DE102009046057A1 - Method and control unit for adjusting the rigidity of an irreversible impact absorber of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren (500) zur Anpassung der Steifigkeit eines irreversiblen Pralldämpfers (145) eines Fahrzeugs nach einem Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug vorgeschlagen, wobei der irreversible Pralldämpfer (145) zur Absorption einer Aufprallenergie eines Objektes auf das Fahrzeug (100) ausgebildet ist. Das Verfahren (500) umfasst einen Schritt des Erhaltens (510) eines Voraussensorsignals (S2), das eine Information über das Objekt (120) vor einem Aufprall des Objektes (120) auf das Fahrzeug (100) repräsentiert. Ferner umfasst das Verfahren (500) einen Schritt des Empfangens (520) eines Pralldämpfersignals (S1), das eine Abstandsänderung oder relative Geschwindigkeit oder Beschleunigung oder Kraft von Komponenten des Pralldämpfers (145) des Fahrzeugs (100) zueinander repräsentiert. Schließlich umfasst das Verfahren (500) einen Schritt des Ansteuerns (530) einer Steifigkeitsveränderung des irreversiblen Pralldämpfers (145), ansprechend auf das empfangene Pralldämpfersignal (S1) und das erhaltene Voraussensorsignal (S2), um durch die angesteuerte Steifigkeitsveränderung die Steifigkeit des irreversiblen Pralldämpfers (145) bei dem Aufprall des Objektes (120) auf das Fahrzeug (100) anzupassen.A method (500) is proposed for adjusting the stiffness of an irreversible impact absorber (145) of a vehicle after an impact of an object on the vehicle, wherein the irreversible impact damper (145) for absorbing an impact energy of an object on the vehicle (100) is formed , The method (500) comprises a step of obtaining (510) a forward sensor signal (S2) representing information about the object (120) before an impact of the object (120) on the vehicle (100). Further, the method (500) includes a step of receiving (520) an impact damper signal (S1) representing a change in distance or relative velocity or acceleration or force of components of the crash cushion (145) of the vehicle (100) to each other. Finally, the method (500) includes a step of driving (530) a change in stiffness of the irreversible impact damper (145) in response to the received impact damper signal (S1) and the obtained forward sensor signal (S2) to control the rigidity of the irreversible impact damper (15) by the controlled stiffness change ( 145) upon impact of the object (120) with the vehicle (100).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Steuergerät gemäß Anspruch 9, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 10 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11.The present invention relates to a method according to claim 1, a control device according to claim 9, a computer program product according to claim 10 and a device according to claim 11.
Im Bereich der Fahrzeugtechnik, insbesondere bei der Crashabsorption (d. h. der Absorption der kinetischen Energie eines Objektes, das bei einem Unfall auf das Fahrzeug aufprallt) sind Crashabsorber (z. B. Crashboxen oder Pralldämpfer) bekannt, die eine definierte Steifigkeit haben. Beispielsweise werden derartige Boxen heute hauptsächlich eingesetzt, um Anforderungen von AZT-Crashs zu erfüllen. Durch diese definierten Strukturen mit vergleichsweise niedriger Steifigkeit werden dahinterliegende Bauteile bei sehr leichten Crashs entlastet und müssen nicht aufwändig repariert werden. Als Crash wird dabei in der vorliegenden Beschreibung ein Verkehrsunfall mit einem Fahrzeug und einem Objekt bezeichnet, das ebenfalls ein Fahrzeug oder eine Person sein kann. Ebenso sind adaptive Crashboxen bekannt, die auf Basis einer Umfeldsensorik oder einer PreCrash-Sensorik ihre Steifigkeit situationsbedingt ändern können, wie sie beispielsweise in der
Aufgrund der Tatsache, dass das Thema „Kompatibilität” Einzug in den EuroN-CAP-Verbraucherschutz findet, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für den Einsatz adaptiver Frontstrukturen oder Crashboxen in der Praxis.Due to the fact that the topic of "compatibility" finds its way into EuroN-CAP consumer protection, the likelihood of using adaptive front structures or crash boxes in practice increases.
Bekannt ist ferner die Verwendung von Umfeldsensoren (z. B. Radarsensoren), um das Auslöseverhalten der Rückhaltesysteme durch schon vor dem Crash ermittelte Informationen zu verbessern.It is also known to use environment sensors (eg radar sensors) in order to improve the release behavior of the restraint systems by information already determined prior to the crash.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und schließlich eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides a method, furthermore a control unit which uses this method, a corresponding computer program product and finally a device according to the independent patent claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Anpassung der Steifigkeit eines irreversiblen Pralldämpfers eines Fahrzeugs nach einem Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug, wobei der irreversible Pralldämpfer zur Absorption einer Aufprallenergie eines Objektes auf das Fahrzeug ausgebildet ist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- – Erhalten eines Voraussensorsignals, das eine Information über das Objekt vor einem Aufprall des Objektes auf das Fahrzeug repräsentiert;
- – Empfangen eines Pralldämpfersignals, das eine Abstandsänderung oder relative Geschwindigkeit oder Beschleunigung oder Kraft von Komponenten des Pralldämpfers des Fahrzeugs zueinander repräsentiert; und
- – Reversibles Ansteuern einer Steifigkeitsveränderung des irreversiblen Pralldämpfers (irreversible Deformation), ansprechend auf das empfangene Pralldämpfersignal und das erhaltene Voraussensorsignal, um durch die angesteuerte Steifigkeitsveränderung die Steifigkeit des irreversiblen Pralldämpfers nach dem Aufprall des Objektes auf das Fahrzeug anzupassen.
- Obtaining a forward sensor signal representing information about the object before impact of the object on the vehicle;
- - receiving an impact damper signal representing a change in distance or relative velocity or acceleration or force of components of the crash cushion of the vehicle to each other; and
- Reversible driving of a stiffness change of the irreversible impact damper (irreversible deformation) in response to the received impact damper signal and the obtained forward sensor signal to adjust by the controlled stiffness change the stiffness of the irreversible impact damper after the impact of the object on the vehicle.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The present invention further provides a control device which is designed to carry out or implement the steps of the method according to the invention. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
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.In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
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 des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program is executed on a control unit.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine verbesserte Absorption von Energie nach einem Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug durch eine gesteuerte Veränderung der Steifheit eines Pralldämpfers (auch Crashbox genannt) realisiert werden kann. Dabei kann einerseits eine Information über ein Objekt vor dem Aufprall auf das Fahrzeug ausgenutzt werden, die beispielsweise eine Information über eine Größe, eine Art und/oder einen Abstand und/oder eine Abstandsänderung des Objektes zum Fahrzeug repräsentiert. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Änderung der Steifheit des Pralldämpfers lediglich in Situationen erfolgt, in denen auch tatsächlich eine Gefahr eines Aufschlags des Objektes auf das Fahrzeug gegeben ist. Beispielsweise kann aus der Information über die Größe und/oder die Form des Objektes geschlossen werden, ob es sich um einen entgegenkommendes Fahrzeug oder eine Person vor dem eigenen Fahrzeug handelt, so dass unterschiedliche Einstellungen der Steifheit des Pralldämpfers möglich sind. Beispielsweise kann eine geringe Steifheit des Pralldämpfers gewählt werden, wenn es sich bei dem Objekt vor dem Fahrzeug um eine Person handelt, die von dem Fahrzeug bei einem Unfall erfasst wird. In diesem Fall kann durch die geringe Steifheit des Pralldämpfers eine zusätzliche Sicherheitsfunktionalität zum Fußgängerschutz realisiert werden. Wird dagegen ein entgegenkommendes Fahrzeug, eventuell mit einer hohen Relativgeschwindigkeit erkannt, kann durch die Einstellung einer hohen Steifheit eine hohe Absorption von Aufprallenergie durch den Pralldämpfer sichergestellt werden, so dass sich eine geringere Verletzungsgefahr für Insassen des (eigenen) Fahrzeugs ergibt. Die tatsächliche Ansteuerung der Steifheitsänderung des Pralldämpfers soll jedoch nur dann erfolgen, wenn tatsächlich ein Anfangszustand einer Verformung des Pralldämpfers erkannt wird. In diesem Fall kann nämlich sichergestellt werden, dass das im Voraussensorsignal erkannte Objekt auch tatsächlich auf das Fahrzeug aufgeprallt ist, so dass durch eine Änderung der Steifheit des Pralldämpfers eine zusätzliche Verbesserung der Fahrzeugsicherheit ermöglicht wird. Dieser Anfangszustand der Verformung des Pralldämpfers kann dadurch erkannt werden, dass sich der Abstand von zwei unterschiedlichen Komponenten des Pralldämpfers, wie beispielsweise zwei gegenüberliegenden Wänden des Pralldämpfers, verändert. Diese Abstandsänderung kann auch indirekt beispielsweise über Beschleunigungswerte oder Geschwindigkeitswerte ermittelt werden.The present invention is based on the finding that an improved absorption of energy after an impact of an object on the vehicle can be realized by a controlled change in the stiffness of a crash cushion (also called a crash box). It can on the one hand a Information about an object to be exploited before the impact on the vehicle, which represents, for example, information about a size, type and / or a distance and / or a change in distance of the object to the vehicle. In this way it can be ensured that the change in the stiffness of the impact damper takes place only in situations in which there is actually a danger of an impact of the object on the vehicle. For example, it can be concluded from the information about the size and / or the shape of the object, whether it is an oncoming vehicle or a person in front of their own vehicle, so that different settings of the stiffness of the impact damper are possible. For example, a low stiffness of the impact damper can be selected if the object in front of the vehicle is a person who is detected by the vehicle in an accident. In this case, an additional safety functionality for pedestrian protection can be realized due to the low stiffness of the impact absorber. If, on the other hand, an oncoming vehicle is detected, possibly with a high relative speed, high absorption of impact energy by the impact absorber can be ensured by setting a high degree of stiffness, resulting in a lower risk of injury to occupants of the (own) vehicle. However, the actual control of the stiffness change of the impact damper should only take place when an initial state of deformation of the impact damper is actually detected. Namely, in this case, it can be ensured that the object detected in the pre-sensor signal is actually impacted on the vehicle, so that by changing the rigidity of the impact absorber, an additional improvement of the vehicle safety is enabled. This initial state of deformation of the impact damper can be recognized by the fact that the distance of two different components of the impact damper, such as two opposite walls of the impact damper changes. This change in distance can also be determined indirectly, for example via acceleration values or speed values.
Dabei ist zu beachten, dass eine Veränderung der Steifheit des Pralldämpfers möglichst schnell nach dem Aufprall des Objektes auf das Fahrzeug erfolgen sollte. Dies wird vorteilhaft dadurch ermöglicht, dass eine Steuereinheit zur Steuerung der Steifheitsveränderung des Pralldämpfers möglichst im Frontbereich des Fahrzeugs verbaut sein sollte. Hierdurch werden an längere Signallaufzeiten zwischen den Sensoren, die die entsprechenden Auslösesignale bereitstellen und der Steuereinheit sowie der Steuereinheit und der Versteifungseinheit vermieden.It should be noted that a change in the stiffness of the impact damper should occur as soon as possible after the impact of the object on the vehicle. This is advantageously made possible by the fact that a control unit for controlling the Stifheitsveränderung the impact damper should be installed as possible in the front of the vehicle. This avoids longer signal propagation times between the sensors which provide the corresponding triggering signals and the control unit and the control unit and the stiffening unit.
Ferner kann auch im Schritt des Erhaltens das Voraussensorsignal erhalten werden, das eine Form und/oder eine Größe des Objektes und/oder ein Abstand und/oder eine Abstandsänderung des Objektes von dem Fahrzeug repräsentiert. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass durch eine Form um/oder eine Größe des Objektes ein Hinweis auf das Gewicht des Objektes und eventuell auch die Position des Einschlags des Objekts auf das Fahrzeug durch einen Vergleich mit Referenzobjekten erkannt werden können. Dies ermöglicht eine präzise Einstellung der Steifheit des Pralldämpfers, um eine möglichst hohe Energieabsorption durch den Pralldämpfer sicherzustellen. Weiterhin kann oder können in der dem Voraussensorsignal eine oder mehrere Informationen bereitgestellt werden, die einen Abstand und/oder eine Abstandsänderung des Objektes von dem Fahrzeug liefern. Durch eine Information über den Abstand oder eine Abstandsänderung des Objekts von dem Fahrzeug kann ebenfalls auf eine Aufprallenergie des Objektes beim Aufprall auf das Fahrzeug abgeschätzt werden, wodurch ebenfalls eine situationsangepasste Versteifung des Pralldämpfers verbessert werden kann.Further, also in the step of obtaining, the advance sensor signal representing a shape and / or a size of the object and / or a distance and / or a distance change of the object from the vehicle can be obtained. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that a reference to the weight of the object and possibly also the position of the impact of the object on the vehicle can be detected by a shape around / or a size of the object by comparison with reference objects. This allows a precise adjustment of the stiffness of the impact damper to ensure the highest possible energy absorption by the impact damper. Furthermore, one or more pieces of information may be provided in the advance sensor signal that provide a distance and / or a change in distance of the object from the vehicle. By information about the distance or a change in the distance of the object from the vehicle can also be estimated on an impact energy of the object upon impact with the vehicle, which also a situation-adapted stiffening of the impact damper can be improved.
Günstig ist es, wenn im Schritt des Erhaltens eine Information über eine Geschwindigkeit des Objektes vor dem Aufprall auf das Fahrzeug erhalten wird und im Schritt des Ansteuerns aus dem Pralldämpfersignal ferner eine Geschwindigkeit der Komponenten des Pralldämpfers zueinander bestimmt wird, wobei im Schritt des Ansteuerns eine maximale Steifigkeit des Pralldämpfers angesteuert wird, wenn die aus dem Voraussensorsignal erhaltene Geschwindigkeit des Objektes in definiertem Masse mit der bestimmten Geschwindigkeit der Komponenten des Pralldämpfers übereinstimmt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass durch einen Vergleich der Geschwindigkeit des Objekts vor dem Aufprall mit einer Verformungsgeschwindigkeit des Pralldämpfers eine Information bestimmt werden kann, ob das Objekt selbst verformbar ist, so dass in diesem Fall eine geringere Steifheit des Pralldämpfers eingestellt werden kann. Wird erkannt, dass die Verformungsgeschwindigkeit des Pralldämpfers gleich der Geschwindigkeit des Objektes vor dem Aufprall ist, ist daraus zu schließen, dass sich das Objekt selbst nicht verformt. In einem derartigen Fall sollte ein möglichst großer Teil der Aufprallenergie durch den Pralldämpfer absorbiert werden. In diesem Fall sollte die Steifheit des Pralldämpfers maximal gewählt werden.It is advantageous if, in the step of obtaining information about a speed of the object before the impact is obtained on the vehicle and in the step of driving from the impact damper signal further a speed of the components of the impact damper is determined to each other, wherein in the step of driving a maximum Stiffness of the impact damper is controlled when the speed of the object obtained from the forward sensor signal in a defined mass coincides with the determined speed of the components of the impact damper. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that by comparing the speed of the object before the impact with a deformation speed of the impact damper, information can be determined as to whether the object itself is deformable, so that a lower stiffness of the impact damper is set in this case can be. If it is detected that the deformation speed of the impact absorber is equal to the speed of the object before the impact, it can be concluded that the object itself does not deform. In such a case, as much of the impact energy as possible should be absorbed by the impact damper. In this case, the stiffness of the impact damper should be maximized.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann im Schritt des Erhaltens eine Information über eine Geschwindigkeit des Objektes vor dem Aufprall auf das Fahrzeug erhalten werden und im Schritt des Ansteuerns aus dem Pralldämpfersignal ferner eine Geschwindigkeit der Komponenten des Pralldämpfers bestimmt werden, wobei im Schritt des Ansteuerns eine Reduktion der Steifigkeit des Pralldämpfers angesteuert wird, wenn die aus dem Voraussensorsignal erhaltene Geschwindigkeit des Objektes sich von der bestimmten Geschwindigkeit der Komponenten des Pralldämpfers unterscheidet. Eine derartige Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Aufprallenergieabsorptionsfähigkeit des Objektes zur Erhöhung der Gesamtsicherheit in dieser Fahrtsituation ausgenutzt werden kann. Ist beispielsweise die Verformungsgeschwindigkeit des Pralldämpfers geringerer als die Geschwindigkeit des Objekts vor dem Aufprall, kann daraus geschlossen werden, dass sich auch das Objekt verformt und somit auch durch das Objekt eine gewisse Aufprallenergie absorbiert wird. In diesem Fall benötigt die Crashbox nicht unbedingt die maximale Steifigkeit. Es kann daher eine geringere Steifigkeit eingestellt werden, um einen sanfteren und somit günstigeren Crashpuls für den Insassen und/oder Unfallgegner zu realisieren. Dies kann z. B. im Falle von Frontkollisionen zwischen einem leichten und einem schweren Fahrzeug der Fall sein, oder bei einem Seitencrash. In diesem Fall ist es günstiger die Fahrzeugfront des einen Fahrzeuges nicht auf die max. Steifigkeit einzustellen, so dass die Intrusion in der Seite des anderen Fahrzeuges nicht so hoch ist.In another embodiment of the invention, in the obtaining step, information about a speed of the object before the collision with the vehicle can be obtained, and further, in the step of driving the impact damper signal, a speed of the components of the vehicle Impact damper can be determined, wherein in the step of driving a reduction in the stiffness of the impact damper is driven when the speed of the object obtained from the forward sensor signal is different from the determined speed of the components of the impact damper. Such an embodiment offers the advantage that an impact energy absorption capability of the object for increasing the overall safety in this driving situation can be utilized. If, for example, the deformation speed of the impact damper is lower than the velocity of the object before the impact, it can be concluded that the object is also deformed and thus also that a certain impact energy is absorbed by the object. In this case, the crashbox does not necessarily need the maximum stiffness. Therefore, a lower rigidity can be set in order to realize a smoother and thus more favorable crash pulse for the occupant and / or accident opponent. This can be z. In the case of front collisions between a light and a heavy vehicle, or in a side crash. In this case, it is cheaper the vehicle front of a vehicle not on the max. Adjust stiffness so that the intrusion in the side of the other vehicle is not so high.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Schritt des Ansteuerns die Steifigkeit des Pralldämpfers dann angesteuert wird, wenn im Schritt des Erhaltens ein Voraussensorsignal erhalten wird, das eine Geschwindigkeit des Objektes auf das Fahrzeug zu repräsentiert und in dem Schritt des Empfangens ein Pralldämpfersignal empfangen wird, das eine Geschwindigkeit von Komponenten des Pralldämpfers zueinander repräsentiert, wobei im Schritt des Ansteuerns eine Steifigkeitsänderung des Pralldämpfers angesteuert wird, wenn das Voraussensorsignal einen Wert aufweist, der größer als eine erster Geschwindigkeitsschwelle ist und das Pralldämpfersignal einen Wert aufweist, der größer als eine zweite Geschwindigkeitsschwelle ist und wobei die erste Geschwindigkeitsschwelle größer als die zweite Geschwindigkeitsschwelle ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bereits eine kleine Verformungsgeschwindigkeit des Pralldämpfers als Auslösekriterium für die Anpassung der Steifheit des Pralldämpfers verwendet wird. Zugleich wird jedoch sichergestellt, dass die Änderung der Steifheit des Pralldämpfers erst ab einer gewissen Fahrtgeschwindigkeit (beispielsweise von 16 km/h) des Fahrzeugs oder einer entsprechenden Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeugs und dem Objekt erfolgt. Erst ab einer solchen gewissen Fahr- oder Relativgeschwindigkeit können die Vorteile der Anpassung der Steifheit des Pralldämpfers deutlich hervortreten oder es können ferner kleinere irrelevante (eventuell auch reversible) Verformungen des Pralldämpfers, die beispielsweise durch ein Anstoßen des Fahrzeugs beim unvorsichtigen Einparken entstehen, für die Anpassung der Steifheit des Pralldämpfers unberücksichtigt bleiben.It is particularly advantageous if, in the step of the activation, the stiffness of the impact damper is actuated if, in the step of obtaining, a forward sensor signal is obtained which represents a speed of the object on the vehicle and in the step of receiving a rebound damping signal is received represents a speed of components of the impact damper to each other, wherein in the step of driving a stiffness change of the impact damper is driven, if the forward sensor signal has a value which is greater than a first speed threshold and the impact damper signal has a value which is greater than a second speed threshold and wherein the first speed threshold is greater than the second speed threshold. Such an embodiment of the present invention has the advantage that even a small deformation speed of the impact damper is used as a triggering criterion for adjusting the stiffness of the impact damper. At the same time, however, it is ensured that the change in the stiffness of the impact damper takes place only after a certain travel speed (for example, of 16 km / h) of the vehicle or a corresponding relative speed between the vehicle and the object. Only from such a certain driving or relative speed, the advantages of adjusting the stiffness of the impact damper can clearly emerge or it can also minor irrelevant (possibly reversible) deformations of the impact damper, which arise for example by bumping the car when careless parking, for the adjustment the stiffness of the impact absorber remain unconsidered.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schritt des Ansteuerns derart ausgeführt wird, dass eine Steifigkeitsänderung des Pralldämpfers innerhalb von höchstens 10 Millisekunden nach einem empfangenen Pralldämpfersignal ausgelöst wird. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Veränderung der Steifheit des Pralldämpfers in einer Zeitspanne erfolgt, in der der Pralldämpfer noch nicht unter einer starken mechanischen Beanspruchung steht. Somit ist noch kein hoher Energieaufwand zu Änderung der Steifheit des Pralldämpfers erforderlich, der andernfalls starke Aktoren erfordern und eventuell das Bordnetz des Fahrzeugs in der Unfallsituation zu stark belasten würde. Zugleich kann sichergestellt werden, dass die Steifheit des Pralldämpfers noch rechtzeitig vor Eintreffen der „Hauptlast” umgestellt werden kann. Für eine derartige Ausführungsform der Erfindung sollte günstigerweise das Steuergerät, das die Änderung der Steifheit des Pralldämpfers ansteuert, im Frontbereich des Fahrzeugs verbaut sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der plausibiliserende (inertialbasierte) Sensor in unmittelbarer Nähe zum Triggersensor befindet. Besonders nachteilhaft hingegen ist es, wenn sich der plausibiliserende Sensor im Bereich des Fahrzeugschwerpunktes (im Tunnelbereich) befindet wegen physikalischer und elektrischer Signallaufzeiten.It is advantageous if the step of the control is carried out such that a change in stiffness of the impact damper is triggered within a maximum of 10 milliseconds after a received impact damper signal. Such an embodiment of the present invention has the advantage that a change in the stiffness of the impact damper takes place in a period in which the impact damper is not yet under a strong mechanical stress. Thus, no high energy consumption is required to change the stiffness of the impact damper, which would otherwise require strong actuators and possibly would burden the vehicle electrical system in the accident situation too much. At the same time it can be ensured that the stiffness of the impact damper can be changed in time before the arrival of the "main load". For such an embodiment of the invention, the control unit, which controls the change in the stiffness of the impact damper, should be installed in the front area of the vehicle. It is particularly advantageous if the plausibiliserende (inertial-based) sensor is in close proximity to the trigger sensor. In contrast, it is particularly disadvantageous when the plausibility sensor is located in the region of the vehicle's center of gravity (in the tunnel area) because of physical and electrical signal propagation times.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ferner ein Schritt des Aktivierens eines Personenrückhaltemittels vorgesehen sein, wobei das Personenrückhaltemittel ansprechend auf das Voraussensorsignal und/oder das Pralldämpfersignal aktiviert wird. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass die zu Änderung der Steifheit des Pralldämpfers verwendeten Signale ferner auch zu Ansteuerung oder Aktivierung eines Personenrückhaltemittels verwendet werden können. Dies ermöglicht eine Mehrfachverwendung von bereits verfügbaren Signalen und trägt somit zu einer möglichen Reduktion von benötigten Sensoren bei. Dies wiederum ermöglicht eine Kostenreduktion bei der technischen Umsetzung des hier vorgeschlagenen Ansatzes.According to a further embodiment of the invention, a step of activating a person restraint means may further be provided, wherein the person restraint means is activated in response to the advance sensor signal and / or the impact damper signal. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that the signals used to change the stiffness of the impact damper can also be used to control or activate a personal restraint. This allows a multiple use of already available signals and thus contributes to a possible reduction of required sensors. This in turn allows a cost reduction in the technical implementation of the approach proposed here.
Auch kann weiterhin im Schritt des Aktivierens das Personenrückhaltemittel dann aktiviert werden, wenn das Pralldämpfersignal einen Wert aufweist, der größer als eine erste Aktivierungsschwelle ist und eine Differenz aus dem Voraussensorsignal und dem Pralldämpfersignal kleiner als eine zweite Aktivierungsschwelle ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Ansteuerung des Personenrückhaltemittels erst dann erfolgt, wenn der Aufprall des Objektes tatsächlich erfolgt ist und folglich eine (wenn auch nur geringe) Verformung des Pralldämpfers aufgetreten ist. Zugleich kann bei der Aktivierung des Personenrückhaltemittels berücksichtigt werden, inwiefern sich auch das Objekt beim Aufprall auf das Fahrzeug selbst verformt und damit Aufprallenergie absorbiert. Auf diese Weise kann im (eigenen) Fahrzeug die Schwere des aufgetretenen Unfalls abgeschätzt und das Personenrückhaltemittel in der für die aufgetretene Unfallsituation passenden Stärke aktiviert werden.Also, in the step of activating, the passenger restraint may be further activated when the impact damper signal has a value greater than a first activation threshold and a difference between the advance sensor signal and the impact damper signal is less than a second activation threshold. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that a control of the person restraint means takes place only when the impact of Object has actually occurred and consequently a (albeit small) deformation of the impact damper has occurred. At the same time, it can be taken into account when activating the personal restraint device to what extent the object also deforms upon impact with the vehicle itself and thus absorbs impact energy. In this way, the severity of the accident that has occurred can be estimated in the (own) vehicle and the passenger restraint device can be activated in the appropriate strength for the accident situation that has occurred.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Anpassung einer Steifheit eines Pralldämpfers mit folgenden Merkmalen:
- – einem Voraussensor zur Lieferung eines Voraussensorsignals, das eine Information über ein Objekt vor dem Aufprall des Objekts auf das Fahrzeug repräsentiert;
- – einen Pralldämpfersensor zur Lieferung eines Pralldämpfersignals, das eine Abstandsänderung oder relative Geschwindigkeit oder Beschleunigung oder Kraft oder eine direkt bestimmte oder aus geeigneten Messgrößen abgeleitete Geschwindigkeit von Komponenten des Pralldämpfers zueinander repräsentiert;
- – eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Voraussensorsignal und das Pralldämpfersignal eine Veränderung der Steifheit des Pralldämpfers anzusteuern; und
- – eine Verbindungseinheit zur Verbindung des Voraussensors mit dem Steuergerät über eine erste Datenleitung und zur Verbindung des Pralldämpfersensors mit dem Steuergerät über eine zweite Datenleitung, wobei die erste und/oder zweite Datenleitung höchstens eine Länge von 30 cm aufweist.
- A pre-sensor for providing a pre-sensor signal representing information about an object before impact of the object on the vehicle;
- An impact damper sensor for providing an impact damper signal representing a change in distance or relative velocity or acceleration or force, or a velocity of components of the impact damper directly determined or derived from suitable measured quantities to each other;
- A control unit configured to control a change in the stiffness of the impact damper in response to the advance sensor signal and the impact damper signal; and
- - A connection unit for connecting the forward sensor to the control unit via a first data line and for connecting the impact damper sensor to the control unit via a second data line, wherein the first and / or second data line has a maximum length of 30 cm.
Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auf Grund von direkten und schnellen Verbindungen zwischen Sensoren im Frontbereich des Fahrzeugs und dem Steuergerät kurze Signallaufzeiten sichergestellt werden können. Diese möglich wiederum eine sehr schnelle Anpassung der Steifheit des Pralldämpfers nach dem Aufprall des Objektes auf das Fahrzeug.Such an embodiment of the present invention offers the advantage that short signal propagation times can be ensured due to direct and quick connections between sensors in the front area of the vehicle and the control unit. This in turn allows a very rapid adaptation of the stiffness of the impact damper after the impact of the object on the vehicle.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Gleiche oder ähnliche Elemente können in den Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung 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. Weiterhin ist die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung unter Verwendung von unterschiedlichen Maßen und Dimensionen erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt zu verstehen ist. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal/Schritt und einem zweites Merkmal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal/den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal/den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal/den ersten Schritt oder nur das zweite Merkmal/den zweiten Schritt aufweist.The same or similar elements may be indicated in the figures by the same or similar reference numerals, wherein a repeated description is omitted. Furthermore, the figures of the drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or that they can be combined to form further combinations not explicitly described here. Furthermore, the invention is explained in the following description using different dimensions and dimensions, wherein the invention is not limited to these dimensions and dimensions to understand. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described. If an embodiment comprises a link between a first feature / step and a second feature / step, this can be read so that the embodiment according to an embodiment, both the first feature / the first step and the second feature / step and according to According to another embodiment, it comprises either only the first feature / step or only the second feature / step.
Bei einem Fahrzeugunfall – und bei dementsprechender Unfallschwere – werden unter anderem irreversible Sicherheitssysteme ausgelöst um die Insassen zu schützen (Airbag, Gurtstraffer, Gurtkraftminderer usw.). Bei solch einer Auslösung wird die Entscheidung grundsätzlich über zwei Sensorsignale getroffen:
- – ein Triggersignal, mit höherer Auslöseschwelle (im Allgemeinen einem Klassifikationsalgorithmus); und
- – ein Plausibilitätssignal mit niedrigerer Schwelle.
- A trigger signal having a higher triggering threshold (generally a classification algorithm); and
- A lower threshold plausibility signal.
Diese Signale stammen meist aus unterschiedlichen Crash-Sensoren wie beispielsweise:
- – Upfrontsensor (Beschleunigungssensor im Frontbereich des Fahrzeuges)
- – PAS (peripherer Beschleunigungssensor in der Fahrzeugseite)
- – PPS (peripherer Drucksensor in der Fahrzeugseite) oder dem
- – Airbag-Steuergerät (zentrale Beschleunigungssensoren).
- - Upfront sensor (acceleration sensor in the front of the vehicle)
- - PAS (peripheral acceleration sensor in the vehicle side)
- - PPS (peripheral pressure sensor in the vehicle side) or
- - Airbag control unit (central acceleration sensors).
Diese Trigger- und/oder Plausibilitätssignale sind notwendig um Fehlauslösungen eines Fahrzeugsicherheitssystems auszuschließen; eine Zuordnung welcher Sensor als Trigger- oder als Plausibilitätssignal verwendet wird, gibt es bei modernen Algorithmen (z. B. AIDA der Fa. Bosch).These trigger and / or plausibility signals are necessary to rule out false triggering of a vehicle safety system; An assignment of which sensor is used as a trigger signal or as a plausibility signal is available in modern algorithms (eg AIDA from Bosch).
Um eine Sicherheit der Fahrzeuginsassen
Es kann nun eine Änderung der Steifheit durch die Auswerteeinheit
Ein Mangel in herkömmlichen Systemen besteht darin, dass die Plausibilisierung eines Crashsignals sehr oft über den Sensor im Zentralairbagsteuergerät geht. Eine Ausnahme gibt es bei Seitencrashs: Wen ein peripherer Drucksensor (in der Tür) einen Crash erkennt, kann der periphere Beschleunigungssensor (in der B-Säule) diesen Crash plausibilisieren.A deficiency in conventional systems is that the plausibility of a crash signal very often goes through the sensor in the central airbag control unit. The only exception is side crashes: If a peripheral pressure sensor (in the door) detects a crash, the peripheral acceleration sensor (in the B-pillar) can make this crash plausible.
Diese fast immer vorhandene Plausibilisierung durch das Zentralairbagsteuergerät kostet wertvolle Millisekunden in denen ein Sicherheitssystem einen noch besseren Schutz gewährleisten kann. Bei einer Airbagauslösung (Frontairbags) ist eine Plausibilisierung durch das Zentralairbagsteuergerät nicht unvorteilhaft. Beim Frontairbag gilt „je früher der Zündzeitpunkt, desto besser” nicht, da der Airbag im Zusammenspiel mit dem Gurtsystem funktionieren muss. Da der Insasse relativ spät in den Airbag eintaucht (Größenordnung 30–40 ms nach dem Aufprall) ist die Plausibilisierung durch das Zentralairbagsteuergerät durchaus machbar. Im Anwendungsbereich der Frontcrashs in Bezug der adaptiven Strukturen zeichnet sich der Mangel des Stands der Technik besonders stark aus. Eine adaptive Crashstruktur befindet sich bekannter Weise im vorderen Bereich des Fahrzeuges, somit wird diese eine Deformation unmittelbar nach t0 erfahren müssen. Die Crashstruktur muss demnach seine Adaptivität binnen wenige Millisekunden anpassen (Größenordnung < 10 ms nach dem Aufprall).This almost always existing plausibility check by the central airbag control unit costs valuable milliseconds in which a security system can guarantee even better protection. at Airbag deployment (front airbags) is a plausibility check by the central airbag control unit is not unfavorable. In the case of the front airbag, "the sooner the ignition timing, the better" is not, because the airbag must work in conjunction with the belt system. Since the occupant dips into the airbag relatively late (magnitude 30-40 ms after the impact), the plausibility check by the central airbag control unit is quite feasible. In the field of application of front crashes in terms of adaptive structures, the shortcoming of the prior art is particularly strong. An adaptive crash structure is known in the front of the vehicle, so this will have to experience a deformation immediately after t 0 . The crash structure must therefore adapt its adaptivity within a few milliseconds (order of magnitude <10 ms after the impact).
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin einen Plausibilisierungsweg bzw. Plausibilisierungsmethode darzustellen, die zum einen eine schnellere Anpassung der Crashbox-Versteifung als im Stand der Technik ermöglicht und zum anderen deutlich genauer ist, was eine zuverlässigere Einstellung der adaptiven Crashbox führt.One aspect of the invention is to present a plausibility check method which on the one hand enables faster adaptation of the crash box stiffener than in the prior art and on the other hand is significantly more accurate, which leads to a more reliable setting of the adaptive crash box.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist es, die adaptive Crashstruktur bzw. deren Intelligenz mit einer vorausschauenden Sensorik zu verbinden, so dass das Zentral-Airbagsteuergerät bei der Einstellung der Steifigkeit der Crashstruktur „umgangert” werden kann und somit Zeit eingespart wird.An important aspect of the invention is to connect the adaptive crash structure or its intelligence with a forward-looking sensor, so that the central airbag control unit can be "reversed" in the adjustment of the stiffness of the crash structure and thus saves time.
Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, eine separate Steuereinheit
Die primäre Aufgabe der Plausibilisierung ist der Schutz vor Fehlfunktionen des Systems durch defekte Sensorik. Die Plausibilisierung schützt ferner vor Aktivierung in sogenannten Misuse Fällen. Ein Beispiel wird im Folgenden gegeben. Um nun zu verhindern, dass bereits geringe Verformungen des Pralldämpfers
Die Art eines hier verwendbaren vorausschauenden Sensors kann beispielsweise ein bereits verfügbarer und verbauter Sensor sein, wie der in
Zusätzlich kann auch ein Signal von der Steuereinheit
Die Entscheidung über die Anpassung der Steifigkeit einer adaptiven Crashstruktur wird vorteilhafterweise ähnlich wie eine Airbag-Auslöseentscheidung erfolgen. Bei einer solchen Airbag-Auslöseentscheidung können zwei unabhängige Crashsignale beim Steuergerät
Im Fall des hier vorgestellten Ansatzes könnten die Signale entsprechend der Darstellung aus
Signal S1 ist beispielsweise ein Signal, das von einer in der Crashstruktur integrierte Geschwindigkeitsmessvorrichtung (beispielsweise dem von dem Pralldämpfersensor
Signal S1 is, for example, a signal received from a speed measuring device (for example, that of the impact damper sensor integrated in the crash structure)
Die Steifigkeitseinstellung der Crashbox wird beispielsweise aus einem Differenzsignal der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit (d. h. der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
- – Sind beide Geschwindigkeiten identisch, kollidiert das Eigenfahrzeug auf ein nicht-deformierbares Objekt (z. B. eine Mauer), d. h. die maximale Steifigkeit der
Crashstruktur 145 sollte eingestellt werden, wenn die Geschwindigkeit eine gewisse Höhe (z. B. Reparaturcrash) übersteigt. - – Sind die Geschwindigkeiten unterschiedlich, handelt es sich um einen Crash mit Kollisionsgegner, so dass auch eine geringere als die maximale Steifigkeit ausreichen kann.
- - If both speeds are identical, the own vehicle collides with a non-deformable object (eg a wall), ie the maximum stiffness of the
crash structure 145 should be set if the speed exceeds a certain level (eg repair crash). - - If the speeds are different, it is a crash with collision opponents, so that less than the maximum stiffness can be sufficient.
Signal S2 kann beispielsweise einer Precrash-Sensorik entstammen und eine weitere Eingabe der Steuereinheit
Liegen sowohl das Pralldämpfersignal S1 vom Pralldämpfersensor
Das Signal S1 kann hierbei das Triggersignal sein und Signal S2 als Plausibilisierungssignal dienen. Auch die vertauschte Zuordnung (d. h. die Verwendung von Signal S2 als Triggersignal und Signal S1 als Plausibilisierungssignal) kann gewählt werden. Prinzipiell sollte aus dem genaueren Sensor das Triggersignal berechnet werden. Die Plausibilisierung ist eine Absicherung gegenüber defekten Komponenten. Hier kann gegebenenfalls auch eine niedrigere Schwelle für das Plausibilisierungssignal genutzt werden. Beim Vorhandensein der beiden Signale ist eine Adaption der Steifigkeit der Crashstruktur (insbesondere des Pralldämpfers
Vorteilhafterweise sollte die Schaltung einer Crashstruktur
Weitere Vorteile des hier vorgestellten Ansatzes können die Folgenden sein: Es wäre ein Entfall der Upfrontsensoren zur Plausibilisierung der Trigger-Entscheidung der Crashstruktur möglich. Das aus Signal S1 und Signal S2 berechnete Triggersignal könnte weiterhin als Plausibilisierungssignal für die Airbag-Auslöseentscheidung dienen. Vorteilhafterweise können die Rohsignale der Sensorik 1 (beispielsweise des Pralldämpfersensors
- – Berechnung des Geschwindigkeitswertes des
Objektes 120 aus einem Signal von Sensorik 2 und - – relative Abweichung der bestimmten Geschwindigkeit des Objektes von einer Deformationsgeschwindigkeit, die durch die Sensorik 1 ermittelt wurde.
- - Calculation of the velocity value of the
object 120 from a signal from sensors 2 and - - Relative deviation of the specific speed of the object from a deformation rate, which was determined by the sensor 1.
Hierzu kann beispielsweise ein Ansatz zum Treffen einer Weiterleitungsentscheidung verwendet werden, wie er in der
Weiterhin wäre auch denkbar, eine Crashschwereschätzung durch die Kombination der Signale aus der Sensorik 1 und der Sensorik 2 zu plausibilisieren. Hierzu kann beispielsweise über eine Videoauswertung (bei einer Sensorik 2 als Videosensor) die Größe und/oder Klasse vom Objekt
- – eine Schätzung der Masse des Unfallgegners,
- – eine Schätzung der Steifigkeit des Unfallgegners,
- – eine Schätzung des Offsets des Aufpralls des Objektes in Bezug zur Fahrzeugfront, und/oder
- – eine Schätzung der Relativgeschwindigkeit des Objektes in Bezug zur Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs.
- - an estimate of the mass of the accident opponent,
- - an estimate of the stiffness of the accident opponent,
- An estimate of the offset of the impact of the object with respect to the vehicle front, and / or
- An estimate of the relative speed of the object in relation to the vehicle's own speed.
Das Signal der Sensorik 1 kann zur Plausibilisierung dieser Größen herangezogen werden. Das plausibilisierte Signal bzw. die plausibilisierte Größe kann dann zur Einstellung des Kraftniveaus und/oder der Steifigkeit der Crashstruktur dienen und kann auch in die Auslöseentscheidung des Airbags und Gurtes einbezogen werden.The signal of the sensor 1 can be used for plausibility of these variables. The plausible signal or the plausibilized variable can then serve to adjust the force level and / or the stiffness of the crash structure and can also be included in the deployment decision of the airbag and belt.
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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