutzsystems, zwei symmetrisch
zu einer zentralen Fahrzeuglängsachse
im vorderen Fahrzeugbereich am Querträger 20 angeordnete
zweite Sensoreinheiten 22, 24 eines Insassenschutzsystems und
eine Auswerte- und Steuereinheit 30, welche erste von der
ersten Sensoreinheit 16 ausgegebene Sensordaten und zweite
von den zweiten Sensoreinheiten 22, 24 ausgegebene
Sensordaten zur Aktivierung des Fußgängerschutzsystems und/oder
zur Aktivierung des Insassenschutzsystems kombiniert und auswertet.
Alternativ zur Anordnung am Querträger können die zweiten Sensoreinheiten 22, 24 auch
am Kühlerhalter
und/oder an einer Z-Säule
angeordnet sein.
-
Die
Auswerte- und Steuereinheit 30 wertet die ersten Sensordaten
der ersten Sensoreinheit 16 zur Bestimmung des Aufprallzeitpunktes
aus. Zur Crashtypbestimmung und/oder zur Plausibilisierung wertet
die Auswerte- und Steuereinheit die zweiten Sensordaten der mindestens
zwei zweiten Sensoreinheiten 22, 24 aus, so dass
die zweiten Sensordaten zur Offsetbestimmung ausgewertet werden.
Zur Bestimmung der Crashschwere und/oder zur Erkennung eines Fußgängeraufpralls
und/oder eines Frontalcrashs vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 30 die
ersten Sensordaten mit den zweiten Sensordaten. Diese Anordnung
ermöglicht
die Einsparung einer ersten Sensoreinheit, wobei die verbleibende Funktionalität zur Auswertung
eines Fußgängeraufpralls
die zweiten Sensoreinheiten des Insassenschutzsystems übernehmen.
Es wird jedoch vorausgesetzt, dass die zweiten Sensoreinheiten 22, 24 nahe
genug am Aufprallort angeordnet sind, um ein ausreichendes und rechtzeitiges
Signal bei einem Fußgängeraufprall
zu erhalten. Die Verwendung von zwei symmetrisch zur zentralen Fahrzeuglängsachse angeordneten
Sensoreinheiten 22, 24 ermöglicht neben einer gegenseitigen
Plausibilisierung vor allem die Bestimmung des Offsets eines Aufprall.
Zudem ermöglicht
die erste Sensoreinheit 16 analog zu den anderen Ausführungsbeispielen
durch ihre Anordnung im Stoßfänger eine
sehr frühe
Bestimmung des Aufprallzeitpunktes t0. Zudem kann analog zum ersten
Ausführungsbeispiel
auf die zentral im Fahrzeug angeordnete Sensoreinheit 40 verzichtet
werden.
-
Zur
weiteren Verbesserung des Auswerteverhaltens, können Sensoreinheiten 12, 14, 16, 22, 24, 26 verwendet
werden, welche gleichzeitig Beschleunigungssignale in zwei Erfassungsrichtungen sensieren,
beispielsweise in die Fahrzeuglängsrichtung
x und in die Fahrzeugquerrichtung y.