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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Steuergerät bzw. ein Verfahren zur
Ansteuerung von Personenschutzmitteln nach der Gattung der unabhängigen
Patentansprüche.
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Aus
US 6,025,769 ist es bereits
bekannt einen Seitenaufprall anhand einer von Signalen von einer
Umfeldsensorik zu erkennen und in Abhängigkeit von dieser
Detektion Personenschutzmittel, die bei einem Seitenaufprall notwendig
sind, anzusteuern.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Steuergerät bzw. das
erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung von
Personenschutzmitteln mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil,
dass die Ansteuerung insbesondere bei einem Seitenaufprall durch
die Auswertung eines Signals, das eine Verkehrsinfrastruktur kennzeichnet,
verbessert erkannt bzw. ein Seitenaufprall besser gehandhabt werden
kann. Dies liegt daran, dass die Verkehrinfrastruktur Positionen
erhöhter Gefahr für einen Seitenaufprall anzeigt.
Beispielsweise zeigen Vorfahrtbeachtensschilder, oder Stoppschilder, oder
eine rote Ampel die Auffahrt auf eine Kreuzung an und dabei die
erhöhte Gefahr eines Seitenaufpralls. Folglich kann damit
ein Seitenaufprallalgorithmus sensibler in seiner Ausführung
gestaltet werden. Dies erhöht die Sicherheit der Fahrzeuginsassen,
da durch das erfindungsgemäße Steuergerät
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren schneller
und sicherer ein Seitenaufprall zuverlässig erkannt werden
kann.
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Mit
Steuergerät ist vorliegend eine elektronische Einrichtung
bezeichnet, die Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit
davon Ansteuerungssignale für die Personenschutzmittel
ausgibt. Unter den Personenschutzmitteln sind aktive und passive Schutzmittel
zu verstehen. Zu den aktiven gehören beispielsweise eine
Bremse und eine Fahrdynamikregelung, während zu den passiven
Schutzmitteln, Airbags, Gurtstraffer, crashaktive Kopfstützen
und andere Komponenten die verwendet werden, um die Wirkung eines
Crashes bezüglich der Fahrzeuginsassen zu lindern.
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Die
Schnittstellen können hard- und/oder softwaremäßig
ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich die
Schnittstelle jeweils als einen einzigen integrierten Schaltkreis
und eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen oder eine Kombination
aus diskreten Bauelementen und integrierten Schaltkreisen auszubilden.
Die Schnittstellen können in einer softwaremäßigen
Ausführung beispielsweise auf einen Mikrocontroller in
einem Steuergerät vorhanden sein.
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Das
erste Signal der Unfallsensorik kann beispielsweise ein Beschleunigungssignal
oder ein davon abgeleitetes Signal, und/oder ein Luftdrucksignal oder
ein davon abgeleitetes Signal, und/oder ein Körperschallsignal
oder ein davon abgeleitetes Signal, und/oder ein Drehratensignal
oder ein davon abgeleitetes Signal, und/oder ein Umfeldsignal oder
ein davon abgeleitetes Signal sein. Entsprechend kann die Unfallsensorik
Beschleunigungssensoren, Körperschallsensoren, Luftdrucksensoren,
Umfeldsensoren und/oder Drehratensensoren aufweisen, die sich innerhalb
oder außerhalb des Steuergeräts befinden.
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Das
zweite Signal, das die Verkehrsinfrastruktur kennzeichnet, kann
entweder ein Rohsignal sein, das beispielsweise von einer Kamera
kommt oder von der Verkehrsinfrastruktur selbst gesendet wurde,
so dass dann das Steuergerät selbst die Auswertung vornimmt
oder es ist bereits ein ausgewertetes Signal, so dass die Wirkung
des Verkehrszeichens, das Teil der Verkehrsinfrastruktur ist, erkannt wird
und nur noch diese Wirkung von der Auswertung zum Steuergerät übertragen
wird. Verkehrsinfrastruktur sind demnach Verkehrzeichen, Ampeln, Fußgängerüberwege,
Ausfahrten und Strassen. Die Verkehrsinfrastruktur kann insbesondere
auch aktiv ausgebildet sein, d. h. sie überträgt
dem Fahrzeug entsprechende Daten über Kreuzungen und Ausfahrten.
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Die
Auswerteschaltung ist vorliegend ein Prozessor, vorzugsweise ein
Mikrocontroller. Es sind andere Prozessortypen möglich.
Die Auswerteschaltung kann auch als ASIC aus mehreren integrierten Schaltkreisen
und aus Kombination von diskreten und/oder integrierten Schaltkreisen
bestehen. Auch eine rein softwaremäßige Lösung
ist denkbar, wobei dann die Auswerteschaltung als Software auf einem mächtigen
Prozessor angeordnet ist und sich dessen Ressourcen mit anderen
Prozessen teilt.
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Das
Auswertemodul und das Beeinflussungsmodul sind vorliegend als Softwaremodule ausgebildet.
Es ist jedoch möglich, diese auch als Hardwaremodule auf
getrennten Hardwarebausteinen anzuordnen. Diese Hardwarebausteine
können sich beispielsweise auch ein gemeinsames Substrat teilen.
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Das
dritte Signal ist demnach das Signal, das die Ansteuerung bewirkt
und der Ansteuerschaltung anzeigt, die Ansteuerung wann und wie
durchzuführen. Die Ansteuerschaltung besteht dabei auch
aus einer Kombination aus integrierten und diskreten Bauelementen.
Auch hier kann ein einziger integrierter Schaltkreis oder nur diskrete
Bauelemente verwendet werden. Die Ansteuerung wird meistens durch
Schließen von Leistungsschaltern bewirkt, in dem dann ein
Strom, beispielsweise zu Zündelementen von Airbags und
Gurtstraffern geleitet wird und deren Auslösung bewirkt.
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Durch
die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen
der in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen
Steuergeräts bzw. Verfahrens zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln
mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
möglich.
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Vorteilhaft
ist dabei, dass das Beeinflussungsmodul einen Schwellwertentscheider
des Ansteuerungsmoduls beeinflusst, beispielsweise durch ein Verändern
der Schwelle. In diesen Schwellwertentscheider geht zumindest wenigstens
das eine erste Signal oder ein davon abgeleitetes vierte Signal ein.
Die Schwelle kann zeitabhängig oder auch in Abhängigkeit
von Parametern, beispielsweise vom Beschleunigungssignal abhängen.
Dabei kann die Kennlinie in Abhängigkeit von der Vorverlagerung und
der Frequenz bestimmt werden. Der Schwellwertentscheider kann ebenfalls
software- und/oder hardwaremäßig ausgebildet sein.
Mit abgeleiteten Signalen sind solche Signale gemeint, die durch
Rechenoperationen wie Integration usw. oder Aufsummation vom ersten
Signal, wie beispielsweise im Beschleunigungssignal, abgeleitet
wurden.
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Vorteilhafterweise
dient das Beeinflussungsmodul zur Absicherung des dritten Signals.
Damit kommt es zu einer Plausibilisierung der Entscheidung durch
den Hauptalgorithmus.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, dass das Beeinflussungsmodul selbst ein
Verkehrszeichenerkennungsmodul aufweist, das anhand des zweiten
Signals bestimmt, in welcher Situation sich das Verkehrszeichen
befindet, beispielsweise den Ampelstatus. In Abhängigkeit
von diesem wenigstens einen ersten Signal gibt es Verkehrszeichenerkennungsmodul
ein fünftes Signal aus, wobei in Abhängigkeit von
dem fünften Signal das Auswertemodul beeinflusst wird.
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Wie
oben dargestellt ist das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. Steuergerät besonders bei Seitenaufprallsituationen
geeignet.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Steuergeräts mit einem geschlossenen Komponenten,
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2 eine
Softwarestruktur des Mikrocontrollers,
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3 ein
Signalablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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4 ein
weiteres Prinzipschaltbild zur Illustrierung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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1 illustriert
in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße
Steuergerät SG mit angeschlossenen Komponenten. Im Fahrzeug
FZ befindet sich das Steuergerät SG, an das eine Crashsensorik
CS eine Auswertung für ein Kamerasignal K und Personenschutzmittel
PS, die vom Steuergerät SG angesteuert werden. Die Kamera
K wird vorliegend dazu verwendet, ein Verkehrzeichen VZ aufzunehmen, wobei
die Auswertung A, die mit der Kamera K baulich vereinigt sein kann,
die Verkehrzeichenerkennung durchführt. Zumindest kann
die Auswertung A eine Vorbehandlung durchführen, so dass
dann die endgültige Verkehrszeichenerkennung durch den
Mikrocontroller μC im Steuergerät SG durchgeführt werden
kann. Dabei ist die Auswertung A an die Schnittstelle IF2 angeschlossen,
während die Crashsensorik CS an die Schnittstelle IF1 angeschlossen ist.
Weitere Schnittstellenbausteine für weitere Sensoriken
usw. sind möglich. Auch die Verbindung zu anderen Steuergeräten,
wie einen Fahrdynamiksteuergerät oder ein Bremsassistenten
sind möglich. Teile oder die ganze Crashsensorik CS können
sich auch innerhalb des Steuergeräts SG befinden. Oben wurden
verschiedenste Beispiele für die Crashsensorik CS angegeben.
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Die
Kamera K kann eine Mono- oder Stereobildkamera sein. Auch andere
bildgebende Verfahren zur Verkehrszeichenerkennung sind hier möglich. Solch
eine Verkehrszeichenerkennung kann beispielsweise dadurch bewirkt
werden, dass abgespeicherte Verkehrszeichen mit den bemessenen Verkehrszeichen
verglichen werden und durch eine Korrelation dann das richtige Verkehrszeichen
erkannt wird. Die interne Kommunikation im Steuergerät
SG kann beispielsweise über einen SPI-Bus bewirkt werden.
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Die
Auswertung A ist ein Prozessor, der die Kameradaten dahingehend
auswertet, dass ein Verkehrszeichen identifiziert wird, wobei dies
auch im Mikrocontroller μC zumindest teilweise durchgeführt werden
kann.
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Der
Mikrocontroller μC wertet die Signale von der Crashsensorik
CS aus und ermittelt mittels eines Seitenaufprallalgorithmus, ob
ein Seitenaufprall vorgelegen hat oder nicht. Dabei kommt nun die Erfindung
dermaßen ins Spiel, dass der Al gorithmus oder das Ergebnis
des Algorithmus in Abhängigkeit von dem Signal oder einen
davon abgeleiteten Signal beeinflusst wird.
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Der
Mikrocontroller μC wertet die Crashsignale aus, und in
Abhängigkeit von der Auswerteeinheit A werden die Schwellen
bzw. die Plausibilisierung durch das Signal der Auswertung A abgesichert.
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2 zeigt
die Softwarestruktur auf dem erfindungsgemäßen
Steuergerät und vorliegend dem Mirkocontroller μC.
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Die
Softwarestruktur auf dem Mikrocontroller μC, wie in 2 gezeigt
ist, erläutert das erfindungsgemäße Verfahren.
Wie hier und anderswo sind nur die Komponenten dargestellt, die
zum Verständnis der Erfindung notwendig sind. Andere weitere
für den Betrieb notwendige Komponenten sind der Einfachheit
halber weggelassen worden.
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2 zeigt
als erstes Softwaremodul das Auswertemodul AM. Weiterhin ist das
Beeinflussungsmodul B mit gestrichelt gekennzeichnet, eine Schnittstelle
IF3 und ein Ansteuerungsmodul AS zu sehen. Das Beeinflussungsmodul
B weist entweder oder in Kombination ein Plausibilisierungsmodul
PL und/oder einen Schwellwertbeeinflussungsmodul S auf. Das Plausibilisierungsmodul
PL ermittelt anhand des erkannten Verkehrzeichens, ob ein Seitenaufprall
stattgefunden hat, oder nicht. Damit ist klar, dass öfters
ein Verkehrszeichen bedingter Seitenaufprall plausibilisiert wird,
als er tatsächlich stattfindet.. Dies ist jedoch akzeptabel,
da immer zwei unabhängige Hardwarepfade vorliegen müssen,
um eine Ansteuerungsentscheidung zu treffen. D. h. wenn das Crashsignal
nicht einen Seitenaufprall anzeigt, ist diese Plausibilisierung
zwar vorhanden, wird aber letztlich ignoriert. Das Modul S wird
für die Schwellwertbeeinflussung verwendet und wird beispielsweise
bei einem Auffahren auf eine Kreuzung eine entsprechende Schwellwertabsenkung
bewirken.
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Die
Schnittstelle IF3 dient zur Anbindung von steuergeräteinternen
Crashsensoren.
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Das
Modul AS erzeugt in Abhängigkeit von einem Signal des Auswertemoduls
AM, das durch das Modul B beeinflusst wurde, dass dritte Signal, das
dann an die Ansteuerschaltung 10 übertragen wird.
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3 zeigt
in einem Signalablaufdiagramm die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Dabei geht das Verkehrszeichensignal VS in das Auswertemodul
A ein. Hier kann zusätzlich durch ein Verkehrszeichenerkennungsmodul
das Verkehrszeichen identifiziert werden, um dann in Abhängigkeit davon
ein Beeinflussungssignal an das Auswertemodul A zu übertragen.
Es ist möglich, dass diese Auswertung innerhalb oder außerhalb
des Steuergeräts SG stattfindet. Auch eine teilweise Auswertung
intern und extern kann vorgesehen sein. In einen Schwellwertentscheider
AI, der Teil des Beeinflussungsmoduls ist, gehen die Crashsignale
CS ein. Dabei kann beispielsweise ein zeitunabhängiger
Algorithmus verwendet werden, bei dem Wertepaare aus der Vorverlagerung
und der integrierten Beschleunigung, also der Geschwindigkeit in
ein Diagramm eingetragen werden, und je nach Lage, wie sie beispielsweise zu
einem Schwellwert stehen, kommt es zur Erzeugung eines Signals,
das die Ansteuerung anfordert. Dies wird in Verfahrensschritt 300 geprüft,
ob die Ansteuerung erforderlich ist oder nicht. Ist sie nicht erforderlich
wird zu Verfahrensschritt 301 gesprungen und das Verfahren
beendet. Ist sie jedoch erforderlich, dann wird in Verfahrensschritt
KL geprüft, welche Personenschutzmittel, beispielsweise
anhand der Crashschwere und wann anzusteuern sind. Ein entsprechendes
Ansteuersignal wird im Verfahrensschritt AN dann ausgegeben.
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4 zeigt
in einem weiteren Signalablaufdiagramm das erfindungsgemäße
Verfahren. Nunmehr gehen in einem Seitenalgorithmus 403 als Crashsignale
Beschleunigungs- und/oder Drucksensorsignale 400 und gegebenenfalls
Umfeldsensorik 402 ein. Darüber hinaus wird von
der vorausschauenden Sensorik 401 eine Verkehrsinfrastrukturerkennung
ausgegeben und im Seitenalgorithmus 403 berücksichtigt,
wenn diese Verkehrszeichen beispielsweise die erhöhte Gefahr
einer Seitenkollision anzeigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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