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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Auslösesystem auf ein Verfahren zum Betreiben einer Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug sowie auf ein Computerprogrammprodukt.
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Um einen Aufprall eines Fahrzeugs zu erkennen, bestehen herkömmliche Systeme der passiven Sicherheit beispielsweise aus Kontaktsensoren wie Beschleunigungs- oder Drucksensoren, Gurtsystemen und Airbags, die insbesondere irreversibel, pyrotechnisch und nach dem Aufprall aktiviert werden können, sowie einer Fahrzeugstruktur, deren Crasheigenschaften konstruktiv bzw. passiv eingestellt sind.
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Ferner gibt es sogenannte Pre-Crash-Systeme, bei denen mittels Umfeldsensorik vor einem Aufprall Informationen an ein Airbagsteuergerät weitergegeben werden, um beispielsweise ein genanntes Rückhaltemittel beim Aufprall noch genauer oder reversible Rückhaltemittel wie beispielsweise motorisierte Gurtstraffer bereits vor dem Aufprall auszulösen.
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Dabei können auch adaptive Strukturen verwendet werden, die ausgebildet sind, um beispielsweise die Dämpfungseigenschaften einer Crashzone des Fahrzeugs an eine Fahrzeugsituation, insbesondere an einen drohenden Aufprall, anzupassen oder zu verbessern. Hierbei kann es sich um eine reversible Strukturanpassung, die vor dem Aufprall aktiviert wird, oder eine irreversible Strukturanpassung, die nach dem Aufprall aktiviert wird, handeln.
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Es ist bislang nicht möglich, einen irreversiblen Eingriff in eine Struktur oder eine Zündung eines klassischen Airbags in einem Fahrzeuginnenraum allein auf Basis von Umfeldsensoren, d. h. vor einem Aufprall des Fahrzeugs, vorzunehmen. Dies liegt insbesondere daran, dass eine für eine sichere Erkennung des Aufpralls nötige Robustheit mittels Umfeldsensorik nicht dargestellt werden kann. Im Gegensatz zur Beschleunigungssensorik können mittels Umfeldsensorik nicht alle für eine Beurteilung einer Crashschwere relevanten Größen sensiert werden. Eine Aufprallgeschwindigkeit kann zwar sehr gut detektiert werden, jedoch nicht die Masse und Steifigkeit der Objekte, allenfalls indirekt über ein Modell, wobei das Modell wiederum eine hohe Robustheit aufweisen sollte.
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Die
US 6,764,118 B2 beschreibt eine herkömmliche Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug, ein verbessertes Auslösesystem ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer solchen Auslösevorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Es wird vorliegend eine Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Auslösevorrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Schnittstelle zum Einlesen eines Sensorsignals, das eine von einem ausfahrbaren Sensor ausgegebene Messgröße repräsentiert; und
eine Auslöseeinheit, die ausgebildet ist, um auf Basis des Sensorsignals ein Auslösesignal zum Auslösen der Personenschutzvorrichtung zu ermitteln.
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Unter einer Auslösevorrichtung kann beispielsweise ein elektrisches Steuergerät (wie beispielsweise ein Airbagsteuergerät) eines Fahrzeugs verstanden werden. Das Steuergerät kann Sensorsignale verarbeiten und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale zum Steuern einer Personenschutzeinheit wie eines Airbagsystems ausgeben. Mittels des Steuergeräts ist sichergestellt, dass ein Personenschutzmittel wie ein Airbag insbesondere in Abhängigkeit von einem Fahrzeugaufprall aktiviert wird.
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Unter einer Personenschutzvorrichtung kann im Allgemeinen eine in ein Fahrzeug eingebaute Vorrichtung zum Schützen der Insassen des Fahrzeugs oder von außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Personen bei einem Fahrzeugaufprall verstanden werden. Eine solche Personenschutzvorrichtung kann beispielsweise in Form eines Airbagsystems realisiert sein, wobei das Airbagsystem vorteilhafterweise von der genannten Auslösevorrichtung aktiviert werden kann.
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Unter einer Schnittstelle der Auslösevorrichtung kann beispielsweise eine hardwaremäßig ausgebildete Schnittstelle, etwa innerhalb eines Bussystems, verstanden werden. Hierbei kann die Schnittstelle Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auslösevorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstelle ein eigener, integrierter Schaltkreis ist oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen besteht. Mittels der Schnittstelle kann die Auslösevorrichtung an einen Sensor oder an eine Mehrzahl von Sensoren zum Einlesen sicherheitsrelevanter Daten gekoppelt werden. Durch diese Daten kann ein Auslösezeitpunkt der Personenschutzvorrichtung besonders genau bestimmt werden.
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Unter einem Sensorsignal kann beispielsweise ein eine Beschleunigung, einen mechanischen Kontakt oder einen Druck repräsentierendes elektrisches Signal verstanden werden, wobei die dieses Signal repräsentierende Größe beispielsweise durch einen an einer Fahrzeugaußenseite angebrachten Sensor detektiert wird. Auf der Basis des Sensorsignals kann die Auslösevorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit ein zum Auslösen der Personenschutzvorrichtung notwendiges Auslösesignal ermitteln.
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Unter einem ausfahrbaren Sensor kann ein Sensor verstanden werden, der beispielsweise mittels eines elektromechanischen, pneumatischen, hydraulischen und/oder federbasierten Antriebs ausgefahren werden kann. Ein solcher Sensor kann insbesondere als Kontaktsensor ausgeführt sein. Dadurch, dass der Sensor ausfahrbar ist, beispielsweise um damit einen Abstand des ausfahrbaren Sensors zum Fahrzeug zu vergrößern, kann eine zum Auslösen der Personenschutzvorrichtung erforderliche Auslösezeit deutlich verkürzt werden.
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Unter einer Auslöseeinheit kann beispielsweise ein Sicherheitssteuergerät mit einem Robustheitslevel wie ASIL verstanden werden. Ein solches Sicherheitssteuergerät kann sicherheitsrelevante Sensordaten verarbeiten und in Abhängigkeit davon entsprechende Signale insbesondere zum Steuern der Personenschutzeinrichtung ausgeben. Das Sicherheitssteuergerät kann beispielsweise Teil des genannten Airbagsteuersystems sein. Durch das Sicherheitssteuergerät ist eine besonders hohe Robustheit des Airbagsteuersystems sichergestellt.
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Unter einem Auslösesignal kann beispielsweise ein von der Auslöseeinheit auf Basis eingehender Sensorsignale ermitteltes und an die Personenschutzvorrichtung ausgegebenes elektrisches Signal verstanden werden, durch das die Personenschutzeinrichtung aktiviert wird. Durch das Auslösesignal kann die Personenschutzvorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit und mit einer möglichst geringen Verzögerung aktiviert werden.
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Der vorliegende Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass herkömmliche Auslösevorrichtungen für Personenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen insbesondere dann eine ausreichend hohe Robustheit aufweisen, wenn die Detektion der Eigenschaften eines Aufpralls im Moment des Aufpralls erfolgt. Dies impliziert, dass eine mit der Auslösevorrichtung verbundene Personenschutzvorrichtung, beispielsweise ein Airbagsystem, erst kurz nach dem Aufprall aktiviert werden kann, was ein gewisses Sicherheitsrisiko bergen kann.
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Diese beim Einsatz herkömmlicher Auslösevorrichtungen unvermeidliche Verzögerung kann durch den hier vorgestellten Ansatz so weit reduziert werden, dass die Personenschutzeinrichtung bereits vor dem Aufprall eines Objekts auf die Fahrzeugkarosserie ausgelöst wird. Dazu wird ein Auslösesignal zum Auslösen der Personenschutzeinrichtung durch eine Auslöseeinheit auf Basis eines von einem ausfahrbaren Sensor ausgegebenen Sensorsignals ermittelt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Schnittstelle ausgebildet sein, um ein Umfeldsignal einzulesen, das eine durch einen Umfeldsensor ausgegebene Messgröße repräsentiert. Dabei kann die Auslöseeinheit ausgebildet sein, um das Auslösesignal ansprechend auf das Umfeldsignal zu ermitteln. Bei dem Umfeldsignal kann es sich beispielsweise um ein Radar- oder Lidarsignal handeln, das ansprechend auf einen eventuell bevorstehenden Aufprall des Fahrzeugs von einem Radarsensor ausgegeben wurde. Auf Basis des Umfeldsignals kann eine Aufprallsituation besonders frühzeitig erkannt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Auslöseeinheit ausgebildet sein, um das Auslösesignal auf Basis einer Verknüpfung des Sensorsignals mit dem Umfeldsignal zu ermitteln. Durch die Kombination zweier unterschiedlicher Sensorsignale kann die Robustheit der Auslösevorrichtung weiter erhöht werden.
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Ferner kann die Auslöseeinheit ausgebildet sein, um ansprechend auf das Umfeldsignal ein Aktivierungssignal zum Aus- und/oder Einfahren des ausfahrbaren Sensors auszugeben. Somit kann der ausfahrbare Sensor besonders schnell und zuverlässig in Abhängigkeit von einer erkannten bevorstehenden Aufprallsituation aktiviert werden.
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Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Auslöseeinheit ausgebildet sein, um das Sensorsignal als Sensorsignal eines zumindest teilweise ausgefahrenen Sensors zu interpretieren, insbesondere wobei der ausfahrbare Sensor im zumindest teilweise ausgefahrenen Zustand einen größeren Abstand zum Fahrzeug aufweist als im eingefahrenen Zustand. Somit erfolgt ein Aufprall des zumindest teilweise ausgefahrenen Sensors auf ein Hindernis früher als ein Aufprall des Fahrzeugs auf das Hindernis. Dadurch kann das Auslösesignal, das auf Basis des von dem ausgefahrenen Sensor ausgegebenen Sensorsignals ermittelt wird, bereits vor dem Aufprall des Objekts auf die Fahrzeugkarosserie an die Personenschutzeinrichtung ausgegeben werden.
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Günstig ist es auch, wenn die Auslöseeinheit in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, um das Sensorsignal als ein eine Beschleunigung und/oder einen Druck und/oder eine Betätigung eines Schalters repräsentierendes Sensorsignal zu interpretieren. Unter Verwendung eines solchen Sensorsignals kann die Robustheit der Auslösevorrichtung weiter erhöht werden, da eine Beschleunigung, ein Druck und/oder eine Betätigung eines Schalters eine charakteristische und zuverlässige Bestimmungsgröße für den Aufprall eines Objektes auf ein Fahrzeug liefert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Auslöseeinheit ausgebildet sein, um das Sensorsignal als Sensorsignal eines in einem Frontbereich und/oder in einem Heckbereich und/oder in einem Seitenbereich des Fahrzeugs verbauten ausfahrbaren Sensors zu interpretieren. Dadurch kann ein eventuell bevorstehender Aufprall eines Objektes besonders gut und zuverlässig erkannt werden, insbesondere wenn das Objekt mit einer großen Geschwindigkeit und/oder Energie von vorne oder hinten auf das Fahrzeug prallt.
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Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Auslösesystem, das eine Auslösevorrichtung gemäß einer der genannten Ausführungsformen sowie einen ausfahrbaren Sensor aufweist. Mithilfe eines solchen Auslösesystems kann die Auslösezeit einer durch das Auslösesystem aktivierbaren Personenschutzeinrichtung deutlich reduziert werden und damit die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht werden.
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Ferner kann der ausfahrbare Sensor als Pralldämpfer ausgestaltet sein, insbesondere wobei der Sensor ausgebildet ist, um eine insbesondere bei einem Aufprall auf das Fahrzeug wirkende Energie zu absorbieren. Beispielsweise kann der ausfahrbare Sensor in Gestalt eines ausfahrbaren stoßabsorbierenden Vorderbaus des Fahrzeugs ausgeführt sein. Dadurch kann die Schutzwirkung des Auslösesystems weiter erhöht werden, da bereist Aufprallenergie des Aufpralls des Objekts auf das Fahrzeug durch beispielsweise eine Deformation des ausfahrbaren Sensors bereits vor dem Aufprall des Objektes auf das Fahrzeug absorbiert wird.
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Schließlich schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
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Einlesen eines Sensorsignals über eine Schnittstelle der Auslösevorrichtung, wobei das Sensorsignal eine von einem ausfahrbaren Sensor ausgegebene Messgröße repräsentiert; und
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Auslösen der Personenschutzvorrichtung durch ein Auslösesignal, das durch eine Auslöseeinheit der Auslösevorrichtung auf Basis des Sensorsignals ermittelt wurde.
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Von Vorteil ist somit auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung einer Variante des hier beschriebenen Verfahrens verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Somit wird in diesem Dokument ein Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung einer Variante eines hier beschriebenen Verfahrens vorgestellt, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Auslösesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm einer Aktivierung einer herkömmlichen Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug;
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3 ein Ablaufdiagramm einer Aktivierung einer Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine schematische Darstellung eines ausfahrbaren Vorderbaus eines Fahrzeugs zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Auslösesystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Auslösesystem 100 ist beispielsweise in einem teilweise dargestellten Fahrzeug 105 angeordnet und umfasst eine Auslösevorrichtung 110 sowie einen ausfahrbaren Sensor 115, der in einem Frontbereich des Fahrzeugs 105 ausgebildet ist und auch als Struktur, aktive, ausfahrbare Struktur, Fühler, Kontaktsensorfühler, ausfahrbares Element oder reversibel ausfahrbares Element bezeichnet werden kann. Ferner weist das Fahrzeug 105 eine Personenschutzvorrichtung 120 auf. Die Personenschutzvorrichtung 120, die beispielsweise als Rückhaltesystem realisiert sein kann und auch irreversible Struktur genannt wird, ist in Form eines in einem Fahrersitzbereich angeordneten aufgeblasenen Airbags dargestellt.
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Die Auslösevorrichtung 110 umfasst eine im Inneren der Auslösevorrichtung 110 angeordnete Auslöseeinheit 125 und eine Schnittstelle 130 zum Einlesen eines Signals von einem Umfeldsensor 135. Die Schnittstelle 130 ist an einer dem Frontbereich des Fahrzeugs 105 zugewandten Seite der Auslösevorrichtung 110 ausgebildet. Der Umfeldsensor 135 ist beispielsweise wie der ausfahrbare Sensor 115 in einem Frontbereich des Fahrzeugs 105 angeordnet. Die Auslöseeinheit 125 ist je über die Schnittstelle 130 mit dem Umfeldsensor 135 zum Einlesen eines Umfeldsignals und mit dem ausfahrbaren Sensor 115 zum Einlesen eines Sensorsignals bzw. zum Ausgeben eines Aktivierungssignals an den ausfahrbaren Sensor 115 verbunden. Ferner ist die Auslöseeinheit 125 mit der Personenschutzvorrichtung 120 zum Ausgeben eines Auslösesignals an die Personenschutzvorrichtung 120 verbunden.
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Gegenüber dem Frontbereich des Fahrzeugs 105 ist ein weiteres Fahrzeug 140 angeordnet (in der 1 ebenfalls nur teilweise dargestellt), wobei die beiden Fahrzeuge 105, 140 in einem Abstand von beispielsweise 10 bis 20 Metern zueinander angeordnet sind.
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Der ausfahrbare Sensor 115 ist in einem ausgefahrenen Zustand dargestellt, wobei ein erstes Ende des ausfahrbaren Sensors 115 beispielsweise als Kontaktsensor 145, hier kugelförmig dargestellt, ausgebildet ist und wobei ein zweites Ende des ausfahrbaren Sensors 115 in den Frontbereich des Fahrzeugs 105 integriert ist. Der Kontaktsensor 145 kann beispielsweise ansprechend auf eine auf ihn wirkende Beschleunigung oder einen auf ihn wirkenden Druck oder durch ein mechanisches Berühren eines Objekts wie dem Fahrzeug 140 das Sensorsignal ausgeben. Zwischen dem Kontaktsensor 145 und dem zweiten Ende des ausfahrbaren Sensors 115 ist beispielsweise eine aus drei ineinander verschiebbaren Stangenelementen bestehende Teleskopstange 150 angeordnet, durch die ein Abstand des Kontaktsensors 145 zum Fahrzeug 105 vergrößert bzw. ein Abstand des Kontaktsensors 145 zum weiteren Fahrzeug 140 verringert werden kann. Das zweite Ende kann beispielsweise als elektromechanisches, pneumatisches, hydraulisches oder federbasiertes Antriebselement 155 zum Aus- bzw. Einfahren der Teleskopstange 150 ausgeführt sein, wobei das Antriebselement 155 mit der Auslöseeinheit 125 zum Empfangen des Aktivierungssignals verbunden ist. Ferner ist der ausfahrbare Sensor 115 mit der Auslöseeinheit 125 über eine Signalleitung verbunden.
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Mittels des Umfeldsensors 135, der beispielsweise als Radar-, Lidar- oder Ultraschallsensor ausgeführt ist, kann der Abstand des Fahrzeugs 105 zu dem weiteren Fahrzeug 140 gemessen werden. Das von dem Umfeldsensor 135 ausgegebene Umfeldsignal wird durch die Auslöseeinheit 125 ausgewertet. Erkennt die Auslöseeinheit 125 auf Basis des Umfeldsignals eine unmittelbar bevorstehende Aufprallsituation, ermittelt die Auslöseeinheit 125 das Aktivierungssignal und gibt dieses an das Antriebselement 155 des ausfahrbaren Sensors 115 aus, worauf der ausfahrbare Sensor 115 in Richtung des weiteren Fahrzeugs 140 ausgefahren wird. Trifft nun der Kontaktsensor 145 auf das weitere Fahrzeug 140, gibt der Kontaktsensor 145 das Sensorsignal an die Auslöseeinheit 125 aus. Auf Basis des Sensorsignals oder auch auf Basis einer Verknüpfung des Sensorsignals mit dem Umfeldsignal ermittelt die Auslöseeinheit 125 hierauf das Auslösesignal und gibt dieses an die Personenschutzvorrichtung 120 aus. Ansprechend auf das Auslösesignal wird schließlich die Personenschutzvorrichtung 120 ausgelöst.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der ausfahrbare Sensor 115 auch ausgebildet sein, um nach einem Ausfahren wieder eingefahren zu werden, insbesondere dann, wenn der ausfahrbare Sensor 115 beispielsweise in einen ausfahrbaren vorderen oder hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs 105 integriert ist. Hierdurch können Wartungskosten bei einem fehlerhaft ausgegebenen Aktivierungssignal reduziert werden, da in diesem Fall der Sensor 115 nach einem Erkennen des ausgegebenen fehlerhaften Aktivierungssignals wieder eingefahren werden kann. Ferner kann der ausfahrbare Sensor 115 Teil eines eventuell ebenfalls ausfahrbaren Seitenelements wie einer Tür oder einer Strebe des Fahrzeugs 105 sein.
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In einer weiteren Variante kann das Fahrzeug auch mehrere Umfeldsensoren 135 aufweisen, die beispielsweise in einem Front-, Heck- und/oder Seitenbereich des Fahrzeugs 105 angeordnet sind, um das Fahrzeug 105 nach allen relevanten Richtungen überwachen zu können.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des in 1 dargestellten Auslösesystems kann das Auslösesystem ausgebildet sein, um unterschiedliche reversible oder irreversible Personenschutzvorrichtungen zu aktivieren, beispielsweise einen ausfahrbaren Stoßfänger, ein Airbagsystem oder motorisierte Gurtstraffer.
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Im Folgenden wird der Aufbau des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels nochmals mit anderen Worten beschrieben.
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Mittels des in 1 dargestellten Auslösesystems können eine Pre-Crash-Information aus Umfeldsensorik 135, beispielsweise Radar oder Video in Front-, Seiten- oder Heckrichtung, eine aktive, ausfahrbare Struktur 115 sowie eine Kontaktsensorik 145 so miteinander kombiniert werden, dass eine deutlich frühere Aktivierung insbesondere irreversibler Rückhaltesysteme und Strukturen 120 oder von Rückhaltesystemen und Strukturen 120 erfolgen kann, die aufgrund ihres Gefährdungspotenzials hohe Robustheitsanforderungen auf ASIL-Level notwendig machen.
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Bei einem Großteil möglicher Szenarien mit Frontalzusammenstößen kann ca. 600 ms vor einem Aufprall festgestellt werden, dass der Aufprall nicht mehr vermeidbar ist. Zum Zeitpunkt dieser Erkennung soll die Struktur 115 reversibel ausgefahren werden, beispielsweise elektromechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder mit einer vorgespannten Feder. Die Struktur 115, die auch wieder zurückgestellt werden kann, soll so schnell ausgefahren werden, dass nach einem vollständig verfahrenen Weg noch genügend Zeit bleibt, um beispielsweise 100 bis 50 ms vor dem Aufprall ein weiteres kritischeres Rückhaltemittel 120 oder eine weitere kritischere Struktur 120 zu aktivieren, die beispielsweise irreversibel ausgeführt sind oder eine hohe Kritikalität aufweisen. Die Struktur 115 kann entweder eine crashdämpfende Wirkung haben oder einfach nur als Fühler ausgeführt sein. An der Struktur 115 bzw. in einem Kraftschlusspfad dieser Struktur 115 ist ein Kontaktsensor 145 angebracht. Mittels des Kontaktsensors 145 wird sicher erkannt, dass es sich um einen Crash mit signifikanten Massen handelt. Aus der Kombination der Informationen des Umfeldsensors 135 mit den Informationen des mit dem Fühler 115 verbundenen Kontaktsensors 145 kann nun eine Aktivierung der genannten kritischen Rückhaltemittel oder Strukturen 120 erfolgen.
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Eine reversible Crashstruktur mit Kontaktsensorfühler 115 zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist beispielsweise folgende Wirkkette auf: Auf einen Schritt des reversiblen Ausfahrens des Fühlers 115 mittels Umfeldsensorik 135 folgt ein weiterer Schritt der sicheren und früheren Erkennung eines Aufpralls durch eine Kombination der Umfeldsensorik 135 mit dem Kontaktsensorfühler 115. Eine solche reversible Crashstruktur mit Kontaktsensorfühler kann auch als Quasi-Pre-Crash-System bezeichnet werden.
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Die Erfassung eines drohenden Aufpralls in einer Umfeldsensorik kann beispielsweise mittels Radar, aktiver oder passiver optischer Sensoren, insbesondere Video, Lidar, LED oder PMD, mittels Ultraschall, kapazitiv oder induktiv erfolgen.
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Ferner kann das Prinzip der reversiblen Crashstruktur mit Kontaktsensorfühler in alle Crashrichtungen wie Front, Seite und Heck angewandt werden.
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Das reversibel ausfahrbare Element 115 kann beispielsweise als dämpfende Struktur, als reiner Fühler oder als eine Komponente ausgeführt sein, die im Fahrzeug schon vorhanden ist, aber für die genannten Zwecke angepasst wird. Dabei kann es sich beispielsweise um eine aufstellbare Tür oder eine ausfahrbare Stoßstange bzw. adaptierbare Vorderwagenstruktur als Pralldämpfer handeln.
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Eine solche adaptive Struktur kann ferner als adaptive Lenksäule, adaptiver Vorderbau oder sich verlängernde Stoßstange, adaptive Türstruktur für Seitencrashs, adaptiver Längsträger, adaptive A-Säule, adaptiver Airbag, adaptiver Gurtkraftbegrenzer oder als Crashbox realisiert sein.
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Eine irreversible Struktur, die vor einem Aufprall aktivierbar ist, kann beispielsweise in Form einer aufblasbaren Seitenstruktur zur Versteifung einer Fahrzeugtür realisiert sein, wobei die Seitenstruktur vor dem Aufprall oder mit reduziertem Nutzen, insbesondere mit einem Teilnutzen von etwa 50 Prozent, auch während des Aufpralls, auch als In-Crash-Aktuierung bezeichnet, pyrotechnisch aktiviert werden kann. Eine weitere irreversible Struktur kann als Außenairbag zur Dämpfung eines Seitencrashs ausgeführt sein.
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Alternativ kann das ausfahrbare Element 115 auch schon bei einer höheren Fahrtgeschwindigkeit aktiviert werden. Damit können auch sehr kleine Fahrzeuge ausgestattet werden, ohne dass sich deren möglichst geringe Parkplatzfläche vergrößern würde.
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Die Notwendigkeit solcher Schutzsysteme der integralen Sicherheit ergibt sich insbesondere bei sehr kleinen, leichten und damit steifen Fahrzeugen, die die Deformationszonen typischer größerer Fahrzeuge vermissen lassen. Die Insassen kleiner Fahrzeuge erfahren vor allem bei Fahrzeug-Fahrzeug-Unfällen mit deutlich schwereren Crashgegnern wie beispielsweise SUVs einen deutlich höheren Crashpuls.
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2 zeigt einen Ablauf 200 einer Aktivierung einer herkömmlichen Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung, beispielsweise eines irreversiblen oder sicherheitskritischen Systems für die passive Sicherheit. Zu einem ersten Zeitpunkt 205 erfolgt beispielsweise durch einen Umfeldsensor die Erkennung einer kritischen Situation, insbesondere eines drohenden Aufpralls des Fahrzeugs. In einem weiteren Zeitpunkt bzw. einer Zeitspanne 210 erfolgt ansprechend auf die Erkennung der kritischen Situation in Zeitpunkt 205 die Aktivierung reversibler Aktuatoren, beispielsweise eines Gurtstraffers. Ferner stellt die herkömmliche Auslösevorrichtung in einem dritten Zeitpunkt 215 fest, dass der Aufprall unvermeidbar ist. Dabei fällt der Zeitpunkt 215 vollständig in den Zeitraum 210. Der Aufprall erfolgt zu einem dem Zeitraum 210 nachfolgenden Zeitpunkt 220. Hierauf werden in einem Schritt 225 ansprechend auf den zum Zeitpunkt 220 erfolgten Aufprall irreversible bzw. kritische Aktuatoren wie beispielsweise ein pyrotechnisch auslösbares Airbagsystem aktiviert. Zu einem dem Schritt 225 nachfolgenden Zeitpunkt 230 ist der Aufprall abgeschlossen.
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3 zeigt einen Ablauf 300 einer Aktivierung einer Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ähnlich dem in 2 dargestellten Ablauf 200 erfolgt zunächst ein Zeitpunkt 305 des Erkennens einer kritischen Situation, beispielsweise eines drohenden Aufpralls des Fahrzeugs. In einem folgenden Zeitraum oder Zeitspanne 310 erfolgt ansprechend auf den zu dem Zeitpunkt 305 erfassten kritischen Situation die Aktivierung reversibler Aktuatoren, beispielsweise eines Gurtstraffers. Hierbei kann beispielsweise ein Umfeldsensor als Trigger dienen. In einem weiteren Zeitpunkt 315, der in einen Zeitraum 310 fällt, stellt die Auslösevorrichtung fest, dass der Aufprall unvermeidbar ist. Im Gegensatz zu dem in 2 dargestellten Ablauf 200 wird in 3 in einem Schritt 320 ansprechend auf den zum Zeitpunkt 315 erkannten unvermeidbaren Aufprall ein als Fühler ausgebildeter ausfahrbarer Sensor aktiviert. Dabei fällt der Schritt 320 zumindest teilweise mit dem Zeitraum 310 zusammen oder überlappen sich. Anschließend erfolgt in einem Schritt 325 die Erkennung des Aufpralls mittels des ausgefahrenen Fühlers, genauer mittels eines an einem Fühlerende ausgebildeten Kontaktsensors. Der Schritt 325 kann auch Quasi-Pre-Crash-Erkennung genannt werden. Schließlich erfolgt in einem Schritt 330 ansprechend auf den Schritt 325 die Aktivierung irreversibler bzw. kritischer Aktuatoren wie beispielsweise eines pyrotechnisch auslösbaren Airbagsystems. Die Aktivierung kann beispielsweise durch ein ASIL-D-Sicherheitssteuergerät, auch als Airbag-ECU bekannt, erfolgen. Erst nachfolgend auf den Schritt 330 erfolgt der Aufprall zu einem Zeitpunkt 335. Zu einem darauf folgenden Zeitpunkt 340 ist der Aufprall abgeschlossen.
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Bei einer relativen Aufprallgeschwindigkeit von beispielsweise 50 km/h und einer Länge des Fühlers von beispielsweise 30 cm kann der an dem Fühler angebrachte Kontaktsensor gemäß des genannten Ablaufs 300 bereits ca. 22 ms vor einem Aufprall ein Sensorsignal abgeben.
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4 zeigt ein Verfahren 400 zum Betreiben einer Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In einem Schritt 405 erfolgt das Einlesen eines Sensorsignals über eine Schnittstelle der Auslösevorrichtung. Dabei repräsentiert das Sensorsignal eine von einem ausfahrbaren Sensor ausgegebene Messgröße. Anschließend erfolgt ein Schritt 410 des Auslösens der Personenschutzvorrichtung durch ein Auslösesignal, das durch eine Auslöseeinheit der Auslösevorrichtung auf Basis des Sensorsignals ermittelt wurde.
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5 zeigt beispielhaft einen ausfahrbaren Vorderbau 500 eines teilweise dargestellten Fahrzeugs 505, wobei der ausfahrbare Vorderbau 500 mittels eines Ausführungsbeispiels einer hier vorgestellten Auslösevorrichtung aktiviert werden kann. Der ausfahrbare Vorderbau 500 besteht im Wesentlichen aus einem rechteckigen Rahmenelement 510, das einen Frontbereich des Fahrzeugs 505 bildet, und zwei einander gegenüberliegenden Seitenelementen 515, die je Teil eines vorderen Kotflügels (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 505 sind. Das Rahmenelement 510 ist über insgesamt sechs zwischen dem Rahmenelement 510 und den Seitenelementen 515 angeordnete Stangen 520 mit den Seitenelementen 515 beweglich verbunden.
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Dazu sind an den Seitenelementen 515 je drei übereinander angeordnete Stangenaufnahmen 525 vorgesehen, die ausgebildet sind, um je ein erstes Ende der Stangen 520 aufzunehmen. Die Stangen 520 können beispielsweise mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebs und insbesondere ansprechend auf ein durch eine Variante einer hier vorgestellten Auslösevorrichtung ausgegebenes Aktivierungssignal in Längsrichtung des Fahrzeugs 505 ausgefahren werden.
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Je ein zweites Ende der Stangen 520 ist an einem je einer Stangenaufnahme 525 gegenüberliegenden Befestigungspunkt des Rahmenelements 510 starr mit dem Rahmenelement 510 verbunden, wobei die Stangen 520 parallel zueinander verlaufen. Ferner ist ein oberer Befestigungspunkt je in einem oberen Eckbereich des Rahmenelements 510 angeordnet und ein unterer Befestigungspunkt je in einem dem oberen Eckbereich gegenüberliegenden unteren Eckbereich des Rahmenelements 510 angeordnet. Ein mittlerer Befestigungspunkt ist je zwischen dem oberen und dem unteren Befestigungspunkt angeordnet.
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An einer dem Frontbereich des Fahrzeugs 105 zugewandten Stirnfläche des Rahmenelements 510 kann beispielsweise ein Kontaktsensor (nicht dargestellt) ausgebildet sein, der Teil einer Variante einer hier vorgestellten Auslösevorrichtung ist. Der Kontaktsensor kann vorzugsweise ausgebildet sein, um in einem ausgefahrenen Zustand des ausfahrbaren Vorderbaus 500 ein Sensorsignal auszugeben, das beispielsweise zum Ermitteln eines Auslösesignals zum Auslösen einer in 5 nicht dargestellten Personenschutzvorrichtung verwendet werden kann.
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Der ausfahrbare Vorderbau 500 ist insbesondere ausgebildet, um eine Energie eines Frontalzusammenstoßes zu absorbieren.
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Alternativ kann der ausfahrbare Vorderbau 500 ausgebildet sein, um nach einem Ausfahren wieder eingefahren zu werden.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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