DE102013221282B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters (P1, P2, P3, P4, P5) einer Intrusion in zumindest einem Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) eines Fahrzeugs (1), wobei zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst oder bestimmt wird, wobei zumindest ein Parameter eines Fremdobjekts in einem Fahrzeugumfeld erfasst oder bestimmt wird, wobei in Abhängigkeit des mindestens einen Fahrzeugparameters und/oder in Abhängigkeit des mindestens einen Parameters des Fremdobjekts zumindest ein Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,... ,Kn) einer zukünftigen Kollision bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines vorbekannten Zusammenhangs zwischen dem mindestens einen Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,... ,Kn) und dem zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) für den zumindest einen Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) des Fahrzeugs (1) der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) bestimmt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters einer Intrusion in zumindest einem Teilbereich eines Fahrzeugs.
• Neben Beschleunigungen und Kräften, die auf einen Insassen während einer Kollision eines Fahrzeuges mit einem Fremdobjekt wirken, können auch Intrusionen von Fahrzeugteilen in die Fahrgastzelle unerwünschte Zustände für einen Fahrzeuginsassen verursachen.
• Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, die in Abhängigkeit von Kollisionsparametern geeignete Sicherungsmaßnahmen für Insassen des Fahrzeugs einleiten.
• Die DE 10 2004 062 496 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems eines Fahrzeugs, wobei ein vorhandener Fahrraum zwischen dem Fahrzeug und einem potentiellen Kollisionspartner erfasst wird sowie bei Erreichen eines ersten Schwellenwerts eine erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion aktiviert wird. Weiter erfolgt bei Erreichen eines zweiten Schwellenwerts ein Systemeingriff mit einer autonomen Teilbremsung in Kombination mit wenigstens einer weiteren Sicherungsmaßnahme. Hierbei offenbart die Druckschrift, dass eine Gurtstraffung ausgeführt werden kann.
• Die EP 1 610 992 B1 beschreibt ein elektronisches Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Fahrerwunschmodul zum Ermitteln eines Fahrerwunsches, mit einem Umfeldsensorsystem zum Ermitteln von Umfelddaten, mit einem Gefahrenrechner zum Ermitteln einer Gefahrensituation aus den ermittelten Umfelddaten und mit Fahrzeugaktuatoren, die von dem Steuersystem angesteuert werden. Auch offenbart die Druckschrift einen Precrash-Sensor, mit dem die zu erwartende Unfallschwere und geschätzte Aufprallrichtung bei einer Eingriffsstrategie von Aktuatoren einbezogen werden kann. Die Druckschrift offenbart allerdings keine Bestimmung eines Intrusionsparameters.
• Die DE 199 57 187 B4 beschreibt ein Verfahren zur Crasherkennung, bei dem mindestens ein von einem Sensor einer Sensoreinheit erzeugtes Sensorsignal eine Auswerteeinrichtung zugeführt wird, wobei die Auswerteeinrichtung aus dem ihr zugeführten Sensorsignal ein crashcharakteristisches Muster ermittelt und ein zum ermittelten Muster korreliertes Steuersignal erzeugt, welches die Aktivierung mindestens einer Sicherheitseinrichtung initiiert. Das Verfahren wird hierbei jedoch nur dann durchgeführt, wenn eine Kollision bereits erfolgt.
• Die DE 10 2010 002 571 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer adaptiven Crashstruktur mit einer Auswerte- und/oder Steuereinheit und mindestens einer Sensoreinheit zur Erfassung von crashrelevanten Informationen. Weiter offenbart die Druckschrift, dass durch den Einsatz von Drucksensoren in der adaptiven Crashstruktur bei einem Crash basierend auf dem erfassten Drucksignal exakt und schnell eine Intrusion, eine Intrusionsgeschwindigkeit oder eine Änderung der Intrusionsgeschwindigkeit ermittelt werden kann. Dies erfolgt jedoch wiederum erst zu dem Zeitpunkt, zu welchem eine Kollision bereits stattfindet und die Drucksensoren einen entsprechenden Kollisionsdruck erfassen.
• Die DE 10 2009 046 057 A1 offenbart ein Verfahren zur Anpassung der Steifigkeit eines irreversiblen Pralldämpfers eines Fahrzeugs nach einem Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug, wobei der irreversible Pralldämpfer zum Abbau von Aufprallenergie eines Objektes auf das Fahrzeug ausgebildet ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
• - 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
• - Ansteuern einer Steifigkeitsveränderung des irreversiblen Pralldämpfers, ansprechend auf das empfangene Pralldämpfersignal und das erhaltene Voraussensorsignal, um durch die angesteuerte Steifigkeitsveränderung die Steifigkeit des irreversiblen Pralldämpfers bei dem Aufprall des Objektes auf das Fahrzeug anzupassen.
• Die US 8 060 280 B2 offenbart ein Kontrollsystem, welches einen ersten und einen zweiten Bildsensor umfasst. Diese Bildsensoren stehen in elektrischer Kommunikation mit einem Prozessor. Der Prozessor erzeugt eine Sicherheitssystem-Aktivierungs-Entscheidung in Abhängigkeit der zweidimensionalen Informationen des erste Bildsensors und dreidimensionalen Informationen, die auf dem ersten und dem zweiten Bildsensor basieren. Hierbei offenbart die Druckschrift auch die Ermittlung einer Crashintensität und die Straffung von Gurten durch ein Sicherheitssystem. Auch offenbart die Druckschrift eine Ansteuerung von Airbags, um einen verbesserten Schutz eines Insassen vor einer Intrusion zu gewährleisten.
• Die DE 10 2013 200 453 A1 betrifft allgemein das Gebiet von auf Radar basierenden Sicherheitssystemen in Fahrzeugen und insbesondere multifunktionale auf Radar basierende Sicherheitssysteme.
• Die DE 10 2007 002 737 A1 betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung eines Unfallereignisses in Fahrzeugen mittels eines Ultraschallsensors zur Auslösung von insbesondere irrereversiblen Rückhaltemitteln.
• Die DE 10 2005 042 203 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Aufprallschwere für ein Sicherheitssystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Sensoreinrichtung.
• Die DE 10 2005 037 961 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Aufprallortes sowie eine Vorrichtung.
• Die DE 10 2005 006 763 A1 betrifft ein Verfahren zur Objekterkennung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Die DE 197 36 840 A1 betrifft ein Verfahren zum situationsabhängigen Auslösen eines Rückhaltesystems eines Fahrzeugs.
• Es stellt sich das technische Problem, ein zuverlässiges und zeitlich schnell durchführbares Verfahren zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters für einen Teilbereich des Fahrzeugs zu schaffen, um eine verbesserte Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen, insbesondere eine zeitlich schnellere Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen, zu ermöglichen.
• Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 10. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparamaters einer Intrusion in zumindest einem Teilbereich eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
• Eine Intrusion bezeichnet hierbei z.B. das Eindringen von Fahrzeugteilen in einen Fahrzeuginnenraum für Fahrzeuginsassen. Das Fahrzeug, insbesondere der Fahrzeuginnenraum, kann in mehrere Teilbereiche oder Teilvolumina unterteilt werden. Für jeden Teilbereich kann dann zumindest ein bereichsspezifischer Intrusionsparameter bestimmt werden.
• Wie nachfolgend noch näher erläutert, kann der bereichsspezifische Intrusionsparameter z.B. repräsentieren, ob bei einer zukünftigen Kollision eine Intrusion in dem entsprechenden Teilbereich eintritt oder nicht eintritt. Vorzugsweise repräsentiert der bereichsspezifische Intrusionsparameter jedoch, mit welcher Wahrscheinlichkeit in einem bestimmten Teilbereich eine Intrusion bei einer zukünftigen Kollision eintritt.
• Weiter wird zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst oder bestimmt. Erfassen kann bedeuten, dass der entsprechende Fahrzeugparameter sensorgestützt erfasst wird. Bestimmen kann bedeuten, dass der Fahrzeugparameter in Abhängigkeit von weiteren Größen, beispielsweise erfassten Fahrzeugparametern, rechnerisch bestimmt wird.
• Der Begriff Fahrzeugparameter kann beispielsweise eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Beschleunigung des Fahrzeugs, eine Trajektorie, ein Fahrzeuggewicht, ein Fahrzeugtyp, eine Struktursteifigkeit von Strukturen des Fahrzeugs, eine Insassenbelegung des Fahrzeugs und weitere dynamische oder statische Fahrzeugzustände bezeichnen. Der mindestens eine Fahrzeugparameter kann hierbei auch als so genannter Ego-Parameter bezeichnet werden.
• Weiter wird zumindest ein Parameter eines Fremdobjekts in einem Fahrzeugumfeld erfasst. Hierzu können in einem ersten Schritt Fremdobjekte in einem vorbestimmten Fahrzeugumfeld detektiert werden. Dies kann mittels mindestens einer geeigneten Erfassungseinrichtung erfolgen. So kann beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung, eine Radareinrichtung, eine LIDAR-Einrichtung, eine Infraroteinrichtung, eine Laserscannereinrichtung oder eine PMD-Einrichtung genutzt werden, um Fremdobjekte im Fahrzeugumfeld zu detektieren. Die PMD-Einrichtung (Photonic Mixer Device - Einrichtung) bezeichnet eine Einrichtung, die eine Signallaufzeit von emittierten Lichtimpulsen erfasst und in Abhängigkeit der Signallaufzeit eine Abstand von Fremdobjekten zum Fahrzeug ermittelt.
• Auch kann eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung einer so genannten Car2X- oder Car2Car-Kommunikation verwendet werden, um Fremdobjekte im Fahrzeugumfeld zu detektieren. Weiter können, insbesondere ebenfalls unter Verwendung von Ausgangssignalen der vorhergehend erläuterten Erfassungseinrichtungen und/oder unter Verwendung der Kommunikationssignale, fremdobjektspezifische Parameter erfasst oder bestimmt werden. Parameter des Fremdobjekts entsprechen hierbei den vorhergehend erläuterten Ego-Parametern, sind aber auf das Fremdobjekt bezogen. So kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Trajektorie des Fremdobjekts erfasst oder bestimmt werden. Die weiteren Parameter des Fremdobjekts, beispielsweise eine Gewicht des Fremdobjekts, ein Typ des Fremdobjekts, können mittels geeigneter, z.B. bildbasierter, Verfahren bestimmt werden. Allerdings können derartige Parameter auch über die vorhergehend erläuterte Car2X- oder Car2Car-Kommunikation zwischen den Fahrzeugen übertragen werden.
• Weiter wird in Abhängigkeit des mindestens eines Fahrzeugparameters und/oder in Abhängigkeit des mindestens einen Parameters des Fremdobjekts zumindest ein Kollisionsparameter einer zukünftigen Kollision bestimmt. Ein Kollisionsparameter kann beispielsweise eine Zeitdauer bis zur Kollision (TTC - time to collision), eine Trefferlage bezogen auf das eigene Fahrzeug, einen Energieaustausch bzw. eine Energieaufnahme des Fahrzeugs und/oder des Fremdobjekts, einen Kollisionswinkel und/oder eine Unfallart, beispielsweise eine Frontalkollision, eine seitliche Kollision, eine Heckkollision, sein.
• Selbstverständlich umfasst das Bestimmen von Kollisionsparametern auch das Bestimmen von Hilfsparametern zur Bestimmung der vorhergehend erläuterten Kollisionsparameter. Beispielsweise kann eine Kompatibilitätsanalyse für die an der Kollision beteiligten Objekte durchgeführt werden, um die Energieaufnahme bzw. den Energieaustausch zwischen den an der Kollision beteiligten Objekten zu bestimmen. Durch die Kompatibilitätsanalyse kann beispielsweise bestimmt werden, in welcher Form eine gegenseitige geometrische Verformung der an der Kollision beteiligten Objekte erfolgt. Die Kompatibilitätsanalyse kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Gewichts, einer Geschwindigkeit, einer Struktursteifigkeit und geometrischen Eigenschaften der jeweils an der Kollision beteiligten Objekte durchgeführt werden.
• Auch die vorhergehend erläuterte Trefferlage kann beispielsweise zur Bestimmung eines Energieaustauschs bzw. einer Energieaufnahme der an der Kollision beteiligten Objekte dienen. So kann beispielsweise in Abhängigkeit der Trefferlage und geometrischen Eigenschaften der an der Kollision beteiligten Objekte bestimmt werden, ob eine Vollüberdeckung oder eine Teilüberdeckung bei der zukünftigen Kollision zwischen den an der Kollision zwischen den an der Kollision beteiligten Objekten vorliegt. Auch kann bestimmt werden, ob ein so genanntes Überreiten oder Überfahren oder Unterreiten oder Unterfahren zwischen dem Fahrzeug und dem Fremdobjekt erfolgt. In Abhängigkeit der Art der Überdeckung wiederum kann der Energieaustausch bzw. die Energieaufnahme bestimmt werden.
• Selbstverständlich können auch externe Parameter zur Bestimmung von Kollisionsparametern herangezogen werden. So können beispielsweise Umweltparameter, beispielsweise ein Straßenzustand, Wettereigenschaften oder eine Temperatur, erfasst oder bestimmt und zur Bestimmung eines Kollisionsparameters herangezogen werden.
• Es ist möglich, dass einzelne oder alle zuvor erfasste oder bestimmte Fahrzeugparameter und/oder Parameter des Fremdobjekts ebenfalls Kollisionsparameter bilden.
• Weiter wird in Abhängigkeit eines vorbekannten Zusammenhang zwischen dem mindestens einen Kollisionsparameter und dem zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter für den zumindest einen Teilbereich des Fahrzeugs der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter bestimmt.
• Somit kann in vorteilhafter Weise z.B. bestimmt werden, ob in einem bestimmten Teilbereich des Fahrzeugs bei einer zukünftigen Kollision eine Intrusion erfolgt oder nicht. Wie nachfolgend noch näher erläutert kann alternativ oder kumulativ eine Wahrscheinlichkeit eines Eintritts einer Intrusion in einem Teilbereich, ein Ort der Intrusion in einem Teilbereich, eine Richtung der Intrusion in einem Teilbereich und/oder eine Größe der Intrusion in einem Teilbereich bestimmt werden.
• Der vorbekannte Zusammenhang kann beispielsweise ein auf geometrischen und physikalischen Parametern des Fahrzeugs beruhender Zusammenhang sein. Physikalische Modelle und Simulationen können aber rechenaufwändig sein, um vor der Kollision eine oder mehrere Intrusionswahrscheinlichkeiten zu berechnen. Vorzugsweise werden daher andere, also nicht auf einer physikalischen Modellierung beruhende, Verfahren des maschinellen Lernens oder der künstlichen Intelligenz genutzt, um von Kollisionsparametern einer zukünftigen Kollision auf den zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter zu schließen. So können hierzu beispielsweise neuronale Netze, Support-Vektor-Maschinen, Regressionsverfahren oder Simulationsverfahren genutzt werden.
• Somit kann also im Fahrzeug vorhandene Sensorik eingesetzt werden, um bereits zeitlich vor einer Kollision relevante Kollisionsparameter zu erfassen und somit den zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter zu bestimmen. Dieses Ergebnis ermöglicht dann in vorteilhafter Weise, dass geeignete Sicherheitsmaßnahmen zeitlich schneller eingeleitet werden können, wodurch wiederum ein Verletzungsrisiko für einen Fahrzeuginsassen verringert wird.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter mittels eines Fuzzylogik-basierten Verfahrens in Abhängigkeit des mindestens einen Kollisionsparameters bestimmt.
• Fuzzylogik-basierte Verfahren ermöglichen es in vorteilhafter Weise, Kausalwissen in Rechenvorschriften abzubilden. Weiter bieten Fuzzylogik-basierte Verfahren den Vorteil, dass sie robust gegenüber ungenau erfassten oder bestimmten Fahrzeugparametern und/oder Parametern des Fremdobjekten arbeiten. Weiter ist eine Funktionsweise von Fuzzylogik-basierten Verfahren logisch nachvollziehbar. Weiter können Berechnungen mittels Fuzzylogik-basierten Verfahren zeitlich schnell ausgeführt werden. Insbesondere benötigen Fuzzylogik-basierte Verfahren keine komplexen physikalischen Berechnungen oder Modellierungen einer Kollision.
• Der mittels des Fuzzylogik-basierten Verfahrens darstellbare Zusammenhang zwischen dem mindestens einen Kollisionsparameter und dem zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter kann hierbei in Form von Regeln dargestellt werden. Regeln können hierbei beispielsweise durch einen Nutzer vorgegeben werden. Vorzugsweise können jedoch Regeln auf Grundlage von Daten erstellt werden, wobei die Daten während eines realen Fahrzeug-Fremdobjekt-Crashs erfasst oder bestimmt wurden. Selbstverständlich können Regeln auch in Abhängigkeit von Simulationen ermittelt werden, die eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Fremdobjekt rechnerisch simulieren. Beispielsweise kann ein bestimmtes Fahrzeug, für welches der Zusammenhang mittels eines Fuzzylogik-basierten Verfahrens abgebildet werden soll, mit verschiedenen Fremdobjekten in Crashtests kollidiert werden. Für jede dieser Kollisionen kann dann eine Intrusion in einem vorbestimmten Teilbereich ausgewertet und gespeichert werden. Weiter können die vorhergehend erläuterten Kollisionsparameter erfasst oder bestimmt und gespeichert werden.
• Kombiniert man diese Datensammlung mit einer Insassenbetrachtung, beispielsweise mit Daten von Dummys oder einer Insassensimulation, kann auch eine Lösung des nachfolgend noch näher erläuterten Zielkonflikts zwischen Pulshärte und Intrusion ermittelt werden. Diese Informationen können später im Fahrzeug von einem Sicherheitssystem genutzt werden, das mit Hilfe z.B. von aktiven Strukturen oder Rückhaltesystemen die Verletzungsgefahr durch Intrusion zugunsten eines härteren oder weicheren Pulses verändern kann.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird für den zumindest einen Kollisionsparameter eine Zugehörigkeit zu einer Anzahl von Fuzzy-Mengen bestimmt. Hierbei kann die Zugehörigkeit zu jeder Fuzzy-Menge der Anzahl von Fuzzy-Mengen bestimmt werden. Eine Fuzzy-Menge bildet eine Prämisse einer Fuzzy-Regel. Fuzzy-Regeln können insbesondere folgende Form besitzen: $$\text{Wenn Pr}\ddot{\text{a}}\text{misse}\to \text{Konklusion}$$

  

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• Weiter wird die Fuzzy-Regel in Abhängigkeit der Zugehörigkeit des Kollisionsparameters zu einer Prämisse der Fuzzy-Regel ausgewertet und eine Zugehörigkeit einer Konklusion zu zumindest einer Ergebnismenge bestimmt. In Abhängigkeit der Zugehörigkeit zu einer Ergebnismenge wird dann der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter bestimmt.
• Die Ergebnismenge kann z.B. das Eintreten einer Intrusion in einen bestimmten Teilbereich repräsentieren. In diesem Fall gibt die Zugehörigkeit zu dieser Ergebnismenge eine Wahrscheinlichkeit einer Intrusion in diesem Teilbereich an. Insbesondere kann der zu bestimmende Intrusionsparameter quantitativ gleich der Zugehörigkeit der Konklusion zu der Ergebnismenge sein. Eine Ergebnismenge kann aber auch eine Größe oder eine Lage der Intrusion in einem Teilbereich sein.
• Selbstverständlich kann eine Fuzzy-Regel mehrere Prämissen aufweisen. Auch kann eine Fuzzy-Regel Zugehörigkeiten einer Konklusion zu jeder Ergebnismenge einer Mehrzahl von Ergebnismengen bestimmen.
• In diesem Verfahren kann in vorteilhafter Weise ein so genannter Mamdani-Assilian Controller verwendet werden. Alternativ kann auch ein so genannter Takagi-Sugeno Controller verwendet werden.
• Fuzzy-Regeln können hierbei durch Experten definiert werden. Alternativ oder kumulativ können Fuzzy-Regeln aber auch durch bekannte maschinelle Lernverfahren aufgestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit der wie vorhergehend erläutert in Crashtests ermittelten Daten. Bei einer Definition durch einen Experten ist in vorteilhafter Weise eine Interpretierbarkeit einer Fuzzy-Regel hoch. Da aufgrund der Komplexität von Zusammenhängen zwischen Kollisionsparametern und dem mindestens einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter schwierig sein kann, können auch sogenannte Neuro-Fuzzy-Systeme verwendet werden. Diese bestehen aus neuronalen Netzen, die als Fuzzy-Mengen und Fuzzy-Regeln interpretiert werden können. Hierbei besteht der Vorteil, dass mittels bekannter Lernverfahren automatisch Funktionen hergeleitet werden, die den Zusammenhang aus den Kollisionsparametern zu dem mindestens einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter beschreiben. Gleichzeitig sind derartig hergeleitete Funktionen auch interpretierbar, da sie sich als normale Fuzzy-Regeln darstellen lassen. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, Fuzzy-Regeln aus in einer Vorbereitung erzeugten Datenbank von durch Crashtests ermittelten und gespeicherten Daten herzuleiten, die den gewünschten Zusammenhang repräsentieren.
• Anschaulich können Fuzzy-Regeln in einer mehrdimensionalen Tabelle dargestellt werden. Zellen dieser Tabelle können einem bestimmten Teilbereich zugeordnet sein. Spalten und Zeilen der mehrdimensionalen Tabelle können jeweils einem Kollisionsparameter zugeordnet sein. Ein in der jeweiligen Zelle abgelegter Wert kann dann eine Intrusionswahrscheinlichkeit in dem entsprechenden Teilbereich angeben. Auch ist es möglich, in einer Zelle einen gesamten Vektor zu hinterlegen, dessen einzelne Komponenten eine Intrusionswahrscheinlichkeit für jeweils einen bestimmten Teilbereich angeben. Beispielsweise kann ein Wert von 0 keine Intrusion in einem Teilbereich repräsentieren, wobei ein Wert von 1 eine sichere Intrusion bedeutet.
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fuzzy-Regel mehrere Prämissen, wobei für jede Prämisse eine prämissenspezifische Zugehörigkeit eines entsprechenden Kollisionsparameters zu dieser Prämisse bestimmt wird. Die Zugehörigkeit der Konklusion zu mindestens einer bestimmten Ergebnismenge wird als das Minimum der prämissenspezifischen Zugehörigkeiten bestimmt.
• Somit wird also in jedem Fall die geringste Zugehörigkeit als Zugehörigkeit der Konklusion zu einer Ergebnismenge gewählt. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass eine möglichst sichere Intrusionsprognose erfolgt, da von einer minimalen Zugehörigkeit ausgegangen wird.
• In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere verschiedene Fuzzy-Regeln ausgewertet, mittels derer eine Zugehörigkeit der Konklusion zu einer bestimmten Ergebnismenge bestimmbar sind. Somit erlaubt also jede dieser Fuzzy-Regeln die Bestimmung einer Zugehörigkeit einer Konklusion zu einer gemeinsamen Ergebnismenge.
• Für jede dieser Fuzzy-Regeln wird die regelspezifische Zugehörigkeit der Konklusion zu der bestimmten Ergebnismenge bestimmt, wobei eine resultierende Zugehörigkeit als das Maximum der regelspezifischen Zugehörigkeiten bestimmt wird.
• Dies hat zum Vorteil, dass aus der Menge aller Regeln nur diejenigen Regeln für die Bestimmung des mindestens einen Intrusionsparameters berücksichtigt werden, für die die größte Zugehörigkeit bezüglich des mindestens einen zu bestimmenden Intrusionsparameters und des mindestens einen Kollisionsparameters besteht. Dies wiederum bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit für eine korrekte Bestimmung erhöht wird.
• In einer weiteren Ausführungsform repräsentiert der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter zumindest eine der folgenden intrusionsspezifischen Informationen für einen bestimmten Teilbereich:
• - Eintreten einer Intrusion. Diese intrusionsspezifische Information repräsentiert, ob überhaupt eine Intrusion in dem vorbestimmten Teilbereich eintritt.
• - Wahrscheinlichkeit eines Eintritts einer Intrusion. Eine derartige intrusionsspezifische Information erlaubt einen Rückschluss darauf, wie wahrscheinlich der Eintritt einer Intrusion in dem vorbestimmten Teilbereich ist.
• - Ort der Intrusion. Diese intrusionsspezifische Information erlaubt die Bestimmung einer Lage oder eines Bereichs in dem vorbestimmten Teilbereich, in welchem die Intrusion stattfindet.
• - Richtung der Intrusion. Eine derartige intrusionsspezifische Information erlaubt die Bestimmung einer Richtung der Intrusion bezogen auf ein Referenzkoordinatensystem, beispielsweise ein Fahrzeugkoordinatensystem, in dem vorbestimmten Teilbereich.
• - Größe der Intrusion. Ein derartiger intrusionsspezifischer Parameter ermöglicht die Bestimmung, wie weit z.B. ein Fahrzeugteil in einen vorbestimmten Teilbereich des Fahrzeugs eindringt.
• Selbstverständlich können auch weitere intrusionsspezifische Informationen bestimmt werden, beispielsweise eine Intrusionsgeschwindigkeit und eine Intrusionsbeschleunigung.
• Die Bestimmung eines oder mehrerer dieser intrusionsspezifischen Informationen ermöglicht dann in vorteilhafter Weise die verbesserte Aktivierung von Sicherheitssystemen, was nachfolgend näher erläutert wird.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Abhängigkeit des zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameters eine Sicherheitsfunktion ausgeführt.
• Im Sinne der Erfindung bedeutet die Ausführung einer Sicherheitsfunktion, dass Maßnahmen zur Erhöhung eines Schutzes für Fahrzeuginsassen durchgeführt werden. Gegebenenfalls können auch Maßnahmen zur Erhöhung des Schutzes für weitere Verkehrsteilnehmer durchgeführt werden. Gegebenenfalls können auch Maßnahmen zur Erhöhung des Schutzes des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dies bedingt eine Minimierung eines Verletzungs- oder Beschädigungsrisiko.
• Beispielsweise kann in Abhängigkeit des zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameters ein Sicherheitssystem aktiviert werden. Ein Sicherheitssystem kann hierbei sowohl passive als auch aktive Schutzsysteme umfassen. Sicherheits- oder Schutzsysteme bezeichnen hierbei Systeme des Fahrzeuges, die eine Sicherheit von Fahrzeuginsassen passiv oder aktiv erhöhen. Beispielsweise können Sicherheitssysteme derart aktiviert und gesteuert werden, dass eine maximale Schutzwirkung für Fahrzeuginsassen erreicht wird. Sicherheitssysteme können z.B. ein Fahrverhalten des Fahrzeugs und/oder einen Insassenschutz und/oder reversible/nicht reversible Verstellaktuatorik und/oder Schutzmittel für weitere Verkehrsteilnehmer beeinflussen.
• Ein Sicherheitssystem kann beispielsweise ein Rückhaltesystem sein. Das Rückhaltesystem kann beispielsweise ansteuerbare Gurtstraffer umfassen.
• Auch kann ein Sicherheitssystem eine sogenannte adaptive Crashstruktur umfassen. Eine solche Crashstruktur kann deformierbare Deformationselemente aufweisen, welche im Crashfall durch Deformation Energie aufnehmen bzw. abbauen, wobei eine Energieaufnahmefähigkeit bzw. Energieabbaufähigkeit über mindestens eine Aktuatorik in Abhängigkeit von mindestens einem Steuersignal einstellbar ist. Derartige adaptive Crashstrukturen können beispielsweise zwischen einem Querträger und einem Längsträger in einem Frontbereich und/oder Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet sein.
• Ein weiteres Sicherheitssystem kann beispielsweise eine aktiv steuerbare oder passiv in ihren Eigenschaften veränderbare Fahrzeugstruktur sein, wobei mindestens eine mechanische Eigenschaft der Fahrzeugstruktur, insbesondere eine Steifigkeit, einstellbar ist.
• Ein Sicherheitssystem kann auch ein so genannter schaltbarer Längsträger sein, wobei ein schaltbarer Längsträger ebenfalls eine adaptive Crashstruktur bzw. eine ihr ihren Eigenschaften veränderbare Fahrzeugstruktur ist. Ein solcher Längsträger, insbesondere verschiedene Bereiche des Längsträgers, kann/können in verschiedenen, einstellbaren Zuständen verschiedene Steifigkeiten aufweisen. So können z.B. einzelne Bereiche des Längsträgers mit einer hohen Steifigkeit, also schwer deformierbar, und andere Bereiche des Längsträgers mit einer niedrigen Steifigkeit, also leicht deformierbar, eingestellt werden.
• Ebenfalls kann ein Sicherheitssystem ein Aggregatlager sein. Ein Aggregatlager kann z.B. den Motor und das Getriebe mit der Fahrzeugkarosserie mechanisch verbinden. Die Verbindung kann in einem Normalzustand derart ausgebildet sein, dass ein Schwingungsverhalten des Motors an Fahrkomfortanforderungen angepasst ist. Weiter kann eine Steifigkeit des Aggregatlagers einstellbar sein. Somit kann das Aggregatlager mit einer hohen Steifigkeit, also schwer deformierbar, oder mit einer niedrigen Steifigkeit, also leicht deformierbar, eingestellt werden.
• Durch eine Einstellung mindestens eines Sicherheitssystems kann beispielsweise ein gewünschtes Verhältnis zwischen einer Intrusion in einem vorbestimmten Teilbereich und einer Pulshärte einer bevorstehenden Kollision in Abhängigkeit des bereichsspezifischen Intrusionsparameters eingestellt werden. Insbesondere können aktiv einstellbare Steifigkeiten von Deformationselementen und/oder Fahrzeugstrukturen derart eingestellt werden, dass sowohl eine Intrusion als auch eine Pulshärte minimiert wird. Die Pulshärte bezeichnet hierbei eine Änderung der Geschwindigkeit, also eine Beschleunigung bei einer Kollision. Hierbei gilt, dass eine höhere Pulshärte höhere Belastungen für Fahrzeuginsassen bedeutet. Daher ist es vorteilhaft, bei einer Kollision eine möglichst weiche, also niedrige, Pulshärte zu erreichen und gleichzeitig eine Intrusion zu minimieren.
• In einer weiteren Ausführungsform wird eine Unsicherheit der Bestimmung des zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameters bestimmt, wobei die Sicherheitsfunktion nur dann ausgeführt wird, falls eine Unsicherheit kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
• Vorzugsweise wird die Unsicherheit in Abhängigkeit einer Differenz zwischen verschiedenen bereichsspezifischen Intrusionsparametern bestimmt. Ist eine Differenz zwischen einem maximalen bereichsspezifischen Intrusionsparameter und einem minimalen bereichsspezifischen Intrusionsparameter größer als ein vorbestimmter Schwellwert, so kann davon ausgegangen werden, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit in einem bestimmten Teilbereich eine Intrusion stattfinden wird. Ist jedoch die Differenz kleiner als der vorbestimmte Schwellwert, so bedeutet dies, dass für alle Teilbereiche eine ähnliche Intrusionswahrscheinlichkeit bestimmt wurde. Hieraus lässt sich schließen, dass keine genaue Aussage über die Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Teilbereich getroffen werden konnte. In diesem Fall kann die Unsicherheit beispielsweise als Kehrwert der Differenz zwischen einem maximalen bereichsspezifischen Intrusionsparameter und einem minimalen bereichsspezifischen Intrusionsparameter bestimmt werden.
• Somit kann also angenommen werden, dass das Verfahren eine umso sichere Bestimmung eines teilbereichsspezifischen Intrusionsparameters ermöglicht, je wahrscheinlicher eine Intrusion in einem bestimmten Teilbereich gegenüber den anderen verbleibenden Teilbereichen ist. Unterschiede zwischen den teilbereichsspezifischen Intrusionsparametern bilden somit eine Grundeinschätzung der Unsicherheit der Prognose.
• Selbstverständlich kann die Unsicherheit auch durch weitere Faktoren beeinflusst werden. Fallen beispielsweise Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugparametern und/oder Parametern eines Fremdobjekts in der Fahrzeugumgebung aus, so kann einem von Ausgangssignalen dieser Sensoren abhängigen Kollisionsparameter einen maximaler Zugehörigkeitsgrad zu einer Fuzzy-Menge zugeordnet werden, z.B. ein Zugehörigkeitsgrad von 1,0. Somit werden diese bei Betrachtung des vorhergehend erläuterten Minimums der Zugehörigkeitsgrade der Prämisse nicht berücksichtigt und somit herausgefiltert.
• Auch kann über in Abhängigkeit einer Anzahl von verwendeten Sensoren zur Bestimmung von Kollisionsparametern sowie in Abhängigkeit einer Bestimmung einer Signalqualität der Sensoren eine Unsicherheit der Bestimmung des zumindest einen teilbereichsspezifischen Intrusionsparameters bestimmt werden.
• Auch kann eine Gewichtung von Ausgangssignalen von Sensoren bei der Bestimmung der Unsicherheit erfolgen, wobei in Bezug auf eine Unsicherheit Ausgangssignale von bestimmten Sensoren höher gewichtet werden als Ausgangssignale von vorbestimmten weiteren Sensoren. Beispielsweise kann ein Ausfall eines Bildsignals zur Kollisionsobjektklassifzierung geringer gewichtet werden als ein Ausfall der Geschwindigkeitsabschätzung des Kollisionsobjekts.
• Somit kann eine Unsicherheit auch in Abhängigkeit einer Qualität von Ausgangssignalen von Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugparametern und/oder Parametern des Fremdobjekts und/oder Kollisionsparametern bestimmt werden.
• Weiter kann eine Unsicherheit in Abhängigkeit einer verbleibenden Zeit bis zur zukünftigen Kollision (TTC) bestimmt werden. Je mehr Zeit bis zur Kollision verbleibt, umso unsicherer ist die Bestimmung des teilbereichsspezifischen Intrusionsparameter.
• So kann beispielsweise eine Unsicherheitsfunktion gebildet werden, wobei mittels der Unsicherheitsfunktion in Abhängigkeit der vorhergehend erläuterten Unsicherheitsfaktoren eine Unsicherheit der Bestimmung des bereichsspezifischen Intrusionsparameters bestimmt werden kann. Die Unsicherheitsfunktion kann beispielsweise über eine Regressionsanalyse auf Basis von Daten, die in realen Kollisionen erfasst wurden, hergeleitet werden. Die auf diese Weise ermittelte Unsicherheit kann zeitlich parallel oder zeitlich nach der Bestimmung des bereichsspezifischen Intrusionsparameters bestimmt werden und als weitere Entscheidungsgrundlage dienen. Somit werden in vorteilhafter Weise Sicherheitsmaßnahmen erst eingeleitet, wenn eine Intrusion in einem Teilbereich mit einer bestimmten Sicherheit erfolgt.
• In einer weiteren Ausführungsform wird die Sicherheitsfunktion derart ausgeführt, dass eine Intrusion in zumindest einem Teilbereich des Fahrzeugs minimiert wird. Beispielsweise können in Abhängigkeit des zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameters Eingriffe in ein Fahrverhalten des Fahrzeuges, beispielsweise automatische Brems- und/oder Lenkeingriffe, derart erfolgen, dass die Wahrscheinlichkeit einer Intrusion reduziert wird. Hierzu kann das vorhergehend erläuterte Verfahren, insbesondere mehrfach, mit variierenden Parametern, z.B. Parametern der Bremskraft und des Lenkeingriffs, durchgeführt werden und die für einen bestimmten Parametersatz resultierenden bereichsspezifischen Intrusionsparameter bestimmt werden. Hiernach kann der Parametersatz tatsächlich eingestellt werden, der eine minimale Intrusionswahrscheinlichkeit ergibt. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Verfahren ebenfalls als Grundlage zur Steuerung von Sicherheitssystemen dienen kann.
• Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters einer Intrusion in zumindest einem Teilbereich eines Fahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine Auswerteeinrichtung, zumindest eine erste Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung und zumindest eine weitere Erfassung- oder Bestimmungseinrichtung. Hierbei können die Auswerteeinrichtung und/oder die Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtungen als separate, also baulich getrennte, Einrichtungen oder durch eine Einrichtung, z.B. als Mikrocontroller, ausgebildet sein.
• Mittels der ersten Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung ist zumindest ein Fahrzeugparameter erfassbar oder bestimmbar. Mittels der mindestens einen weiteren Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung ist zumindest ein Parameter eines Fremdobjekts in einem Fahrzeugumfeld erfassbar oder bestimmbar. Mittels der Auswerteeinrichtung ist in Abhängigkeit des mindestens einen Fahrzeugparameters und/oder in Abhängigkeit des mindestens einen Parameters des Fremdobjekts zumindest ein Kollisionsparameter bestimmbar, wobei in Abhängigkeit eines vorbekannten Zusammenhangs zwischen dem mindestens einen Kollisionsparameter und dem zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter für den zumindest einen Teilbereich des Fahrzeugs der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter bestimmbar ist.
• Somit ist die Vorrichtung in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass eines der vorhergehend erläuterten Verfahren mittels der Vorrichtung ausführbar ist.
• Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
• 1 eine schematische Vorderansicht eines Fahrzeugs mit verschiedenen Teilbereichen,
• 2 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
• 3 eine exemplarische Fuzzy-Menge einer Geschwindigkeit.
• Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
• In 1 ist eine schematische Vorderansicht eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Weiter dargestellt ist, dass das Fahrzeug 1 in verschiedene Teilbereiche Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 unterteilt ist. Hierbei umfasst ein erster Teilbereich Z1 einen Bereich des Fahrzeugs 1, in dem ein Fahrzeugführer angeordnet ist. Exemplarisch ist hierbei ein Lenkrad 2 und ein Fahrzeugführersitz 3 dargestellt. Ein zweiter Teilbereich Z2 umfasst einen Bereich des Fahrzeugs 1, in dem ein Beifahrer angeordnet ist. Exemplarisch ist ein Beifahrersitz 4 dargestellt. Ein dritter Teilbereich Z3 umfasst einen Mittelbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich Z1, Z2. Exemplarisch ist ein Rückspiegel 5 dargestellt, der im dritten Teilbereich Z3 angeordnet ist. Ein vierter Teilbereich Z4 umfasst einen linken Vorderteil des Fahrzeugs, insbesondere auch eine linke Hälfte des Motorraums. Exemplarisch ist ein linkes Vorderrad 6 dargestellt. Entsprechend umfasst ein fünfter Teilbereich Z5 einen rechten Vorteil des Fahrzeugs 1, insbesondere eine rechte Hälfte eines Motorraums. Exemplarisch ist ein rechtes Vorderrad 7 dargestellt. Aufgabe der Erfindung ist es, für jeden dieser Teilbereiche Z1, ..., Z5 einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter P1, P2, P3, P4, P5 (siehe 2) zu bestimmen.
• In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt S1 werden in Abhängigkeit von Ausgangssignalen von im Fahrzeug angeordneten Sensoren und Kommunikationssignalen einer Kommunikation, die zwischen verschiedenen Fahrzeugen oder zwischen dem Fahrzeug 1 (siehe 1) und einer Infrastruktur (nicht dargestellt) erfolgt, Fahrzeugparameter, wie z.B. eine Geschwindigkeit v_EF (siehe 3) des eigenen Fahrzeugs 1 und eine Geschwindigkeit eines Fremdobjekts, beispielsweise eines weiteren Fahrzeugs (nicht dargestellt), in einem Fahrzeugumfeld, bestimmt. In Abhängigkeit dieser Fahrzeugparameter und Parameter des Fremdobjekts werden Kollisionsparameter K1, K2, K3, ..., Kn bestimmt.
• In einem zweiten Schritt S2 erfolgt eine so genannte Fuzzyfizierung. Hierin werden den Kollisionsparametern K1, ..., Kn Zugehörigkeiten zu verschiedenen Fuzzy-Mengen in Form von Zugehörigkeitsgraden ZG1, ZG2, ZG3, ..., ZGn zugeordnet. Dies wird in den Erläuterungen zu 3 detailliert ausgeführt.
• In einem dritten Schritt S3 bestimmt eine Steuereinrichtung, die auch als sogenannter Fuzzy-Controller bezeichnet werden kann, in Abhängigkeit von den im zweiten Schritt S2 bestimmten Zugehörigkeitsgraden ZG1, ZG2, ZG3, ..., ZGn der einzelnen Kollisionsparameter K1, ..., Kn zu verschiedenen Fuzzy-Mengen und in Abhängigkeit einer Regelbasis RB mit verschiedenen Fuzzy-Regeln Zugehörigkeiten einer Konklusion ZK1, ZK2 zu einer bestimmten Ergebnismenge.
• Die in der Regelbasis RB enthaltenen Regeln können u.a. die in Formel 1 erläuterte Form aufweisen. Beispielsweise kann eine erste Regel wie folgt ausgebildet sein:
• Wenn (Geschwindigkeit_Ego = „ungefähr 15 km/h“) und
• (Geschwindigkeit_Fremdobjekt = „ungefähr 5 km/h“) → Intrusion = „keine“.
• Eine zweite Regel kann die Form aufweisen:
• Wenn (Geschwindigkeit_Ego = „ungefähr 20 km/h“) und
• (Geschwindigkeit_Fremdobjekt = „ungefähr 5 km/h“) → Intrusion „Teilbereich 4“.
• Hierbei bezeichnet Geschwindigkeit_Ego die Fahrzeuggeschwindigkeit v_EF (siehe 3) und Geschwindigkeit_Fremdobjekt die Geschwindigkeit des Fremdobjekts. Somit kann im dritten Schritt S3 der vorhergehend erläuterte Fuzzy-Controller zur Bestimmung der Intrusionswahrscheinlichkeit für die Teilbereiche Z1, ..., Z5 alle Regeln der Regelbasis RB betrachten. Hierbei kann er bestimmen, zu welchem Grad eine Konklusion einer Ergebnismenge zugeordnet werden kann, wobei sich dies aus einem Minimum der Zugehörigkeitsgrade ZG1,..., ZGn der Prämissen einer Fuzzy-Regel ergibt. Somit entsteht also eine Aussage, zu welchem Grad eine Ergebnismenge, die beispielsweise eine prognostizierten Intrusion repräsentieren kann, wahr ist.
• Aus allen Fuzzy-Regeln, die die Zugehörigkeit einer Konklusion der jeweiligen Regel zu einer bestimmten Ergebnismenge bestimmen, kann anschließend das Maximum der regelspezifischen Zugehörigkeiten bestimmt werden. Somit entsteht ein Vektor mit den höchsten Zugehörigkeitsgraden der Intrusionen in jedem Teilbereich. Beispielsweise kann ein solcher Vektor die folgende Form annehmen:
• („keine Intrusion“ = 0.9, „Teilbereich 1“ = 0.3, „Teilbereich 2“ = 0.1, „Teilbereich 3“ = 0.2,
• „Teilbereich 4“ = 0.3, „Teilbereich 5“ = 0.1).
• In dem erläuterten Vektor ist ersichtlich, dass eine Differenz zwischen einer maximalen Zugehörigkeit (in diesem Fall 0.9) und einer minimalen Zugehörigkeit (in diesem Fall 0.1) größer als ein vorbestimmter Schwellwert, beispielsweise 0.5, ist, so dass die Aussage „keine Intrusion“ als wahrscheinlichste und sichere Aussage angenommen werden kann.
• Entsprechen die Ergebnismengen, denen eine Konklusion einer Fuzzy-Regel zugeordnet wird, bereits der gesuchten Intrusionswahrscheinlichkeit, so kann im dritten Schritt S3 bereits diese Intrusionswahrscheinlichkeit für jeden Teilbereich Z1, ..., Z5 (siehe 1) bestimmt werden. Die Intrusionsparameter P1, ..., P5 können beispielsweise den Werten in dem vorhergehend erläuterten Vektor entsprechen und somit unmittelbar die Intrusionswahrscheinlichkeiten angeben.
• Ist dies nicht der Fall, so kann in einem vierten Schritt S4 für jeden Teilbereich Z1, ..., Z5 die entsprechende Intrusionswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit der Konklusionen mit den bestimmten Zugehörigkeitsgraden bestimmt werden. Soll als Intrusionsparameter P1,... ,P5 eine physikalische Größe, beispielsweise eine genaue Lage der Intrusion oder eine genaue Größe der Intrusion, bestimmt werden, so kann über verschiedene, bekannte Verfahren auch eine sogenannte Defuzzyfizierung im vierten Schritt S4 durchgeführt werden, wodurch in vorteilhafter Weise geschätzte tatsächliche Werte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt werden können.
• In 3 ist exemplarisch eine im zweiten Schritt S2 (siehe 2) durchgeführte Fuzzyfizierung dargestellt. Auf einer x-Achse ist eine Geschwindigkeit v_EF des Fahrzeugs 1 (siehe 1) dargestellt. Auf einer y-Achse ist ein Zugehörigkeitsgrad ZG der Geschwindigkeit v_EF zu verschiedenen Fuzzy-Mengen FM1, FM2, ..., FMn dargestellt. Hierbei ist der Übersichtlichkeit halber nur eine erste Fuzzy-Menge FM1, eine zweite Fuzzy-Menge FM2 und eine letzte Fuzzy-Menge FMn dargestellt. Die erste Fuzzy-Menge FM1 kann beispielsweise als Fuzzy-Menge „ungefähr 5 km/h“ bezeichnet werden. Die zweite Fuzzy-Menge FM2 kann beispielsweise als Fuzzy-Menge „ungefähr 10 km/h“ bezeichnet werden. Entsprechend kann die letzte Fuzzy-Menge FMn als „ungefähr 140 km/h“ bezeichnet werden. Somit kann beispielsweise eine mittels eines Geschwindigkeitssensors erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit v_EF durch die in 3 dargestellte Fuzzyfizierung jeder der Fuzzy-Mengen FM1, ..., FMn zugeordnet werden. Für eine Geschwindigkeit von z.B. 6 km/h ergibt sich eine Zugehörigkeit von 0,8 zur ersten Fuzzy-Menge FM1 und eine Zugehörigkeit von 0,2 zu der zweiten Fuzzy-Menge FM2.
• Die bereichsspezifische Intrusionswahrscheinlichkeit kann dann ebenfalls als Fuzzy-Menge, nämlich als Ergebnismenge, dargestellt werden. Beispielsweise können diese Ergebnismengen die in 1 dargestellten Teilbereiche Z1, ..., Z5 repräsentieren. Die in 3 bestimmten Fuzzy-Mengen FM1, FM2, ..., FMn können, wie vorhergehend erläutert, Prämissen für eine Fuzzy-Regel sein.
• In Abhängigkeit der im vierten Schritt S4 bestimmten Intrusionsparameter P1, P2, ... P5 kann dann, wie ebenfalls vorhergehend erläutert, mindestens ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs 1 (siehe 1) derart aktiviert werden, dass eine Verletzungsgefahr für Fahrzeuginsassen minimiert wird. So kann beispielsweise bei einer hohen Intrusionswahrscheinlichkeit in einem oder mehreren Teilbereichen Z1, ..., Z5 eine Steifigkeit von Fahrzeugstrukturen mit einstellbaren Steifigkeiten erhöht werden, wodurch die Intrusionswahrscheinlichkeit verringert, eine Pulshärte der Kollision jedoch erhöht wird.
• Wird jedoch eine geringe oder keine Intrusionswahrscheinlichkeit oder Größe der Intrusion prognostiziert, so kann eine Steifigkeit von Fahrzeugstrukturen mit einstellbarer Steifigkeit verringert werden, wodurch sich zwar gegebenenfalls eine (geringe) Größe der Intrusion ergeben kann, jedoch ebenfalls eine Pulshärte der zukünftigen Kollision verringert wird. Allerdings ist in diesem Fall die Steifigkeit derart einzustellen, dass trotz der geringen Größe der Intrusion ein Verletzungsrisiko für Fahrzeuginsassen ausgeschlossen ist. Hierdurch wird ein Fahrzeuginsasse in vorteilhafter Weise keiner hohen Belastung aufgrund einer hohen Pulshärte ausgesetzt, wobei jedoch gleichzeitig durch die Größe der zugelassenen Intrusion sichergestellt sein muss, dass keine Verletzung des Fahrzeuginsassens durch die Intrusion erfolgt. Beispielsweise kann die Steifigkeit derart eingestellt werden, dass eine Intrusionswahrscheinlichkeit kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist bzw. eine Größe der Intrusion kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist und die Pulshärte unter dieser Randbedingung minimiert wird.
• Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht somit in vorteilhafter Weise die Bestimmung einer Intrusion bzw. von Intrusionsparametern P1,...,P5 für verschiedene Teilbereiche Z1, ..., Z5 vor und während einer Kollision in Echtzeit, wobei in Abhängigkeit der Ergebnisse Sicherheitssysteme aktiviert werden können. Insbesondere kann mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ein Verhältnis zwischen Pulshärte und Intrusionsparameter P1,... P5, insbesondere Intrusionswahrscheinlichkeit oder Größe der Intrusion bei einer zukünftigen Kollision, eingestellt werden. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die Abschätzung der Intrusion in verschiedene Teilbereich einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs 1. Da die Abschätzung bereits zeitlich vor einer Kollision folgt, kann somit ein frühzeitiges Ansteuern von Sicherheitssystemen erfolgen. Dies verbessert in vorteilhafter Weise einen Schutz von Fahrzeuginsassen.
• Selbstverständlich kann neben der in 1 dargestellten Aufteilung des Fahrzeugs 1 in verschiedene Teilbereiche Z1, ..., Z5 auch eine Unterteilung des Fahrzeugs 1 in noch kleinere Teilbereiche erfolgen.
• Auch kann als intrusionsspezifischer Parameter ein Material betrachtet werden, welches z.B. in einen Fahrzeuginnenraum eindringt. Beispielsweise kann als Parameter des Fremdobjekts auch ein Material des Fremdobjekts bestimmt werden. Weiter können Ergebnismengen Materialtypen bezeichnen, die in den Fahrzeuginnenraum eindringen.
• Selbstverständlich können neben den Intrusionen im Frontbereich auch Intrusionen im Seiten und Heckbereich bestimmt werden.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug

2

Lenkrad

3

Fahrzeugführersitz

4

Beifahrersitz

5

Rückspiegel

6

linkes Vorderrad

7

rechtes Vorderrad

Z1

erster Teilbereich

Z2

zweiter Teilbereich

Z3

dritter Teilbereich

Z4

vierter Teilbereich

Z5

fünfter Teilbereich

S1

erster Schritt

S2

zweiter Schritt

S3

dritter Schritt

S4

vierter Schritt

RB

Regelbasis

K1, K2, K3, ..., Kn

Kollisionsparameter

ZG1, ZG2, ... ZGn

Zugehörigkeiten zu Fuzzy-Mengen

ZK1, ZK2

Zugehörigkeit zu Ergebnismengen

P1, P2, P3, P4, P5

teilbereichsspezifische Intrusionsparameter

vEF

Fahrzeuggeschwindigkeit

ZG

Zugehörigkeit

FM1

erste Fuzzy-Menge

FM2

zweite Fuzzy-Menge

FMn

letzte Fuzzy-Menge

Claims (10)

1. Verfahren zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters (P1, P2, P3, P4, P5) einer Intrusion in zumindest einem Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) eines Fahrzeugs (1), wobei zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst oder bestimmt wird, wobei zumindest ein Parameter eines Fremdobjekts in einem Fahrzeugumfeld erfasst oder bestimmt wird, wobei in Abhängigkeit des mindestens einen Fahrzeugparameters und/oder in Abhängigkeit des mindestens einen Parameters des Fremdobjekts zumindest ein Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,... ,Kn) einer zukünftigen Kollision bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines vorbekannten Zusammenhangs zwischen dem mindestens einen Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,... ,Kn) und dem zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) für den zumindest einen Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) des Fahrzeugs (1) der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) mittels eines Fuzzylogik-basierten Verfahrens in Abhängigkeit des mindestens einen Kollisionsparameters (K1, K2, K3, K4, K5,... ,Kn) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den zumindest einen Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,... ,Kn) eine Zugehörigkeit (ZG1, ZG2, ZG3,... ZGn) zu einer Anzahl von Fuzzy-Mengen (FM1, FM2, ... FMn) bestimmt wird, wobei eine Fuzzy-Menge (FM1, FM2, ... FMn) eine Prämisse einer Fuzzy-Regel bildet, wobei die Fuzzy-Regel in Abhängigkeit der Zugehörigkeit des Kollisionsparameters (K1, K2, K3, K4, K5,...,Kn) zu einer Prämisse der Fuzzy-Regel ausgewertet und eine Zugehörigkeit einer Konklusion zu mindestens einer Ergebnismenge bestimmt wird, wobei in Abhängigkeit der Zugehörigkeit zu einer Ergebnismenge der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fuzzy-Regel mehrere Prämissen umfasst, wobei für jede Prämisse eine prämissenspezifische Zugehörigkeit eines entsprechenden Kollisionsparameters zu dieser Prämisse bestimmt wird, wobei die Zugehörigkeit (ZK1, ZK2) der Konklusion zu mindestens einer bestimmten Ergebnismenge als das Minimum der prämissenspezifischen Zugehörigkeiten bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiedene Fuzzy-Regeln ausgewertet werden, mittels derer eine Zugehörigkeit (ZK1, ZK2) der Konklusion zu einer bestimmten Ergebnismenge bestimmbar sind, wobei für jede dieser Fuzzy-Regeln die regelspezifische Zugehörigkeit (ZK1, ZK2) der Konklusion zu der bestimmten Ergebnismenge bestimmt wird, wobei eine resultierende Zugehörigkeit zu der Ergebnismenge als das Maximum der regelspezifischen Zugehörigkeiten (ZK1, ZK2) bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) zumindest eine der folgende intrusionsspezifischen Informationen für einen bestimmten Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) repräsentiert: - Eintreten einer Intrusion, - Wahrscheinlichkeit eines Eintritts einer Intrusion, - Ort der Intrusion, - Richtung der Intrusion, - Größe der Intrusion.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameters (P1, P2, P3, P4, P5) eine Sicherheitsfunktion ausgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unsicherheit der Bestimmung des zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameters (P1, P2, P3, P4, P5) bestimmt wird, wobei die Sicherheitsfunktion nur dann ausgeführt wird, falls eine Unsicherheit kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsfunktion derart ausgeführt wird, dass eine Intrusion in zumindest einem Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) des Fahrzeugs (1) minimiert wird.
10. Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines bereichsspezifischen Intrusionsparameters (P1, P2, P3, P4, P5) einer Intrusion in zumindest einem Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) eines Fahrzeugs (1), wobei die Vorrichtung zumindest eine Auswerteeinrichtung, zumindest eine erste Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung und zumindest eine weitere Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung umfasst, wobei mittels der ersten Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung zumindest ein Fahrzeugparameter erfassbar oder bestimmbar ist, wobei mittels der mindestens einen weiteren Erfassungs- oder Bestimmungseinrichtung zumindest ein Parameter eines Fremdobjekts in einem Fahrzeugumfeld erfassbar oder bestimmbar ist, wobei mittels der Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit des mindestens einen Fahrzeugparameters und/oder in Abhängigkeit des mindestens einen Parameters des Fremdobjekts zumindest ein Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,...,Kn) bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines vorbekannten Zusammenhangs zwischen dem mindestens einen Kollisionsparameter (K1, K2, K3, K4, K5,...,Kn) und dem zumindest einen bereichsspezifischen Intrusionsparameter (P1, P2, P3, P4, P5) für den zumindest einen Teilbereich (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5) des Fahrzeugs (1) der zumindest eine bereichsspezifische Intrusionsparameter (P1, P2 ,P3, P4, P5) bestimmbar ist.

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