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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.
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Ein derartiges Fahrzeug bzw. Verfahren ist aus der
DE 10 2006 045 747 A1 bekannt. Dort ist ein Motorrad beschrieben, dessen Fahrer eine Jacke mit einem integrierten Airbag trägt. In die Jacke ist ein „Abhebeermittlungsteil” integriert, welches bei einem Unfall das Abheben des Fahrers vom Fahrzeug detektiert. Das Motorrad weist ferner einen Neigungssensor auf, der ein den Neigungswinkel und die Neigungswinkelbeschleunigung des Motorrads beschreibendes Signal erzeugt. Der in die Jacke integrierte Airbag kann in Abhängigkeit von den von diesen „Sensoriken” gelieferten Signalen ausgelöst werden.
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Integriert man eine passive Sicherheitseinrichtung in die Bekleidung des Fahrers bzw. Beifahrer, so müssen Fehlauslösungen mit hoher Sicherheit ausgeschlossen werden. Eine Fehlauslösung einer Sicherheitsvorrichtung oder eine z. B. leicht verspätete Auslösung eines Airbags kann lebensgefährlich sein. Selbst in einem relativ häufig vorkommenden Fall, dass der Fahrer das Motorrad schiebt und es dabei umkippt, muss eine Auslösung der Einrichtung passiver Sicherheit, z. B. eines Airbags zuverlässig unterbunden werden, da es sich hierbei nicht um einen den Fahrer ernsthaft gefährdenden Unfall handelt. Auch rein wirtschaftlichen Folgen einer Fehlauslösung sind beträchtlich da die meisten derartigen Vorrichtungen nicht reversibel sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit einem Bekleidungsstück, in das eine Einrichtung passiver Sicherheit integriert ist, zusammenwirkendes Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Auslösen der Einrichtung passiver Sicherheit zu schaffen, das eine hohe Sicherheit gegen Fehlauslösungen aufweist.
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Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Motorrad, mit einer „am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung” die mit einer in ein Bekleidungsstück eines Fahrers oder Beifahrers integrierten „Einrichtung passiver Sicherheit” über eine „Kommunikationseinrichtung” zusammenwirkt.
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Die Kommunikationseinrichtung ermöglicht eine drahtlose Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug bzw. der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung und der in das Bekleidungsstück integrierten Einrichtung passiver Sicherheit, und/oder umgekehrt. Für die drahtlose Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug bzw. der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung und der Einrichtung passiver Sicherheit, bzw. umgekehrt, können bekannte Datenübertragungstechnologien (z. B. Funk, insbesondere Blue-Tooth, WLAN, Infrarot, RFID, etc.) eingesetzt werden.
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Eine notwendige aber nicht unbedingt hinreichende Voraussetzung für das Auslösen der Einrichtung passiver Sicherheit ist das Vorliegen bzw. Detektieren eines als kritisch anzusehenden „Zustandes”, welcher von der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung detektiert wird.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, dass mittels der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung detektiert wird, ob
- • ein Getriebegang eingelegt und/oder
- • ob das Fahrzeug sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer als eine vorgegebene Mindestgeschwindigkeit ist,
wobei die Einrichtung passiver Sicherheit nur dann ausgelöst wird, wenn ein Getriebegang eingelegt und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als die vorgegebene Mindestgeschwindigkeit ist.
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Die vorgegebene Mindestgeschwindigkeit kann so gewählt werden, dass ein potentieller Schaden durch eine Auslösung der Vorrichtung passiver Sicherheit kleiner als die durch diese Vorrichtung zu mindernden vorausberechneten, geschätzten oder aus Erfahrung bekannten potentiellen Aufprallfolgen sind. Beispielsweise kann diese Geschwindigkeit kleiner als 5, 10, 15, 25, 30 km/h sein.
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Vorteilhafterweise kann diese Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrer eingestellt werden. Der Fahrer kann dabei mittels der „Kommunikationseinrichtung” zugeordnet oder mittels Sensoren nach seiner Körpergröße und/oder Gestalt klassifiziert werden. Somit kann zusätzlich eine Anpassung der Funktion der Einrichtung passiver Sicherheit auf den aktuellen Fahrer erfolgen.
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Es sei ausdrücklich erwähnt, dass das Vorliegen eines eingelegten Getriebegangs und/oder das Überschreiten einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit als notwendige aber nicht unbedingt als hinreichende Voraussetzung für das Auslösen der Einrichtung passiver Sicherheit definiert sein kann. Ob tatsächlich ausgelöst wird, kann von einer oder mehreren weiteren Voraussetzungen abhängig gemacht werden.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass mit hinreichend hoher Wahrscheinlichkeit nur dann von einem schwerwiegenden Unfall, der eine Auslösung der Einrichtung passiver Sicherheit rechtfertigt, auszugehen ist, wenn ein Getriebegang eingelegt und/oder das Fahrzeug sich mindestens mit einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit bewegt.
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Bei der in das Bekleidungsstück integrierten Einrichtung passiver Sicherheit kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Airbags und/oder um Protektoren handeln, deren Härte und/oder Schutzgrad „verstellbar” ist, z. B. durch Auslösen einer in das Bekleidungsstück integrierten Auslöseeinrichtung, welche die Auslösung von Airbags bewirkt bzw. die Protektoren von einem „passiven Zustand” in einen oder mehrere „aktive Zustände” überführt. Die in das Bekleidungsstück integrierte Einrichtung passiver Sicherheit kann insbesondere einen oder mehrere Airbags enthalten, die während ihrer Auslösung bzw. im ausgelösten Zustand den Hals und/oder den Nacken des Fahrers bzw. Beifahrers stützen bzw. schützen.
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Die Einrichtung passiver Sicherheit kann auch „mehrstufig” ausgeführt sein. „Mehrstufig” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass mehrere Auslösestufen der Einrichtung passiver Sicherheit oder mehrere Aktuatoren einer Vorrichtung passiver Sicherheit, z. B. zwei oder mehr Gaspatronen eines Airbags zeitlich nacheinander ausgelöst werden können. Somit kann bei einem Vorhandensein mehrerer Airbags bzw. mehrerer Gaspatronen eines Airbags die Schutzwirkung deutlich besser an die Unfallgegebenheiten angepasst und somit insgesamt verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann ein oder können mehrere für Einrichtung passiver Sicherheit auslöserelevante Parameter oder Auslöseparameter mittels der Kommunikationseinrichtung übertragen werden, welche physikalische Parameter bei der Auslösung, z. B. Aktivierungsdauer, wirkende Kräfte, zeitliche Kennlinien der Kraftentfaltung und/oder Parameter der anschließenden Kraftminderung, Eigenschaften der Protektoren bei ihrer Erhärtung und/oder anschließenden Härteminderung steuern. Somit kann eine bessere Anpassung der Vorrichtung aktiver Sicherheit auf die konkret erwarteten Crashparameter bzw. Aufprallparameter erfolgen.
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Die Anpassung der Parameter der Einrichtung passiver Sicherheit kann somit sogar erfolgen, nachdem kein physischer Kontakt mehr zwischen dem Motorradfahrer und Motorrad besteht. Somit ergibt sich als weiterer Vorteil, dass eine Übermittlung von eines oder mehrerer Parametern zur Anpassung der Einrichtung passiver Sicherheit auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen kann. Somit können die Parameter in einer Recheneinheit des Fahrzeugs präziser und anhand neuester Informationen, z. B. Sensorinformationen, z. B. Beschleunigungssensoren oder Umfeldsensoren, berechnet werden.
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Vorteilhafterweise kann auch eine Korrektur eines bereits erfolgten Aktivierungssignals für die Einrichtung passiver Sicherheit und/oder einzelner Parameter zu deren Betätigung zu einem späteren Zeitpunkt, z. B. auch während des Sturzvorgangs erfolgen. Auch fälschlich abgesetzte Aktivierungssignale oder zu harte Auslöseparameter können so zu einem – gemessen an einer typischen Dauer eines Unfalls – sehr späten Zeitpunkt korrigiert werden.
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Vorteilhafterweise können mittels der Kommunikationseinrichtung Zeitwerte zur Einrichtung passiver Sicherheit übertragen welche zur Aktivierung eines oder mehrerer der Aktuatoren dienen. Somit kann die Auslösung der Einrichtung aktiver Sicherheit auch nach einem Abbruch der Kommunikationsverbindung, z. B. infolge einer Zerstörung der Kommunikationseinrichtung oder infolge einer Überschreitung der Funkreichweite zu einem oder mehreren optimalen vorausberechneten Zeitpunkten erfolgen kann.
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Alternativ oder zusätzlich wird ein zyklisches oder ereignisabhängiges Synchronisierungssignal mittels Kommunikationseinrichtung zur Einrichtung aktiver Sicherheit übertragen werden, welches der Synchronisierung beider Empfangs- und Sendeeinheiten und/oder der Einhaltung einer oder mehrerer Aktivierungszeiten von Aktuatoren dient.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung um eine Sensoreinrichtung, die mindestens ein Messsignal erzeugt, das nicht nur in die Beurteilung eingeht, ob die in das Bekleidungsstück integrierte Einrichtung passiver Sicherheit ausgelöst werden soll, sondern, das zudem von mindestens einem elektronischen Fahrzeugsystem verarbeitet wird. In diesem Fall handelt es sich somit nicht um eine „als Zubehör”, mit der „Einrichtung passiver Sicherheit” zusammenwirkende „am Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung”, sondern um eine Sensoreinrichtung, die für die volle Funktionsfähigkeit mindestens eines Fahrzeugsystems erforderlich und somit integraler Bestandteil des Fahrzeugs ist. Dies ist vorteilhaft, weil somit Signale die im eigenen Bordnetz des Fahrzeugs genutzt werden können, mit hoher Präzision gewonnen und mit weiteren Bordnetzsignalen plausibilisiert werden.
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Bei der „am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung” kann es sich beispielsweise um eine „Sensorbox” (Sensorelektronik) handeln, die ein oder mehrere Messsignale erzeugt, welches bzw. welche von einem ABS-System, einem Antriebsschlupfsystem o. a. verarbeitet werden kann bzw. können. Die am Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine Sensorik enthalten, mittels der
- • Beschleunigungen des Fahrzeugs (z. B. in Fahrzeugslängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung oder Drehbeschleunigungen des Fahrzeugs um eine Fahrzeuglängs-, Fahrzeugquer- und/oder um eine Fahrzeughochachse) gemessen werden können,
- • mittels der (Gewichts-)Kräfte (z. B. Kräfte, die zwischen dem Fahrer bzw. Beifahrer und dem Fahrzeug auftreten) gemessen werden können,
- • etc.
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Ferner kann auch die Ermittlung der erfindungsgemäßen Signale in der Recheneinheit des Fahrzeugs erfolgen, mit dem Vorteil der Nutzung von Synergien sowie einer besseren gesamthaften Absicherung bei ihrer Entwicklung. Als „Kommunikationseinrichtung” kann eine ohnehin im Fahrzeug vorhandene Kommunikationseinrichtung mit oder ohne Modifikationen genutzt werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die am Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung das Fahrzeugumfeld überwacht, z. B. mittels eines Kamerasystems, eines sogenannten Time-Of-Flight Sensors, einer LED-basierten Umfeldsensorik, eines Radar- oder Lidarsystems, etc. Desweiteren könnte vorgesehen sein, dass die am Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung die Neigung des Motorrads detektiert, wodurch mit einer relativ hohen Wahrscheinlichkeit Stürze vorhergesagt bzw. erkannt werden können.
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Die am Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung kann auch eine Messeinrichtung (z. B. kapazitive oder induktive Messeinrichtung) aufweisen, mittels der detektiert werden kann, ob der Fahrer seine Hände an den Lenkergriffen hat bzw. ob er eine oder beide Hände vom Lenker genommen hat, was in Kombination mit anderen Zustandsparametern ein weiteres Indiz für das Vorliegen eines Unfalls sein kann, bei dem der Fahrer vom Motorrad geschleudert wird.
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Bei einem Motorrad kann eine unmittelbar bevorstehende „Absturzsituation” beispielsweise daran erkannt werden, dass der Lenker um mehr als einen Vorgegebenen Winkel aus seiner Mittelstellung verdreht ist, was z. B. mittels eines Lenkwinkelsensors detektierbar ist, und dass gleichzeitig der Fahrer mindestens eine Hand vom Lenker genommen hat, was durch Sensoren, die in Handschuhe des Fahrers integriert sein können, detektiert werden kann.
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Mittels der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung kann evtl. auch der Zeitpunkt eines bevorstehenden Aufpralls des Fahrzeugs auf ein Hindernis oder der Zeitpunkt eines bevorstehenden Sturzes abgeschätzt bzw. ermittelt und in Abhängigkeit davon ein optimaler Auslösezeitpunkt für die Einrichtung passiver Sicherheit” ermittelt werden.
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Insbesondere können auch mehrere Zeitpunkte, die bestimmten Phasen eines erkannten unmittelbar bevorstehenden Unfalls entsprechen, ermittelt und daraus mehrere Parameter für die Eirichtung passiver Sicherheit ermittelt werden die mehreren optimierten Aktivierungszuständen der Einrichtung passiver Sicherheit entsprechen.
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Als weiteres, notwendiges Auslösekriterium kann z. B. eine gewisse Mindestbeschleunigung des Fahrers bzw. Beifahrers in Bezug auf das Fahrzeug definiert sein, was mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit darauf hindeutet, dass ein Unfall vorliegt, bei dem der Fahrer bzw. Beifahrer vom Fahrzeug weggeschleudert wird. Beispielsweise kann die Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit eines Punktes oder mehrerer Punkte der Bekleidung bzw. des Bekleidungsstücks relativ zum Fahrzeug gemessen werden. Dies kann z. B. beispielsweise mittels einer oder mehrerer „richtungsabhängigen Obertragungsstrecken”, z. B. mittels gerichteter Antennen erfolgen, die am Fahrzeug angeordnet sein kann bzw. können oder die in das Bekleidungsstück integriert sein kann bzw. können. Ferner können bestimmte Abstände zwischen einem oder mehreren vorgegebenen Punkten des Bekleidungsstücks und dem Fahrzeug und/oder bestimmte Winkel zwischen dem Bekleidungsstück und dem Fahrzeug gemessen und als notwendiges Auslösekriterium für die Einrichtung passiver Sicherheit herangezogen werden. Die Messung des Winkels und/oder eines oder mehreren Abstände zu bestimmten Punkten des Bekleidungsstücks kann mittels an sich bekannter Verfahren realisiert werden. So können z. B. eine oder mehrere Antennen genutzt werden, die aufgrund der Laufzeitunterschiede und/oder Phasenunterschiede des Signals zwischen einem oder mehreren Sendern und einem oder mehreren Empfänger auf ihre relative Positionen zueinander schließen. Es können, z. B. auch infrarotbasierte Datenübertragungsstrecken mit mehreren Strahlen oder RFID-Transmitter genutzt werden.
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Vorteilhafterweise wird zusätzlich der Winkel und/oder Abstand zwischen einem oder mehreren in ein oder mehrere Bekleidungsstücke integrierten Empfänger(n) bzw. Datentransmitter(n) gemessen. Dadurch kann die Körperstellung des Fahrers automatisch analysiert werden und auf eine ggf. vorhandene Geschwindigkeit oder Beschleunigung zwischen mindestens zwei Körperteilen des Fahrers geschlossen werden. Aus der Körperhaltung des Insassen und/oder einer typischen Veränderung der Positionen der Körperteile kann eine Voraussage eines Absturzes- und/oder Kontrollverlustes des Fahrers genutzt werden, insbesondere wenn sich diese in einem Wertebereich außerhalb eines vordefinierten als akzeptabel angesehenen Wertebereich befinden.
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Somit können auch relativ langsam wirkende Protektoren in der Einrichtung passiver Sicherheit genutzt werden, die ihre physischen Eigenschaften erst innerhalb einer relativ langen Zeit (z. B. länger als 0,5 s) nach dem Eingang des Signals verändern, insbesondere erhärten oder wieder aufweichen. Dies erlaubt auch den Einsatz von Protektoren die sich mittels einer – vergleichsweise langsamen – chemischen Wirkungsweise erhärten und/oder nach dem Unfall wieder aufweichen.
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Die Aufweichung der Protektoren kann mit einem weiteren durch die Kommunikationseinrichtung übermittelten Signal angesteuert werden, insbesondere nach Ablauf einer bestimmten Zeit nachdem das Motorrad nach dem Unfall endgültig zum Stillstand gekommen ist.
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Zusätzlich zu der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung kann in das Bekleidungsstück eine weitere Sensoreinrichtung integriert sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in die Auslöseentscheidung Sensorsignale von beiden Sensoreinrichtungen, d. h. sowohl von der am Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung, als auch von der in das Bekleidungsstück integrierten Sensoreinrichtung, eingehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006045747 A1 [0002]
- US 2006-0242746 A1 [0003]
- DE 102008003767 A1 [0003]
- WO 0219850 A1 [0003]
- DE 19925759 A1 [0003]
- DE 19640658 A1 [0003]