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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Auslösung von zumindest einem irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittel für einen Insassen in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 9.
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In Europa sind bereits gesetzliche Fußgängerschutzpflichten eingeführt und es ist im Jahre 2010 mit dem Einsatz von aktiven Fußgängerschutz-Systemen in Großserie zu rechnen. Aufgrund der Selbstverpflichtung, die im Jahr 2008 in Kraft getreten ist, versuchen einige OEMs (OEM = Original Equipment Manufacturer = Originalteilehersteller) diese Anforderungen mittels passiver Methoden zu erreichen. Durch die Problematik mit dem Front-End zeichnet sich jedoch bereits ab, dass sich allein mit passiven Systemen die gesetzlichen Anforderungen nicht erreichen lassen. Hinsichtlich der Aktuatorik als auch der Sensorik existieren bereits einige Kombinationskonzepte. Im Bereich der Sensorik hat sich mittlerweile die Beschleunigungssensorik für den aktiven Fußgängerschutz, die in die Stoßfänger-Verkleidung integriert wird, als Standardsystem durchgesetzt. Andere Ansätze sind aufgrund der erhöhten Kosten derzeit weniger im Fokus der OEMs. Wesentlicher Vorteil dieses Beschleunigungssensorik-Systems ist neben den Kosten die gute Use-/Misuse-Diskriminierung, die auf einem physikalisch verständlichen Sensorsignal beruht. In herkömmlichen Systemen werden 2 bis 3 Beschleunigungssensoren symmetrisch um die x-Achse eines Fahrzeugs angeordnet. Die Sensorposition wird dabei nach unterschiedlichen Kriterien ausgewählt.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 018 356 A1 offenbart eine Kollisionsobjektunterscheidungsvorrichtung, die in ein Fahrzeug eingebaut werden kann.
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Die Druckschrift
DE 197 49 838 A1 offenbart ein einem Fahrzeugsitz ein einem Kraftfahrzeug zugeordnetes passives Rückhaltesystem mit fehlertoleranter Reaktion auf ein Signal eines Precrash-Sensors hin.
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Im Stand der Technik werden zur Verbesserung der Sicherheit unter anderem die ausgelagerten Fußgängerschutzsensoren für die Kollisionserkennung eingesetzt. Aus der
DE 102 31 364 A1 ist beispielsweise eine Anordnung bekannt, die zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln die im Frontbereich eingesetzte Sensorik mit der Zentralsensorik kombiniert.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Auslösevorrichtung zur Auslösung von zumindest einem irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittel für einen Insassen in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfasst:
- – eine Fußgängersensorik-Schnittstelle zum Empfangen von zumindest einem Fußgängersensorik-Signal von einer Fußgängerschutz-Sensorik, wobei die Fußgängerschutz-Sensorik zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals für ein Sicherheitsmittel in oder an dem Fahrzeug zum Schutz einer Person außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet sein kann;
- – eine Unfallsensorik-Schnittstelle zum Empfang von zumindest einem Unfallsensorik-Signal von einer Unfallsensorik, wobei die Unfallsensorik ausgebildet sein kann, um einen Aufprall oder einen erwarteten Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug zu detektieren; und
- – eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um ansprechend auf ein empfangenes Fußgängersensorik-Signal eine Auslösung eines irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittels für eine vorbestimmte nachfolgende Zeitspanne vorzubereiten und das irreversible und/oder reversible Personenrückhaltemittel ansprechend auf ein innerhalb der vorbestimmten nachfolgenden Zeitspanne empfangenes Unfallsensorik-Signal auszulösen.
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Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Auslösung von zumindest einem irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittel für einen Insassen in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- – Empfangen von zumindest einem Fußgängersensorik-Signal einer Fußgängerschutz-Sensorik, wobei die Fußgängerschutz-Sensorik zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals für ein Sicherheitsmittel in oder an dem Fahrzeug zum Schutz einer Person außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet sein kann;
- – Erhalten von zumindest einem Unfallsensonk-Signal von einer Unfallsensorik, wobei die Unfallsensorik ausgebildet sein kann, um einen Aufprall oder einen erwarteten Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug zu detektieren; und
- – Vorbereiten einer Auslösung eines irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittels für eine vorbestimmte nachfolgende Zeitspanne ansprechend auf ein empfangenes Fußgängersensorik-Signal und Auslösen des irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittels, wenn innerhalb. der vorbestimmten nachfolgenden Zeitspannen zumindest ein Unfallsensorik-Signal empfangen wird.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das zur Ausführung von Schritten des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung von Schritten des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät oder einer Datenverarbeitungsanlage ausgeführt wird.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die üblicherweise bereits in Fahrzeugen vorgehaltene Fußgängerschutzsensorik, die beispielsweise ein Signal zur Aktivierung eines Sicherheitsmittels für eine Person außerhalb des Fahrzeugs liefern kann auch zu Auslösung von Personenrückhaltemitteln verwendet werden kann. Insbesondere kann bei einer Mehrfachkollision, bei der beispielsweise das Fahrzeug zunächst mit einem Randstein oder einer Bake kollidiert, diese Primärkollision durch die Fußgängersensorik erkannt werden. Eine derartige Primärkollision liefert dabei meist jedoch keine ausreichend starken Signale zur Auslösung von irreversiblen (oder auch reversiblen) Personenrückhaltemitteln oder auch von Fußgängerschutzmitteln wie einer Motorhauben-Anhebung. Bei einer Mehrfachkollision tritt jedoch nach der Primärkollision eine Sekundärkollision (bzw. eine Tertiärkollision, usw.) auf, die sich durch einen zeitlichen Abstand nach der Prmärkollision auszeichnet. Die Sicherheit von Fahrzeuginsassen kann nun dadurch erhöht werden, dass ein frühes jedoch schwaches Signal der Fußgängersensorik verwendet wird, um zumindest ein Personenrückhaltemittel für eine Auslösung vorzubereiten (beispielsweise in einem kritischen Auslösestatus zu schalten oder ein Trigger- oder Plausibilisierungssignal für die Auslösung eines solchen irreversiblen Personenrückhaltemittels zu liefern) und somit die Zeitspanne zwischen der Primär- und Sekundärkollision (beispielsweise 50 oder 100 ms bis 1,5 s nach der Primärkollision) zur Vorbereitung der Auslösung des Personenrückhaltemittels zu nutzen. Alternativ oder zusätzlich können reversible Personenrückhaltemittel (beispielsweise Gurtstraffer) bereits bei einem Vorliegen eines Signals der Fußgängersensorik aktiviert und/oder ausgelöst werden.
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Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft ein Sicherheitsgewinn für die Insassen des Fahrzeugs erzielen, da eine Zeitspanne zwischen einer Primärkollision, die in einer Sensorik lediglich zu schwache Signale zur Auslösung von entsprechenden Personenrückhaltemittel liefert, und einer deutlich stärkeren Sekundärkollision (die beispielsweise durch den Aufprall des Fahrzeugs an einen Baum gebildet wird) genutzt werden kann. Zugleich sind für diese Erhöhung der Sicherheit keine zusätzlichen Komponenten erforderlich, sondern es erfolgt lediglich eine Kombination von Signalen von bereits im Fahrzeug eigenständig verwendeten und verbauten Sensoreinheiten. Somit kann die Erhöhung der Sicherheit bei nahezu bleibenden Kosten realisiert werden. Um den meist langsamer arbeitenden reversiblen Personenrückhaltemitteln (wie beispielsweise Gurtstraffern) eine ausreichende Vorlaufzeit und eine frühzeitige Aktivierung zu ermöglichen, kann auch die Steuereinheit ausgebildet sein, um ansprechend auf das empfangene Fußgängersensorik-Signal das reversibles Personenrückhaltemittel für einen Insassen in dem Fahrzeug auszulösen.
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Gemäß einer günstigen Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um das irreversible und/oder reversible Personenrückhaltemittel ansprechend auf das Unfallsensorik-Signal dann auszulösen, wenn das vorausgehende Fußgängersensorik-Signal eine Kleinkollision repräsentiert, bei der ein Abbau einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorgegebenen Schwellenwert (von beispielsweise weniger als 5 km/h) liegt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auch ein Signal der Fußgängersensorik verwendbar ist, welches üblicherweise als zu schwach betrachtet wird, um darauf ansprechend ein Sicherheitsmittel zu aktivieren. Vielmehr kann über ein solches Signal eine Auslösung eines Sicherheits- bzw. Rückhaltemittels insbesondere bei einer Mehrfachkollision vorbereitet werden, so dass die Zeitspanne zwischen zwei Kollisionen sicherheitstechnisch bestmöglich ausgenutzt werden kann.
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Auch kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um das irreversible und/oder reversible Personenrückhaltemittel dann auszulösen, wenn das Unfallsensorik-Signal zumindest eine vordefinierte Zeitspanne nach dem Fußgängersensorik-Signal empfangen wird. Auf diese Weise kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass durch das Verstreichen der vordefinierten Zeitspanne nach der Primärkollision von beispielsweise 100 bzw. 150 bis 200 Millisekunden tatsächlich auch eine Mehrfachkollision vorliegt, die eine Auslösung des betreffenden Personenrückhaltemittels erforderlich macht.
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Ferner kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Steuereinheit ausgebildet sein, um aus dem Fußgängersensorik-Signal und dem Unfallsensorik-Signal eine Zuordnung der Positionen der entsprechenden signalbildenden Sensoren im Fahrzeug zu ermöglichen, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, um das Personenrückhaltemittel dann auszulösen, wenn das Fußgängersensorik-Signal und das Unfallsensorik-Signal von Sensoren stammen, die an unterschiedlichen Positionen im Fahrzeug verbaut sind. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Drehung oder ein Überschlag des Fahrzeugs erkannt werden kann und entsprechend geeignete Sicherheits- bzw. Rückhaltemittel (wie beispielsweise ein Kopfairbag oder ein Überrollbügel) an den jeweils betroffenen Seiten des Fahrzeugs aktiviert wird.
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Auch kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um über die Schnittstelle ein Unfallsensorik-Signal zu empfangen, das eine Beschleunigung oder eine Änderung der Beschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auf vorausschauende (und meist sehr kostenintensive) Sensoren für die Unfallsensorik verzichtet werden kann, so dass eine frühzeitige Bereitstellung von entsprechenden Signalen durch die Mehrfachverwendung von kostengünstigen Sensoren ermöglicht werden kann.
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Um den meist langsamer arbeitenden reversiblen Personenrückhaltemitteln (wie beispielsweise Gurtstraffern) eine ausreichende Vorlaufzeit und eine frühzeitige. Aktivierung zu ermöglichen, kann auch die Steuereinheit ausgebildet sein, um ansprechend auf das empfangene Fußgängersensorik-Signal das reversibles Personenrückhaltemittel für einen Insassen in dem Fahrzeug auszulösen.
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Zur weiteren Erhöhung der Fahrzeugsicherheit kann auch die Steuereinheit ausgebildet sein, um das empfangene Fußgängersensorik-Signal an eine weitere Fahrsicherheitseinheit wie beispielsweise ein ESP- oder ABS-System des Fahrzeugs zu übermitteln. Dieses System kann dann frühzeitig die erforderlichen Aktionen ergreifen, um durch eventuell noch mögliche Fahrzeugstabilisierungsmaßnahmen einen Unfall verhindern zu können oder zumindest die Wirkungen eines bevorstehenden Unfalls noch soweit wie möglich abmildern zu können.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um zumindest einen Parameter eines Auslösealgorithmus für das irreversible und/oder das reversible Personenrückhaltemittel ansprechend auf ein empfangenes Fußgängersensorik-Signal zu verändern. Hierdurch kann eine gezieltere Auslösung des für die jeweils aufgetretene Fahrzeugbewegung erforderlichen Sicherheitsmittels bzw. dessen Auslösestärke umgesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Darstellung einer schematischen Anordnung von Sensoren und Sicherheitsmitteln in einem Fahrzeug;
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2 eine Darstellung einer Verteilung des Anprallorts bei einer Sekundärkollision, bei der die Primärkollision im Frontbereich stattgefunden hat, so dass gegebenenfalls eine Fußgängersensorik bereits aktiviert wurde;
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3 eine tabellarische Darstellung der in GIDAS gefundenen Simulationen zur Abschätzung des Nutzens bei Mehrfachkollisionen im Frontbereich und bei einer Aktivierung von reversiblen Systemen nach erfolgter Primärkollision;
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4 eine schematische Darstellung einer zeitlichen Differenz (GIDAS) zwischen Primär- und Sekundärkollision bei PKW-Fahrzeugen mit Mehrfachkollisionen (bei einer Stichprobenanzahl n = 1124 PKWs);
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5 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung; und
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6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren.
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Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Nachfolgend genannte Dimensionen und Maße dienen nur der Veranschaulichung der Beschreibung der Erfindung und sind nicht dahingehend zu verstehen, dass die Erfindung auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt ist.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel oder ein Anspruch eine „und/oder”-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweites Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Die vorliegende Erfindung nutzt eine Sensor- und Sicherheitsmittelinfrastruktur, wie sie exemplarisch in der in 1 dargestellten schematischen Ansicht wiedergegeben ist. 1 zeigt dabei ein Fahrzeug 100, welches im Frontbereich 110 Sensoren 120a und 120b einer Fußgängerschutzsensorik umfasst. Die Sensoren 120a und 120b können beispielsweise Kontaktsensoren sein, die einen Kontakt zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Fußgänger (oder einem anderen Objekt) außerhalb im vorderen Bereich des Fahrzeugs 100 erfassen. Die Sensoren 120a und 120b liefern Signale an eine Auswerteeinheit 130, die beispielsweise ein Sicherheitsmittel 140 zum Schutz der Fußgänger außerhalb des Fahrzeugs 100 aktivieren. Dieses Sicherheitsmittel 140 kann beispielsweise eine Vorrichtung zur Anhebung der Motorhaube sein.
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Weiterhin kann die Sensorinfrastruktur Sensoren 150a–d einer Unfallsensorik umfassen, die beispielsweise im Frontbereich 110 (Sensoren 150a–b) oder im Seitenbereich (Sensoren 150c–d) des Fahrzeugs 100 verbaut sind. Diese Sensoren können ausgebildet sein, um einem starken Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug 100 zur detektieren oder vorherzusehen. Hierzu können die Sensoren 150 Beschleunigungssensoren, Körperschallsensoren oder Sensoren auf der Basis von anderen physikalischen Prinzipien zur Erfassung einer starken Kollision eines Objektes mit dem Fahrzeuge 100 sein.
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Die Auswerteeinheit 130, die auch als Steuergerät bezeichnet werden kann, kann auf der Basis der Signale der Sensoren 120 der Fußgängerschutzsensorik und/oder den Signalen der Sensoren 150 der Unfallsensorik ein Auslösesignal für ein Personenrückhaltemittel bereitstellen. Das Personenrückhaltemittel kann dabei beispielsweise irreversibles Rückhaltemittel wie beispielsweise ein Airbag 160 oder ein reversibles Rückhaltemittel wie ein Gurtstraffer 170 für einen Insassen 180 des Fahrzeugs 100 sein. Auch kann in der Zentralsensorik 130 ein weiterer Sensor 150e enthalten sein, der die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität wie die peripheren Sensoren 150a–d hat.
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Die im Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen beinhalten immer eine Aktivierung von Rückhaltemitteln bei einer Primärkollision gegen einen Fußgänger oder ein Objekt, bei denen der zentrale Auslösealgorithmus im Steuergerät 130 (oder in je einem entsprechenden Stand-Alone-Steuergerät für die einzelnen Sicherheitsmittel) die entsprechenden Rückhaltesysteme aktiviert, z. B. Anheben der Motorhaube beim Fußgängerschutz oder der Zündung der Frontrückhaltemittel (Gurtstraffer und Airbags).
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Alle Ansätze im Stand der Technik haben daher die Gemeinsamkeit, dass keine Aktivierung der Rückhaltemittel bei einer Primärkollision stattfindet, die als nicht auslöserelevant eingestuft wird.
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Der Anprallort eines Objektes bei einer Sekundär- oder Tertiärkollision usw. kann natürlich an allen Fahrzeugseiten stattfinden (Front, Seite, Heck, Dach, Fahrzeugboden, Überschlag). Aktuell zeigt eine Auswertung der Unfalldatenbank GIDAS (2001–2006), dass in rund 17,8% aller Fahrzeugkollisionen ein PKW in Mehrfachkollisionen verwickelt ist. Das sind ca. 3024 PKWs von 17009 Fahrzeugen insgesamt. Davon erleiden rund 1124 PKWs eine Primärkollision im Frontbereich, die u. a. auch sogenannte Kleinkollisionen enthalten. Bei diesen Kleinkollisionen fährt der PKW im Frontbereich gegen eine Bake oder ein Verkehrszeichen und baut dabei wenig Energie/Geschwindigkeit ab, so dass eine Auslösung der Airbags nicht notwendig ist. Im weiteren Unfallverlauf, kollidiert das Fahrzeug dann wiederum mit anderen Objekten. In Deutschland beispielsweise kollidieren hier in 34% dieser PKWs im weiteren Kollisionsverlauf wiederum frontal gegen ein anderes Objekt oder ein Fahrzeug, bei denen eine auslöserelevante Situation eintreten kann oder aber auch nicht. Die Aufteilung hinsichtlich des Sekundäranpralls zeigt 2 (34% Front, 44% Seite, 15% Heck, 5% Dach, 2% Fahrzeugboden). Ein sehr großer Anteil sind ebenfalls Seitenkollisionen, die als zweite Kollision auftreten.
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In 3 ist eine Tabelle dargestellt, die eine Häufigkeit eines Sekundär-Anprallgegners in Abhängigkeit vom Anprallgegner bei der Primärkollision wiedergegeben ist. Die Kontrahenten der Primärkollision sind dabei in den Zeilen der Tabelle aus 3 aufgetragen, wogegen in den Spalten der Tabelle aus 3 die Kontrahenten der Sekundär-Kollision eingetragen sind. In ca. 36% der Kollisionen durch die Unfallkonstellation ein eher positiver Einfluss durch eine Schwellenabsenkung der Auslöseschwelle für das entsprechende Rückhaltemittel zu erwarten (d. h. ein leichtes Misuse-Objekt gefolgt von einem schweren Kollisions-Objekt).
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Beispielhaft ist hier ein Fall aus der GIDAS Datenbank bereitgestellt, der die Situation entsprechend verdeutlicht: Ein Fahrzeugfahrer beabsichtigte nach einem kurzen Bremsmanöver von der linken Fahrspur, über die mittlere auf die rechte Fahrspur zu wechseln. Bei dem Versuch kam er nach rechts in den Seitenraum ab, durchbrach einen Zaun (mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h und einer Verlangsamung um dV = 1 km/h) und kollidiert anschließend frontal mittig mit einen Baum (mit einer Geschwindigkeit von 78 km/h und einer Verlangsamung von dV = 30 km/h). Im weiteren Verlauf hat sich das Fahrzeug überschlagen. Der Fahrer- und Beifahrer-Airbag wurde ausgelöst und der Fahrer erlitt leichte Verletzungen.
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Die Kollision gegen den Zaun verursacht in der peripheren Sensorik (d. h. beispielsweise der Fußgängerschutz-Sensorik) ein entsprechendes Beschleunigungssignal, welches ausgewertet werden kann; dieses Signal ist jedoch für die Zentralsensorik (beispielsweise in einer Auswerteeinheit für die Airbag-Auslösung) weniger von Bedeutung da ein Geschwindigkeitsabbau geringer als 5 km/h war. Jedoch lässt sich unter Verwendung des hier vorgeschlagenen Ansatzes diese Information der peripheren Sensorik als Pre-Crash Information für andere Systeme verwenden, wie z. B. reversible Rückhaltemittel und entsprechende Signal-Triggerung für das zentrale Airbag-Steuergerät, so dass eine Information an diese Systeme erfolgt, dass möglicherweise eine weitere Kollision in weniger Sekunden auftritt.
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Ein Vorteil des vorliegenden Ansatzes besteht somit darin, dass die peripheren Sensoren, die für einen Fußgängerschutz eingesetzt werden, als Pre-Crash-Sensoren eingesetzt werden können und ein Trigger-Signal bereitgestellt werden kann, wenn bei einem Primäranprall eine nicht-auslöserelevante Situation für irrreversible Rückhaltemittel eintritt. Diese Situation ist beispielsweise, wie oben beschrieben, durch einen Primäranprall gegen einen Zaun, eine Bake oder ein Verkehrszeichen und weitere andere Kleinobjekte gegeben, bei der die Sensorik ein signifikantes Signal erzeugt, diese Situation jedoch nicht auslöserelevant für Airbags (oder auch Gurtstraffer) ist. Es handelt sich hierbei auch um Objekte die für den Fußgängerschutz als Misuse-Objekte eingestuft werden, so dass eine Auslösung der Motorhaube nicht erfolgt. Weiterhin ist es ein Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes, auf Basis eines derartigen Signals eine Auslöseentscheidung für reversible Rückhaltemittel zu geben, so dass im Falle einer Primärkollision gegen eine Bake bereits eine Aktivierung der reversiblen Gurtstraffer und/oder der reversiblen Kniepolster oder anderer reversibler Rückhaltemittel stattfinden kann.
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Im Zuge dieser Überlegungen kamen immer mehr Ideen auf, die im Front-End ausgelagerten Sensoren als Zusatzsensoren oder aber als Ersatzsensorik für die sogenannten Upfront-Sensoren einzusetzen. Die Upfront-Sensoren werden dabei im Motorraum verbaut und liefern noch ca. 15 ms bis 20 ms nach einer Kollision Aussagen über die Kollision. Dabei ist es möglich, diese Upfront-Sensoren durch die Fußgängersensortk einzusparen, aber deren Funktionalität für die passive Sicherheit zu nutzen.
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Durch den vorstehend beschriebenen Ansatz ist es mögliche, Kleinkollisionen bei Mehrfachkollisionen (im Besonderen bei einer Primärkollision) durch die periphere Sensorik zu erkennen, welche im Fußgängerschutzbereich eingesetzt wird. Somit kann der Einsatz dieser Sensorik als Pre-Crash-Sensorik ausgelegt sein. Weiterhin ist es ein Vorteil der Erfindung eine Generierung eines Trigger-Signals zur Ansteuerung reversibler Rückhaltemittel wie reversible Gurtstraffer und/oder reversible Kniepolster oder andere reversible Systeme bereitzustellen. Auch besteht ein Vorteil des hier vorgeschlagenen Ansatzes darin, ein Signal für ein zentrales Rückhaltesystemsteuergerät zu generieren, welches auf eine Kleinkollision mit geringem Geschwindigkeitsabbau schließen lässt, so dass eine Adaption der Verfahren zur Ansteuerung irrreversibler Aktuatorik beispielsweise durch ein zentrales Airbag-Steuergerät erfolgen kann.
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Wird die zeitliche Differenz zwischen Primär- und Sekundärkollision aufgetragen und analysiert, dann lässt sich bei den PKWs mit Mehrfachkollisionen eine Verteilung erhalten, wie sie in 4 dargestellt ist. Dabei ist ersichtlich, dass in 79% der Fälle die Zeit zwischen Primär- und Sekundärkollision länger als 200 ms dauert. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhalts, zeigt sich der Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes auch dahingehend, dass die Zeit zwischen diesem Zeitraum nicht ungenützt verstreicht und beispielsweise neben einer Vorbereitung einer Auslösung eines irreversiblen Rückhaltemittels auch eine Aktivierung von reversiblen Rückhaltesysteme durchgeführt werden kann, wie beispielsweise reversible Gurtstraffer, die nach heutigem Stand der Technik ca. 150 ms bis 200 ms Aktivierungszeit benötigen.
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Weiterhin ist ein wichtiger Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes, dass eine optische oder eine andere vorausschauende Sensorik als Pre-Crash(Unfall-)Sensor für derartige Fälle nicht zwingend benötigt wird, da Systeme für den Fußgängerschutz bereits in Serie sind und die Information dieser Systeme bereits als Stand-Alone-Variante oder als integrierte Lösung im Airbag-Steuergerät Einsatz findet. Daher sind keine Zusatzsensoren für die Erhöhung des Insassenschutzes notwendig, wenn die Daten dieser Fußgängerschutz-Sensorik zur Detektion von Kleinkollisionen zusätzlich genutzt werden können, wobei die für den vorliegenden Ansatz verwendeten Daten der Fußgängerschutz-Sensorik in der Regel weder für die Fußgängerschutz-Systeme noch die Insassenrückhaltesysteme als auslöserelevant eingestuft werden brauchen.
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Daher ist ferner ein wichtiger Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes darin zu sehen, dass geringe Zusatzkosten bei erhöhtem Mehrnutzen entsteht, wenn die bereits in Serie verbaute (Fußgängerschutz-)Sensorik weiterverwendet wird. Dies bedeutet ebenfalls einen Wettbewerbsvorteil gegenüber Pre-Crash-Sensoren, da keine aufwändige Objekterkennung stattfinden braucht. Im Weiteren kann die Anwendung des hier vorgestellten Ansatzes auch dann erfolgen, wenn die Sekundärkollision einen seitlichen Anprall darstellt, nachdem die Primärkollision beispielsweise einem Anprall gegen eine Bake oder ein Verkehrszeichen entspricht. Der potenzielle Nutzen wurde bei einer ersten Auswertung auf rund 36% der 55 Kollisionen (siehe 3) abgeschätzt. Diesen Zusammenhang ist exemplarisch nochmals durch die Darstellung aus der Tabelle aus 3 wiedergegeben.
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Ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ansatzes ist in 5 wiedergegeben. Zunächst werden die Fußgängerschutzsensoren 120a und 120b (die beispielsweise zur störungsärmeren Signalauswertung Signale von mindestens zwei Sensoren liefern) entsprechend ausgewertet. Dabei werden die Signale wie folgt weiter verarbeitet. Die Signale der beiden Sensoren 120a und 120b werden einem ersten Block 500 zugeführt, der als Event-Trigger arbeitet und dessen Aufgabe es ist, die Anzahl relevanter Kollisionen zu ermitteln. Bei einer Primärkollision ist dieses Ereignis (d. h. ein Event) in der Regel eine Kollision. Gleichzeitig erfolgt eine t0-Erkennung in einem Block 510 zur Ermittlung eines Zeitpunktes der (Primär-) Kollision bzw. einer nachfolgenden (Sekundär-, Tertiär, ...usw. Kollision). Die Ergebnisse dieser beiden Verarbeitungen wird einem Block 520 zugeführt, welcher eine Bestimmung eines Zeitversatzes zwischen den erfassten Kollisionen ermöglicht (d. h. eine Ermittlung einer Größe „A-T-Kollisionen” ermöglicht). Aufgabe dieses Blocks 520 ist es somit die Zeitdifferenz zwischen möglichen Mehrfachkollisionen zu ermitteln und diese Information einem Auslösealgorithmus 555 entsprechend mitzuteilen, damit der Auslösealgorithmus 555 die erhaltenen Informationen des Blockes 520 für die eigene Auswertung einsetzen kann.
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Parallel zu diesen zeitlichen orientierten Verarbeitungsschritten, können die Signale der Sensoren 120a und 120b der Fußgänger-Sensorik sowohl für eine Crashschwere-Bestimmung in einem Block 530 eingesetzt werden als auch für eine Offset-Erkennung in einem Block 540, die beispielsweise ermöglicht, den Grad der Überdeckung eines Aufpralls bezüglich einer Fahrzeugbreite zu ermitteln. Die Resultate dieser Verarbeitungsschritte aus den Blöcken 530 und 540 können dann beispielsweise in einem Klassifizierungsblock 550 weiterverarbeitet werden, der in Abhängigkeit von einer in dem Block 520 ermittelten Zeitspanne zwischen zwei Kollisionen zum Ersten ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung einer reversiblen Aktuatorik 560 (bzw. 170) generiert oder diese Aktuatorik gar selbst ansteuert und zum Zweiten ein Signal an einen Airbag-Auslöse- bzw. Airbagsteueralgorithmus 555 in dem Airbag-Steuergerät 130 übermittelt. Bei entsprechenden zeitlich kurz aufeinanderfolgenden Mehrfachkollisionen ist es beispielsweise auch sinnvoll die Energiereserven zur Ansteuerung der jeweiligen Rückhaltemittel ggf. anderen Verbrauchern zukommen zu lassen, um eine optimale Schutzwirkung für einen Insassen zu erhalten, wenn einzelne Schutzmittel in der Kürze der Zeit nicht mehr die optimale Schutzwirkung entfalten können. Natürlich können in dem Algorithmus 555, der in dem Airbag-Steuergerät 130 ausgeführt wird, auch andere Sensorinformation von Sensoren 150 der Unfallsensorik verarbeitet werden, die eigentlich zur Auswertung und Ansteuerung der irrreversibler Aktuatorik vorgesehen sind.
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Auch kann ansprechend auf ein empfangenes Signal der Fußgängerschutzsensorik eine Modifikation des in dem Steuergerät 130 ablaufenden Algorithmus erfolgen. Eine solche mögliche Modifikation im Airbag-Algorithmus 555 könnte beispielsweise durch Anpassung der Auslösestrategie erfolgen. Konkret bedeutet dies, dass eine Anpassung der Auslösestrategie durch entsprechende Modifikation der Auslöseschwellen auf die Beschleunigungssignale und typisch abgeleitete Größen und Merkmale durchgeführt wird. Eine solche Anpassung kann durch eine Verschiebung der Auslöseschwellen für die nachfolgend beispielhaft genannten und von Sensoren der Unfallsensorik (oder der Fußgängerschutz-Sensorik) gelieferten Signale erfolgen:
- – erstes Integral der Beschleunigung
- – zweites Integral der Beschleunigung
- – erstes Integral des Betrages
- – zweites Integral des Betrages
- – Gefilterte Größen
- – Fensterintegrale
- – Fensterintegrale des Betrages
- – Vergleich der oben genannten Werte über Kanäle verschiedener Sensoren und/oder
- – Ableitungen oder Differenzen der Beschleunigung
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Ebenfalls kann eine Modifikation des Auslösealgorithmus dahingehend erfolgen, dass eine Verstärkung oder Abschwächung eines Signals oder eine Addition, Subtraktion, Multiplikation oder Division eines Zahlenwertes in Bezug zu einem bestehenden Signal erfolgt. Ebenfalls kann dies zur Modifikation einer t0-Erkennung verwendet werden oder eine Integration oder Mittelwertbildung kann gestartet werden oder andere algorithmische Verfahren können auf ein derart verändertes Signal angewendet werden.
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Eine weitere Variante dieser Erfindung kann auch eine „Stand-Alone”-Ausführung sein, bei der ein eigenes Steuergerät für den Fußgängerschutz eine derartige Auswertung durchführt und eine Ansteuerung reversibler Aktorik über z. B. einen CAN-Bus oder ähnliches durchgeführt wird. Die Auswertung kann auch in einem ausgelagerten Steuergerät durchgeführt werden. Ebenfalls sind auch andere Sensoren denkbar, die neben einer Beschleunigung auch eine optische Erfassung einer Deformation durchführen. Weiterhin ist denkbar, dass die zeitliche Differenz zwischen Primär- und Sekundärkollision auch anderen Systemen als Information mitgeteilt wird, z. B. dem ESP System, so dass eine Kleinkollision auch eine mögliche Vorbefüllung der Bremse einleitet oder aber ggf. eine Bremsung veranlasst wird.
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Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren 600 zur Auslösung von zumindest einem irreversiblen Personenrückhaltemittel für einen Insassen in einem Fahrzeug, wie es in einem beispielhaften Ablaufdiagramm in 6 wiedergegeben ist. Hierbei weist das Verfahren 600 einen ersten Schritt des Empfangens 610 von zumindest einem Fußgängersensorik-Signal einer Fußgängerschutz-Sensorik auf, wobei die Fußgängerschutz-Sensorik zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals für ein Sicherheitsmittel in oder an dem Fahrzeug zum Schutz einer Person außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet sein kann. Weiterhin umfasst das Verfahren einen weiteren Schritt des Erhaltens 620 von zumindest einem Unfallsensorik-Signal von einer Unfallsensorik, wobei die Unfallsensorik ausgebildet sein kann, um einen Aufprall oder einen erwarteten Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug zu detektieren. Schließlich umfasst das Verfahren noch eine zusätzlichen Schritt des Vorbereitens 630 einer Auslösung eines irreversiblen Personenrückhaltemittels für eine vorbestimmte nachfolgende Zeitspanne ansprechend auf ein empfangenes Fußgängersensorik-Signal und ein Auslösen des irreversiblen Personenrückhaltemittels, wenn innerhalb der vorbestimmten nachfolgenden Zeitspannen zumindest ein Unfallsensorik-Signal empfangen wird.
