DE102008062309A1 - Sensor arrangement for detecting of impending side collision for motor vehicle, has sensor, where detection area of sensor is characterized by main detecting direction - Google Patents

Sensor arrangement for detecting of impending side collision for motor vehicle, has sensor, where detection area of sensor is characterized by main detecting direction Download PDF

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Abstract

The sensor arrangement has a sensor (14), where a detection area (20) of the sensor is characterized by a main detecting direction (A). The sensor is arranged in a rear area of a motor vehicle (10), particularly at or in a vicinity of a vehicle rear side (22) relating to a vehicle longitudinal direction pointing towards a vehicle front (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erkennung eines drohenden Seitenaufpralls für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Sensor, dessen Erfassungsbereich durch eine Haupterfassungsrichtung charakterisiert ist.The The invention relates to a sensor arrangement for detecting an imminent Side impact for a motor vehicle, with at least one Sensor, whose detection area by a main detection direction is characterized.

Sogenannte Pre-Crash-Systeme (PCS) mit einer Sensoranordnung zur Erkennung eines drohenden Frontalaufpralls sind bereits auf dem Markt verfügbar. Um bereits während der Pre-Crash-Phase (also vor einem drohenden Aufprall) Maßnahmen im Fahrzeug einzuleiten, benötigen solche Systeme Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs, die durch geeignete Umfeldsensoren ermittelt und mittels spezieller Algorithmen ausgewertet werden können. Die Sensoren zur Erkennung von Objekten in Fahrzeugnähe sind bislang üblicherweise an der Fahrzeugfront angebracht.So-called Pre-crash systems (PCS) with a sensor arrangement for detection an impending head-on collision are already available on the market. To already during the pre-crash phase (ie before a imminent impact) to initiate measures in the vehicle, Such systems need information about the Environment of the vehicle, which is determined by suitable environmental sensors and can be evaluated by means of special algorithms. The sensors for detecting objects near the vehicle So far, they are usually mounted on the front of the vehicle.

Aus der US 2004/0093141 A1 ist eine gattungsgemäße Sensoranordnung zur Erkennung eines drohenden Seitenaufpralls bekannt, bei der auf beiden Fahrzeugseiten im Bereich der vorderen Fahrzeugtüren ein einzelner Doppler-Radar-Sensor angeordnet ist. Der Erfassungsbereich der beiden Sensoren ist um die Fahrzeugquerrichtungen zentriert.From the US 2004/0093141 A1 a generic sensor arrangement for detecting an impending side impact is known in which a single Doppler radar sensor is arranged on both sides of the vehicle in the region of the front vehicle doors. The detection range of the two sensors is centered around the vehicle transverse directions.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Erkennung eines drohenden Seitenaufpralls zu verbessern.task The invention is the detection of an impending side impact to improve.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Sensoranordnung zur Erkennung eines drohenden Seitenaufpralls für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Solved This object is achieved by a sensor arrangement for detecting a threatening side impact for a motor vehicle with the Features of claim 1. Advantageous and expedient embodiments the sensor arrangement according to the invention result from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor bezogen auf die zur Fahrzeug-Front weisenden Fahrzeuglängsrichtung im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist, insbesondere am oder in der Nähe des Fahrzeug-Hecks.The Sensor arrangement according to the invention is characterized in that that the sensor relative to the vehicle front-facing vehicle longitudinal direction is arranged in the rear region of the vehicle, in particular on or near the vehicle's stern.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich – entgegen den Erwartungen – herausgestellt hat, dass für Pre-Crash-Anwendungen in Bezug auf Seitenkollisionen am Fahrzeug-Heck angebrachte Sensoren bessere Ergebnisse liefern als Sensoren, die an der Fahrzeugfront oder auf der Höhe der vorderen Fahrzeugtüren an der Fahrzeugseite angebracht sind. Die Erkennungsraten sind im Vergleich deutlich höher, und zwar ungeachtet des zugrunde liegenden Sensorprinzips (Radar, Laser, Ultraschall, etc.) und der tatsächlichen Reichweite (maximaler Erfassungsbereich) der Sensoren. Es wurde erkannt, dass die Haupterfassungsrichtung eines Sensors bei Anbringung am Fahrzeug-Heck besser mit der relativen Bewegungsrichtung der Kollisionsobjekte übereinstimmt als bei Sensoren, die z. B. an der Fahrzeugfront angebracht sind.The Invention is based on the knowledge that - contrary Expectations - has proven that for Pre-crash applications related to side collisions at the vehicle's stern attached sensors provide better results than sensors that at the front of the vehicle or at the level of the front vehicle doors attached to the vehicle side. The detection rates are in Comparison significantly higher, regardless of the underlying Sensor principle (radar, laser, ultrasound, etc.) and the actual Range (maximum detection range) of the sensors. It was recognized that the main detection direction of a sensor when mounting at the vehicle rear better with the relative direction of movement of the Collision objects matches as with sensors that z. B. are attached to the vehicle front.

Die besten Erkennungsraten, insbesondere über den zeitlichen Verlauf ab der Erkennung eines Objekts gesehen, ergeben sich hierbei für einen im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordneten Sensor, dessen Haupterfassungsrichtung mit der Fahrzeuglängsrichtung einen spitzen Winkel einschließt, wobei der Winkel vorzugsweise in einem Bereich zwischen 20° und 60° liegt. Bei einer solchen Anordnung und Ausrichtung ist die Wahrscheinlichkeit am größten, dass die Erkennung eines Kollisionsobjektes nahezu unabhängig ist von der so genannten Time-to-Collision (TTC), also der Zeitdauer, die zwischen dem aktuell betrachteten Zustand und dem Moment des Aufpralls vergeht. Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich, dass die ”Sicht” des Sensors auf das Kollisionsobjekt nicht verdeckt ist.The best detection rates, especially over the temporal History seen from the detection of an object arise here for a arranged in the rear of the vehicle Sensor, whose main detection direction with the vehicle longitudinal direction includes an acute angle, the angle preferably in a range between 20 ° and 60 °. at such an arrangement and orientation is the probability the greatest that the detection of a collision object is almost independent of the so-called time-to-collision (TTC), ie the time between the currently considered Condition and the moment of impact passes. Prerequisite is of course, that the "view" of the Sensor is not obscured on the collision object.

Gegenstand der Erfindung sind auch eine Seitenaufprall-Schutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Seitenaufprall-Schutzvorrichtung.object The invention also provides a side impact protection device for a motor vehicle with an inventive Sensor arrangement and a motor vehicle with an inventive Side impact protection device.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den schematischen Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the accompanying drawings, to which Reference is made. In the schematic drawings show:

1 eine Draufsicht auf ein Kollisionsszenario in einem globalen Koordinatensystem; 1 a plan view of a collision scenario in a global coordinate system;

2 das Kollisionsszenario aus 1 in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem; 2 the collision scenario 1 in a vehicle-fixed coordinate system;

3 das Kollisionsszenario aus 2 mit einem an der Fahrzeug-Front angebrachten Sensor; 3 the collision scenario 2 with a sensor mounted on the vehicle front;

4 das Kollisionsszenario aus 2 mit einem Sensor einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung; und 4 the collision scenario 2 with a sensor of a sensor arrangement according to the invention; and

5 eine Draufsicht auf ein mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug. 5 a plan view of an equipped with a sensor arrangement according to the invention motor vehicle.

In 1 ist in einfacher Form ein Kollisionsszenario in einem globalen Koordinatensystem dargestellt, bei dem zwei geradeaus fahrende Kraftfahrzeuge 10, 12 zu einem Zeitpunkt t0 aufeinander treffen. Die Position der Fahrzeuge 10, 12 zu einem Zeitpunkt ta vor dem Zusammenprall ist mit durchgehenden Linien, die Position zum Zeitpunkt t0 ist mit gestrichelten Linien dargestellt.In 1 is shown in simple form a collision scenario in a global coordinate system, in which two straight-ahead motor vehicles 10 . 12 at a time t 0 meet. The position of the vehicles 10 . 12 at a time t a before the collision is shown with solid lines, the position at time t 0 is shown with dashed lines.

In 2 ist das gleiche Kollisionsszenario dargestellt, allerdings in einem Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs 10, das nachfolgend als fahrzeugfestes Koordinatensystem bezeichnet wird. Die Position der beiden Fahrzeuge zum Zeitpunkt t ist wiederum mit durchgehenden Linien dargestellt. Die Position des zweiten Fahrzeugs 12 zu einem Zeitpunkt tb zwischen ta und t0 ist mit strichpunktierten Linien, die Position zum Zeitpunkt t0 wiederum mit gestrichelten Linien dargestellt. Da das Koordinatensystem bei dieser Darstellung auf das erste Fahrzeug 10 bezogen ist, ändert sich dessen Position nicht. Wie aus 2 ersichtlich ist, bewegt sich in diesem Bezugssystem das zweite Fahrzeug 12 mit einer Relativgeschwindigkeit vrel schräg auf das erste Fahrzeug 10 zu.In 2 the same collision scenario is shown, but in a coordinate system of the first vehicle 10 , which is hereinafter referred to as vehicle-fixed coordinate system. The position of the two vehicles at time t is again shown by solid lines. The position of the second vehicle 12 at a time t b between t a and t 0 is shown with dotted lines, the position at time t 0 again with dashed lines. Since the coordinate system in this representation on the first vehicle 10 does not change its position. How out 2 can be seen moves in this frame, the second vehicle 12 with a relative velocity v rel obliquely to the first vehicle 10 to.

3 zeigt das erste Fahrzeug 10 mit einem Sensor 14 einer Sensoranordnung, der zur Erfassung eines in der Nähe des ersten Fahrzeugs 10 befindlichen Objekts, in diesem Fall des zweiten Fahrzeugs 12, geeignet ist. Die Sensoranordnung ist Teil einer Seitenaufprall-Schutzvorrichtung des ersten Fahrzeugs 10, mit der Maßnahmen zum Schutz der Fahrzeuginsassen im Falle eines Seitenaufpralls getroffen werden können. 3 shows the first vehicle 10 with a sensor 14 a sensor arrangement for detecting a near the first vehicle 10 located object, in this case the second vehicle 12 , suitable is. The sensor assembly is part of a side impact protection device of the first vehicle 10 which can be used to protect passengers in the event of a side impact.

Der Sensor 14 ist an der Fahrzeug-Front 16, genauer gesagt vorne an einer Fahrzeugseite 18 (seitlich vorne) angeordnet. Der Sensor 14 hat eine feste Ausrichtung, d. h. er ist fahrzeugfest montiert und nicht schwenkbar. Die Ausrichtung eines solchen Sensors lässt sich am besten durch eine Haupterfassungsrichtung A charakterisieren. Der Erfassungsbereich 20 des Sensors 14 kann, wie in 4 dargestellt, um die Haupterfassungsrichtung A zentriert sein (symmetrischer Erfassungsbereich), oder, wie bei Radarsensoren für den Nahbereich oft üblich, asymmetrisch bezüglich der Haupterfassungsrichtung A sein. In jedem Fall schließt die Haupterfassungsrichtung A mit der zur Fahrzeug-Front 16 weisenden Fahrzeuglängsrichtung X einen spitzen Winkel α ein.The sensor 14 is at the vehicle front 16 more precisely on the front of a vehicle 18 (laterally in front) arranged. The sensor 14 has a fixed orientation, ie it is fixed to the vehicle and can not be swiveled. The orientation of such a sensor is best characterized by a main sense direction A. The coverage area 20 of the sensor 14 can, as in 4 shown to be centered about the main detection direction A (symmetrical detection range), or asymmetric with respect to the main detection direction A, as is often the case with short-range radar sensors. In any case, the main detection direction A closes with that to the vehicle front 16 pointing vehicle longitudinal direction X an acute angle α.

In 3 ist der Idealfall für diese Sensoranordnung zum Zeitpunkt ta des beispielhaften Kollisionsszenarios dargestellt. Der Sensor 14 ist so ausgerichtet, dass zu diesem Zeitpunkt die Haupterfassungsrichtung A genau auf das zweite Fahrzeug 12 weist, so dass dieses problemlos erkannt wird.In 3 the ideal case for this sensor arrangement is shown at time t a of the exemplary collision scenario. The sensor 14 is aligned so that at this time, the main detection direction A exactly on the second vehicle 12 points, so that this is easily recognized.

Im weiteren zeitlichen Verlauf des Kollisionsszenarios entfernt sich das zweite Fahrzeug 12 jedoch von der Haupterfassungsrichtung A des Sensors 14 des ersten Fahrzeugs 10, wie die strichpunktierte Darstellung des zweiten Fahrzeugs 14 zum Zeitpunkt tb belegt, der als beispielhafter Anhaltspunkt für die zeitliche Änderung der Umstände zwischen dem Ausgangszeitpunkt ta und dem Kollisionszeitpunkt t0 zu verstehen ist. Dieser Effekt verstärkt sich bis zum Zeitpunkt t0, da sich der ideale Erfassungswinkel β mit abnehmender TTC stark ändert, wie der Vergleich von β(ta) und β(tb) zeigt.In the further course of the collision scenario, the second vehicle moves away 12 however, from the main sense direction A of the sensor 14 of the first vehicle 10 like the dash-dotted representation of the second vehicle 14 at time t b , which is to be understood as an exemplary indication of the temporal change of the circumstances between the starting time t a and the collision time t 0 . This effect increases until time t 0 , since the ideal detection angle β changes greatly with decreasing TTC, as the comparison of β (t a ) and β (t b ) shows.

Um eine zuverlässige Erkennung des zweiten Fahrzeugs 12 während der gesamten Pre-Crash-Phase zu gewährleisten, müsste die Ausrichtung des Sensors 14 theoretisch kontinuierlich so geändert werden, dass die Haupterfassungsrichtung A dem idealen Erfassungswinkel β folgt, d. h. in Richtung des zweiten Fahrzeugs 12 nachschwenkt.To ensure reliable detection of the second vehicle 12 To ensure throughout the pre-crash phase, the orientation of the sensor would have to 14 be changed theoretically continuously so that the main detection direction A follows the ideal detection angle β, ie in the direction of the second vehicle 12 nachschwenkt.

4 zeigt die gleiche Situation mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung, bei der der Sensor 14 am ersten Fahrzeug 10 nicht seitlich vorne, sondern seitlich hinten angeordnet ist. Der Sensor 14 ist wiederum so ausgerichtet, dass die Haupterfassungsrichtung A mit der Fahrzeuglängsrichtung X einen spitzen Winkel α einschließt. Vorzugsweise ist der Winkel α in einem Bereich zwischen 20° und 60° gewählt. 4 shows the same situation with a sensor arrangement according to the invention, in which the sensor 14 at the first vehicle 10 not laterally at the front, but is arranged laterally behind. The sensor 14 is again oriented so that the main detection direction A with the vehicle longitudinal direction X includes an acute angle α. Preferably, the angle α is selected in a range between 20 ° and 60 °.

Wie unschwer zu erkennen ist, stimmt bei dieser Anordnung und Ausrichtung des Sensors 14 die Haupterfassungsrichtung A zum Zeitpunkt tb viel besser mit dem idealen Erfassungswinkel β(tb) überein als beim zuvor erläuterten Beispiel gemäß 3. Dies liegt daran, dass sich bei dieser Konstellation der ideale Erfassungswinkel β zwischen ta und tb deutlich weniger stark ändert, d. h. die Abhängigkeit des idealen Erfassungswinkels β von TTC ist wesentlich weniger stark ausgeprägt.As you can see, this arrangement and orientation of the sensor are correct 14 the main detection direction A much better matches the ideal detection angle β (t b ) at time t b than in the example explained above 3 , This is due to the fact that in this constellation the ideal detection angle β between t a and t b changes significantly less, ie the dependence of the ideal detection angle β of TTC is considerably less pronounced.

5 zeigt symbolisch den idealen Erfassungsbereich 20 von Sensoren 14 einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung. Die Sensoren 14 sind an den Fahrzeugseiten 18 im hinteren Bereich des Fahrzeugs 10 angeordnet, insbesondere am Fahrzeug-Heck 22, wobei dieser Bereich den Bereich hinter der B-Säule einschließt. Die Sensoren 14 können beispielsweise an oder hinter einer C-Säule oder D-Säule, im Bereich des Kofferraums, der Heckklappe oder des hinteren Stoßfängers des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. 5 symbolically shows the ideal coverage area 20 from sensors 14 a sensor arrangement according to the invention. The sensors 14 are at the vehicle sides 18 in the rear of the vehicle 10 arranged, in particular at the vehicle rear 22 , this area enclosing the area behind the B-pillar. The sensors 14 For example, on or behind a C-pillar or D-pillar, in the area of the trunk, the tailgate or the rear bumper of the vehicle 10 be arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 2004/0093141 A1 [0003] - US 2004/0093141 A1 [0003]

Claims (9)

Sensoranordnung zur Erkennung eines drohenden Seitenaufpralls für ein Kraftfahrzeug (10), mit wenigstens einem Sensor (14), dessen Erfassungsbereich (20) durch eine Haupterfassungsrichtung (A) charakterisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) bezogen auf die zur Fahrzeug-Front (16) weisende Fahrzeuglängsrichtung (X) im hinteren Bereich des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, insbesondere am oder in der Nähe des Fahrzeug-Hecks (22).Sensor arrangement for detecting an impending side impact for a motor vehicle ( 10 ), with at least one sensor ( 14 ), whose scope ( 20 ) By a main scanning direction (A) is characterized, characterized in that the sensor ( 14 ) relative to the vehicle front ( 16 ) pointing vehicle longitudinal direction (X) in the rear of the vehicle ( 10 ), in particular at or in the vicinity of the vehicle stern ( 22 ). Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) an einer Fahrzeugseite (18) angeordnet ist.Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the sensor ( 14 ) on a vehicle side ( 18 ) is arranged. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) in einem Bereich hinter einer B-Säule des Fahrzeugs (10) angeordnet ist.Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 14 ) in an area behind a B-pillar of the vehicle ( 10 ) is arranged. Sensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) entweder an oder hinter einer C-Säule oder D-Säule des Fahrzeugs (10) angeordnet ist.Sensor arrangement according to claim 3, characterized in that the sensor ( 14 ) either on or behind a C-pillar or D-pillar of the vehicle ( 10 ) is arranged. Sensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) im Bereich des Kofferraums, der Heckklappe oder des hinteren Stoßfängers des Fahrzeugs (10) angeordnet ist.Sensor arrangement according to claim 3, characterized in that the sensor ( 14 ) in the area of the trunk, the tailgate or the rear bumper of the vehicle ( 10 ) is arranged. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupterfassungsrichtung (A) des Sensors (14) mit der Fahrzeuglängsrichtung einen spitzen Winkel (α) einschließt.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the main detection direction (A) of the sensor ( 14 ) includes an acute angle (α) with the vehicle longitudinal direction. Sensoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) in einem Bereich zwischen 20° und 60° liegt.Sensor arrangement according to claim 6, characterized that the angle (α) is in a range between 20 ° and 60 °. Seitenaufprall-Schutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch eine Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Side impact protection device for a motor vehicle ( 10 ), characterized by a sensor arrangement according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch eine Seitenaufprall-Schutzvorrichtung nach Anspruch 8.Motor vehicle ( 10 ), characterized by a side impact protection device according to claim 8.
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