DE102008017354A1

DE102008017354A1 - Aufpralldetektionssystem

Info

Publication number: DE102008017354A1
Application number: DE102008017354A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bachmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-11-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufpralldetektionssystem für Fahrzeuge mit mindestens zwei Beschleunigungssensoren und ein Diagnosesystem. Über das Diagnosesystem ist ein erster Wert, der von einem ersten Beschleunigungssensor erhalten wird, mit mindestens einem zweiten Wert, der von mindestens einem anderen Beschleunigungssensor erhalten wird, vergleichbar. Für den Fall, dass der erste Wert von dem mindestens zweiten Wert in einer vorher festgelegten Weise abweicht, kann eine vorbestimmte Aktion aktivierbar sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufpralldetektionssystem für Fahrzeuge mit mindestens zwei Beschleunigungssensoren und einem Diagnosesystem.
Beschleunigungssensoren werden bekannterweise eingesetzt, um Zusammenstöße zu detektieren. Die eingesetzten Beschleunigungssensoren können dabei jedoch fehlerhaft sein. Ein typischerweise auftretender Fehler besteht darin, dass sich der Ausgabewert des Signals über die Zeit verändert. Zur Vermeidung dieses Fehlers ist es bereits bekannt, den bestehenden Offset dadurch abzuschätzen, dass die Signale über ein langes Zeitintervall ermittelt werden. Ein anderer auftretender Fehler kann darin bestehen, dass der Beschleunigungssensor nicht fest mit seiner Umgebung, beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, verbunden ist. Dies führt dazu, dass der Beschleunigungsimpuls nur ungenügend auf den Beschleunigungssensor übertragen wird. Dieser Fehler kann, wie beispielsweise in der U.S. 2007/0143064 A beschrieben, dadurch erkannt werden, dass das Signal eines Beschleunigungssensors mit einem Beschleunigungssensorsignal eines anderen Beschleunigungssensors verglichen wird.
Ein weiterer auftretender Fehler, nämlich die Veränderung des Verstärkungsfaktors des Beschleunigungssensors über die Zeit, kann entgegen der vorbeschriebenen Fehler der derzeitig verwendeten Beschleunigungssensoren nur unzureichend ermittelt werden.
Derartige unterschiedliche Verstärkungsfaktoren können beispielsweise durch chargenstreuungsbedingter Linearabweichungen der Sensorsignale von Beschleunigungssensoren entstehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Aufprallsystem für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auftretende Fehler exakt diagnostiziert und zumindest teilweise behoben werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird in einem Aufpralldetektionssystem für Fahrzeuge mit mindestens zwei Beschleunigungssensoren und einem Diagnosesystem über das Diagnosesystem ein erster Wert, der von einem ersten Beschleunigungssensor erhalten wird, mit mindestens einem zweiten Wert, der von mindestens einem anderen Beschleunigungssensor erhalten wird, verglichen. Für den Fall, dass der erste Wert von dem mindestens zweiten Wert in einer vorher festgelegten Weise abweicht, wird eine vorher bestimmte Aktion aktiviert, wobei die Werte den Amplituden der Beschleunigungssensoren entsprechen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
Demnach sind vorzugsweise zumindest zwei Beschleunigungssensoren in derselben Richtung sensitiv. Wenn zumindest zwei Beschleunigungssensoren verwendet werden, die in derselben Richtung sensitiv sind, können die Amplituden ihrer Signale unmittelbar verglichen werden, wobei anzunehmen ist, dass die Beschleunigungssensoren alle derselben Beschleunigung ausgesetzt sind. Es ist zwar während der normalen Fahrt die mittlere Beschleunigung ungefähr Null, dennoch wird der integrierte absolute Wert jedes Signals graduell ansteigen, wobei dieser graduelle Anstieg für jeden der Beschleunigungssensoren ungefähr gleich groß sein soll. Insofern sind die aufintegrierten Werte miteinander als erste bzw. zweite Werte vergleichbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung sind zumindest drei Beschleunigungssensoren vorgesehen.
Bevorzugt ist ein erster Wert dadurch berechenbar, dass der absolute Signalwert eines Beschleunigungssensors integriert wird, wobei die Integration über eine vorher festgelegte Zeitspanne während des Fahrens des Fahrzeugs erfolgt.
Eine andere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Diagnosesystem Signale von Beschleunigungssensoren mit unterschiedlichen Sensitivitätsrichtungen auswertet. Diese sind beispielsweise dann anwendbar, wenn über die Beschleunigungswerte beispielsweise Vibrationen ausgewertet werden sollen, die beim Befahren einer unebenen Straße, beispielsweise einer Straße mit Kopfsteinpflaster, hervorgerufen werden. Auch hier wird der integrierte Absolutwert graduell ansteigen. Dabei kann es hier notwendig sein, dass die unterschiedlichen Beschleunigungssensoren mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren gewichtet werden müssen, da die Vibrationsamplituden in den unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich groß sein können. Die Gewichtung der unterschiedlichen Beschleunigungssensoren mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren dient zum Ausgleich dieser verschiedenen Vibrationsamplituden in unterschiedlichen Richtungen.
Bei der Verwendung der Diagnose beim Fahren über unebene Fahrbahnoberflächen sind vorzugsweise zwei Beschleunigungssensoren auf der gleichen Seite des Fahrzeuges angeordnet. Damit sind zwei Beschleunigungssensoren, beispielsweise auf der linken oder rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet. Hierdurch kann der Effekt berücksichtigt werden, dass die linken und rechten Räder des Fahrzeugs unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen ausgesetzt sind und dadurch unterschiedli che Vibrationen übertragen. Um hier eine Vergleichbarkeit zu ermöglichen, sollten zumindest zwei Beschleunigungssensoren auf der gleichen Seite des Fahrzeugs angeordnet sein, wie zuvor gefordert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann ein zweiter Wert eines Beschleunigungssensors dadurch berechenbar sein, dass die integrierten absoluten Werte der Signale der anderen Beschleunigungswerte gebildet werden. Aus diesen integrierten absoluten Werten kann dann der Mittelwert bestimmt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass ein erster Wert dadurch berechenbar wird, dass Signalwerte eines Beschleunigungssensors während einer vorbestimmten Zeit währen des Bremsens integriert werden. Dabei kann die Integration bevorzugt dann beginnen, wenn ein Schwellwert überschritten wird. So kann die Integration beispielsweise beginnen, wenn der Bremsdruck einen Schwellwert überschreitet.
Vorteilhaft kann ein zweiter Wert eines Beschleunigungssensors dadurch berechenbar sein, dass die integrierten absoluten Werte der Signale der anderen Beschleunigungswerte gebildet werden.
Für den Fall, dass die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert der Beschleunigungssensoren einen ersten Schwellwert überschreitet, kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Verstärkungswert des ersten Beschleunigungssensors derart anpaßbar sein, dass das Signal des ersten Beschleunigungssensors im wesentlichen dem Mittelwert der anderen Beschleunigungssensoren entspricht.
Für den Fall, dass die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert einen zweiten Schwellwert überschreitet, kann bevorzugt festgelegt werden, einen Alarm auszugeben. In diesem Fall ist eine einfache Korrektur des Beschleunigungssensorssignals nicht mehr möglich. Der Fahrer muss spätestens zu diesem Zeitpunkt über einen Alarm darüber informiert werden, dass die Beschleunigungssensoren und damit das entsprechende Aufpralldetektionssystem nicht mehr korrekt arbeitet.
Vorteilhaft ist zumindest ein Beschleunigungssensor in einer der Stoßstangen integriert.
Besonders vorteilhaft lässt sich das zuvor definierte Aufpralldetektionssystem zur Fußgängerdetektion in einem Fußgängerschutzsystem verwenden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1: den schematischen Aufbau eines Aufpralldetektionssystems,
2 und 3: Details einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Aufpralldetektionssystems und
4 und 5: Details einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Aufpralldetektionssystems.
Bei dem in 1 dargestellten Aufpralldetektionssystem handelt es sich im Rahmen des hier dargestellten Ausführungsbeispiels um ein Aufpralldetektionssystem zur Erkennung von aufprallenden Objekten, bei dem drei Beschleunigungssensoren 1, 2, 3 in die hier nicht dargestellten Stoßstangen von Personenkraftwagen eingebaut sind. Um eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der Beschleunigungssensoren 1, 2, 3 nachweisen zu können, sollten chargensteuerungsbedingte Linearabweichungen der Sensorsignale durch Adaptierung eliminiert werden. Das hierzu entwickelte Aufpralldetektionssystem ist in den 1 bis 5 beispielhaft dargestellt.
Das Aufpralldetektionssystem der vorliegenden Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei normaler Fahrt ohne Objektanprall das Betragsintervall BI von n-Sensorwerten über die Zeit tx ungefähr gleich ist. Anhand der 1 kann der all gemeine Aufbau des Aufpralldetektionssystems erläutert werden. Hier sind schematisch die longitudinalen Beschleunigungssensoren 1, 2, 3 dargestellt, die beispielsweise in einer Stoßstange eines Personenkraftwagens eingebaut sind.
Während der Fahrt werden Ausgangssignale dieser Sensoren in das Diagnosesystem 10 eingespeist. Nach dem Diagnosesystem wird entweder eine Warnung 12 ausgegeben oder aber es werden gegebenenfalls entsprechende Anpassungssignale g1', g2' und g3' an die Beschleunigungssensoren 1, 2, 3 zurückgeführt. Diese Werte werden dann in üblicherweise in einer Auswerteeinheit 14 ausgewertet. Sie können bei Erreichen vorbestimmter Werte die Sicherheitseinrichtung 16 aktivieren, die zur Sicherung des Fußgängers bzw. des Fahrzeuginsassen dient.
In 2 wird das Diagnosesystem eines ersten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Ein bisher beschriebenes Diagnosesystem dient zur Diagnose während der normalen Fahrt. Die mittlere Beschleunigung entwickelt sich hier zu 0 (das bedeutet, das Integral von a·t = 0). Wird jedoch der absolute Wert des Beschleunigungssignals (a_x·g_i) integriert, ergibt sich ein Wert für den jeweiligen Beschleunigungssensor, der mit Werten eines anderen Beschleunigungssensors verglichen werden kann.
Die jeweiligen Signale der Beschleunigungssensoren 1, 2, 3 werden im Diagnosesystem über die Zeit integriert, so dass hier entsprechende Betragsintegrale b1, b2 und b3 gebildet werden. Diese werden in nachgeschalteten Vergleichseinheiten gegenüber dem Mittelwert der beiden anderen integrierten Werte überprüft. Soweit sie stärker als ein Schwellenwert G3 von den beiden anderen Betragsintegralen BI abweichen, wird ein Fehler erkannt.
In 3 ist die Arbeitsweise der Vergleichseinheiten 18 gemäß 2 wiedergegeben. Hier wird anhand der ersten Vergleichseinheit überprüft, ob der Wert des ersten Sensors über einem ersten Schwellwert B_low und unterhalb eines zweiten Schwellwerts B_high liegt. In diesem Fall wird ein neuer Verstärkungsfaktor g1' berechnet, der wie folgt errechnet wird:
Wird nun festgestellt, dass der Vergleichswert oberhalb des zweiten Schwellwerts B_high liegt, wird eine Fehlermeldung 20 ausgegeben, die beispielsweise als Warnung auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs angezeigt wird. Zusätzlich kann ein Warnton ausgelöst werden.
Entsprechend der Darstellung nach 2 wird beispielsweise ein Zeitauswahlsignal immer dann erzeugt, wenn die Zündung des Personenkraftwagens aktiviert wurde.
In den 4 und 5 wird ein alternatives Diagnosesystem dargestellt, welches während des Bremsvorgangs wirksam ist. Damit weichen die aufintegrierten Beschelunigungswerte von 0 ab, so dass hier keine Betragswerte zur Berechnung verwendet werden müssen. Das Diagnosesystem wird dann aktiviert, wenn ein Bremsdruck p größer als ein vorgegebener Bremsdruck p1 ist oder wenn anhand der Beschleunigungsmessung eine Bremsung festgestellt wird. Liegt eine dieser Bedingungen vor, wird ein Integrationsstartsignal von der Einheit 24 erzeugt. Die Integration und der anschließende Vergleich der jeweiligen Werte mit dem Mittelwert der jeweils anderen Beschleunigungssensorwerte erfolgt in der Vergleichseinheit 18, wie der 5 zu entnehmen ist, in analoger Weise zu dem zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2007/0143064 A [0002]

Claims

Aufpralldetektionssystem für Fahrzeuge mit mindestens zwei Beschleunigungssensoren und einem Diagnosesystem, dadurch gekennzeichnet, dass über das Diagnosesystem ein erster Wert, der von einem ersten Beschleunigungssensor erhalten wird, mit mindestens einem zweiten Wert, der von mindestens einem anderen Beschleunigungssensor erhalten wird, vergleichbar ist und dass für den Fall, dass der erste Wert von dem mindestens zweiten Wert in einer vorher festgelegten Weise abweicht, eine vorbestimmte Aktion aktivierbar ist, wobei die Werte den Amplituden der Beschleunigungssensoren entsprechen.
Aufpralldetektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Beschleunigungssensoren in derselben Richtung sensitiv sind.
Aufpralldetektionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Beschleunigungssensoren vorhanden sind.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wert dadurch berechenbar ist, dass der absolute Signalwert eines Beschleunigungssensors integriert wird, wobei die Integration über eine vorher festgelegte Zeitspanne während des Fahrens des Fahrzeugs erfolgt.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem Signale von Beschleunigungssensoren mit unterschiedlichen Sensitivitätsrichtungen auswertet.
Aufpralldetektionssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der unterschiedlichen Beschleunigungssensoren mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren gewichtet werden.
Aufpralldetektionssystem nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Beschleunigungssensoren auf dergleichen Seite des Fahrzeugs angeordnet sind.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Wert dadurch berechenbar ist, dass die integrierten absoluten Werte der Signale der anderen Beschleunigungswerte gebildet werden.
Aufpralldetektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wert dadurch berechenbar ist, dass Signalwerte eines Beschleunigungssensors während einer vorbestimmten Zeit währen des Bremsens integriert werden.
Aufpralldetektionssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration beginnt, wenn ein Schwellwert überschritten ist.
Aufpralldetektionssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration beginnt, wenn der Bremsdruck einen Schwellwert überschreitet.
Aufpralldetektionssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Wert dadurch berechenbar ist, dass die integrierten absoluten Werte der Signale der anderen Beschleunigungswerte gebildet werden.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert einen ersten Schwellwert überschreitet, der Verstärkungswert des ersten Beschleunigungssensors derart angepaßt wird, dass das Signal des ersten Beschleunigungssensors im wesentlichen dem Mittelwert der anderen Beschleunigungssensoren entspricht.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert einen zweiten Schwellwert überschreitet, ein Alarm ausgegeben wird.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Beschleunigungssensor in einer der Stoßstangen integriert ist.
Aufpralldetektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Fußgängerdetektion in einem Fußgängerschutzsystem dient.