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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 A ist es bereits bekannt einen Seitenaufprall anhand 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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Aus
DE 10 2004 057 689 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines Rückhaltesystems eines Fahrzeugs bekannt, das einen Schritt des Erkennens des Zustands einer Wegstrecke, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, einen Schritt des Anpassens von vorgebbaren ersten und zweiten Schwellwerten zum Erkennen und Plausibilisieren eines Aufprallvorgangs anhand des erkannten Zustands der Wegstrecke, einen Schritt des Erkennens eines Aufprallvorgangs mit einem ersten Sensor und einer ersten Auswerteeinheit mittels des ersten Schwellwerts und einen Schritt des Plausibilisierens des Aufprallvorgangs mit einem zweiten Sensor und einer zweiten Auswerteeinheit mittels des zweiten Schwellwerts.
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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 angeshlossen, 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 Algorithmus 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.
