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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Aktivierung und/oder
Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem in einem Fahrzeug
nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1, und
von einer korrespondierenden Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens zur Aktivierung und/oder Ansteuerung von mindestens
einem Schutzsystem in einem Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs 6.
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Aktive
und passive Insassenschutzsysteme spielen bei der Fortentwicklung
von Fahrzeugen eine immer größer werdende Rolle.
Um eine optimale Schutzwirkung erzielen zu können, ist
eine sehr frühe Unfallerkennung erforderlich. Grundlage
für eine solche Unfallerkennung und die Aktivierung der
Insassenschutzsysteme bilden Sensorsysteme, die einen oder mehrere
Sensoren umfassen, die beispielsweise zu einer oder mehren Sensoreinheiten
zusammengefasst sind und deren Signale zur Erkennung eines Aufpralls
mit einem Objekt und/oder zur Erkennung eines Überschlags
des Fahrzeugs ausgewertet werden, um anschließend Insassenschutzmittel
zu aktivieren, welche als irreversible Rückhaltesysteme, wie
z. B. Airbags oder pyrotechnische Gurtstraffer, und/oder reversible
Rückhaltesysteme, wie z. B. elektromotorische Gurtstraffer,
ausgeführt sein können. Für die einzelnen
Sensoren können die verschiedensten Sensorprinzipien, wie
beispielsweise Beschleunigungs-, Druck-, Körperschallsensoren,
piezoelektrische und/oder optische Sensoren usw. benutzt werden.
Zudem sind vorausschauende Sensorsysteme, so genannte Precrashsensorsysteme,
bekannt, die beispielsweise Video- oder Radarsensoren aufweisen,
um einen bevorstehenden Kontakt mit einem Objekt zu erkennen und
eine Objektklassifikation durchzuführen.
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So
wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift
DE 10 2005 013 448 A1 eine
Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuge beschrieben.
Die beschriebene Sicherheitsvorrichtung weist ein Sensorsystem zur
Erfassung des Verkehrsumfelds, eine Prädiktionseinrichtung
zur Erkennung einer Kollisionsgefahr und ein Aktuatorsystem zur
Auslösung einer Reaktion in Abhängigkeit von der
Kollisionsgefahr auf. Eine Selbstkontrolleinrichtung ist dazu ausgebildet,
eine Vorhersage der Prädiktionseinrichtung mit dem tatsächlichen
Geschehen zu vergleichen und in Abhängigkeit von einer
festgestellten Diskrepanz zumindest eine Teildeaktivierung des Aktuatorsystems
zu veranlassen. Das Sensorsystem umfasst einen oder mehre Sensoren
zur Ortung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, beispielsweise
Radarsensoren, Lidar-Sensoren, Videosensoren usw. Das Aktuatorsystem
kann beispielsweise Warnsignalgeber und/oder Mittel zum Eingreifen
in das Bremssystem, das Antriebssystem und/oder das Lenksystem aufweisen,
um eine Kollision zu vermeiden oder wenn dies nicht mehr möglich
sein sollte, zumindest die Kollisionsfolgen zu mildern.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Aktivierung und/oder
Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem in einem Fahrzeug
mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass nach einem erkannten Primäraufprall optische
Informationen ausgewertet werden, um eine aktuelle Umgebungssituation des
Fahrzeugs und/oder einen aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs zu
bestimmen. Die aktuelle Umgebungssituation und/oder der aktuelle
Fahrzustand werden in vorteilhafter Weise zur Erkennung eines bevorstehenden
Sekundäraufpralls und/oder nach einem erkannten Sekundäraufprall
zur Erzeugung und/oder Plausibilisierung einer zweiten Auslöseentscheidung
für das mindestens eine Schutzsystem ausgewertet. Das vorliegende
Prinzip kann einfach auf Crashsituationen erweitert werden, die durch
mehr als zwei Kollisionen gekennzeichnet sind, d. h. die außer
dem Primäraufprall und einem ersten Sekundäraufprall
weitere Sekundäraufpralle aufweisen, so dass hier unter
dem Begriff „Sekundäraufprall” eine Folgekollision
oder mehrere Folgekollisionen zu verstehen sind. Zur Erkennung des
Primäraufpralls werden unfallrelevante In formationen auf
bekannte Weise erfasst und ausgewertet, wobei nach einem erkannten
Primäraufprall eine erste Auslöseentscheidung
für das mindestens eine Schutzsystem getroffen wird.
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Das
erfindungsgemäße Anordnung zur Aktivierung und/oder
Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem in einem Fahrzeug
mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 6 hat demgegenüber
den Vorteil, dass eine optische Sensorik optische Informationen
erzeugt, die nach einem erkannten Primäraufprall von einer
zweiten Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet werden. Die zweite
Auswerte- und Steuereinheit wertet die erzeugten optischen Informationen
aus, um eine aktuelle Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder
einen aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs zu ermitteln, wobei die
zweite Auswerte- und Steuereinheit aus der ermittelten aktuellen
Umgebungssituation und/oder aus dem ermittelten aktuellen Fahrzustand
einen bevorstehenden Sekundäraufprall erkennt und/oder
bei einem erkannten Sekundäraufprall eine zweite Auslöseentscheidung
trifft und/oder eine von der ersten Auswerte- und Steuereinheit
getroffene zweite Auslöseentscheidung für das
mindestens eine Schutzsystem bestätigt oder bei einem nicht
erkannten Sekundäraufprall verwirft. Die unfallrelevante
Informationen werden auf bekannte Weise von einer Crashsensorik erfasst,
die von einer ersten Auswerte- und Steuereinheit zur Erkennung des
Primäraufpralls ausgewertet werden, wobei die erste Auswerte-
und Steuereinheit nach einem erkannten Primäraufprall eine
erste Auslöseentscheidung für das mindestens eine Schutzsystem
trifft und ein entsprechendes erstes Auslösesignal ausgibt.
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Wie
aus der Unfallstatistik der GIDAS Datenbank zu entnehmen ist, sind
rund 5% von Personenwagenfrontunfällen mit airbagrelevanten
Auslösekriterien Mehrfachkollisionen. Dadurch erhöht
sich die Wahrscheinlichkeit einer zusätzlichen Rotation
des Fahrzeugs, als auch die Notwendigkeit zur Aktivierung anderer
Rückhaltemittel wie Seiten- und Curtain-Airbags nach einem
erfolgten Primäraufprall, was in vorteilhafter Weise durch
das erfindungsgemäße Verfahren zur Aktivierung
und/oder Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem in einem Fahrzeug
und durch die korrespondierende erfindungsgemäße
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ermöglicht
wird. Die Verwendung der optischen Informationen, die beispielsweise
von einer optischen Sensorik erzeugt werden, weist den Vorteil auf,
dass durch Auswerten der optischen Informationen nach der Primärkollision
im Gegensatz zur Auswertung von Informationen von anderen Sensorsystemen
der Zustand des Fahrzeugs gut beschrieben werden kann, da die anderen
Sensorsysteme häufig, beispielsweise durch Erreichen der
Messbereichsgrenzen, die ”Orientierung” verlieren.
Daher können nach der Primärkollision Informationen über
den Zustand des Fahrzeugs verloren gehen, die mit Hilfe der optischen
Informationen in vorteilhafter Weise zumindest teilweise wieder
gewonnen werden können. Zudem können die optischen
Informationen als Stützinformationen verwendet werden,
um den anderen Sensorsystemen eine geeignete Initialisierungsinformation
für eine erneute Aktivierung zur Verfügung zu stellen,
so dass die andern Sensorsysteme nach einem durch den Primäraufprall
verursachten Ausfall wieder aktiv betrieben werden können.
Durch diese Maßnahmen kann nach der Primärkollision
eine ausreichende Beschreibung der Umgebung des Fahrzeugs durchgeführt
werden, um die Wahrscheinlichkeit für mindestens eine bevorstehende
Sekundärkollision zu ermitteln. Dadurch ergibt sich der
Vorteil, dass unter Berücksichtung der ermittelten Umgebungssituation
nach einem erfolgten Primäraufprall aktiv in die Fahrzeugbewegung
eingegriffen werden kann, um einen Sekundäraufprall zu
verhindern bzw. die Folgen des Sekundäraufpralls abzumildern.
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Durch
die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen
des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens
zur Aktivierung und/oder Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem
in einem Fahrzeug und der im unabhängigen Anspruch 6 angegebenen
Anordnung zur Aktivierung und/oder Ansteuerung von mindestens einem
Schutzsystem in einem Fahrzeug möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass zeitlich aufeinander folgende optische Informationen
zur Bestimmung der Fahrzeugbewegung ausgewertet werden können,
wobei zur Bestimmung der Fahrzeugbewegung beispielsweise aktuelle
Gierbewegungen und/oder Geschwindigkeiten und/oder Bewegungsrichtungen
ermittelt werden können. Zudem können die optischen
Informationen zur Klassifikation von erfassten Objekten ausgewertet
werden.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann bei einem erkannten bevorstehenden Sekundäraufprall
eine Aktivierung und/oder Ansteuerung eines ersten Schutzsystems
durchgeführt werden, welches aktiv in die Fahrzeugbewe gung
eingreift. Das erste Schutzsystem umfasst beispielsweise ein Bremssystem
und/oder ein Lenksystem, so dass ein nach einem Primäraufprall
außer Kontrolle geratenes Fahrzeug durch gezielte automatische Brems-
und/oder Lenkeingriffe wieder stabilisiert werden kann, falls der
Fahrer keine Übersteuerung der automatischen Systeme vornimmt.
Zusätzlich oder alternativ kann bei einem erkannten bevorstehenden Sekundäraufprall
und/oder bei einem erkannten Sekundäraufprall eine Aktivierung
und/oder Ansteuerung eines noch nutzbaren zweiten Schutzsystems durchgeführt
werden, welches beispielsweise ein irreversibles und/oder reversibles
Rückhaltesystem umfasst.
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In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung
wertet die zweite Auswerte- und Steuereinheit zeitlich aufeinander
folgende optische Informationen zur Bestimmung der Fahrzeugbewegung und/oder
zur Klassifikation von erfassten Objekten aus, wobei die zweite
Auswerte- und Steuereinheit zur Bestimmung der Fahrzeugbewegung
aktuelle Gierbewegungen und/oder Geschwindigkeiten und/oder Bewegungsrichtungen
ermittelt.
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In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung
wird das erste Schutzsystem, das beispielsweise ein Bremssystem
und/oder ein Lenksystem umfasst, bei einem erkannten bevorstehenden
Sekundäraufprall von der zweiten Auswerte- und Steuereinheit
aktiviert und/oder angesteuert, um aktiv in die Fahrzeugbewegung
einzugreifen. Zudem kann die zweite Auswerte- und Steuereinheit
bei einem erkannten bevorstehenden Sekundäraufprall und/oder
bei einem erkannten Sekundäraufprall ein noch nutzbares
zweites Schutzsystem ansteuern, welches ein aktives und/oder passives
Rückhaltesystem umfasst.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Aktivierung und/oder
Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem in einem Fahrzeug.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie
aus der Figur ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Aktivierung
und/oder Ansteuerung von mindestens einem Schutzsystem 60, 70 in einem
Fahrzeug 1 eine Crashsensorik 10 zur Erfassung
von unfallrelevanten Informationen, die von einer ersten Auswerte-
und Steuereinheit 20 zur Erkennung eines Primäraufpralls
ausgewertet werden, und eine optische Sensorik 30 zur Erzeugung
von optischen Informationen, die nach einem erkannten Primäraufprall
von einer zweiten Auswerte- und Steuereinheit 50 ausgewertet
werden, um eine aktuelle Umgebungssituation des Fahrzeugs 1 und/oder
einen aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs 1 zu bestimmen.
Zudem können über eine Drehratensensorik 40 Informationen über
einen Gierwinkel des Fahrzeugs 1 bereitgestellt werden,
die von einem ersten Schutzsystem 60 verwendet werden.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel greift ein erstes Schutzsystem 60 aktiv
in die Fahrzeugbewegung ein und umfasst beispielsweise ein Fahrdynamikregelsystem,
ein Bremssystem und/oder ein Lenksystem. Ein zweites Schutzsystem 70 umfasst Insassenschutzmittel,
die als irreversible Rückhaltesysteme, wie z. B. Airbags
oder pyrotechnische Gurtstraffer, und/oder reversible Rückhaltesysteme,
wie z. B. elektromotorische Gurtstraffer, ausgeführt sein können.
Die Crashsensorik 10 kann zur Erfassung von unfallrelevanten
Informationen Sensoren mit verschiedenen Sensorprinzipien, wie beispielsweise
Beschleunigungs-, Druck- und/oder Körperschallsensoren
verwenden. Die unfallrelevanten Informationen umfassen beispielsweise
Informationen über Beschleunigungen in die verschiedenen
Raumrichtungen des Fahrzeugs, Temperatur, Druck, Deformation, Körperschall
usw., aus denen die erste Auswerte- und Steuereinheit 20 einen
Primäraufprall erkennen kann und einen Aufprallzeitpunkt
bestimmen sowie eine erste Auslöseentscheidung für
das mindestens eine Schutzsystem 60, 70 treffen
kann. Bei einem erkannten Primäraufprall gibt die erste
Auswerte- und Steuereinheit 20 ein entsprechendes erstes
Auslösesignal für das mindestens eine Schutzsystem 60, 70 aus.
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Die
zweite Auswerte- und Steuereinheit 50 wertet zeitlich aufeinander
folgende optische Informationen zur Bestimmung von aktuellen Gierbewegungen
und/oder Geschwindigkeiten und/oder Bewegungsrichtungen des Fahrzeugs 1 aus.
Zudem führt die zweite Auswerte- und Steuereinheit 50 in
einem ersten Block 51 eine Objektklassifizierung aus, ermittelt
in einem zweiten Block 52 eine Umge bungssituation des Fahrzeugs 1 und
führt in einem dritten Block 53 eine Sensorplausibilisierung
durch, um insbesondere von der Drehratensensorik 40 ermittelte Gierwinkel
zu plausibilisieren. Nach einem von der ersten Auswerte- und Steuereinheit 20 erkannten
Primäraufprall wertet die zweite Auswerte- und Steuereinheit 50 in
einem weiteren Block 54 die ermittelten Größen
aus, um einen bevorstehenden Sekundäraufprall zu erkennen
und um in Abhängigkeit des erkannten bevorstehenden Sekundäraufprall
eine zweite Auslöseentscheidung für das erste
Schutzsystem 60 zu treffen, um aktiv in die Fahrzeugbewegung
einzugreifen und den bevorstehenden Sekundäraufprall zu
verhindern, bzw. dessen Auswirkungen abzumildern. Zudem wertet die
zweite Auswerte- und Steuereinheit 50 in einem Block 55 die
ermittelten Größen aus, um einen bevorstehenden
Sekundäraufprall zu erkennen und um in Abhängigkeit
des erkannten Sekundäraufprall eine zweite Auslöseentscheidung
für das zweite Schutzsystem 70 zu treffen und/oder
eine von der ersten Auswerte- und Steuereinheit 50 getroffene
zweite Auslöseentscheidung für das zweite Schutzsystem 70 zu
bestätigen oder bei einem nicht erkannten Sekundäraufprall
zu verwerfen. Bevorzugt werden zweite Schutzsysteme 70 angesteuert,
die nach dem Primäraufprall noch genutzt werden können.
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Erfindungsgemäße
Ausführungsformen verwenden die optische Sensorik 30 zur
Aktivierung und/oder zur Bestimmung einer Auslöseentscheidung
für aktive und/oder passive Rückhaltesysteme 60, 70 bei
Sekundärkollisionen, die nach einer erkannten Primärkollision
auftreten. Als aktive Rückhaltesysteme 60 sind
hier vorzugsweise Systeme zu verstehen, die einen weiteren Aufprall
mit einem Objekt durch einen Eingriff in die Fahrdynamik, beispielsweise
durch Bremsen oder Lenken, verhindern. Als passive Rückhaltemittel 70 sind
hier vorzugsweise pyrotechnische und reversible Insassenschutzmittel
bezeichnet. Die Bestimmung einer Auslöseentscheidung kann
hier auch eine Plausibilisierung einer zweiten Auslöseentscheidung
beinhalten, d. h. eine unabhängige Sensorinformation kann
eine Aktivierung von Rückhaltemitteln 60, 70 anfordern,
die jedoch aufgrund fehlender Plausibilisierung nicht ausgelöst
werden. Hierzu kann die optische Information als Plausibilisierungssignal
dienen, in dem beispielsweise die Rotation des Fahrzeugs 1 über
die Bildinformation ermittelt und als Gierung des Fahrzeugs 1 interpretiert
wird.
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Kern
der Erfindung ist somit die Nutzung der optischen Sensorik 30 nach
einer erkannten Primärkollision zur Aktivierung und/oder
Bestimmung einer Auslösentscheidung für die aktiven
und/oder passiven Rückhaltesysteme 60, 70.
Dabei können die aktiven Systeme 60 auch Eingriffe
in Fahrdynamikregelsysteme, Bremssysteme und/oder Lenksysteme durchführen.
Für den Fall eines zu großen Geschwindigkeitsabbaus,
können auch die passiven Systeme 70 aktiviert
werden. Die Nutzung der optischen Informationen kann sowohl in passiver
Form, d. h. nur zur Beschreibung der Umgebungssituation, als auch
in aktiver Form, d. h. zur Berechnung der Gierung des Fahrzeugs 1 nach
der Primärkollision oder zu Plausibilisierung von Sekundärkollisionen
erfolgen.
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Bei
einer möglichen Seitenkollision als Primäraufprall
kann das Fahrzeug 1 außer Kontrolle geraten, was
von der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 50 erkannt
wird, so dass über den Block 54 auf das erste
Schutzsystem 60 eingewirkt wird, um beispielsweise über
ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) einen Bremsvorgang
auszuführen und das Fahrzeug 1 zu stabilisieren.
Durch die Auswertung der optischen Informationen können
automatisch gezielte Bremsvorgänge ausgeführt
und deren Wirkung kontrolliert werden, so dass dosierte Bremsvorgänge
durchführt werden können, falls der Fahrer keine Übersteuerung
der Systeme vornimmt. Ebenfalls ist es denkbar einen autonomen Lenkeingriff
vorzunehmen und dessen Wirkung entsprechend zu überwachen.
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Die
Bearbeitung der optischen Informationen kann wie im dargestellten
Ausführungsform in einem eigens dafür vorgesehen
Auswerte- und Steuereinheit 50 erfolgen oder aber in einer
bereits vorhandenen Auswerte- und Steuereinheit, wie beispielsweise der
ersten Auswerte- und Steuereinheit 20 erfolgen. Zudem ist
es denkbar, dass andere Steuergeräte die Sensorinformationen
fusionieren und entsprechend auswerten. Die optische Sensorik 30 erfasst
typischerweise Situationen im Bereich um ungefähr 40 ms
nach dem Primäraufprall, d. h. eine erste mögliche
Information ist nach rund 100 ms verfügbar. Durch entsprechende
bildgebende Verfahren wie Differenzbilder o. ä. lassen
sich Abschätzungen für die Geschwindigkeit des
Fahrzeugs 1 in Längs- und Querrichtung ermitteln.
Damit ist es möglich eine Information über den
Zustand des Fahrzeugs 1 zu erhalten. Ebenfalls lassen sich
anhand von der im Block 51 durchgeführten Objektklassifikationen
bestimmte Objekte im Bild erfassen und verfolgen. Dies bedeutet,
dass in vorteilhafter Weise eine Situationsinterpretation durch
die optische Sensorik 30 ermöglicht wird.
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Im
Weiteren werden in der ersten Auswerte- und Steuereinheit 20 jegliche
Art von Beschleunigungs- und/oder Druck und/oder Körperschallinformationen
erfasst und ausgewertet. Damit ist der Zeitpunkt der die Primärkollision
beschreibt verfügbar. Erfolgt ein Frontanprall, so kann
die optische Sensorik 30 neben der Offsetinformation auch
Objektklassen identifizieren. Diese Information bedingt ggf. eine zusätzliche
Rotation des Fahrzeugs 1 um die Hochachse. Eine Auswertung
der Gierung erfolgt über die Drehratensensorik 40 beispielsweise
in einem Steuergerät für das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP)
im ersten Schutzsystem 60. Die Drehratensensorik 40 kann
wie im dargestellten Ausführungsbeispiel als eigenständige
Baugruppe im Fahrzeug 1 angeordnet werden. Alternativ kann
die Drehratensensorik 40 als Teil des ersten Schutzsystems 60,
der ersten Auswerte- und Steuereinheit 20 oder der zweiten
Auswerte- und Steuereinheit 50 ausgeführt werden,
d. h. die Drehratensensorik 40 kann im ESP-Steuergerät,
im Airbagsteuergerät oder in anderen Fahrzeugsteuergeräten
angeordnet werden. Die Drehratensensorik 40 liefert dabei
das Maß an Rotationsenergie, welches integriert den Gierwinkel
ergibt. Dieser Gierwinkel lässt sich nun über
die optischen Informationen verifizieren und kann somit als weiteres
Auslösekriterium für eine zweite Auslöseentscheidung
verwendet werden.
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Darüber
hinaus, kann die optische Sensorik 30 die zweite Auslöseentscheidung
plausibilisieren oder aber eine Auslösung unterdrücken.
Wenn beispielsweise durch eine im Primäraufprall gelöste
Seitensensorik als Teil der Crashsensorik 10 einen Aufprall
signalisiert, so dass die erste Auswerte- und Steuereinheit 20 die
zweite Auslöseentscheidung trifft und die optische Sensorik 30 beispielsweise
ein freies Feld erfasst, dann unterdrückt die zweite Auswerte-
und Steuereinheit 50 die zweite Auslöseentscheidung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005013448
A1 [0003]