DE102010062631A1

DE102010062631A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln

Info

Publication number: DE102010062631A1
Application number: DE102010062631A
Authority: DE
Inventors: Jens Melchert; Gunther Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-09
Also published as: DE102010062631B4

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln für ein Fahrzeug mit den Schritten: Erfassen von wenigstens zwei Beschleunigungsdaten von wenigstens einer Beschleunigungssensorik; Umwandeln der wenigstens zwei erfassten Beschleunigungsdaten in wenigstens zwei Beschleunigungsdaten; Ansteuern der Personenschutz- und/oder Rückhaltemittel abhängig von der Auswertung der wenigstens zwei umgewandelten Beschleunigungsdaten, wobei, die Umwandlung derart erfolgt, dass die Richtungen der Beschleunigungen repräsentiert durch die umgewandelten Beschleunigungsdaten jeweils zusammen mit der Längsachse des Fahrzeugs einen vorgegebenen Winkel einschließen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einer dazugehörigen Vorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 7.
Zur Detektion von Fahrzeugunfällen wird typischerweise ein zentral im Fahrzeug angeordnetes, typischerweise auf dem Fahrzeugtunnel sitzendes Airbagsteuergerät mit integrierter Beschleunigungssensorik eingesetzt. Der für die Erkennung bzw. Detektion bzw. Klassifizierung von Kollisionen und zur Entscheidung, ob reversible oder irreversible Personenschutzmittel angesteuert bzw. ausgelöst werden, eingesetzte Hauptalgorithmus basiert primär auf den Beschleunigungssignalen in Fahrzeuglängsrichtung, typischerweise auch x-Richtung genannt. Die Beschleunigungssignale in Fahrzeuglängsrichtung sind bei Kollisionen auf eine starre Wand mit voller Überdeckung aber deutlich höher als bei Kollisionen, die mit einem Winkel oder mit einer teilweisen Überdeckung von Fahrzeug und Barriere (z. B. der bei dem sog. ODB-Crash: Offset Deformable Barriere Crash) gefahren werden, was zu einer nicht optimalen Erkennung bzw. Detektion bzw. Klassifikation von Winkel- und Offsetkollisionen führt. Zur Optimierung der Auslöseentscheidung bei Winkel- und Offsetkollisionen kommen nun sogenannte Zusatzfunktionen auf Basis von Zusatzinformation zum Einsatz. Eine dieser Zusatzinformationen besteht in einer zusätzlichen Auswertung des Signalanteils des Beschleunigungssignals in Fahrzeugquerrichtung, typischerweise auch y-Richtung genannt. Überschreiten aus dem Signalanteil des Beschleunigungssignals in Fahrzeugquerrichtung abgeleitete Merkmale gewisse Schwellwerte, wird eine Winkel- oder Offsetkollision erkannt. Mit dieser Zusatzinformation werden dann die Schwellen im Hauptalgorithmus, der weiterhin auf dem Signal in Fahrzeuglängsrichtung basiert, abgesenkt, um bei Winkel- und Offsetkollisionen früher auslösen zu können.
Alternativ zu den zentral im Fahrzeug angeordneten Steuergeräten mit integrierter Beschleunigungssensorik sind in den letzten Jahren auch sogenannte „eSense” Konzepte entwickelt worden. Bei reinen eSense-Systemen wird auf eine zentral angeordnete Beschleunigungssensorik auf dem Tunnel verzichtet und zwei periphere Sensoren, die Beschleunigungen in Fahrzeuglängs- und -querrichtung messen (sog. zweiachsige Sensoren bzw. xy-Sensoren), verbaut. Periphere Sensoren sind Beschleunigungssensoren, die an den Außenpartien eines Fahrzeugs angebracht sind. Beispielsweise in den A-, B- oder C-Säulen, in den Vorder- oder Hintertüren sowie an den vorderen oder hinteren Stoßfängern Der Hauptalgorithmus für die Erkennung bzw. Detektion bzw. Klassifizierung von Frontalkollisionen basiert dann typischerweise entweder auf einem gemittelten Signal in Fahrzeuglängsrichtung von beiden Sensoren an der Fahrzeugperipherie (PAS) oder auf dem stärkeren der beiden Signale in Fahrzeuglängsrichtung. Bei einer Kombination von eSense-System und zentral angeordneter Beschleunigungssensorik basiert der Hauptalgorithmus auf dem zentralen Signal in Fahrzeuglängsrichtung oder auf dem Mittelwert oder dem Maximum aller drei Signale (zwei Signale der peripheren Sensoren, ein Signal der angeordneten Beschleunigungssensorik).
Auch in eSense-Systemen kommen Zusatzfunktionen zur Optimierung der Auslöseentscheidung bei Winkel- und Offsetkollisionen zum Einsatz. Eine zentrale Zusatzinformation kann dabei durch Vergleich der beiden Signale der peripheren Sensoren erfolgen. Die entsprechenden Konzepte werden in der DE 10 2005 042 198 A1 offenbart. Bei erfolgter Offsetklassifikation kann wiederum die Sensitivität, d. h. die Auslöseschwellen, des Hauptalgorithmus auf Winkel- und Offsetkollisionen angepasst werden.
Diese vorgestellten Verfahren werden auch Featurefusion genannt. Typischerweise werden durch Schwellwertvergleich Merkmale, sog. Feature, aus den Beschleunigungssignalen extrahiert. Jedes erkannte bzw. nicht erkannte Feature bewirkt eine schalterartige Absenkung bzw. Anpassung der Auslöseschwellen des Hauptalgorithmus.
Aus der DE 10 2004 029 816 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Erkennung eines Unfalls im Kraftfahrzeugbereich mit mindestens einem peripheren Beschleunigungssensor zur Erfassung von Beschleunigungsdaten im Falle eines Unfalls, wobei der mindestens eine periphere Beschleunigungssensor zum Erfassen eines kombinierten Signals, bestehend aus Beschleunigungsdaten bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs und aus Beschleunigungsdaten bezüglich der Querachse des Fahrzeugs, mit seiner Messachse in der durch die Längsachse und die Querachse des Fahrzeugs aufgespannten Ebene unter einem vorbestimmten Neigewinkel bezüglich der Querachse geneigt in dem Fahrzeug montiert ist.
Vorteile der Erfindung
Die beschriebene Auswertung des Signals in Fahrzeugquerrichtung hat den Nachteil, dass der Eingriff durch die Zusatzfunktionen in den Hauptalgorithmus schalterartig erfolgt. D. h. bei erfolgter Erkennung einer Winkel- bzw. Offsetkollision werden sensitive Schwellen, bei nicht erfolgter Erkennung einer Winkel- bzw. Offsetkollision werden eher robuste Schwellwerte zum Treffen der Auslöseentscheidung verwendet. Ein kontinuierlicher Übergang je nach Grad des Winkels oder Stärke des Offsets ist nicht gegeben.
Demgegenüber hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass der Einfluss des Signalanteils in Fahrzeugquerrichtung im Algorithmus gradueller bzw. stetiger bzw. kontinuierlicher berücksichtigt wird. Dies wird sowohl für Systeme mit zentral angeordneter Beschleunigungssensorik als auch für eSense-Systeme ausgeführt.
Der Kern der Erfindung besteht darin, die Signalanteile in Fahrzeuglängs- und -querrichtung vor einer algorithmischen Verarbeitung zu kombinieren, also eine Signalfusion an Stelle einer Featurefusion durchzuführen. Die anschließend angewendeten Algorithmen verwenden dann bereits dieses kombinierte Beschleunigungssignal. Diese Signalfusion steht im Gegensatz zur bisher eingesetzten Featurefusion.
Der Vorteil dieser Signalfusion ist, dass die Signalanteile in Fahrzeugquerrichtung kontinuierlich und entsprechend ihrer Signalstärke in das im Hauptalgorithmus verwendete Gesamtsignal eingehen. Eine schalterartige Beeinflussung der Schwellwerte über Zusatzfunktionen ist nicht mehr notwendig. Dadurch wird eine schnellere und präzisere Ansteuerung der Personenschutz- und/oder Rückhaltemittel erreicht.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln möglich.
Erfindungsgemäß hervorstechend ist, dass die durch die zentral angebrachte Beschleunigungssensorik bzw. peripher angebrachten Sensoren erfassten Beschleunigungsdaten linear unabhängige Beschleunigungen repräsentieren. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich die Beschleunigungen in jedem beliebigen Winkel bezüglich der Fahrzeuglängsachse in der Ebene, die durch die Fahrzeuglängs- und -querachse aufgespannt wird, zu berechnen.
Vorteilhaft ist ebenso, dass die Umwandlung der erfassten Beschleunigungsdaten mittels wenigstens einer affinen bzw. linearen Koordinatentransformation bzw. Transformation bzw. Abbildung erfolgt. Durch den Einsatz von affinen bzw. linearen Koordinatentransformationen bleiben Parallelitäten, Kollinearitäten und Teilverhältnisse aus den erfassten Daten in den umgewandelten Daten erhalten. Das bedeutet, dass auf den umgewandelten Daten in gleichen Aussagen zu Parallelitäten, Kollinearitäten und Teilverhältnissen getroffen werden können, wie auf den erfassten Daten.
In besonderer Weise sticht bei der vorliegenden Erfindung hervor, dass zur Ansteuerung der Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel diejenigen der Beschleunigungsdaten verwendet werden, die die größte Amplitude aufweisen. Erfindungsgemäß müssen durch die Anwendung des vorgestellten Verfahrens bzw. durch den Einsatz der vorgestellten Vorrichtung Zusatzfunktionen auf Basis von Zusatzinformationen weniger stark bis gar nicht mehr in das Ansteuerverfahren eingreifen. Das darauf aufbauende Ansteuerverfahren verhält sich dadurch stetiger beim Übergang von Frontalkollisionen ohne Winkel zu Winkel- bzw. Offsetkollisionen. Dies wird dadurch erreicht, dass sich erfindungsgemäß die umgewandelten Beschleunigungsdaten durch die erfasste Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung beim Übergang von Frontalkollisionen ohne Winkel zu Winkel- bzw. Offsetkollisionen stetig verhalten bzw. verändern.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die Umwandlung der erfassten Beschleunigungsdaten in Beschleunigungen, deren Richtungen zusammen mit der Fahrzeuglängsachse einen Winkel von 30° bzw. 40° einschließen, auf das erfindungsgemäße Ansteuerverfahren für Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel aus. Es hat sich gezeigt, dass die meisten Kollisionen im Straßenverkehr keine Frontalkollisionen sind, sondern vielmehr Winkel- bzw. Offsetkollisionen. Das bedeutet Kollisionen, bei denen das Fahrzeug auf andere Objekte (Fahrzeug, Mauer, Pfahl, etc.) in einem Winkel auftrifft (Winkelkollision) bzw. bei denen das Fahrzeug auf andere Objekte nur teilweise (bspw. bezüglich der Fahrzeuglangsachse nach links bzw. nach rechts versetzt; Offset) auftrifft bzw. in einer Kombination aus Winkel- und Offsetkollision auf andere Objekte auftrifft. Das vorgestellte Verfahren bzw. die vorgestellte Vorrichtung liefert in solchen Fällen erfindungsgemäß zuverlässigere und aussagekräftigere Daten, da die Beschleunigungskomponenten in Fahrzeugquerrichtung, die bei solchen Kollisionen auftreten, durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel in vorteilhafter Weise zum Tragen kommen. Dadurch ist ein präziseres und schnelleres Ansteuern der Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel möglich.
Herausragenden an der vorgestellten Erfindung ist, dass die erfindungsgemäße Umwandlung der erfassten Daten vor der Auswertung zur Ansteuerung von Personenschutz- bzw. Rückhaltemitteln geschieht. Diese optimierte Verarbeitung der Beschleunigungsdaten im Vorfeld ermöglicht, dass die bisher eingesetzten Zusatzfunktionen weniger bis nicht mehr in das Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- bzw. Rückhaltemitteln eingreifen müssen. Dadurch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Beschleunigungskomponenten in Fahrzeugquerrichtung, die bei Winkel- bzw. Offsetkollisionen auftreten, stetiger und stärker im Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- bzw. Rückhaltemitteln berücksichtigt. Dadurch wird eine schnellere und präzisere Ansteuerung der Personenschutz- bzw. Rückmittel erreicht.
Zeichnungen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren gezeigt. Von den Figuren zeigen:
1: Koordinatentransformation der Beschleunigungssignale in 30°-Signale
2: Vergleich von Beschleunigungs-Zeit-Diagrammen zwischen Frontalkollision mit voller Überdeckung (links) und Kollision mit einem Winkel von 30° (rechts)
3: Koordinatentransformation für ein System bestehend aus zentral angeordneter Beschleunigungssensorik und peripheren Beschleunigungssensoren (kombiniertes eSense-System)
4: Beschleunigungs-Zeit-Diagramme von Signalen von seitlich angebrachten, peripheren Sensoren bei einer Kollision mit 64 km/h und einem Aufprallwinkel von 30°
5: Schematische Darstellung der Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung eines Fahrzeugs
6: Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
Beschreibung
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts anderes angegeben ist.
Mittels der vorliegenden Beschleunigungssignale in Fahrzeuglängs- und -querrichtung (A_x, A_y) lassen sich Beschleunigungsvektoren (A_i,1, A_i,2) in jeder beliebigen Richtung in der Ebene, die durch die Fahrzeuglängs- und -querrichtung aufgespannt wird, berechnen.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Berechnung Beschleunigungen in Richtungen (A_45,1, A_45,2), die jeweils zusammen der Fahrzeuglängsachse einen Winkel von 45° einschließen. Z. B. kann dies durch die aus der Geometrie bekannten, nachstehenden Formeln geschehen. Dabei steht „sqrt(2)” für den Wert der Quadratwurzel aus 2. A_45,1 = (A_x + A_y)/sqrt(2) A45,2 = (A_x – A_y)/sqrt(2)
Alternativ kann die Beschleunigungssensorik auch bezogen auf die Fahrzeuglängsachse in der Fahrzeugebene um 45° gedreht eingebaut werden. Dieses Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist speziell bei der Verwendung von zweiachsigen Beschleunigungssensoriken, deren Vorzugsmessrichtungen orthogonal zu einander sind, möglich. Prinzipiell ist es immer möglich die Beschleunigungssensorik so zu konstruieren, dass ihre Vorzugsmessrichtungen zusammen mit der Fahrzeuglängsachse jeweils einen vorgegebenen Winkel einschließen.
Eine weitere Möglichkeit ist ausgehend von den Beschleunigungssignalen in Fahrzeuglängs- und -querrichtung Beschleunigungen zu berechnen deren Richtungen zusammen mit der Fahrzeuglängsachse einen beliebigen Winkel einschließen, z. B. einen Winkel von 30°. Auch dazu können die bekannten Formeln aus der Geometrie verwendet werden. In der nachfolgenden Formel stehen die Zeichen „cos(30°)” bzw. „sin(30°)” für die Werte des Kosinus bzw. Sinus für 30°. A_30,1 = cos(30°)·A_x + sin(30°)·A_y A_30,2 = cos(30°)·A_x – sin(30°)·A_y,
1 zeigt die Transformation der gemessenen Beschleunigungen in Fahrzeuglängs- und -querrichtung (A_x, A_y) in Beschleunigung (A_30,1, A_30,2), deren Richtungen zusammen mit der Fahrzeuglängsachse einen Winkel von 30° einschließen. Es ist abgebildet die schematische Darstellung eines Fahrzeugs (10a, 10b) aus der Vogelperspektive. In der linken Darstellung eines Fahrzeugs (10a) ist eine zentral angeordnete Beschleunigungssensorik (12a) abgebildet mit den Vorzugsmessrichtungen in Fahrzeuglängsrichtung (X) und in Fahrzeugquerrichtung (Y). Die rechte Darstellung eines Fahrzeugs (10b) zeigt ebenfalls eine zentral angeordnete Beschleunigungssensorik (12b). Diesmal allerdings mit transformierten Beschleunigungsrichtungen (A_30,1, A_30,2) Ausgehend von den gemessenen Beschleunigungen in den Vorzugsmessrichtungen (A_x, A_y) werden Koordinatentransformationen durchgeführt, um die transformierten Beschleunigungen (A_30,1, A_30,2) in die abgebildeten Richtungen zu erhalten. Die transformierten Beschleunigungen (A_30,1, A_30,2) schließen jeweils zusammen mit der Fahrzeuglängsachse (X) einen Winkel von 30° ein. Der Pfeil zwischen den beiden Darstellungen von Fahrzeugen (10a, 10b) soll den Schritt der Umwandlung mittels einer Transformation, z. B. einer affinen bzw. linearen Koordinatentransformation, verdeutlichen. Ebenfalls in 1 wird bei der rechten Darstellung eines Fahrzeugs (10b) auch eine Kollision mit einem Winkel von 30° mit einem durch ein Rechteck angedeutetes Objekt (11) dargestellt. Dabei soll auch gezeigt werden, dass die Beschleunigungen in Fahrzeugquerrichtung (A), die durch eine solche Kollision auf ein Fahrzeug (10b) ausgeübt werden, einen positiven Anteil in diesem Beispiel auf das rechte, transformierte Beschleunigungssignal (A_30,2) liefert, wohingegen ein negativer Anteil auf das andere, in diesem Beispiel auf das linke, transformierte Beschleunigungssignal (A_30,1) abfällt.
Grundsätzlich gilt, dass bei einer Winkel- bzw. Offsetkollision eines der beiden transformierten Signale, z. B. in 45° oder 30° Richtung, einen positiven Beitrag durch die Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung erfährt, während das andere transformierte Signal einen negativen Beitrag durch die Komponente in Fahrzeugquerrichtung erfährt. In einer Frontalkollision ohne Winkel und mit voller Überdeckung liegt dagegen keine nennenswerte Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung vor, so dass die transformierten Signale in etwa die gleiche Beschleunigung erfassen, welche bis auf Skalierungsfaktoren der Koordinatentransformation vergleichbar zum ursprünglich gemessenen Beschleunigungssignal in Fahrzeuglängsrichtung ist.
2 zeigt einen Vergleich der Beschleunigungs-Zeit-Diagramme für eine Frontalkollision mit voller Überdeckung (links) und einer Kollision mit einem Winkel von 30° (rechts). Abgebildet sind die Signalverläufe eines Sensors, der Beschleunigungen in Fahrzeuglängsrichtung misst (A_x) und die Signalverläufe der transformierten Beschleunigungssignale A_45,1, A_45,2). Die transformierten Beschleunigungssignale zeigen die Beschleunigungen gemessene in die Richtungen die zusammen mit der Fahrzeuglängsachse jeweils einen Winkel von 45° einschließen. Bei den dargestellten transformierten Beschleunigungssignalen ist der Skalierungsfaktor aus der Quadratwurzel von 2 (sqrt(2)) nicht berücksichtigt.
Wenn man nun das stärkere, also dasjenige transformierte Signale, das eine höhere Amplitude aufweist, als Ausgangspunkt für die weitere algorithmische Verarbeitung heranzieht, ergibt sich bei Frontalkollisionen ohne Winkel kaum eine Änderung. Dagegen werden Winkel- bzw. Offsetkollisionen gegenüber einer Verwendung des ursprünglichen Beschleunigungssignals in Fahrzeuglängsrichtung begünstigt. Durch diese Sensorfusion wird also das Ungleichgewicht zwischen Frontalkollisionen ohne Winkel und Offset- bzw. Winkelkollisionen abgemildert. Der darauf aufbauende Hauptalgorithmus zur Erkennung bzw. Detektion bzw. zur Entscheidung, ob reversible oder irreversible Personenschutzmittel auslösen, verhält sich stetiger beim Übergang von Frontalkollisionen ohne Winkel zu Offset- bzw. Winkelkollisionen, da das resultierende Signal mit Zunahme der Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung stetig zunimmt. Eventuell immer noch notwendige Zusatzinformationen zur weiteren Unterstützung von Offset- und Winkelkollisionen müssen weniger stark in die Schwellwerte eingreifen als bei den bisher bekannten Konzepten.
3 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren angewendet auf ein Sensorsystem bestehend aus zentral angeordneter Beschleunigungssensorik (12a, 12b) und peripheren Beschleunigungssensoren (13a, 14a, 13b, 14b). Periphere Beschleunigungssensoren (13a, 14a, 13b, 14b) sind Beschleunigungssensoren, die an den Außenpartien eines Fahrzeugs (10a, 10b) angebracht sind. Beispielsweise in den A-, B- oder C-Säulen, in den Vorder- oder Hintertüren sowie an den vorderen oder hinteren Stoßfängern. Diese Sensoren übertragen die von ihnen gemessenen Beschleunigungssignale entweder über direkte Verbindungen zum Airbagsteuergerät oder sie bedienen sich einem der vorhandenen Bussysteme im Fahrzeug (CAN-Bus, Flex-Ray, etc.). Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der Bussysteme im Fahrzeug in den Figuren verzichtet, da die Bussysteme nicht Kern bzw. Teil der vorgestellten Erfindung sind.
Abgebildet ist in 3 die schematische Darstellung eines Fahrzeugs (10a) auf linken Seite mit einer im Wesentlichen zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12a) und jeweils einem seitlich angebrachten peripheren Sensor auf der linken Seite (13a) und auf der rechten Seite (14a). Die abgebildete Vorzugsmessrichtung des linken Sensors (13a) ist auf der Fahrzeugquerachse (Y) nach links. Die abgebildete Vorzugsmessrichtung des rechten Sensors (14a) ist auf der Fahrzeugquerachse (Y) nach rechts. Auf der rechten Seite ist ebenfalls die schematische Darstellung eines Fahrzeugs (19b) abgebildet. Die Messrichtungen der im Wesentlichen zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12b) schließen jeweils zusammen mit der Fahrzeuglängsachse (X) einen Winkel (i) ein. Ebenso schließen die Messrichtungen der seitlich angebrachten peripheren Sensoren (13b, 14b) zusammen mit der Fahrzeuglängsachse (X) jeweils den gleichen Winkel (i) ein. Die Messrichtungen auf der rechten schematischen Darstellung eines Fahrzeugs entsprechen den transformierten Beschleunigungsdaten. Der Pfeil zwischen der linken (10a) und rechten (10b) schematischen Darstellung eines Fahrzeugs sollen den erfindungsgemäßen Verfahrenschritt der Umwandlung der erfassten Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) in die transformierten bzw. umgewandelten Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2) verdeutlichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Systemen angewendet werden, die aus einem zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12a, 12b) und peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) bestehen, ein sog. kombiniertes eSense-System. Es ist ebenso denkbar, dass die Beschleunigungssignale ausschließlich von peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) gemessen werden. Da die peripheren Sensoren meist ein vorzeichenbehaftetes Beschleunigungssignal liefern, da ihre Vorzugsmessrichtungen je nach Einbauort auf der linken oder rechten Seite des Fahrzeugs entsprechend nach links oder nach rechts in Fahrzeugsquerrichtung messen, muss bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darauf geachtet werden, dass das Vorzeichen für die Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung dabei je nach Seite so zu wählen ist, dass die resultierende Richtung bei einer Winkel- bzw. Offsetkollision auf dieser Seite ein erhöhtes Signal erfasst.
Ebenso als Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden an Stelle von zweiachsige peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b), also Sensoren, die zwei Vorzugsmessrichtungen aufweisen und entsprechend zwei Beschleunigungssignale liefern, auch je Seite ein einachsiger Sensor mit nur einer Vorzugsmessrichtung so verbaut werden, dass der Sensor direkt die Beschleunigung in die vorgegebene Richtung bezüglich der Fahrzeuglängsachse liefert. Erreicht werden kann das dadurch, dass der Sensor entsprechend, um den vorgegebenen Winkel, z. B. um 45° bzw. 30°, bezüglich der Fahrzeuglängsachse in der Fahrzeugebene gedreht, eingebaut wird.
Die peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) an der Fahrzeugseite erfahren ähnliche Effekte durch den Beitrag der Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung (A_y), wie sie oben für die zentral angeordnete Beschleunigungssensorik beschrieben wurden: Bei einer Frontalkollision ohne Winkel und mit voller Überdeckung ist die Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung (A_y) vernachlässigbar und die transformierten Beschleunigungen bzw. gedrehten Vorzugsmessrichtungen liefern eine ähnliche Beschleunigung wie der Beschleunigungssensor mit Vorzugsmessrichtung in Fahrzeuglängsrichtung.
4 zeigt ein Beschleunigungs-Zeit-Diagramm von Signalen (PAS_zugewandt, PAS_45,zugewandt, PAS_abgewandt, PAS_45,abgewandt) von seitlich angebrachten, peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) bei einer Kollision mit 64 km/h und einem Aufprallwinkel von 30°. In dem Diagramm sind aufgetragen die erfassten Signalverläufe von peripheren Sensoren auf der, der Kollision zugewandten, Seite (PAS_zugewandt) und der, der Kollision abgewandten, Seite (PAS_abgewandt) sowie die transformierten Signalverläufe von peripheren Sensoren auf der, der Kollision zugewandten, Seite (PAS_45,zugewandt) und der, der Kollision abgewandten, Seite (PAS_45,abgewandt). Wiederum ist leicht zu erkennen, dass die transformierten bzw. gedrehten Signale der Sensoren, der Kollision zugewandten. Seite durch den konstruktiven bzw. positiven Beitrag der Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung verstärkt, und die transformierten bzw. gedrehten Signale der Sensoren, der Kollision abgewandten, Seite durch den destruktiven bzw. negativen Beitrag der Beschleunigungskomponente in Fahrzeugquerrichtung abgeschwächt werden.
Bei Systemen, die ausschließlich mit Beschleunigungssignalen von seitlich angebrachten, peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) arbeiten, ist es daher vorteilhaft, das stärkere der beiden transformierten bzw. gedrehten Signale (PAS_45,zugewandt, PAS_45,abgewandt) der peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) als Ausgangsbasis für die algorithmische Auswertung zu verwenden. Durch diese Signalfusion wird das Ungleichgewicht zwischen Frontalkollision ohne Winkel und Offset- bzw. Winkelkollisionen abgemildert. Eventuell immer noch notwendige Zusatzinformationen zur weiteren Unterstützung von Offset- und Winkelkollisionen müssen weniger stark in die Schwellwerte des Hauptalgorithmus eingreifen als bei den bisher bekannten Konzepten.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind beim kombinierten Einsatz von zentral angeordneter Beschleunigungssensorik (12a, 12b) und seitlich angebrachten, peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) mehrere Varianten denkbar.

1) Der Hauptalgorithmus verarbeitet Signale der zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12a, 12b), d. h. entweder verarbeitet er von der zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12) das Beschleunigungssignal in Fahrzeuglängsrichtung (A_x) oder wie erfindungsgemäß beschrieben das transformierte Beschleunigungssignal (A_30,1, A_30,2) mit der höchsten Amplitude. Die erfindungsgemäß transformierten Signale der seitlich angebrachten, peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b) gehen als Informationen für Zusatzfunktionen im Hauptalgorithmus zur Beeinflussung der Schwellwerte ein.
2) Der Hauptalgorithmus verarbeitet erfindungsgemäß das transformierte Signal (A_30,1, A_30,2) der zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12a, 12b) oder der seitlich angebrachten peripheren Sensoren (13a, 14a, 13b, 14b), dessen Amplitude am höchsten ist. In beiden Fällen können weitere Zusatzfunktionen die Erkennung von Winkel- bzw. Offsetkollisionen optimieren. Durch die erfindungsgemäße, optimierte Signalfusion bzw. Signalverarbeitung im Vorfeld müssen diese aber weniger stark in den Hauptalgorithmus eingreifen.

5 zeigt die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Mit der im Wesentlichen zentral im Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensorik (12) sowie der seitlich angebrachten peripheren Sensoren (13, 14). Die erfassten Beschleunigungsdaten der Beschleunigungssensorik und der peripheren Sensoren werde mittels einer Umwandlungseinheit (51) in Beschleunigungsdaten umgewandelt, deren Richtungen zusammen mit der Fahrzeuglängsachse (X) jeweils einen Winkel (i) einschließen. Die so fusionierten Signale bzw. Beschleunigungsdaten werden dann einer Auswerte- bzw. Ansteuereinheit (52) zugeführt. Die Ansteuereinheit (52) wertet die Beschleunigungsdaten aus und steuert abhängig von der Auswertung die Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel (53) an.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In den Verfahrensschritten (101, 102, 103) werden Beschleunigungsdaten von der im Wesentlichen zentral angeordneten Beschleunigungssensorik (12) bzw. von den seitlich angebrachten peripheren Sensoren (13, 14) erfasst. Im Verfahrensschritt (104) werden die erfassten Daten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren umgewandelt, sodass Beschleunigungsdaten entstehen mit Richtungen, die zusammen mit der Fahrzeuglängsachse (X) jeweils einen Winkel (i) einschließen. Der Verfahrensschritt (105) repräsentiert die Auswertung der umgewandelten bzw. transformierten Beschleunigungsdaten. Im Verfahrensschritt (106) werden die Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel abhängig von der Auswertung im Verfahrensschritt (105) angesteuert.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Beispielsweise können die ein- bzw. zweiachsigen peripheren Beschleunigungssensoren (13a, 14a, 13b, 14b) auch durch mehr-achsige Beschleunigungssensoren ersetzt werden. Gleiches gilt für die in den Ausführungsbeispielen angegebenen zentral angeordneten zweiachsigen Beschleunigungssensoren (12a, 12b).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005042198 A1 [0004]
DE 102004029816 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln für ein Fahrzeug mit den Schritten: Erfassen (101, 102, 103) von wenigstens zwei Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) von wenigstens einer Beschleunigungssensorik (12a, 12b); Umwandeln (104) der wenigstens zwei erfassten Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) in wenigstens zwei Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2); Ansteuern (106) der Personenschutz- und/oder Rückhaltemittel (53) abhängig von der Auswertung (105) der wenigstens zwei umgewandelten Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2), dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung (104) derart erfolgt, dass die Richtungen der Beschleunigungen repräsentiert durch die umgewandelten Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2) jeweils zusammen mit der Längsachse (X) des Fahrzeugs (10a, 10b) einen vorgegebenen Winkel (i) einschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei erfassten Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) linear unabhängige Beschleunigungen auf das Fahrzeug repräsentieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung (104) wenigstens eine affine und/oder lineare Transformation aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung (106) der Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln (53) diejenigen der umgewandelten Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2), welche die größte und/oder kleinste Amplitude aufweisen, verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Winkel (i) 30° und/oder 45° betragen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung (104) der erfassten Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) vor der Auswertung (105) zur Ansteuerung (106) von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln (53) geschieht.
Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln für ein Fahrzeug mit wenigstens einer Beschleunigungssensorik (12a, 12b, 13a, 14a, 13b, 14b) zur Erfassung wenigstens zweier Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) und wenigstens einer Umwandlungseinheit (51) zur Umwandlung der wenigstens zwei erfassten Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) in wenigstens zwei Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2) und wenigstens einer Ansteuereinheit (52) zur Ansteuerung der Personenschutz- und/oder Rückhaltemittel (53) dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinheit (51) die Richtungen der Beschleunigungen repräsentiert durch die umgewandelten Beschleunigungsdaten (A_30,1, A_30,2) derart umwandelt, dass die Richtungen jeweils zusammen mit der Längsachse (X) des Fahrzeugs (10a, 10b) einen vorgegebenen Winkel (i) einschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Beschleunigungssensorik (12, 13, 14) so ausgebildet ist, dass sie zwei Beschleunigungsdaten (A_x, A_y) erfasst, die linear unabhängige Beschleunigungen auf das Fahrzeug (10a, 10b) repräsentieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Beschleunigungssensorik (12) im Wesentlichen zentral im Fahrzeug (10a, 10b) untergebracht ist und wenigstens eine weitere Beschleunigungssensorik (13, 14) eine periphere Beschleunigungssensorik ist.