DE102009046057B4 - Method and control device for adjusting the rigidity of an irreversible impact absorber of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren (500) zur Anpassung der Steifigkeit eines irreversiblen Pralldämpfers (145) eines Fahrzeugs nach einem Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug, wobei der irreversible Pralldämpfer (145) zum Abbau von Aufprallenergie eines Objektes auf das Fahrzeug (100) ausgebildet ist; wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte aufweist:
- Erhalten (510) eines Voraussensorsignals (S2), das eine Information über das Objekt (120) vor einem Aufprall des Objektes (120) auf das Fahrzeug (100) repräsentiert;
- Empfangen (520) eines Pralldämpfersignals (S1), das eine Abstandsänderung oder relative Geschwindigkeit oder Beschleunigung oder Kraft von Komponenten des Pralldämpfers (145) des Fahrzeugs (100) zueinander repräsentiert; und
- Ansteuern (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; und
- Aktivieren eines Personenrückhaltemittels (125, 135), wobei das Personenrückhaltemittel (125, 135) ansprechend auf das Voraussensorsignal (S2) und/oder das Pralldämpfersignal (S1) aktiviert wird, wobei das Personenrückhaltemittel (125, 135) dann aktiviert wird, wenn das Pralldämpfersignal (S1) einen Wert aufweist, der größer als eine erste Aktivierungsschwelle (Th1) ist und eine Differenz (Δ) aus dem Voraussensorsignal (S2) und dem Pralldämpfersignal (S1) kleiner als eine zweite Aktivierungsschwelle (Th2) ist.
Method (500) for adapting the rigidity of an irreversible impact damper (145) of a vehicle after an object has impacted the vehicle, the irreversible impact damper (145) being designed to dissipate the impact energy of an object on the vehicle (100); the method (500) comprising the following steps:
- obtaining (510) a pre-sensor signal (S2) representing information about the object (120) before the object (120) collides with the vehicle (100);
- receiving (520) an impact damper signal (S1) representing a change in distance or relative speed or acceleration or force of components of the impact damper (145) of the vehicle (100) to one another; and
- Controlling (530) a change in stiffness of the irreversible impact damper (145), in response to the received impact damper signal (S1) and the received advance sensor signal (S2), in order to control the stiffness of the irreversible impact damper (145) when the object (120 ) adapt to the vehicle (100); and
- Activating a personal restraint (125, 135), the personal restraint (125, 135) being activated in response to the advance sensor signal (S2) and / or the impact absorber signal (S1), the personal restraint (125, 135) being activated when that Impact absorber signal (S1) has a value that is greater than a first activation threshold (Th1) and a difference (Δ) between the pre-sensor signal (S2) and the impact absorber signal (S1) is less than a second activation threshold (Th2).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Steuergerät gemäß Anspruch 7 ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.The present invention relates to a method according to
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 increases in practice.
Bekannt ist ferner die Verwendung von Umfeldsensoren (z.B. Radarsensoren), um das Auslöseverhalten der Rückhaltesysteme durch schon vor dem Crash ermittelte Informationen zu verbessern.The use of environment sensors (e.g. radar sensors) is also known in order to improve the triggering behavior of the restraint systems by means of information already determined before the crash.
Aus der nachveröffentlichten
Weiteren Stand der Technik bilden die
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 presents a method, furthermore a control device which uses this method, a corresponding computer program product and finally a device according to the independent patent claims. Advantageous configurations result 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 pre-sensor signal representing information about the object prior to the object impacting the vehicle;
- - receiving an impact damper signal that represents a change in distance or relative speed or acceleration or force of components of the impact absorber of the vehicle to one another; and
- - Reversible control of a change in stiffness of the irreversible impact damper (irreversible deformation), in response to the received impact damper signal and the received advance sensor signal, in order to adapt the stiffness change of the irreversible impact damper to the vehicle after the object has impacted by the controlled change in stiffness.
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 also provides a control device which is designed to carry out or implement the steps of the method according to the invention. This embodiment of the invention in the form of a control unit can also quickly and efficiently achieve the object on which the invention is based.
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 to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control signals as a function thereof. The control device can have an interface that can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of a hardware configuration, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the control device. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of software-based training, the interfaces can be software modules which 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 advantageous 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 above-described embodiments when the program is executed on a control device.
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 object has impacted the vehicle can be achieved by a controlled change in the stiffness of an impact damper (also called a crash box). On the one hand, information about an object before the impact with the vehicle can be used, which represents, for example, information about a size, a type and / or a distance and / or a change in distance of the object from the vehicle. This can ensure that the change in the stiffness of the impact damper only takes place in situations in which there is actually a risk of the object striking the vehicle. For example, information about the size and / or shape of the object can be used to determine whether it is an oncoming vehicle or a person in front of the vehicle, so that different settings for the stiffness of the impact absorber 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, the low stiffness of the impact damper enables additional safety functionality for pedestrian protection. If, on the other hand, an oncoming vehicle, possibly with a high relative speed, is detected, a high absorption of impact energy by the impact damper can be ensured by setting a high stiffness, so that there is less risk of injury for the occupants of the (own) vehicle. However, the actual control of the change in stiffness of the impact damper should only take place if an initial state of deformation of the impact damper is actually recognized. In this case, it can be ensured that the object recognized in the advance sensor signal has actually impacted the vehicle, so that an additional improvement in vehicle safety is made possible by changing the stiffness of the impact damper. This initial state of the deformation of the impact damper can be recognized by the fact that the distance between two different components of the impact damper, such as, for example, 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 the stiffness of the impact damper should be changed as quickly as possible after the object hits the vehicle. This is advantageously made possible by the fact that a control unit for controlling the change in stiffness of the impact damper should be installed as far as possible in the front area of the vehicle. As a result, longer signal delays between the sensors that provide the corresponding trigger signals and the control unit as well as the control unit and the stiffening unit are avoided.
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.Furthermore, in the step of obtaining, the advance sensor signal can also be obtained, which represents a shape and / or a size of the object and / or a distance and / or a change in distance of the object from the vehicle. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that an indication of the weight of the object and possibly also the position of the object's impact on the vehicle can be recognized by a comparison with reference objects by a shape around / or a size of the object. This enables precise adjustment of the stiffness of the impact damper in order to ensure the highest possible energy absorption by the impact damper. Furthermore, one or more information items that provide a distance and / or a change in distance of the object from the vehicle can be provided in the advance sensor signal. Information about the distance or a change in the distance of the object from the vehicle can also be used to estimate an impact energy of the object upon impact with the vehicle, which can also improve a stiffening of the impact damper that is adapted to the situation.
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 whether the object itself is deformable, so that in this case a lower stiffness of the impact damper can be adjusted. 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, information about a speed of the object before the impact on the vehicle can be obtained in the step of obtaining and a speed of the components of the impact damper can also be determined from the impact damper signal in the actuation step, wherein in the actuation step one Reduction of the stiffness of the impact damper is controlled when the speed of the object obtained from the advance sensor signal differs 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 can be used to increase the overall safety in this driving situation. If, for example, the rate of deformation of the impact damper is lower than the speed of the object before the impact, it can be concluded that the object is also deformed and thus a certain impact energy is also absorbed by the object. In this case, the crash box does not necessarily need the maximum rigidity. A lower stiffness can therefore be set in order to achieve a gentler and therefore cheaper crash pulse for the occupant and / or the opponent of the accident. This can e.g. in the event of a front collision between a light and a heavy vehicle, or in the event of a side crash. In this case, it is cheaper not to limit the front of one vehicle to the max. Stiffness set 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 the stiffness of the impact damper is activated in the step of actuation if a pre-sensor signal is obtained in the step of receiving that represents a speed of the object on the vehicle and a impact damper signal is received in the step of receiving that represents a speed of components of the impact damper to one another, wherein in the step of driving a change in stiffness of the impact damper is triggered if the advance sensor signal has a value that is greater than a first speed threshold and the impact damper signal has a value that 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 offers the advantage that even a low rate of deformation of the impact damper is used as a trigger 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 only takes place from a certain driving speed (for example of 16 km / h) of the vehicle or a corresponding relative speed between the vehicle and the object. Only at such a certain driving or relative speed can the advantages of adapting the stiffness of the impact damper become clear, or there may also be minor irrelevant (possibly also reversible) deformations of the impact damper, which are caused, for example, by the vehicle bumping into careless parking, for the adaptation the stiffness of the impact damper are not taken into account.
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 actuation step is carried out in such a way 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 offers the advantage that a change in the stiffness of the impact damper takes place in a time period in which the impact damper is not yet under strong mechanical stress. This means that no high energy expenditure is required to change the stiffness of the impact damper, which would otherwise require strong actuators and would possibly put too much strain on the vehicle electrical system in the accident situation. At the same time, it can be ensured that the stiffness of the impact damper can be changed in good time before the "main load" arrives. For such an embodiment of the invention, the control unit that controls the change in the stiffness of the impact damper should advantageously be installed in the front area of the vehicle. It is particularly advantageous if the plausibility-checking (inertial-based) sensor is located in the immediate vicinity of the trigger sensor. On the other hand, it is particularly disadvantageous if the plausibility-checking sensor is in the area of the vehicle's center of gravity (in the tunnel area) due to 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 personal restraint can also be provided, the personal restraint being activated in response to the advance sensor signal and / or the impact absorber 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 enables multiple use of signals that are already available and thus contributes to a possible reduction in the number of sensors required. This in turn enables 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.Furthermore, in the activation step, the personal restraint can be activated when the impact damper signal has a value that is 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 the occupant restraint is only activated when the object has actually crashed and consequently (if only slightly) deformation of the impact damper has occurred. At the same time, when activating the occupant restraint, it can be taken into account to what extent the object deforms itself when impacting the vehicle and thus absorbing impact energy. In this way, the severity of the accident that occurred in the (own) vehicle can be estimated and the restraint device activated to the extent appropriate for the accident situation that 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 delays can be ensured due to direct and fast connections between sensors in the front area of the vehicle and the control unit. This in turn enables the stiffness of the impact damper to be adapted very quickly after the object has impacted the vehicle.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild von Komponenten eines Fahrzeugs, das zur Ausführung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist; -
2 eine schematische Darstellung einer Auslöseentscheidung zur Anpassung von irreversiblen Rückhaltemitteln in dem Fahrzeug; -
3 eine schematische Darstellung einer Auslöseentscheidung für eine adaptive Crashstruktur; -
4 eine schematische Darstellung einer Auslöseentscheidung bei irreversiblen Rückhaltemitteln gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und -
5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren.
-
1 a block diagram of components of a vehicle, which is adapted to carry out a first embodiment of the present invention; -
2 a schematic representation of a triggering decision for adaptation of irreversible restraint means in the vehicle; -
3 a schematic representation of a trigger decision for an adaptive crash structure; -
4 a schematic representation of a trigger decision in irreversible retaining means according to another embodiment of the present invention; and -
5 a flowchart of an embodiment of the present invention as a method.
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 „und/oder“ 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 in the figures can be provided with the same or similar reference symbols, and a repeated description is omitted. Furthermore, the figures of the drawings, their description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features can also be considered individually or that they can be combined to form further combinations, which are not explicitly described here. Furthermore, the invention is explained in the following description using different dimensions and dimensions, the invention not being restricted to these dimensions and dimensions. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated and carried out in a different order than that described. If an exemplary embodiment includes a “and / or” link between a first feature / step and a second feature / step, this can be read in such a way that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature / the first step and the second feature / has the second step and, according to a further embodiment, either only the first feature / the first step or only the second feature / the second 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).
- - Upfrontsensor (acceleration sensor in the front area of the vehicle)
- - PAS (peripheral acceleration sensor in the vehicle side)
- - PPS (peripheral pressure sensor in the vehicle side) or the
- - 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 in order to rule out a false triggering of a vehicle safety system; With modern algorithms (e.g. AIDA from Bosch), there is an assignment of which sensor is used as a trigger or plausibility signal.
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 check of a crash signal very often goes through the sensor in the central airbag control unit. There is an exception to 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
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 or plausibility check method which on the one hand enables the crashbox stiffener to be adjusted more quickly than in the prior art and on the other hand is significantly more precise, which leads to a more reliable setting of the adaptive crashbox.
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 „umgangen“ 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 system, so that the central airbag control device can be “bypassed” when setting the rigidity of the crash structure and thus time is saved.
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
Über diese Information kann dann nicht nur eine Plausibilisierung für eine erforderliche Steifheitsänderung des Pralldämpfers
This information can then not only a plausibility check for a required change in stiffness of the
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 Pralldämpfersensor165 ) ausgegeben wird, der beispielsweise als ein Crashboxinternes Radar ausgestaltet ist. Neben den geringen Kosten bietet ein solches Bauelement auch weitere Voraussetzungen um die Anforderungen bezüglich einer hohen Genauigkeit und Schnelligkeit zu erfüllen.Dieser kleine Radarsensor 165 kann hoch genau, in einer Dimension (in diesem Fall axial) die Entfernung und auch die Entfernungsänderung (also die Geschwindigkeit) mit einer sehr hohen Abtastrate bestimmen. Auch andere Sensoren, die die gleichen Eigenschaften aufweisen sind verwendbar (z.B. ein kapazitiver Sensor, ein induktiver Sensor, ein Linearpotentiometer, ein optischer Sensor, usw.). Somit kann zu einem sehr frühen Zeitpunkt nach der Kollision die Geschwindigkeit ermittelt werden, mit der sich die Crashbox (d.h. der Pralldämpfer145 ) am Anfang verformt.
- signal
S1 is, for example, a signal from a speed measuring device integrated in the crash structure (for example that from the impact damper sensor165 ) is output, which is designed, for example, as a crash box internal radar. In addition to the low costs, such a component also offers further requirements in order to meet the requirements regarding high accuracy and speed. Thislittle radar sensor 165 can determine the distance and also the change in distance (i.e. the speed) in a dimension (in this case axially) with a very high sampling rate. Other sensors that have the same properties can also be used (for example a capacitive sensor, an inductive sensor, a linear potentiometer, an optical sensor, etc.). Thus, at a very early point in time after the collision, the speed at which the crashbox (ie the impact damper145 ) deformed at the beginning.
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
Liegen sowohl das Pralldämpfersignal
Das Signal
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.
- It would be possible to omit the upfront sensors for checking the plausibility of the trigger decision of the crash structure.
Das aus Signal
- o Berechnung des Geschwindigkeitswertes des
Objektes 120 aus einemSignal von Sensorik 2 und - o relative Abweichung der bestimmten Geschwindigkeit des Objektes von einer Deformationsgeschwindigkeit, die durch die
Sensorik 1 ermittelt wurde.
- o Calculation of the velocity value of the
object 120 from a signal fromsensors 2 and - o relative deviation of the determined speed of the object from a speed of deformation caused by the
sensors 1 was determined.
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
- - 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
In
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