DE102014210426B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (1) zur Steuerung eines Rückhaltesystems (2) in einem Kraftfahrzeug, wobei das Rückhaltesystem mindestens einen Airbag (5), ein Airbagsteuergerät (3) und einen Beschleunigungssensor (4) aufweist, wobei dem Rückhaltesystem (2) mindestens ein Schallsensor (7, 8) zur Erfassung von Luftschall in einer Fahrzeugkabine (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagsteuergerät (3) oder mindestens ein weiteres Steuergerät (9, 10) derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Signale des Schallsensors (7, 8), wenn der Schallsensor (7, 8) Schallsignale aufgrund einer Kollision erfasst, wobei die Lautstärke mindestens einen Schwellwert überschreitet, mindestens ein weiteres Rückhaltemittel (6) angesteuert und/oder mindestens ein automatischer Brems- und/oder Lenkeingriff durchgeführt wird, ohne dass eine Auslöseschwelle des mindestens einen Beschleunigungssensors (4) für den Airbag (5) überschritten wurde oder nachdem der Airbag (5) bereits gezündet hat.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug.
  • Moderne Kraftfahrzeuge weisen typischerweise ein Rückhaltesystem auf, wobei das Rückhaltesystem mindestens einen Airbag, ein Airbagsteuergerät und einen Beschleunigungssensor aufweist. Je nach Ausstattung des Kraftfahrzeuges existieren neben dem klassischen Front-Airbag auch Seiten-Airbags, wozu beispielsweise im Türbereich weitere Sensoren vorgesehen sind. Ein generelles Problem bei Airbags ist es, die Schwelle für eine Auslösung geeignet einzustellen. Einerseits sollte diese nicht zu gering sein, andererseits sollte diese nicht zu hoch eingestellt werden, da ansonsten die Gefahr besteht, dass bei einem Unfall die Fahrzeuginsassen verletzt werden. Daher sind verschiedenste Ansätze bekannt, mittels zusätzlicher Sensoren und/oder Algorithmen den Auslösevorgang zu optimieren.
  • Aus der DE 37 29 019 A1 ist eine Einrichtung zur Auslösung einer Sicherheitsvorrichtung in Form einer Rückhaltevorrichtung in Kraftfahrzeugen bekannt, die mit einem Auslösesensor für die Aktivierung dieser Sicherheitsvorrichtung versehen ist und der Sensor mit sogenannten Beschleunigungssensoren bestückt ist. Dabei sind dem Auslösesensor Schall- und/oder Körperschallsensoren zugeordnet, die ihre Signale einem analog oder digital aufgebauten Spektrum-Analysator zuführen, der die ausgewählten und gewandelten Signale dem Auslöseprozessor des Auslösesensors zuführt. Dabei sind als Schallsensoren Richtmikrofone zur Raumüberwachung angeordnet.
  • Aus der DE 10 2008 018 868 A1 ist ein Verfahren zur Auslösung eines Notrufs bei Kraftfahrzeugen mit aktiven und/oder passiven Insassenschutzsystemen bekannt, wobei im Kraftfahrzeug eine Telematikeinheit vorhanden ist und die Telematikeinheit Kommunikationsmittel zum Aufbau einer mobilen Kommunikationsverbindung aufweist.
  • Dabei wird mittels mindestens eines Sensors die Aktivierung von aktiven und/oder passiven Insassenschutzsystemen detektiert und in Abhängigkeit einer detektierten Aktivierung ein Notruf gesendet. Der Sensor kann dabei als Gassensor und/oder Schallsensor und/oder Drucksensor ausgebildet sein.
  • Aus der DE 10 2004 041 425 B3 ist ein Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug mit Sensoren zum Detektieren einer Kollision des Kraftfahrzeugs bekannt. Das Rückhaltesystem weist weiter ein Steuergerät auf, das die Sensorsignale auswertet und bei einer erkannten Kollision des Kraftfahrzeugs ein erstes Signal an eine Sicherheitsgurtrückhalteeinrichtung als erste Rückhalteeinrichtung sendet, welche daraufhin einen Gurtstrammer mit einer vorgegebenen ersten Rückhaltekraft aktiviert. Anschließend sendet das Steuergerät ein zweites Signal an ein Frontairbagsystem als zweite Rückhalteeinrichtung, welche daraufhin einen Frontairbag zündet. Weiter weist das Rückhaltesystem eine Funktionsstörungsüberwachungseinheit für eine der Rückhalteeinrichtungen auf, wobei das Steuergerät bei Erkennen einer Funktionsstörung des Frontairbagsystems durch die Funktionsstörungsüberwachungseinheit ein drittes Signal an eine Ersatzrückhalteeinrichtung sendet, die daraufhin einen Ersatzaktuator aktiviert. Dabei kann die Ersatzrückhalteeinrichtung auch wieder die Sicherheitsgurtrückhalteeinrichtung sein. Die Funktionsstörungsüberwachungseinheit kann als Mikrofon ausgebildet sein, um einen Innenraum-Schalldruck zu erfassen. Hierdurch kann festgestellt werden, ob der Frontairbag gezündet hat oder nicht.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeugt zu schaffen sowie ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer die Fahrzeuginsassensicherheit weiter erhöht wird.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Vorrichtung zur Steuerung eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug weist mindestens ein Rückhaltesystem auf, das mindestens einen Airbag, ein Airbagsteuergerät und einen Beschleunigungssensor aufweist. Zusätzlich ist dem Rückhaltesystem mindestens ein Schallsensor zur Erfassung von Luftschall in einer Fahrzeugkabine zugeordnet. Das Airbagsteuergerät oder ein weiteres Steuergerät ist derart ausgebildet, dass in Abhängigkeit der Signale des Schallsensors mindestens ein weiteres Rückhaltemittel angesteuert und/oder mindestens ein automatischer Brems- und/oder Lenkeingriff durchgeführt wird, ohne dass eine Auslöseschwelle des mindestens einen Beschleunigungssensors für den Airbag überschritten wurde oder nachdem der Airbag bereits gezündet hat.
  • Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es Kollisionssituationen gibt, bei denen die bisher eingesetzten Crash-Sensoren kein Auslösesignal für den Airbag erzeugen. Ein Beispiel sind sogenannte Abgleitkollisionen, die insbesondere bei geringen Überdeckungen der Kollisionspartner auftreten. Diese führen häufig nur zu geringen Verzögerungen, sodass die Auslöseschwelle des Beschleunigungssensors nicht überschnitten wird. Da in solchen Fällen häufig auch die Crash-Dauer etwas länger ist, haben auch die bisher bekannten Zusatzsensoriken Schwierigkeiten bei der Erkennung. Hier setzt die Erfindung ein, da der Crash sich akustisch bemerkbar macht. Dabei kann nun vorgesehen sein, dass ein weiteres Rückhaltemittel angesteuert wird und/oder ein automatischer Brems- und/oder Lenkeingriff durchgeführt wird, ohne dass die Auslöseschwelle für den Airbag überschritten wurde.
  • Somit kann beispielsweise die Gefahr einer Sekundärkollision vermieden werden bzw. die Auswirkungen der Sekundärkollision (z.B. infolge einer primären Abgleitkollision) reduziert werden, wenn das Kraftfahrzeug aktiv abgebremst wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass mindestens ein weiteres Rückhaltemittel angesteuert und/oder mindestens ein automatischer Brems- und/oder Lenkeingriff durchgeführt wird, nachdem der Airbag bereits gezündet hat. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Auslöseschwelle des Beschleunigungssensors überschritten werden muss, was aber nicht zwingend ist.
    Bei einer derartigen Situation soll der Schallsensor Informationen liefern, um die Folgen einer Sekundärkollision reduzieren. Da der Airbag bereits ausgelöst hat, wird dann ein weiteres Rückhaltemittel angesteuert und/oder durch Brems- und/oder Lenkeingriffe die Folgen der Sekundärkollision minimiert und/oder einer Tertiärkollision entgegengewirkt. Die Auswertung der akustischen Signale kann dabei direkt im Airbagsteuergerät oder in einem weiteren Steuergerät erfolgen, das dann die aufbereiteten Signale an das Airbagsteuergerät übermittelt. Insbesondere das weitere Rückhaltemittel wird vorzugsweise durch das Airbagsteuergerät angesteuert. Bei der Alternative der Brems- und/oder Lenkeingriffe hingegen kann auch vorgesehen sein, dass diese Steuersignale durch ein anderes Steuergerät unter Umgehung des Airbagsteuergerätes erzeugt werden.
  • In einer Ausführungsform ist das weitere Rückhaltemittel ein Gurtsystem. Das Gurtsystem kann dabei einen pyrotechnischen oder reversiblen Gurtstraffer (z. B. in Form eines Elektromotors) aufweisen, wobei vorzugsweise die Straffkraft adaptiv einstellbar ist. Alternativ oder kumulativ ist auch ein Gurtkraftbegrenzer vorgesehen, wobei vorzugsweise ein Gurtkraftniveau adaptiv einstellbar ist, mit dem ein Fahrzeuginsasse zurückgehalten wird. Anstelle einer Einstellung des Gurtkraftniveaus kann auch der Gurtweg gesteuert werden. In bekannten Gurtsystemen wird das Gurtkraftniveau durch eine pyrotechnische Auslösung eingestellt, die parallel mit der pyrotechnischen Auslösung des Airbags erfolgt. Vorzugsweise wird bei der Erfindung dies entkoppelt, so dass das Gurtkraftniveau geschaltet werden kann, ohne dass der Airbag ausgelöst wird. Dabei ist eine pyrotechnische Schaltung des Gurtkraftniveaus nicht zwingend. Mittels des Gurtsytems kann dabei die Sicherheit des Fahrzeuginsassen auch ohne ausgelösten Airbag sehr gut gewährleistet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens zwei Schallsensoren auf, wobei das Airbagsteuergerät oder das weitere Steuergerät derart ausgebildet ist, dass aus den Signalen der Schallsensoren eine Richtung einer Schallquelle ermittelbar ist. Da die Richtung der Schallquelle üblicherweise auch mit dem Kollisionspartner übereinstimmt, kann somit auf die Art der Kollision geschlossen und die Gegenmaßnahmen darauf abgestimmt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Airbagsteuergerät derart ausgebildet, dass die Signale des oder der Schallsensoren zusätzlich bei der Auslösung des mindestens einen Airbags berücksichtigt werden. So kann insbesondere die Berücksichtigung der Richtungsinformation für die Airbagauslösung wichtige Informationen liefern. Es kann aber auch nur einfach der Schall zur Verifizierung einer Kollision herangezogen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Schallsensor als Mikrofon einer Freisprecheinrichtung ausgebildet, sodass keine weiteren zusätzlichen Sensoren benötigt werden, sondern die vorhandenen multifunktional genutzt werden. Der Anpassungsbedarf besteht dann lediglich in einer Anpassung der Software. Alternativ oder ergänzend zu dem oder den Mikrofon/en der Freisprecheinrichtung können auch die Mikrofone von active noise cancellation - Systemen oder ähnlichen aktiven Systemen zur Steuerung oder Regelung der Akustik in der Fahrzeugkabine verwendet werden.
  • Bezüglich des Verfahrens kann vollinhaltlich auf die Ausführungen zur Vorrichtung Bezug genommen werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzelnen Figuren zeigen:
    • 1 ein schematisches Blockschaltbild einer zur Steuerung eines Rückhaltesystems und
    • 2a-c verschiedene Kollisionstypen mit einer Richtungsbestimmung einer Schallquelle.
  • In der 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Steuerung eines Rückhaltesystems 2 dargestellt. Das Rückhaltesystem 2 umfasst ein Airbagsteuergerät 3, mindestens einen Beschleunigungssensor 4, mindestens einen Airbag 5 und mindestens ein weiteres Rückhaltemittel 6, das beispielsweise als Gurtsystem ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 mindestens zwei Schallsensoren 7, 8, ein Steuergerät 9 zur Auswertung von Schallsignalen und ein Steuergerät 10 zur Durchführung von automatischen Brems- und/oder Lenkeingriffen. Dabei sind die Steuergeräte 3, 9 und 10 über einen Fahrzeugbus 11 miteinander verbunden.
  • Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Steuergeräte 3, 9 und 10 in verschiedenen Bussystemen angeordnet sind, die über Gateway-Steuergeräte Daten austauschen können. Die Schallsensoren 7, 8 sind innerhalb einer Fahrzeugkabine 12 eines Kraftfahrzeugs angeordnet und dienen zur Erfassung von Luftschall. Die Schallsensoren 7, 8 sind dabei vorzugsweise als Mikrofone einer Freisprecheinrichtung und/oder eines active noise cancellation-Systems ausgebildet.
  • Das Airbagsteuergerät 3 steuert den mindestens einen Airbag 5 in Abhängigkeit des Signals des mindestens einen Beschleunigungssensors 4 an, wobei dieses eine Auslöseschwelle für die Verzögerung überschreiten muss.
    Neben dem Beschleunigungssensor 4 können noch weitere nicht dargestellte Sensoren vorhanden sein, deren Signale vom Airbagsteuergerät 3 berücksichtigt werden. Beispielsweise können an der Fahrzeugkarosserie Drucksensoren verteilt angeordnet sein, um einen Aufprallort eines Objekts bei einer Kollision zu ermitteln. Neben dem Airbag 5 steuert das Airbagsteuergerät 3 auch das mindestens eine weitere Rückhaltemittel 6 an, wobei dieses unabhängig vom Airbag 5, aber auch mit diesem zusammen angesteuert werden kann.
  • Die Schallsensoren 7, 8 können in verschiedenen Situationen unterstützend zum Einsatz kommen.
  • Bei Kollisionen, wo die aufgetretenen Verzögerungen sehr gering, jedoch aufgrund der Art der Kollision die Gefahr von Sekundärkollisionen aufgrund einer Änderung der Bahnkurve droht, erfassen die Schallsensoren 7, 8 Schallsignale aufgrund der Kollision. Das Steuergerät 9 wertete die Schallsignale der Schallsensoren 7, 8 aus, wobei sich die Auswertung auch auf vorab festgelegte Frequenzbereiche beschränken kann. Anhand der Laufzeiten kann dabei auf die Richtung der Schallquelle (sprich üblicherweise den Aufprallort) geschlossen werden, was später noch anhand der 2a-c näher erläutert wird. Zusätzlich wird die Lautstärke ausgewertet. Überschreitet dann die Lautstärke mindestens einen Schwellwert, so wird mindestens eine Aktion eingeleitet. Eine Aktion kann darin bestehen, dass das Steuergerät 9 ein Signal an das Airbagsteuergerät 3 übermittelt, das weitere Rückhaltemittel 6 auslöst, wobei die Auslösung des weiteren Rückhaltemittels 6 vorzugsweise die zuvor ermittelte Richtung der Schallquelle berücksichtigt.
  • Alternativ oder ergänzend kann ein Signal an das Steuergerät 10 übermittelt werden, um automatisch einen Brems- und/oder Lenkeingriff durchzuführen. Dabei kann dieses Signal direkt vom Steuergerät 9 übermittelt werden oder aber vom Airbagsteuergerät 3.
  • Eine weitere Situation, wo die Schallsensoren 7, 8 unterstützend zum Einsatz kommen können, ist nach einer Kollision. Dabei sollen noch einmal zwei Fälle unterschieden werden.
  • In einem ersten Fall wurden die Airbags 5 ausgelöst. Erfassen dann die Schallsensoren 7, 8 einen weiteren Aufprall (Sekundärkollision), so werden die noch ansteuerbaren Rückhaltemittel 6 durch das Airbagsteuergerät 3 in Abhängigkeit des Signals des Steuergeräts 9 angesteuert.
  • In einem zweiten Fall kam es zu einer Kollision, wobei die Airbags 5 noch nicht gezündet wurden, aber beispielsweise die weiteren Sensoren in der Fahrzeugkarosserie beschädigt sind. In diesem Fall liefert das Signal des Steuergeräts 9 dem Airbagsteuergerät 3 n eine Information, dass und wo eine Sekundärkollision stattgefunden hat. Als Reaktion darauf kann dann das Airbagsteuergerät 3 beispielsweise die Airbags 5 zünden (je nach Ausführungsform abhängig oder unabhängig vom Überschreiten der Auslöseschwelle für den Beschleunigungssensor) und/oder die weiteren Rückhaltemittel 6 ansteuern.
  • Auch hier gilt wieder, dass alternativ oder ergänzend Brems- und/oder Lenkeingriffe durchgeführt werden.
  • Dabei sei angemerkt, dass das Steuergerät 9 auch in das Airbagsteuergerät 3 integriert sein kann. Des Weiteren sei angemerkt, dass die Signale der Schallsensoren 7, 8 auch bei der regulären Auslösung eines Airbags 5 durch das Airbagsteuergerät 3 berücksichtigt werden können.
  • In den 2a-c sind nun beispielhaft drei unterschiedliche Kollisionen mit einem Objekt 13 dargestellt.
  • In 2a ist eine volle Überdeckung (Frontalzusammenstoß), in 2b eine Teilüberdeckung und in 2c ein Schräganprall dargestellt, wobei insbesondere letzterer zu einer Abgleitkollision führen kann. Aus Übersichtsgründen sind nur die Schallsensoren 7, 8, das Airbagsteuergerät 3 und der Fahrzeugbus 11 dargestellt.
  • Unter Berücksichtigung der Laufzeit kann mittels Triangulation die Schallquelle bzw. der Aufprallort des Objekts 13 erfasst werden. Dies ist beispielhaft anhand der drei unterschiedlichen Kollisionen dargestellt.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Steuerung eines Rückhaltesystems (2) in einem Kraftfahrzeug, wobei das Rückhaltesystem mindestens einen Airbag (5), ein Airbagsteuergerät (3) und einen Beschleunigungssensor (4) aufweist, wobei dem Rückhaltesystem (2) mindestens ein Schallsensor (7, 8) zur Erfassung von Luftschall in einer Fahrzeugkabine (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagsteuergerät (3) oder mindestens ein weiteres Steuergerät (9, 10) derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Signale des Schallsensors (7, 8), wenn der Schallsensor (7, 8) Schallsignale aufgrund einer Kollision erfasst, wobei die Lautstärke mindestens einen Schwellwert überschreitet, mindestens ein weiteres Rückhaltemittel (6) angesteuert und/oder mindestens ein automatischer Brems- und/oder Lenkeingriff durchgeführt wird, ohne dass eine Auslöseschwelle des mindestens einen Beschleunigungssensors (4) für den Airbag (5) überschritten wurde oder nachdem der Airbag (5) bereits gezündet hat.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Rückhaltemittel (6) ein Gurtsystem ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens zwei Schallsensoren (7, 8) aufweist, wobei das Airbagsteuergerät (3) oder das weitere Steuergerät (9) derart ausgebildet ist, dass aus den Signalen der Schallsensoren (7, 8) eine Richtung einer Schallquelle ermittelbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagsteuergerät (3) derart ausgebildet ist, dass die Signale des oder der Schallsensoren (7, 8) zusätzlich bei der Auslösung des mindestens einen Airbags (5) berücksichtigt werden.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schallsensor (7, 8) als Mikrofon einer Freisprecheinrichtung und/oder eines active noise cancellation-Systems ausgebildet ist.
  6. Verfahren zur Steuerung eines Rückhaltesystems (2) in einem Kraftfahrzeug, wobei das Rückhaltesystem (2) mindestens einen Airbag (5), ein Airbagsteuergerät (3) und einen Beschleunigungssensor (4) aufweist, wobei dem Rückhaltesystem (2) mindestens ein Schallsensor (7, 8) zur Erfassung von Luftschall in einer Fahrzeugkabine (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Signale des Schallsensors (7, 8), wenn der Schallsensor (7, 8) Schallsignale aufgrund einer Kollision erfasst, wobei die Lautstärke mindestens einen Schwellwert überschreitet, das Airbagsteuergerät (3) oder mindestens ein weiteres Steuergerät (9, 10) mindestens ein weiteres Rückhaltemittel (6) ansteuert und/oder mindestens ein automatischer Brems- und/oder Lenkeingriff durchgeführt wird, ohne dass eine Auslöseschwelle des mindestens einen Beschleunigungssensors (4) für den Airbag (5) überschritten wurde oder nachdem der Airbag (5) bereits gezündet hat.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Rückhaltemittel (6) ein Gurtsystem angesteuert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens zweier Schallsensoren (7, 8) eine Richtung einer Schallquelle ermittelt wird und mindestens eines der weiteren Rückhaltemittel (6) in Abhängigkeit der ermittelten Richtung angesteuert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des oder der Schallsensoren (7, 8) zusätzlich bei der Auslösung des mindestens einen Airbags (5) berücksichtigt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mikrofon einer Freisprecheinrichtung und/oder eines active noise cancellation-Systems als Schallsensor (7, 8) verwendet wird.
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