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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen
eines Aufpralls eines Objekts auf ein Kraftfahrzeug.
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Es
ist erstrebenswert, ein Kraftfahrzeug derart zu gestalten, dass
bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges
mit einer Person diese möglichst wenig
verletzt wird. Um das Verletzungsrisiko der Person zu verkleinern,
gibt es Überlegungen,
das Kraftfahrzeug mit einem aktiven Fußgängerschutz auszustatten. So
wird z.B. überlegt,
das Kraftfahrzeug im Bereich seiner Motorhaube mit einem aufblasbaren
Luftsack ähnlich
einem Airbag auszustatten, der sich bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges
mit einer Person automatisch aufbläst. Eine andere Möglichkeit
eines aktiven Fußgängerschutzes
besteht darin, bei einem Unfall mit einer Person die Motorhaube
automatisch leicht anzuheben, wodurch für die Person eine Knautschzone
geschaffen wird.
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Der
Aufprall einer Person auf das Kraftfahrzeug wird z.B. mittels Kontaktsensoren
oder Beschleunigungssensoren erkannt.
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Die
Beschleunigungssensoren sind jedoch in der Regel im Zentrum des
Kraftfahrzeugs, also im Bereich des Kraftfahrzeuginnenraums, befestigt.
Es ist jedoch erstrebenswert, die Beschleunigung der Fahrgastzelle
bei einem Unfall möglichst
klein zu halten, so dass die resultierende Beschleunigung des Beschleunigungssensors
bei einem Aufprall einer Person auf das Kraftfahrzeug unter Umständen nicht zuverlässig erkannt
wird.
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Die
DE 10 2004 029 532
A1 offenbart eine Kontaktsensorik für ein Fahrzeug, die einen Aufprall auf
ein Hindernis durch mindestens einen Sensor erkennt, der beim Aufprall
entstehenden Schall detektiert und an eine Auswerteeinheit weiterleitet.
Für eine
solche Kontaktsensorik wird die Verwendung anderer, im Fahrzeug
vorhandener Schallsensoren, die beispielsweise zur Abstandserkennung
eingesetzt werden, vorgeschlagen. Damit soll beispielsweise eine
Fußgängeraufprallerkennung
realisiert werden können.
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Die
DE 10 2004 043 597
A1 beschreibt eine Einrichtung zur Erfassung einer Kollision
eines Fahrzeugs mit einem Hindernis, bei dem eine Ultraschallempfangseinheit
zur Erfassung der von der Kollision erzeugten Schwingungen bzw.
des Schalls dient und durch Auswertung der Ultraschallsignale somit
eine Kollision des Fahrzeugs erfasst wird. Dort wird vorgeschlagen,
die Ultraschallempfangseinheit so auszulegen, dass sie im Allgemeinen
auch dazu verwendet werden kann, die Abstände zu Hindernissen in der Umgebung
des Fahrzeugs in bekannter Weise zu ermitteln.
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Die
102 06 351 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Personen-
und Kollisionsschutz an einem Fahrzeug, bei dem bzw. der an einen
Fahrzeug ein auf ein Außenteil
des Fahrzeugs durch ein Objekt einwirkender Stoß akustisch ausgekoppelt und
in einer Signalverarbeitungseinheit mittels einer Zeitfrequenzanalyse
verarbeitet wird.
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Die
DE 10 2004 011 587
A1 schlägt
einen Kontaktsensor eines Fahrzeugs vor, der wenigstens einen Schallsensor
aufweist, der an ein Werkstück angekoppelt
ist, das bei einem Kontakt mit einem Objekt ein Geräusch erzeugt,
das der wenigstens eine Schallsensor erfasst.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Erkennen eines Aufpralls eines Objekts auf
ein Kraftfahrzeug derart auszuführen,
dass Voraussetzungen für
ein verbessertes Erkennen des Aufpralls gegeben sind.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch ein Verfahren zum Erkennen eines Aufpralls eines Objekts auf
ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das
erste Objekt ist beispielsweise eine Person, so dass der aktive
Fußgängerschutz
aktiviert wird, wenn die Auswertung des Körperschalls einer Person zuzuordnen
ist.
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Beim
Aufprall der Person, z.B. einem Fußgänger oder einem Fahrradfahrer,
soll der aktive Fußgängerschutz
aktiviert werden. Ein aktiver Fußgängerschutz ist z.B. ein im
Bereich der Motorhaube angeordneter und bei Bedarf automatisch aufblasbarer
Luftsack. Eine weitere Möglichkeit
eines aktiven Fußgängerschutzes
besteht darin, die Motorhaube bei einem Aufprall leicht anzuheben,
wodurch die Wucht des Aufpralls der Person auf das Kraftfahrzeug
verringert wird.
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Um
den aktiven Fußgängerschutz
zu aktivieren, muss der Aufprall der Person zuverlässig erkannt
werden. Erfindungsgemäß wird dazu
der wenigstens eine Ultraschallsensor verwendet, der den beim Aufprall
der Person entstehenden Körperschall am
Kraftfahrzeug erfasst. Der erfasste Körperschall wird ausgewertet,
indem dieser z.B. mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen und
bei einem Überschreiten
der Schwellwerte der aktive Fußgängerschutz
aktiviert wird. Insbesondere kann auch der Signalverlauf des erfassten
Signalverlaufs analysiert werden. Eine weitere Möglichkeit der Auswertung des
erfassten Körperschalls
besteht beispielsweise darin, den erfassten Körperschall einer Spektralanalyse
zu unterziehen und den aktiven Fußgängerschutz zu aktivieren, wenn
die Spektralanalyse auf den Aufprall einer Person schließen lässt. Dadurch ist
es möglich,
ein Fehlauslösen
des aktiven Fußgängerschutzes,
z.B. hervorgerufen durch Steinschlag, zumindest zu minimieren oder
gar auszuschließen.
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Bei
einem Zusammenstoß zwischen
einem Kraftfahrzeug und einem Fußgänger oder einem Fahrradfahrer
wird dieser in der Regel mit der Vorderseite des Kraftfahrzeugs
und insbesondere mit dem vorderen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs erfasst.
Der Ultraschallsensor oder die Ultraschallsensoren können daher
bevorzugt im vorderen Stoßfänger angeordnet
werden. Um auch einen Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit der
Person beim Rückwärtsfahren zu
erkennen, kann alternativ oder zusätzlich der wenigstens eine
Ultraschallsensor auch im Heckbereich des Kraftfahrzeugs und insbesondere
im oder am hinteren Stoßfänger des
Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Durch diesen Einbauort des Ultraschallsensors im
Kraftfahrzeug ist es insbesondere möglich, den Aufprall der Person
relativ frühzeitig
zu erkennen, um den aktiven Fußgängerschutz
auszulösen.
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Ultraschallsensoren
werden bereits heutzutage als Parkhilfen eingesetzt, wie es u.A.
aus der
DE 199 37
939 A1 bekannt ist. Im Heck- und im Frontbereich des Kraftfahrzeugs
sind dabei Ultraschallsensoren angeordnet, die den Abstand zwischen
dem Kraftfahrzeug und einem Objekt, z.B. einem weiteren Kraftfahrzeug
bestimmen. Dadurch kann die Kraftfahrzeuglenkerin bzw. der Kraftfahrzeuglenker
beim Einparken vor einer bevorstehenden Kollision des Kraftfahrzeugs
z.B. mit einem parkenden weiteren Kraftfahrzeug gewarnt werden.
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Alternativ
oder zusätzlich
zum Erkennen eines Aufpralls einer Person auf das Kraftfahrzeug kann
der mit dem Ultraschallsensor ausgewertete Körperschall auch zum Aktivieren
der aktiven Fahrgastsicherheitsvorrichtung, wie z.B. einem Airbag oder
Gurtstraffer, verwendet werden. So ist es insbesondere möglich, aufgrund
der Auswertung des Körperschalls
zu differenzieren, ob eine Person auf das Kraftfahrzeug auf prallt,
so dass der aktive Fußgängerschutz
aktiviert werden soll, oder ob das Kraftfahrzeug mit einem weiteren
Objekt, z.B. einem Baum oder einem weiterten Kraftfahrzeug, zusammenstößt. Je nach
Auswertung kann dann entweder der aktive Fußgängerschutz oder die aktive
Fahrgastsicherheitsvorrichtung ausgelöst werden.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
der Ultraschallsensor in einem ersten Betriebsmodus, in dem der
Ultraschallsensor für
eine Abstandsmessung zwischen dem Kraftfahrzeug und einem zweiten
Objekt verwendet wird, und in einem zweiten Betriebsmodus, in dem
der Ultraschellsensor zum Erfassen des Körperschalls des Kraftfahrzeugs verwendet
wird, betrieben.
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Im
ersten Betriebsmodus wird der wenigstens eine Ultraschallsensor
zur Abstandsbestimmung verwendet, wie dies z.B. für die Parkhilfe
notwendig ist. In diesem Betriebsmodus sendet zur Abstandsbestimmung
der wenigstens einen Ultraschallsensor z.B. in einem Sendemodus
Ultraschallsignale aus und empfängt
eventuell vom zweiten Objekt reflektierte Ultraschallsignale in
einem Mikrofonmodus. Aufgrund der Laufzeit zwischen den gesendeten
und empfangenen Ultraschallsignalen kann der Abstand zwischen dem
Kraftfahrzeug und dem zweiten Objekt bestimmt werden. In seinem
zweiten Betriebsmodus wird der wenigstens eine Ultraschallsensor
bevorzugt nur im Mikrofonmodus betrieben.
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In
seinem ersten Betriebsmodus wird der wenigstens eine Ultraschallsensor
insbesondere als Parkhilfe verwendet. Da ein Kraftfahrzeug in der
Regel mit relativ geringen Geschwindigkeiten eingeparkt wird, ist
es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgesehen, den wenigstens einen Ultraschallsensor in seinem ersten
Betriebsmodus nur bei relativ geringen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs,
z.B. bei Geschwindigkeiten unter 15 km/h, 20 km/h, 25 km/h oder
30 km/h zu betreiben. Bei diesen Geschwindigkeiten ist ein Unfall
mit einer Person relativ unwahrscheinlich, so dass es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgesehen ist, den wenigstens einen Ultraschallsensor nur in seinem
zweiten Betriebsmodus bei Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs größer als
der relativ geringen Geschwindigkeiten des ersten Betriebsmodus
zu betreiben. Es ist aber auch möglich,
den wenigstens einen Ultraschallsensor auch zum Erkennen des Aufpralls
der Person oder zum Erkennen eines Zusammenstoßes mit dem ersten Objekt bei
den geringen Geschwindigkeiten zu verwenden.
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In
der Praxis der Parkhilfe ist der Einfluss von Körperschall auf die Abstandsmessung
bzw. Objekterkennung unerwünscht,
da die zu empfangenen Ultraschallechos mit zunehmendem Abstand von den
zugeordneten Objekten deutlich schwächer werden. Daher werden gängige Ultraschallsensoren
bisweilen mittels einer körperschallabsorbierenden
Lagerung am Kraftfahrzeug befestigt. Die Ultraschallsensoren werden
jedoch in einem relativ schmalen Frequenzbereich um ihre Eigenfrequenz
betrieben, weshalb es möglich
ist, die körperschallabsorbierende
Lagerung auf diese Eigenfrequenz abzustimmen. Des Weiteren ergibt
der Aufprall einer Person auf das Kraftfahrzeug einen relativ breitbandigen
Körperschall,
so dass auch mit einer körperschallabsorbierenden
Lagerung des Ultraschallsensors zuverlässig der Aufprall der Person
erkannt werden kann. Außerdem
sind dem durch den Aufprall der Person zugeordneten Körperschall
deutlich höhere
Signalamplituden zugeordnete, als Echosignale, die über Luft
an die Sensoren gelangen.
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Bei
relativ hohen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs, z.B. bei Geschwindigkeiten über 80 km/h,
100 km/h oder 120 km/h könnte
z.B. der durch den Fahrtwind hervorgerufene Körperschall zu einer Fehlauslösung des
aktiven Fußgängerschutzes
führen.
Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der wenigstens
eine Ultraschallsensor daher in seinem zweiten Modus nur bei Geschwindigkeiten
kleiner als 80 km/h, 100 km/h oder 120 km/h betrieben.
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Der
Fußgängerschutz
kann nach einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
auch in Zusammenarbeit mit einer Auswertung von Signalen wenigstens
eines weiteren Sensors aktiviert werden. So ist es möglich, dass
z.B. Kamerasensoren, ein so genanntes Lidar ("light detection and ranging"), Infrarot-Sensoren
oder auch Radar-Sensoren einen bevorstehenden Aufprall der Person
auf das Kraftfahrzeug bzw. den Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit dem
ersten Objekt erkennen. Der Zeitpunkt des Aufpralls wird dann mittels des
mit dem Ultraschallsensor erfassten Körperschalls ermittelt.
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Ferner
kann der Ultraschallsensor im zweiten Modus und insbesondere im
Mikrofonmodus durch die Anwendung des Mikrofons auch als akustischer
Unfallsensor verwendet werden, aufgrund dessen ein Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs
mit einem anderen Kraftfahrzeug oder einem Hindernis erkannt wird.
Wird ein solcher Zusammenstoß erkannt, dann
können
Schutzmaßnahmen
für die
Kraftfahrzeuginsassen eingeleitet werden, wie z.B. das Auslösen von
Fahrer- und Beifahrerairbags oder Gurtstraffer.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zum
Erkennen eines Aufpralls eines Objekts auf ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 7.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist
der wenigstens eine Ultraschallsensor einen ersten Betriebsmodus
auf, in dem der Ultraschallsensor für eine Abstandsmessung zwischen
dem Kraftfahrzeug und einem zweiten Objekt verwendet wird, und weist
einen zweiten Betriebsmodus auf, in dem der Ultraschellsensor zum
Erfassen des Körperschalls
am Kraftfahrzeug verwendet wird. Im ersten Betriebsmodus kann der
wenigstens eine Ultraschallsensor Ultraschallsignale in einem Sendemodus
senden und Ultraschallsignale in einem Mikrofonmodus empfangen.
Im zweiten Betriebsmodus wird der wenigstens einen Ultraschallsensor
bevorzugt nur im Mikrofonmodus betrie ben. Um den wenigstens einen Ultraschallsensor
zwischen den beiden Betriebsmoden umzuschalten, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Umschaltvorrichtung auf, die den Ultraschallsensor in seinen
ersten Betriebsmodus bei relativ geringen Geschwindigkeiten des
Kraftfahrzeugs und in seinen zweiten Betriebsmodus bei Geschwindigkeiten
des Kraftfahrzeugs, die größer als
die relativ geringen Geschwindigkeiten sind, schaltet.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Verwendung eines
für eine
Einparkhilfe eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Ultraschallsensors zum
Erfassen von durch den Aufprall einer Person auf das Kraftfahrzeug
entstehenden Körperschall. Aufgrund
des erfassten Körperschalls
kann ein aktiver Fußgängerschutz
des Kraftfahrzeugs aktiviert werden.
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Durch
die erfindungsgemäße Integration
des Erkennens eines Aufpralls bzw. die Nutzung des Mikrofonmodus
(Empfangsmodus) des Ultraschallsensors zum Erkennen eines Aufpralls
einer Person auf das Kraftfahrzeug bzw. zum Erkennen eines Zusammenstoßes des
Kraftfahrzeugs mit einem Objekt können diese verschiedenen Systeme
kostengünstig
gestaltet werden bzw. die Aufprallerkennung mit relativ wenig Aufwand
qualitativ hochwertiger, schneller und genauer erfolgen. Für das Erkennen
eines Aufpralls einer Person, z.B. einem Fußgänger, sind zusätzlich zur
Parkhilfe keine weiteren Sensoren nötig, wodurch Kosten gespart
werden können.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist exemplarisch in den schematischen Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
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1 ein
Kraftfahrzeug und
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2 ein
die erfindungsgemäße Vorrichtung veranschaulichendes
Teilblockschaltbild.
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Die 1 zeigt
ein Kraftfahrzeug 1 mit einem vorderen Stoßfänger 2,
einem hinteren Stoßfänger 3 und
einer Motorhaube 4. Die 2 zeigt
u.A. das Kraftfahrzeugs 1 in teilweiser Blockdarstellung.
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Das
Kraftfahrzeug 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zwei im vorderen Stoßfänger 2 befestigte
vordere Ultraschallsensoren 6, 7 und zwei im hinteren
Stoßfänger 3 befestigte
hintere Ultraschallsensoren 11, 12 auf. Die vorderen
Ultraschallsensoren 6, 7, sind mit elektrischen
Leitungen 8 und die hinteren Ultraschallsensoren 11, 12 sind
mit elektrischen Leitungen 10 mit einer im Kraftfahrzeug 1 angeordneten
Auswertevorrichtung 9 verbunden.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
weist die Auswertevorrichtung 9 einen Mikroprozessor 13 auf,
auf dem ein Rechnerprogramm zur Auswertung von den Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 stammenden
Signalen läuft.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
sind die Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 und die
Auswertevorrichtung 9 einerseits Teil einer Parkhilfe,
die eine nicht näher
dargestellte und das Kraftfahrzeug 1 lenkende Person beim
Einparken des Kraftfahrzeugs 1 z.B. in eine Parklücke unterstützt und
z.B. vor einem drohenden Zusammenstoß mit in der 2 gezeigten
weiteren Kraftfahrzeugen 14, 15 warnen.
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Andererseits
sind die Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 und
die Auswertevorrichtung 9 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
auch dafür
vorgesehen, einen aktiven Fußgängerschutz
des Kraftfahrzeugs 1 bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs 1 mit
einer Person 16 zu aktivieren. Im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
besteht der aktive Fußgängerschutz
darin, gegebenenfalls die Motorhaube 4 mit Aktuatoren 5 leicht
anzuheben, um die Wucht eines Aufpralls der Person 16 auf
die Motorhaube 4 zu verringern. Die Aktuatoren 4 werden dazu
gegebenenfalls von der Auswertevorrich tung 9 über nicht
dargestellte elektrische Leitungen angesteuert.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
sind die Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 und die
Auswertevorrichtung 9 ebenfalls dafür vorgesehen, eine aktive Fahrgastsicherheitsvorrichtung
des Kraftfahrzeugs 1 auszulösen, wenn das Kraftfahrzeug 1 mit
einem weiteren Objekt, z.B. einem Baum 17 zusammenstößt. Als
Beispiel einer aktiven Fahrgastsicherheitsvorrichtung zeigt die 2 einen
im Lenkrad 18 des Kraftfahrzeugs 1 angeordneten
Airbag 19, der mit einer elektrischen Leitung 20 mit
der Auswertevorrichtung 9 verbunden ist. Im Falle eines Zusammenstoßes z.B.
mit dem Baum 17 aktiviert die Auswertevorrichtung 9 bzw.
das auf dem Mikroprozessor 9 laufende Rechnerprogramm den
Airbag 19.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
arbeitet die Auswertevorrichtung 9 in drei geschwindigkeitsabhängigen Betriebsmoden.
Im ersten Betriebsmodus, der bei relativ geringen Geschwindigkeiten
des Kraftfahrzeugs 1 aktiviert ist, sind die Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 und
die Auswertevorrichtung 9 Teil der Parkhilfe. Relativ geringe
Geschwindigkeiten sind z.B. Geschwindigkeiten kleiner als 20 km/h.
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Im
ersten Betriebsmodus senden die vorderen Ultraschallsensoren 6, 7 in
einem Sendemodus Ultraschallsignale aus, wenn das Kraftfahrzeug
vorwärts
fährt.
Von einem Objekt, z.B. dem Kraftfahrzeug 15 reflektierte
Ultraschallsignale (Echosignale) empfangen die vorderen Ultraschallsensoren 6, 7 in einem
Mikrofonmodus. Aufgrund der gesendeten und empfangenen Ultraschallsignale
berechnet das auf dem Mikroprozessor 13 laufende Rechnerprogramm
der Auswertevorrichtung 9 in allgemein bekannter Weise
den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Kraftfahrzeug 15.
Unterschreitet der gemessene Abstand einen vorgegebenen und in der Auswertevorrichtung 9 gespeicherten
Mindestabstand, so wird die das Kraftfahrzeug 1 lenkende
Person z.B. mittels eines von einem nicht näher darge stellten und mit der
Auswertevorrichtung 9 verbundenen Lautsprechers gewarnt.
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Fährt das
Kraftfahrzeug 1 rückwärts, dann senden
im ersten Betriebsmodus die hinteren Ultraschallsensoren 11, 12 in
einem Sendemodus Ultraschallsignale aus. Von einem Objekt, z.B.
dem Kraftfahrzeug 14 reflektierte Ultraschallsignale (Echosignale)
empfangen die hinteren Ultraschallsensoren 11, 12 in
einem Mikrofonmodus. Aufgrund der gesendeten und empfangenen Ultraschallsignale
berechnet das auf dem Mikroprozessor 13 laufende Rechnerprogramm
der Auswertevorrichtung 9 in allgemein bekannter Weise
den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Kraftfahrzeug 14.
Unterschreitet der gemessene Abstand einen vorgegebenen und in der
Auswertevorrichtung 9 gespeicherten Mindestabstand, so
wird die das Kraftfahrzeug 1 lenkende Person mittels des
Lautsprechers gewarnt. Alternativ oder zusätzlich kann die das Kraftfahrzeug 1 lenkende
Person auch optisch, z.B. mittels einer Warnlampe, gewarnt werden.
Die Warnlampe kann beispielsweise Teil einer Kombianzeige oder eines
Head-up Displays des Kraftfahrzeugs 1 sein.
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Der
zweite Betriebsmodus ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
dafür vorgesehen,
einen Aufprall einer Person, z.B. der Person 16, auf das
Kraftfahrzeug 1 oder einen Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs 1 mit
einem Objekt, z.B. mit dem Baum 17 oder einem anderen Kraftfahrzeug,
zu erkennen. Der zweite Betriebsmodus ist im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
bei mittleren Geschwindigkeiten aktiviert, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
bei Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs 1 über 20 km/h
und unterhalb von 80 km/h.
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Im
zweiten Betriebsmodus arbeiten die Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 ausschließlich in
ihren Mikrofonmoden. Die Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 senden
also im zweiten Betriebsmodus keine Ultraschallsignale aus und die
Signale der Ult raschallsensoren 6, 7, 11, 12 sind
im zweiten Betriebsmodus auch nicht dafür vorgesehen, den Abstand zwischen dem
Kraftfahrzeug 1 und einem Objekt zu messen.
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Erfasst
nun das Kraftfahrzeug 1 die Person 16 während der
Fahrt mit dem vorderen Stoßfänger 2,
so resultiert der Aufprall der Person 16 auf den vorderen
Stoßfänger 2,
allgemein der Aufprall auf das Kraftfahrzeug 1 einen Körperschall
des Kraftfahrzeugs 1 bzw. des vorderen Stoßfängers 2.
Diesen Körperschall
erfassen die vorderen Stoßfänger 6, 7 und
erzeugen dem erfassten Körperschall
entsprechende elektrische Signale, die der Auswertevorrichtung 9 über die
elektrischen Leitungen 8 zugeführt werden.
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Das
auf dem Mikroprozessor 13 der Auswertevorrichtung 9 laufende
Rechnerprogramm wertet diese von den Ultraschallsensoren 6, 7 stammenden Signale
aus, indem es im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels diese Signale
mit Schwellenwerten vergleicht und die Signale einer Spektralanalyse
unterzieht. Das Ergebnis der Spektralanalyse wird mit in der Auswertevorrichtung 9 gespeicherten Vergleichsspektralanalysen
verglichen. Die Vergleichsspektralanalysen entsprechen einem zu
erwartenden Muster bei einem Aufprall einer Person auf das Kraftfahrzeug 1.
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Überschreitet
im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
das von den Ultraschallsensoren 6, 7 stammende
Signal einen der gespeicherten Schwellwerte und ähnelt die Spektralanalyse des
von den Ultraschallsensoren 6, 7 stammenden Signalen den
Vergleichsspektralanalysen, so erkennt das auf dem Mikroprozessor 13 laufende
Rechnerprogramm einen Aufprall einer Person, in diesem Fall der
Person 16, auf das Kraftfahrzeug 1 und aktiviert
die Aktuatoren 5, um die Motorhaube 4 des Kraftfahrzeugs 1 leicht
anzuheben.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist das auf dem Mikroprozessor 13 laufende Rechnerprogramm
auch noch derart ausgeführt, dass
es auch einen Zusammenstoß des
Kraftfahrzeugs 1 mit einem Objekt, z.B. dem Baum 17 erkennt.
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Stößt das Kraftfahrzeug 1 mit
dem Baum 17, allgemein mit einem Objekt, zusammen, so erzeugen die
Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12 Signale,
die aufgrund des durch den Zusammenstoß erzeugten Körperschall
des Kraftfahrzeugs 1 entstehen. Je nach Objekt, d.h. einer
Person, einem weiteren Kraftfahrzeug oder einem Baum, ergibt sich
ein entsprechendes Muster der spektral analysierten Signale der
Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12,
da eine Person z.B. ein relativ weiches, der Baum 17 oder
ein weiteres Fahrzeug dagegen ein relativ hartes Objekt ist. Die spektral
analysierten Signale werden mit in der Auswertevorrichtung 9 gespeicherten
Vergleichsspektralanalysen verglichen, die, wie oben bereits beschrieben,
einem zu erwartenden Muster entsprechen, wenn eine Person mit dem
Kraftfahrzeug 1 erfasst wird. Zusätzlich zu diesen Vergleichsspektralanalysen
sind in der Auswertevorrichtung 9 im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
weitere Vergleichsspektralanalysen gespeichert, die einem zu erwartenden
Muster zugeordnet sind, das sich ergibt, wenn das Kraftfahrzeug 1 mit
einem Objekt, z.B. dem Baum 17 oder einem weiteren Kraftfahrzeug,
zusammenstößt, das
keiner Person zuzuordnen ist.
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Ergibt
die Analyse des von den Ultraschallsensoren 6, 7, 11, 12,
dass das Kraftfahrzeug 1 mit dem Baum 17, allgemein
mit einem Objekt, das keine Person ist, zusammenstößt, dann
aktiviert die Auswertevorrichtung 9 den Airbag 19.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
kann die Auswertevorrichtung 9 noch in dem dritten Betriebsmodus
betrieben werden. Im dritten Betriebsmodus, der im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
ab 80 km/h aktiviert ist, arbeiten die Ultraschallsensoren 5, 6, 11, 12 ausschließlich im Mikrofonmodus.
Außerdem
ist das Aktivieren des Fußgängerschutzes
im dritten Betriebsmodus deaktiviert, so dass im dritten Betriebsmodus
die Auswertevorrichtung 9 lediglich einen Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs 1 mit
einem Objekt erkennt und gegebenenfalls den Airbag 19 auslöst.
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Zusätzlich kann
der Auswertevorrichtung 9 noch weitere Signale zugeführt werden,
die von in den Figuren nicht näher
dargestellten weiteren Sensoren, wie z.B. von Kamerasensoren, von
einem so genannten Lidar ("light
detection and ranging"),
von Infrarot-Sensoren oder auch von Radar-Sensoren stammen. Diese
Sensoren können
einen bevorstehenden Aufprall der Person 16 auf das Kraftfahrzeug bzw.
den Zusammenstoß des
Kraftfahrzeugs mit dem Baum 17 erkennen. Der Zeitpunkt
des Aufpralls wird dann mittels des mit den Ultraschallsensoren 5, 6, 11, 12 erfassten
Körperschalls
ermittelt.
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Die
in Form des Airbags 19 beschriebene aktive Fahrgastsicherheitsvorrichtung
ist nur beispielhaft und die Erfindung ist nicht auf den Airbag 19 beschränkt.
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Auch
die durch die Aktuatoren 5 anhebbare Motorhaube 4 ist
nur ein Beispiel eines aktiven Fußgängerschutzes.