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Stand der Technik
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Der hier vorgestellte Ansatz bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Rückhaltemittel eines Fahrzeugs, wie Airbags, Gurtstraffer, Gurtkraftbegrenzer und Seitenairbags benötigen zur Aktivierung ein Signal. Das Signal wird bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf einen Gegenstand bereitgestellt, wenn vorbestimmte Parameter bei dem Aufprall eingehalten werden.
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Die
DE 10 2010 062 631 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutz- und/oder Rückhaltemitteln.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Bei einem Aufprall eines Fahrzeugs auf einen Gegenstand wird das Fahrzeug verzögert. Wenn der Gegenstand seitlich versetzt zu einer Trajektorie eines Schwerpunkts des Fahrzeugs vor dem Aufprall angeordnet ist, resultiert ein Kraftvektor von dem Gegenstand zu dem Schwerpunkt. Da der Kraftvektor unter einem Winkel zu einem Bewegungsvektor des Schwerpunkts steht, weist er eine Komponente quer zu dem Bewegungsvektor auf. Es resultiert eine seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs, die zu einer Rotation des Fahrzeugs führt. Aufgrund ihrer Massenträgheit werden Insassen des Fahrzeugs relativ zum Fahrzeug entgegen der Verzögerung und entgegen der Rotation geschleudert. Dadurch werden die Insassen starken Belastungen ausgesetzt. Um diese Belastungen abzuschwächen, können innerhalb des Fahrzeugs aktive Rückhaltemittel aktiviert werden, um die Insassen abzufangen. Beispielsweise soll zusätzlich zur Aktivierung von Frontairbags ein Seitenairbag einen Aufprall zumindest des Kopfs des an der Seite sitzenden Insassen an einer Seitenscheibe des Fahrzeugs und/oder seitlichen Säule des Fahrzeugs auffangen.
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Um eine sichere Erfassung und Auswertung des Aufpralls zu ermöglichen, kann eine Analyse des Aufpralls in zwei separaten Schritten durchlaufen werden. In einem Schritt kann untersucht werden, ob ein Seitenversatz zu dem aufprallenden Gegenstand vorliegt. Beispielsweise kann untersucht werden, ob der Winkel zwischen dem Kraftvektor und dem Bewegungsvektor größer als eine Toleranz ist. In einem parallelen Schritt kann eine Richtung der seitlichen Beschleunigung erkannt werden, um in einem darauffolgenden Schritt zielgerichtet die Rückhaltemittel für die Aktivierung unter Verwendung der Richtung auszuwählen, wenn der Seitenversatz erkannt wird. Da beispielsweise Beschleunigungssensoren eine bevorzugte Erfassungsrichtung aufweisen, stimmt der bei dem Aufprall des Fahrzeugs resultierende Kraftvektor wenig wahrscheinlich mit der Erfassungsrichtung überein. Daher sind verschieden ausgerichtete Sensoren im Fahrzeug unterschiedlich gut geeignet, den Kraftvektor zu erfassen. Zum Erkennen des Seitenversatzes kann daher insbesondere eine andere Sensorkombination verwendet werden, als zum Erkennen der Richtung.
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Es wird ein Verfahren zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs vor und/oder bei einem Aufprall vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen von Sensorsignalen einer Aufprallsensorik des Fahrzeugs;
Erkennen eines Offsetaufpralls des Fahrzeugs unter Verwendung der Sensorsignale, wobei eine Offsetinformation bereitgestellt wird, wenn der Offsetaufprall erkannt wird;
Bestimmen einer Aufprallseite des Offsetaufpralls in Bezug zu einer Fahrzeuglängsachse unter Verwendung der Sensorsignale, wobei eine Seiteninformation bereitgestellt wird, wenn die Aufprallseite bestimmbar ist; und
Zusammenführen der Offsetinformation und der Seiteninformation zu einem Auswahlsignal für das Rückhaltemittel, um das Rückhaltemittel an der entsprechenden Aufprallseite auszuwählen.
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Weiterhin wird ein Steuergerät zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs vor und/oder bei einem Aufprall vorgestellt, wobei das Steuergerät die folgenden Merkmale aufweist:
eine Schnittstelle zum Einlesen von Sensorsignalen einer Aufprallsensorik des Fahrzeugs;
eine Einheit oder Logik zum Erkennen eines Offsetaufpralls des Fahrzeugs unter Verwendung der Sensorsignale, wobei die Logik zum Erkennen dazu ausgebildet ist, eine Offsetinformation bereitzustellen, wenn der Offsetaufprall erkannt wird;
eine Einheit oder Logik zum Bestimmen einer Aufprallseite des Offsetaufpralls in Bezug zu einer Fahrzeuglängsachse unter Verwendung der Sensorsignale, wobei die Logik zum Bestimmen dazu ausgebildet ist, eine Seiteninformation bereitzustellen, wenn die Aufprallseite bestimmbar ist; und
eine Einheit oder Logik zum Zusammenführen der Offsetinformation und der Seiteninformation zu einem Auswahlsignal für das Rückhaltemittel, um das Rückhaltemittel an der entsprechenden Aufprallseite auszuwählen.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Unter einem Rückhaltemittel kann ein ansteuerbares Sicherheitssystem im Fahrzeug verstanden werden. Beispielsweise können Seitenairbags, Gurtstraffer und Frontairbags als Rückhaltemittel gezielt situationsbedingt angesteuert werden, wenn es zu einem Unfall kommt. Ein seitliches Rückhaltemittel kann insbesondere ein Seitenairbag sein. Eine Aufprallsensorik kann beispielsweise Beschleunigungssensoren, Drucksensoren und/oder Drehratensensoren umfassen. Ein Offsetaufprall kann als Offsetcrash bezeichnet werden. Bei dem Offsetaufprall kann ein aufprallendes Objekt oder das Objekt, auf welches das Fahrzeug aufprallt einen seitlichen Versatz zu einer Mittellinie des Fahrzeugs aufweisen. Ein Auswahlsignal kann eine Freigabe für das ausgewählte Rückhaltemittel repräsentieren. Eine Logik kann als Einrichtung bezeichnet werden.
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Die Offsetinformation und die Seiteninformation können unter Verwendung einer Nachschlagetabelle zusammengeführt werden, insbesondere wobei die Nachschlagetabelle eine Verknüpfung von möglichen Kombinationen der Offsetinformation und der Seiteninformation mit auszuwählenden Rückhaltemitteln enthält. Durch die Nachschlagetabelle kann das richtige und/oder situationsbedingt passende Rückhaltemittel schnell und einfach ausgewählt werden.
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Es kann zumindest ein Rückhaltemittel auf einer, in Fahrtrichtung (d. h. Hauptfahrtrichtung, beispielsweise für eine Vorwärtsfahrt) gesehen, rechten Fahrzeugseite ausgewählt werden, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation eine rechte Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert. Dadurch können Insassen gegen einen Anprall an die rechte Fahrzeugseite und darauffolgende Verletzungen geschützt werden.
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Es kann zumindest ein Rückhaltemittel auf einer, in Fahrtrichtung gesehen, linken Fahrzeugseite ausgewählt werden, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation eine, in Fahrtrichtung gesehen, linke Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert. Dadurch können Insassen gegen einen Anprall an die linke Fahrzeugseite und darauffolgende Verletzungen geschützt werden.
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Es können zumindest ein Rückhaltemittel auf der, in Fahrtrichtung gesehen, rechten Fahrzeugseite und zumindest ein Rückhaltemittel auf der, in Fahrtrichtung gesehen, linken Fahrzeugseite ausgewählt werden, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation eine rechte Fahrzeugseite und eine linke Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert. Bei einer Mehrdeutigkeit der Seiteninformation kann zur Sicherheit auf beiden Fahrzeugseiten aktiviert werden.
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Es können zumindest ein Rückhaltemittel auf der, in Fahrtrichtung gesehen, rechten Fahrzeugseite und zumindest ein Rückhaltemittel auf der, in Fahrtrichtung gesehen, linken Fahrzeugseite ausgewählt werden, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation keine Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert. Durch eine vorsorgliche Aktivierung der Rückhaltemittel auf beiden Fahrzeugseiten kann auf einen eventuellen Sensordefekt reagiert werden. Ebenso können die Insassen bestmöglich geschützt werden.
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Es kann kein Rückhaltemittel ausgewählt werden, wenn die Offsetinformation keinen Offsetaufprall repräsentiert. Ohne Offsetaufprall resultiert keine Drehung am Fahrzeug. Dann können die Rückhaltemittel zurückgehalten werden.
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Von Vorteil ist 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 des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Darstellung eines Crashtests mit geringer seitlicher Überdeckung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Funktionsübersicht eines Verfahrens zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes 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 eine Darstellung eines Crashtests mit geringer seitlicher Überdeckung. Der Crashtest wird als small Overlap Test bezeichnet. Bei dem Crashtest prallt ein Fahrzeug 100 mit einer Geschwindigkeit von 64 km/h vorwärts auf ein Hindernis 102. Das Hindernis 102 weist eine Überdeckung mit dem Fahrzeug 100 von 25 Prozent auf. Das Hindernis 102 ist unnachgiebig und weist eine flache Aufprallfläche mit einer um 150 mm abgerundeten Kante auf. Das Hindernis 102 simuliert beispielsweise einen Brückenpfosten. Das Hindernis 102 ist außermittig zu dem Fahrzeug 100 angeordnet.
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Die Detektion von Frontcrashs basiert im Allgemeinen auf der Auswertung von in x-Richtung messender Beschleunigungssensorik. Für Frontalcrashs, die das Hindernis unter einem Winkel oder mit nur teilweiser Überdeckung treffen, sog. Winkelcrashs oder Offsetcrashs treten geringere x-Beschleunigungen auf und erschweren eine korrekte und rechtzeitige Auslösung von Rückhaltemitteln. Daher können zur Detektion solcher Winkel- und Offsetcrashs weitere Funktionen eingesetzt werden.
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In 1 ist der Aufbau bzw. die Konfiguration für einen Small Overlap Test dargestellt. Das Hindernis ist ein flat Barrier mit 150 mm Radius. Das Fahrzeug trifft mit 25% Overlap bei 64 km/h auf das Hindernis.
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Durch die Einführung des Small Overlap Crashs im Jahr 2012 durch die IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) ist für den nordamerikanischen Markt ein weiterer Offsetcrash definiert worden. Der prinzipielle Ablauf erfolgt, wie in 1 dargestellt mit 25% Überdeckung gegen ein hartes Hindernis. Durch die starke laterale Bewegung des Insassen in diesem Crashversuch kann es zu einem Kontakt des Kopfes mit der Scheibe oder A-Säule kommen. Daher ist zur Verringerung der Verletzungsschwere eine Zündung des crashzugewandten Kopfairbags sinnvoll bzw. wird von der IIHS in ihrem Rating-System auch explizit verlangt.
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Auf einem einzelnen Sensormerkmal beruhende Systeme zur Winkel-/Offsetcrasherkennung können das Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs sowie die korrekte Crashseite nicht zuverlässig erkennen. Dies kann bei reinen Frontalcrashs ohne laterale Komponente zur unerwünschten Auslösung von seitlichen Rückhaltemitteln (z. B. Kopfairbags) führen. Diese stehen dann für eventuelle seitliche Folgekollisionen nicht mehr zur Verfügung. Weiterhin kann eine falsche Erkennung in Winkel-/Offsetcrashs zu einer Auslösung der Rückhaltemittel auf der falschen Seite führen. Bei einzelsensorbasierten Systemen kann ein Abriss des Sensors im Winkel-/Offsetcrash zu Nichtauslösung des gewünschten Rückhaltemittels (z. B. Kopfairbags) führen.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz wird basierend auf verschiedenen Sensorinformationen das Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs im Allgemeinen und eines Small Overlap Crashs im Speziellen erkannt. Zusätzlich wird die korrekte Crashseite (links/rechts) detektiert. Dies ermöglicht es, seitenbezogene Rückhaltemittel wie z. B. Kopfairbags anzusteuern. Ist eine Bestimmung der korrekten Crashseite nicht möglich, so können bei Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs die entsprechenden Rückhaltemittel beidseitig gezündet werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 weist einen Schritt 202 des Einlesens, einen Schritt 204 des Erkennens, einen Schritt 206 des Bestimmens und einen Schritt 208 des Zusammenführens auf. Im Schritt 202 des Einlesens werden Sensorsignale von einer Aufprallsensorik des Fahrzeugs eingelesen. Im Schritt 204 des Erkennens wird ein Offsetaufprall des Fahrzeugs unter Verwendung der Sensorsignale erkannt. Dabei wird eine Offsetinformation bereitgestellt, wenn der Offsetaufprall erkannt wird. Im Schritt 206 des Bestimmens wird eine Aufprallseite des Offsetaufpralls in Bezug zu einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs unter Verwendung der Sensorsignale bestimmt. Dabei wird eine Seiteninformation bereitgestellt, wenn die Aufprallseite bestimmbar ist. Im Schritt 208 des Zusammenführens werden die Offsetinformation und die Seiteninformation zu einem Auswahlsignal für das Rückhaltemittel zusammengeführt, um das Rückhaltemittel entsprechend der Aufprallseite auszuwählen.
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In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 208 des Zusammenführens die Offsetinformation und die Seiteninformation unter Verwendung einer Nachschlagetabelle zusammengeführt. Dabei verknüpft die Nachschlagetabelle mögliche Kombinationen der Offsetinformation und der Seiteninformation mit auszuwählenden Rückhaltemitteln.
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In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 208 des Zusammenführens zumindest ein Rückhaltemittel auf einer rechten Fahrzeugseite ausgewählt, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation eine rechte Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert.
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In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 208 des Zusammenführens zumindest ein Rückhaltemittel auf einer linken Fahrzeugseite ausgewählt, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation eine linke Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert.
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In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 208 des Zusammenführens zumindest ein Rückhaltemittel auf der rechten Fahrzeugseite und zumindest ein Rückhaltemittel auf der linken Fahrzeugseite ausgewählt, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation eine rechte Fahrzeugseite und eine linke Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert.
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In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt des Zusammenführens zumindest ein Rückhaltemittel auf der rechten Fahrzeugseite und zumindest ein Rückhaltemittel auf der linken Fahrzeugseite ausgewählt, wenn die Offsetinformation einen Offsetaufprall repräsentiert und die Seiteninformation keine Fahrzeugseite als Aufprallseite repräsentiert.
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In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 208 des Zusammenführens kein Rückhaltemittel ausgewählt, wenn die Offsetinformation keinen Offsetaufprall repräsentiert.
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In einem Ausführungsbeispiel werden bestimmte Signaturen im x-Signal bewertet.
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In einem Ausführungsbeispiel wird zusätzliche Sensorik ausgewertet.
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In einem Ausführungsbeispiel wird in lateraler (y-)Richtung messende Beschleunigungssensorik ausgewertet, beispielsweise gemessen im zentralen Airbagsteuergerät, an anderer Stelle am Fahrzeugtunnel oder an peripheren Sensoren.
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In einem Ausführungsbeispiel werden Beschleunigungen an einem oder zwei Upfrontsensoren ausgewertet.
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In einem Ausführungsbeispiel werden Beschleunigung an zwei in der linken und rechten seitlichen Fahrzeugperipherie, beispielsweise in der B-Säule angebrachten, in longitudinaler (x-)Richtung messenden Sensoren ausgewertet.
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In einem Ausführungsbeispiel wird eine Gierrate auf dem Tunnel und/oder eine Körperschallsensorik ausgewertet.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht im grundlegenden Prinzip auf einer Aufteilung der seitenrichtigen Erkennung eines Winkel-/Offsetcrashs in zwei getrennte Teilentscheidungen 204, 206. Einer Detektion von Winkel-/Offsetcrashs an sich (d. h., ohne Berücksichtigung der Crashseite) sowie einer nachgelagerten Detektion der korrekten Crashseite.
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Für jede Teilentscheidung 204, 206 wird eine separate flexible logische Kombination von verschiedenen Sensorinformationen verwendet. Das bedeutet insbesondere, dass für die beiden Teilentscheidungen verschiedene Sensoren verwendet werden können.
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Anschließend werden die Informationen über das Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs sowie die Seiteninformation logisch fusioniert 208. Bei uneindeutiger Seiteninformation ist es möglich, beide Rückhaltemittel auf beiden Seiten (crashzugewandt und -abgewandt) anzusteuern.
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Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine präzisere seitenrichtige Erkennung von Winkel-/Offsetcrashs. Bei nicht eindeutigen Informationen erlaubt er eine Ansteuerung beidseitiger Rückhaltemittel, anstatt evtl. nur die Rückhaltemittel auf der crashabgewandten Seite anzusteuern. Insbesondere kann auch bei einem Sensordefekt das seitenrichtige Zündmittel angesteuert werden.
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3 zeigt eine Funktionsübersicht 300 eines Verfahrens zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Funktionsübersicht 300 weist drei Logikblöcke 302, 304, 306 auf, die über Signalpfade miteinander verbunden sind. Der erste Logikblock 302 ist eine Erkennungslogik für einen Seitenversatz. Der zweite Logikblock 304 ist eine Erkennungslogik für eine Seitenrichtung. Der dritte Logikblock 306 ist eine Fusionslogik. Der erste Logikblock 302 und der zweite Logikblock 304 verarbeiten eine Mehrzahl von n Sensorsignalen 308 einer Aufprallsensorik des Fahrzeugs. Die Aufprallsensorik kann dabei verschiedenartige Sensoren in verschiedenen Teilen des Fahrzeugs umfassen. Dabei ist jedes Sensorsignal 308 zweikanalig mit einem ersten Signalkanal 310 und einem zweiten Signalkanal 312 angelegt. Der erste Signalkanal 310 überträgt eine, von einem angeschlossenen Sensor erfasste Signalinformation, während der zweite Signalkanal 312 eine Fehlerinformation bzw. Error Status als Statusmeldung des Sensors überträgt. Der erste Logikblock 302 verarbeitet die Sensorsignale 308 zu einer binären Seitenversatzinformation 314 bzw. einem Offset Flag 314, ob ein Seitenversatz bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis vorliegt, wie beispielsweise in 1 dargestellt ist. Der zweite Logikblock 304 verarbeitet die Sensorsignale 308 zu zwei binären Seiteninformationen 316, 318. Dabei repräsentiert die linke Seiteninformation 316 bzw. der Side Left Flag 316 einen Aufprall des Fahrzeugs an einer linken Fahrzeugseite bzw. von links, während die rechte Seiteninformation 318 bzw. der Side Right Flag 318 einen Aufprall des Fahrzeugs an einer rechten Fahrzeugseite bzw. von rechts repräsentiert. Der dritte Logikblock 306 verarbeitet die Seitenversatzinformation 314, die linke Seiteninformation 316 und die rechte Seiteninformation 318 zu zwei Auswahlsignalen 320, 322. Dabei repräsentiert das linke Auswahlsignal 320 bzw. der Curtain Left Flag 320 eine Auswahl von zumindest einem zu aktivierenden Rückhaltemittel auf der linken Seite des Fahrzeugs, während das rechte Auswahlsignal 322 bzw. der Curtain Right Flag 322 eine Auswahl on zu aktivierenden Rückhaltemitteln auf der rechten Fahrzeugseite repräsentiert.
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Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine Erkennung von Front-Offsetcrashs durch eine Fusion von Sensorinformationen 308.
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In einem Ausführungsbeispiel arbeitet die Offseterkennung 302 auf einer ersten Untermenge aller Sensorsignale 308. Die Seitenerkennung 304 arbeitet auf einer zweiten Untermenge aller Sensorsignale 308. Die erste Untermenge und die zweite Untermenge können dabei auch überlappen bzw. identisch sein.
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Wird das Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs erkannt, wird in einem Ausführungsbeispiel die Airbag-Auslöseentscheidung auf diesen Crashtyp hin optimiert. Dabei erfolgt eine Anpassung der Schwellwerte der Auslöseentscheidung oder eine Umschaltung auf separate "Auslösepfade" für Winkel-/Offsetcrashs.
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In einem Ausführungsbeispiel wird die Adaptivität der Front-Rückhaltemittel, beispielsweise Gurtkraftbegrenzer, zweite Airbagstufe und/oder Adaptive Vents auf Winkel-/Offsetcrashs optimiert, bei denen in der Regel eine geringere Rückhaltewirkung notwendig ist als bei Crashs mit voller Überdeckung.
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In einem Ausführungsbeispiel werden Zündmittel ausschließlich bei Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs aktiviert, wie z. B. der crashzugewandte Kopfairbag.
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Die grundlegende Logik der des hier vorgestellten Ansatzes in 3 dargestellt. Die Funktion besteht aus drei Teilfunktionen 302, 304, 306.
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Eine erste Teilfunktion 302 ist die Erkennung eines Winkel-/Offsetcrashs. (Im Folgenden als Offseterkennung 302 abgekürzt)
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Eine zweite Teilfunktion 304 ist die Erkennung der Crashseite links/rechts. (Im Folgenden als Seitenerkennung 304 bezeichnet.)
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Eine dritte Teilfunktion 306 ist die Fusion 306 der Offset- und Seiteninformation zur korrekten Ansteuerung der Rückhaltemittel, z. B. Kopfairbags.
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Der Trennung von Offseterkennung 302 und Seitenerkennung 304 liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass gewisse Sensormerkmale 308, die eine gute Offseterkennung erlauben, nicht notwendigerweise eine zuverlässige Seiteninformation liefern und umgekehrt.
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Beispielsweise kann das Vorliegen eines Winkel-/Offsetcrashs an charakteristischen Merkmalen im zentralen x-Signal erkannt werden, welche naturgemäß keine Information über die korrekte Seite enthalten. Alternativ kann an einem stark schwingenden y-Signal ein Winkelcrash an sich, die Richtung aber nur unzuverlässig erkannt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel verarbeitet die Offseterkennung 302 die Sensorsignale 308, 310 sowie den Fehlerstatus 312 verschiedener Sensoren, die für die Erkennung eines Winkel-/Offsetcrashs geeignet sind. Beispielsweise ist das eine Upfrontsensorik, eine y-Sensorik aus dem Zentralgerät oder periphere Sensoren, eine Gierrate, etc.
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In einem Ausführungsbeispiel werden zur Offseterkennung N Sensorsignale 308 geeignet vorverarbeitet (z. B. gefiltert, integriert, etc.) und dann gegen Schwellwerte verglichen. Durch eine logische Kombination verschiedener Merkmalsabfragen kann nun ein Offsetcrash erkannt werden.
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Beispielsweise liegt ein Offsetcrash vor, wenn die beiden integrierten UFS-Signale einen großen Unterschied aufweisen und das zentrale gefilterte Y-Signal betragsmäßig einen jeweiligen Mindestwert übersteigt. |UFS-dv-L – UFS-dv-R| > THD_UFS & |ECU_y_Lp| > Thd_y
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Die Schwellwerte THD_UFS und THD_y können dabei konstant sein, oder als Funktion einer weiteren für den Crashverlauf charakteristischen Größe variiert werden. Sinnvollerweise wird eine einmal erreichte Offseterkennung für eine gewisse Zeitspanne gehalten. Anstelle von UFS Sensoren können wie in der Einleitung beschreiben auch ECU-x, PAS-x, Gierraten- oder Körperschallsensorik verwendet werden.
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Durch geeignete Wahl der Schwellwerte kann gesteuert werden, welche Crashs als Offset erkannt werden sollen und welche nicht. Wenn beispielsweise nur im Small Overlap Crash (25% Überlapp) seitliche Rückhaltemittel angesteuert werden sollen, nicht aber in den Standard-ODB-Tests (40% Überlapp), so können geeignet hohe Schwellwerte für die gewählten Merkmale eingestellt werden, sodass die Bedingung für die Offseterkennung nur im Small Overlap Crash erfüllt ist.
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In einem Ausführungsbeispiel wird in einer solchen Logik 302 auch die Statusinformation 312 eines Sensors, speziell der Upfrontsensoren, mitberücksichtigt, sodass bei Ausfall eines an der Offseterkennung 302 beteiligten Sensors eine Rückfallstrategie ermöglicht wird. Beispielsweise kann eine upfrontbasierte Offseterkennung erst im Fehlerfall eines Upfrontsensors auf eine y-basierte Erkennung umgeschaltet werden, z. B. durch die Logik (UFS_L_Error = 0 & UFS_R_Error = 0) & |UFS-dv-L – UFS-dv-R| > THD_UFS OR (UFS_L_Error = 1 OR UFS_R_Error = 1) & |ECU_y_Lp| > Thd_y.
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Falls ein bestimmter Sensor für die Offsetentscheidung 302 von so zentraler Bedeutung ist, dass mit Ersatzsensoren keine zufriedenstellende Rückfallebene definiert werden kann, kann im Fehlerfall dieses Sensors gegebenenfalls die Offseterkennung 302 deaktiviert werden und das Defaultverhalten für die Erkennung von Front-Offsetcrashs verwendet werden. Dabei kann beispielsweise ein Ausgabeflag direkt definiert werden. Je nach Rückhaltestrategie kann dann im Defaultfall z. B. von einem Offsetcrash ausgegangen werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die verwendete Logik der Offseterkennung nicht hart vorgegeben, sondern per EEPROM-Parameter kalibrierbar.
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Dies liegt daran, dass die Sensorsignale 308 sehr stark von der jeweiligen Fahrzeugplattform abhängen und damit mehr oder weniger geeignet zur Offseterkennung 302 sind. Beispielsweise können bei einem Fahrzeug A die Upfrontsensoren eine sehr gute Offseterkennung 302 sicherstellen und das y-Signal weniger gut geeignet sein, bei Fahrzeug B hingegen kann z. B. das y-Signal eine bessere Information bereitstellen als die UFS.
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In einer SW-Umsetzung können die Schwellwertabfragen der einzelnen Sensormerkmale 310 schon an anderer Stelle durchgeführt werden (z. B. wenn sie auch an anderer Stelle im Auslösealgorithmus benötigt werden). In diesem Fall sind dann nicht die Sensordaten 310 die Eingangsgrößen 308 in das Modul, sondern bereits das Ergebnis von Merkmalsabfragen, d. h., Boolsche Eingangsgrößen.
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Wie auch die Offseterkennung 302 verwendet die Seitenerkennung 304 die Sensorsignale 308, 310 sowie den Fehlerstatus 312 verschiedener Sensoriken, welche sie geeignet vorverarbeitet (z. B. filtert, integriert etc.).
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In einem Ausführungsbeispiel wird die korrekte Crashseite am Vorzeichen geeigneter Sensormerkmale 310 erkannt. Z. B. liefert das Vorzeichen (d. h. die Richtung) einer y-Beschleunigung oder das Vorzeichen der Differenz von linken und rechten UFS-Merkmalen Rückschlüsse über die Crashseite.
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Bei geringen Signalwerten dieser Merkmale ist eine Seitenklassifizierung aber nicht sinnvoll. Daher wird in einem Ausführungsbeispiel für eine Seitenentscheidung 304, nicht nur auf das Vorzeichen, sondern auch auf ein gewisses Mindestmaß an Signalstärke geachtet. Wird diese nicht erreicht, kann keine sinnvolle Seitenerkennung durchgeführt werden. Basierend auf dem zentralen y-Sensor kann das z. B. in der folgenden Form geschehen: ECU_y_Lp > Thd_Side → Seite links erkannt ECU_y_Lp < –Thd_Side → Seite rechts erkannt –Thd_Side <= ECU_y_Lp <= Thd_Side → keine Seite erkannt
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Diesen Abfragen liegt die Vorzeichenkonvention zugrunde, dass das y-Signal im linksseitigen Offset-/Winkelcrash positive Werte annimmt. Wiederum kann der Schwellwert fest oder variabel sein, und eine einmal erreichte Seitenentscheidung 304 wird bevorzugt für die crashrelevante Zeitdauer gehalten.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ähnlich der Offseterkennung 302 auch bei der Seitenerkennung 304 eine logische Verknüpfung von Seiteninformationen mehrerer Sensoren vorgenommen. Dabei repräsentiert eine solche „Seiteninformation eines Sensors“ eine aus einer Merkmalsabfrage wie oben errechnete interne Größe innerhalb des Moduls 304. Erst nach Verknüpfung mit Seiteninformationen anderer Sensoren werden daraus die „endgültigen“ Seiteninformationen 316, 318 am Modulausgang. Beispielsweise wird eine Ver-Oderung oder eine Ver-Undung von UFS-basierter und y-basierter Seitenerkennung 304 vorgenommen. Dies kann gegebenenfalls zur Folge haben, dass bei widersprüchlichen Informationen auch beide Seiteninformationen 316, 318 zusammengesetzt werden können.
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In einem Ausführungsbeispiel wird der Fehlerstatus 312 der verwendeten Sensoren in die Entscheidungslogik 304 miteinbezogen, um Rückfallstrategien bei Sensorausfall zu definieren. Beispielsweise kann von einer UFS-basierten Seitenentscheidung 304 im Fehlerfall eines UFS-Sensors auf eine y-basierte Seitenentscheidung 304 umgeschaltet werden.
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Die Software-Umsetzung der Seitenerkennung kann analog zur Offseterkennung erfolgen. Dabei können die Schwellwertabfragen der einzelnen Sensormerkmale 310 schon an anderer Stelle durchgeführt werden (z. B. wenn sie auch an anderer Stelle im Auslösealgorithmus benötigt werden). In diesem Fall sind dann nicht die Sensordaten 310 die Eingangsgrößen 308 in das Modul, sondern bereits das Ergebnis von Merkmalsabfragen, d. h., Boolsche Eingangsgrößen.
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Grundsätzlich ist die logische Verknüpfung der Sensorsignale zur Erlangung der Seitenentscheidung 304 unabhängig von der logischen Verknüpfung der Sensorsignale zur Erlangung der Offsetentscheidung 302. Dies erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Merkmale oder auch unterschiedlicher Sensoriken für beide Teilentscheidungen 302, 304.
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In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Offsetentscheidung 302 basierend auf UFS-Sensoren, die Seitenentscheidung 304 erfolgt aber basierend auf Gierratensignalen. Es ist aber genauso möglich, dieselben Sensorsignale 308 für beide Teilentscheidungen 302, 304 zu verwenden.
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In der Fusionslogik 306 werden die Offsetinformation 314 und die Seiteninformation 316, 318 kombiniert, um eine einseitige oder beidseitige Ansteuerung z. B. der Kopfairbags (Curtainairbags) zu ermöglichen.
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In der folgenden Matrix bzw. Nachschlagetabelle sind verschiedene logische Verknüpfungen abgebildet, wobei x ein Verwerfen der jeweiligen Information repräsentiert.
| Offset | Side Left | Side Right | Curtain Left | Curtain Right |
| Flag 314 | Flag 316 | Flag 318 | Flag 320 | Flag 322 |
| 0 | x | x | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
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Wenn kein Offset-Crash vorliegt, so wird auch keine Seiteninformation 316, 320 ausgewertet und es werden keine Kopfairbags angesteuert.
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Wenn ein Offsetcrash und eine zugehörige Seiteninformation 316, 318 vorliegt, werden unmittelbar oder mittelbar die crashzugewandten Kopfairbags angesteuert.
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Wenn ein Offsetcrash und widersprüchliche Seiteninformationen 316, 318 vorliegen, werden die Kopfairbags auf beiden Seiten angesteuert.
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Wenn ein Offsetcrash vorliegt, aber Seiteninformationen 316, 318 fehlen, werden die Kopfairbags auf beiden Seiten angesteuert.
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Insbesondere bei widersprüchlichen und/oder fehlenden Informationen können auch alternative Verknüpfungen abgebildet werden. Beispielsweise kann ein Entscheidungszeitraum abgewartet werden, und erst wenn dieser verstrichen ist und immer noch keine Seiteninformation 316, 318 vorliegt, können beidseitige Rückhaltemittel angesteuert werden. Dieser Entscheidungszeitraum muss nicht notwendigerweise durch eine vorgegebene Zeitspanne realisiert sein, sondern kann auch adaptiv basierend auf aus den Sensordaten abgeleiteten Merkmalen wie z. B. der Insassenvorverlagerung festgelegt werden.
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Analog zum beschriebenen Verfahren können anstelle der Kopfairbags auch Seitenairbags angesteuert werden.
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Variante der Fusionslogik zur Erkennung von Front-Offsetcrashs.
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Einer der Vorteile der des hier vorgestellten Ansatzes ist, unterschiedliche Sensoren für Offsetentscheidung 302 und Seitenentscheidung 304 verwenden zu können.
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Falls dies nicht gewünscht sein sollte und die Seiteninformation eines Sensors nur dann verwendet werden sollte, wenn auch dieser Sensor einen Offset erkannt hat, so kann die Funktion leicht variiert werden.
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In einem Ausführungsbeispiel wird die Logik für jeden Sensor einzeln durchgeführt. Dabei werden die Offsetentscheidung 302 und die Seitenentscheidung 304 der UFS miteinander fusioniert. Parallel dazu werden die Offsetentscheidung 302 und die Seitenentscheidung 304 des y-Signals miteinander fusioniert. Die Offsetentscheidung 302 und die Seitenentscheidung 304 des Gierratensignals werden ebenfalls parallel dazu miteinander fusioniert. Anschließend erfolgt dann eine weitere Verarbeitung der einzelnen Curtain Left 320 und Curtain Right 322 Flags. Dies kann z. B. eine Veroderung sein, oder auch eine Priorisierung.
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4 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 400 zum Auswählen zumindest eines seitlichen Rückhaltemittels eines Fahrzeugs bei einem Aufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Steuergerät 400 weist eine Schnittstelle 402 zum Einlesen, eine Logik 404 zum Erkennen, eine Logik 406 zum Bestimmen und eine Logik 408 zum Zusammenführen auf. Die Schnittstelle 402 ist dazu ausgebildet, Sensorsignale einer Aufprallsensorik des Fahrzeugs einzulesen. Die Logik 404 zum Erkennen ist dazu ausgebildet, einen Offsetaufprall des Fahrzeugs unter Verwendung der Sensorsignale zu erkennen. Die Logik 404 zum Erkennen ist dazu ausgebildet, eine Offsetinformation bereitzustellen, wenn der Offsetaufprall erkannt wird. Die Logik 406 zum Bestimmen ist dazu ausgebildet, eine Aufprallseite des Offsetaufpralls in Bezug zu einer Fahrzeuglängsachse unter Verwendung der Sensorsignale zu bestimmen. Die Logik 406 zum Bestimmen ist dazu ausgebildet, eine Seiteninformation bereitzustellen, wenn die Aufprallseite bestimmbar ist. Die Logik 408 zum Zusammenführen ist dazu ausgebildet, die Offsetinformation und die Seiteninformation zu einem Auswahlsignal für das Rückhaltemittel zusammenzuführen, um das Rückhaltemittel entsprechend der Aufprallseite auszuwählen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Logik 404 zum Erkennen und/oder die Logik 406 zum Bestimmen und/oder die Logik 408 zum Zusammenführen als Schaltung diskreter Bauteile ausgeführt und kann als Einrichtung 404 zum Erkennen und/oder Einrichtung 406 zum Bestimmen und/oder Einrichtung 408 zum Zusammenführen bezeichnet 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 die hier vorgestellten 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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- DE 102010062631 A1 [0003]
