DE102014226966B4

DE102014226966B4 - Security system for a vehicle

Info

Publication number: DE102014226966B4
Application number: DE102014226966.0A
Authority: DE
Inventors: Heiko Freienstein; Armin Koehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: DE102014226966A1

Abstract

Sicherheitssystem (3) für ein Fahrzeug (1) mit einer Umfeldsensorik (12) zur Erfassung von mindestens einer crashrelevanten physikalischen Größe im Fahrzeugumfeld und einer Auswerte- und Steuereinheit (10), welche die von der Umfeldsensorik (12) erfassten physikalischen Größen zur Bewertung einer aktuellen Fahrsituation und zur Pre-Crash-Erkennung auswertet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) am Zeitpunkt (TU) der Erkennung eines unvermeidbaren Aufpralls eine bewegliche Fühlerstruktur (16) an einer Außenhaut des Fahrzeugs (1) aktiviert, welche das Fahrzeug (1) am zu erwartenden Aufprallbereich verlängert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) mittels einer Kontaktsensorik (14) das Bewegungsverhalten der aktivierten Fühlerstruktur (16) erfasst und auswertet, um einen Kontakt der Fühlerstruktur (16) mit einem Crashgegner (20) zu erkennen und zu klassifizieren, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) nach Erkennung eines solchen Kontakts in Abhängigkeit von der Klassifizierung korrespondierende Personenschutzmittel (9) aktiviert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) einen Verlauf von mindestens einer physikalischen Größe, welche die Kontaktsensorik (14) aktuell erfasst, mit einem gespeicherten Verlauf dieser physikalischen Größe bei ungehinderter Entfaltung der Fühlerstruktur (16) vergleicht, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) erkannte Abweichungen zur Kontakterkennung und Crashklassifizierung auswertet und aus den Abweichungen Aufprallschwere und/oder Masse und/oder Größe des Crashgegners (20) abschätzt.Safety system (3) for a vehicle (1) with surroundings sensors (12) for detecting at least one crash-relevant physical variable in the vehicle surroundings and an evaluation and control unit (10) which uses the physical variables detected by the surroundings sensors (12) to evaluate a current driving situation and for pre-crash detection, with the evaluation and control unit (10) activating a movable sensor structure (16) on an outer skin of the vehicle (1) at the point in time (TU) when an unavoidable impact is detected, which sensor structure ( 1) at the expected impact area, the evaluation and control unit (10) using a contact sensor system (14) to record and evaluate the movement behavior of the activated sensor structure (16) in order to ensure that the sensor structure (16) comes into contact with an opponent in a crash (20). to recognize and classify, with the evaluation and control unit (10) activating corresponding personal protection means (9) after detection of such a contact depending on the classification, with the evaluation and control unit (10) recording a course of at least one physical variable which Contact sensor system (14) is currently recorded, compared with a stored profile of this physical variable when the sensor structure (16) unfolds unhindered, with the evaluation and control unit (10) evaluating detected deviations for contact detection and crash classification and, from the deviations, impact severity and/or mass and /or estimate the size of the crash opponent (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug.The invention relates to a security system for a vehicle.

Aus dem Stand der Technik bekannte Systeme der passiven Sicherheit bestehen in der Regel aus Kontaktsensoren zur Erkennung eines Aufpralls, Gurtsystemen, Airbags, welche hauptsächlich irreversibel sind und pyrotechnisch nach einem erkannten Aufprall aktiviert werden, und einer Fahrzeugstruktur, welche konstruktiv auf die Crasheigenschaften eingestellt ist. Zudem sind Pre-Crash-Systeme bekannt, bei welchen mittels einer Umfeldsensorik vor dem Crash Informationen an ein Steuergerät ausgegeben werden, um entweder die oben genannten Personenschutzmittel bzw. Rückhaltemittel während eines Crashs noch genauer auszulösen oder reversible Rückhaltemittel, wie beispielsweise motorisierte Gurtstraffer, schon vor einem bevorstehenden Aufprall auszulösen.Passive safety systems known from the prior art usually consist of contact sensors for detecting an impact, belt systems, airbags, which are mainly irreversible and are pyrotechnically activated after a detected impact, and a vehicle structure which is structurally adjusted to the crash properties. In addition, pre-crash systems are known in which information is output to a control unit by means of an environment sensor before the crash in order to either trigger the above-mentioned personal protection devices or restraint devices even more precisely during a crash or reversible restraint devices, such as motorized belt tensioners, for example trigger an impending impact.

Des Weiteren gibt es Vorschläge adaptive Strukturen zu verwenden, welche die Dämpfungseigenschaften der Crashzone eines Fahrzeugs an die Situation anpassen, oder verbessern. Bei den Vorschlägen handelt es sich entweder um reversible oder irreversible Strukturanpassungen.Furthermore, there are proposals to use adaptive structures that adapt or improve the damping properties of the crash zone of a vehicle to the situation. The proposals are either reversible or irreversible structural adjustments.

Ein bisher ungelöstes Problem besteht darin, dass ein irreversibler Eingriff sowohl in die Fahrzeugstruktur als auch die Zündung des klassischen Airbags im Innenraum nicht allein auf Basis der Informationen von Umfeldsensoren erfolgen darf und somit also auch nicht vor dem Aufprall stattfinden kann. Dies liegt daran, dass dafür eine bisher nicht darstellbare Robustheit bezüglich der sicheren Erkennung (Detection Rate) eines Aufpralls bzw. einer sicheren Vermeidung von Fehlinterpretationen (False Positives) mittels der Umfeldsensorik gefordert wird. Das Problem der Umfeldsensorik ist, dass sie nicht wie die Beschleunigungssensorik alle relevanten Größen zur Beurteilung einer Crashschwere sensieren kann. Die Aufprallgeschwindigkeit kann sehr gut detektiert werden, die Massen und Steifigkeiten der Unfallgegner jedoch nicht bzw. höchstens indirekt über ein Modell, wobei hier wieder das Problem der hohen Robustheitsforderung bestehen bleibt.A problem that has not yet been solved is that an irreversible intervention in the vehicle structure and the ignition of the classic airbag in the interior cannot take place solely on the basis of information from surrounding sensors and therefore cannot take place before the impact. This is due to the fact that a previously unachievable level of robustness is required with regard to the reliable detection (detection rate) of an impact or the reliable avoidance of misinterpretations (false positives) using the environment sensors. The problem with the environment sensors is that, unlike the acceleration sensors, they cannot sense all the relevant parameters for assessing the severity of a crash. The impact speed can be detected very well, but the masses and rigidities of the other party involved in the accident cannot be detected, or at most indirectly via a model, whereby the problem of the high robustness requirement remains.

Die hohen Robustheitsforderungen ergeben sich aus der hohen Sicherheitsforderung gegenüber „Fehlauslösungen“ (False Positives) aufgrund der Gefahren- und Risikobetrachtung und einer sehr geringen Akzeptanz für Fehlauslösungen, da selbst ohne Sicherheitsrisiko bei Fehlauslösungen eine Reparatur erforderlich ist, was Kosten und Verärgerung erzeugt. Bei einer fehlerhaften bzw. unnötigen Auslösung muss das Fahrzeug repariert werden, was zu Kosten und Endkunden-Unzufriedenheit aber zu keiner Gefährdung führt. Hierfür wird sicher eine hohe aber nicht sehr hohe Robustheit gefordert. Eine fehlerhafte bzw. unnötige Auslösung eines Rückhaltesystems welches mit dem Insassen oder gar Fahrer interagiert, kann diesen irritieren oder gar verletzen. Deshalb werden für solche Eingriffe die höchsten Robustheiten gefordert.The high robustness requirements result from the high safety requirement against "false triggering" (false positives) due to the danger and risk assessment and a very low level of acceptance for false triggering, since even without a safety risk, a repair is required in the event of false triggering, which generates costs and annoyance. In the event of an incorrect or unnecessary activation, the vehicle must be repaired, which leads to costs and end customer dissatisfaction but does not pose a risk. This certainly requires a high but not very high level of robustness. A faulty or unnecessary triggering of a restraint system which interacts with the occupants or even the driver can irritate or even injure them. Therefore, the highest robustness is required for such interventions.

Aus der DE 100 59 205 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung an einem Frontend eines Kraftfahrzeugs zum Schutz von Fußgängern mit wenigstens einem Airbag bekannt, welcher im aktivierten Zustand aus einer Ruhestellung heraus vor dem Frontend in eine Gebrauchsstellung gebracht werden kann. In der Gebrauchsstellung erstreckt sich der Airbag etwa bis zur Dachhöhe und über die Fahrzeugbreite. Zudem umfasst die Sicherheitseinrichtung eine Pre-Crash-Sensorik, mit welcher eine drohende Kollision sensiert und die Sicherheitseinrichtung entsprechend aktiviert werden kann.From the DE 100 59 205 A1 discloses a safety device on a front end of a motor vehicle for protecting pedestrians with at least one airbag which, when activated, can be brought into a position of use from a rest position in front of the front end. In the position of use, the airbag extends approximately to the height of the roof and across the width of the vehicle. In addition, the safety device includes a pre-crash sensor system, with which an imminent collision can be sensed and the safety device can be activated accordingly.

Aus der DE 10 2006 041 725 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Insassenrückhaltevorrichtung bekannt, welches die Klassifizierung einer Kollision in eine Kollisionsklassifizierung, das Erzeugen eines Ausbringvorgangs eines vorstehenden Kontaktsensors und das Auslösen der Insassenrückhaltevorrichtung gemäß dem Ausbringen des Kontaktsensors und der Ausgabeklassifizierung umfasst. Bei dem Verfahren kann auch ein Vor-Aufprall-From the DE 10 2006 041 725 A1 discloses a method of operating an occupant restraint that includes classifying a collision into a collision classification, generating a deployment event of a protruding contact sensor, and deploying the occupant restraint according to the contact sensor deployment and the output classification. The method can also include a pre-impact

Sensor mit oder ohne Klassifizierung eingesetzt werden und die Insassenrückhaltevorrichtung kann gemäß dem Signal des Vor-Aufprall-Sensors und dem Signal des vorstehenden Kontaktsensors ausgelöst werden.Sensor can be used with or without classification and the occupant restraint device can be deployed according to the signal of the pre-impact sensor and the signal of the protruding contact sensor.

Aus der DE 10 2013 210 769 A1 ist eine Auslösevorrichtung zum Auslösen einer Personenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt. Dabei umfasst die Auslösevorrichtung eine Schnittstelle zum Einlesen eines Sensorsignals, das eine von einem ausfahrbaren Sensor ausgegebene Messgröße repräsentiert. Ferner weist die Auslösevorrichtung eine Auslöseeinheit auf, die ausgebildet ist, um auf Basis des Sensorsignals ein Auslösesignal zum Auslösen der Personenschutzvorrichtung zu ermitteln.From the DE 10 2013 210 769 A1 a triggering device for triggering a personal protection device for a vehicle is known. The triggering device includes an interface for reading in a sensor signal that represents a measured variable output by an extendable sensor. Furthermore, the triggering device has a triggering unit which is designed to determine a triggering signal for triggering the personal protection device on the basis of the sensor signal.

Aus der DE 198 18 586 C1 ist eine Schutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Annäherungssensorik zum Erfassen eines unmittelbar bevorstehenden Zusammentreffens des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis sowie mit einem im Fahrzeuginnenraum angeordneten Insassenschutzsystem bekannt, das wenigstens eine schlagartig auslösbare Airbag-Einheit aufweist. Hierbei ist im Bereich einer Außenkontur der Kraftfahrzeugkarosserie wenigstens ein Masseerkennungssensor vorgesehen ist, der abhängig von entsprechenden Signalen der Annäherungssensorik über ein sich näherndes Hindernis in eine Bereitschaftsposition von der Außenkontur weg dem Hindernis entgegen beweglich ist, und der an eine zentrale Steuereinheit des Insassenschutzsystems für ein Auslösen des Insassenschutzsystems abhängig von entsprechenden Signalen des wenigstens einen Masseerkennungssensors angeschlossen ist.From the DE 198 18 586 C1 discloses a protective device for a motor vehicle with a proximity sensor for detecting an imminent collision of the motor vehicle with an obstacle and with an occupant protection system arranged in the vehicle interior, which has at least one airbag unit that can be triggered suddenly. In this case, at least one mass detection sensor is provided in the area of an outer contour of the motor vehicle body, which depending on corresponding Sig nals of the proximity sensor system over an approaching obstacle to a ready position away from the outer contour and towards the obstacle, and which is connected to a central control unit of the occupant protection system for triggering the occupant protection system depending on corresponding signals from the at least one mass detection sensor.

Aus der DE 101 00 880 A1 ist ein Verfahren zur Aufprallerkennung bei einem Kraftfahrzeug bekannt. Hierbei werden eine Knautschzonenverlängerung und Rückhaltemittel in Abhängigkeit von einer anhand von Precrash-Sensorsignalen bestimmten effektiven Masse eines Aufprallobjekts eingesetzt. Dabei kann ein Frontalaufprall und/oder ein Seitenaufprall erkannt werden. Die effektive Masse wird mit vorgegebenen Schwellwerten zur Klassifizierung des Aufprallobjekts verglichen. Die Klassifizierung bestimmt dann den Einsatz der Rückhaltemittel. From the DE 101 00 880 A1 a method for detecting an impact in a motor vehicle is known. In this case, a crumple zone extension and restraint devices are used as a function of an effective mass of an impact object determined using pre-crash sensor signals. A frontal impact and/or a side impact can be detected. The effective mass is compared to predetermined threshold values for classifying the impact object. The classification then determines the use of the means of restraint.

Aus der DE 10 2008 038 062 B3 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, welches ein oder mehrere im Fahrzeuginneren vorgesehene Insassenschutzsysteme, die über eine Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind, sowie wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung von Informationen zur Verkehrssituation im Fahrzeugvorfeld umfasst, wobei an der Fahrzeugfront, insbesondere am Frontstoßfänger, wenigstens eine explosionsartig aufblasbare Airbagkammer vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von mit der Sensoreinrichtung ermittelten Informationen, die eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug beschreiben, vor dem Kollisionszeitpunkt aufblasbar ist, und dass wenigstens ein mit der Steuerungseinrichtung des oder der Insassenschutzsysteme kommunizierendes Sensormittel vorgesehen ist, mit dem aus einer bei Kollision erfolgenden Deformation der Airbagkammer resultierende Informationen ermittelbar sind, in Abhängigkeit welcher Informationen der Betrieb eines oder mehrerer Insassenschutzsysteme steuerbar ist.From the DE 10 2008 038 062 B3 a motor vehicle is known which comprises one or more occupant protection systems provided in the vehicle interior, which can be controlled via a control device, and at least one sensor device for determining information on the traffic situation in front of the vehicle, with at least one explosively inflatable airbag chamber being provided on the front of the vehicle, in particular on the front bumper which can be inflated before the time of the collision as a function of information determined by the sensor device, which describes an imminent collision of the motor vehicle with another vehicle, and that at least one sensor means communicating with the control device of the occupant protection system or systems is provided, with which from a information resulting from the deformation of the airbag chamber occurring in the event of a collision can be determined, as a function of which information the operation of one or more occupant protection systems can be controlled.

Aus der DE 199 46 407 A1 ist ein System zur gezielten Aktivierung von passiven Rückhaltekomponenten in einem Kraftfahrzeug bekannt. Das System detektiert mittels eines Pre-Crashsensors nicht nur, dass ein Aufprall mit einem Hindernis unmittelbar bevorsteht, sondern es trifft auch eine Aussage über die Masse- bzw. Ortsfestigkeit des Hindernisses. Hierzu veranlasst der Pre-Crashsensor das Herausfahren mindestens eines Masse- bzw. Ortsfestigkeitserkennungssensors aus der Fahrzeugkarosserie, und zwar in Richtung auf das detektierte Hindernis. Das Hindernis kommt sodann in Kontakt mit dem Masse- bzw. Ortsfestigkeitserkennungssensor und übt auf diesen in Abhängigkeit von seinen Eigenschaften eine Beschleunigung, Druck, eine Kraft etc. aus, die in einer Steuereinheit ausgewertet werden. Übersteigen diese Werte vorgebbare Werte, so werden die Rückhaltekomponenten aktiviert. Jede Rückhaltekomponente kann bei für sie gesondert vorgebbaren Werten ausgelöst werden. Stellt das System fest, dass eine Aktivierung einer Rückhaltekomponente unnötig ist, da das Hindernis beispielsweise ein Pappkarton ist, so wird das System wieder deaktiviert und die Masse- bzw. Ortsfestigkeitserkennungssensoren wieder in die Fahrzeugkarosserie zurückgefahren.From the DE 199 46 407 A1 a system for the targeted activation of passive restraint components in a motor vehicle is known. Using a pre-crash sensor, the system not only detects that a collision with an obstacle is imminent, but also makes a statement about the mass and spatial stability of the obstacle. For this purpose, the pre-crash sensor causes at least one mass or stationary detection sensor to move out of the vehicle body, specifically in the direction of the detected obstacle. The obstacle then comes into contact with the mass or stationary detection sensor and, depending on its properties, exerts an acceleration, pressure, force, etc. on it, which are evaluated in a control unit. If these values exceed predeterminable values, then the restraining components are activated. Each restraining component can be triggered at values that can be specified separately for it. If the system determines that activation of a restraint component is unnecessary because the obstacle is a cardboard box, for example, the system is deactivated again and the mass or stationary detection sensors are moved back into the vehicle body.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Pre-Crash-Erkennung aus Informationen der Umfeldsensorik vor dem Aufprall mit einer beweglichen Fühlerstruktur an der „Außenhaut“ des Fahrzeugs und einer Kontaktsensorik so kombiniert werden, dass eine Aktivierung sicherheitskritischer und irreversibler Rückhaltesysteme noch vor dem eigentlichen Aufprall mit sehr hohen Robustheitsanforderungen (z.B. ASIL B-D Level) erfolgen kann.The safety system according to the invention for a vehicle with the features of independent claim 1 has the advantage that pre-crash detection from information from the surroundings sensors before the impact is combined with a movable sensor structure on the “outer skin” of the vehicle and a contact sensor system in such a way that that safety-critical and irreversible restraint systems can be activated even before the actual impact with very high robustness requirements (e.g. ASIL B-D level).

Die Motivation für solche fortschrittliche Schutzsysteme der integralen Sicherheit ergibt sich aus dem Trend zu sehr kleinen und leichten und damit steifen Fahrzeugen, welche die Deformationszonen heutiger typischer Fahrzeuge vermissen lassen und vor allem bei Fahrzeug-Fahrzeug-Unfällen mit deutlich schwereren Crashgegnern einen deutlich höheren Crashimpuls auf den Insassen erfahren als heute üblich ist.The motivation for such advanced protection systems of integral safety results from the trend towards very small and light and therefore stiff vehicles, which lack the deformation zones of today's typical vehicles and, especially in vehicle-vehicle accidents with significantly heavier crash opponents, have a significantly higher crash impulse experienced by the occupants than is usual today.

Die Kernidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, mittels einer Umfeldsensorik, welche beispielsweise Radar- oder Videosensoren aufweist, in Front-, Seiten- oder Heck-Richtung einen drohenden oder möglichen Aufprall deutlich vor dem Crash zu erkennen. So kann beispielsweise bei einem Frontcrash für einen Großteil der Szenarien ca. 600ms vor dem Aufprall festgestellt werden, dass der bevorstehende Aufprall nicht mehr zu vermeiden ist. Zu diesem Zeitpunkt einer hohen Sicherheit bezüglich eines prädizierten Crashs kann dann vor dem Aufprall die Fühlerstruktur aktiviert werden. Wie bereits ausgeführt wurde, hat diese Aktivierung aufgrund der Irreversibilität eine hohe aber keine sehr hohe Robustheitsanforderung, da eine Fehlaktivierung nicht sicherheitskritisch wäre. Mit der Fühlerstruktur ist eine Kontaktsensorik verbunden sowie ein Modell gespeichert, welches vorgibt, wie die von der Kontaktsensorik erfasste mindestens eine physikalische Größe bei ungehinderter Entfaltung bzw. Bewegung der Fühlerstruktur verlaufen würde. Die Auswerte- und Steuereinheit prüft laufend, ob der aktuelle Wert der physikalischen Größe davon abweichende Werte annimmt. Umfasst die Kontaktsensorik beispielsweise einen Drucksensor, dann kann ein erhöhter Druck darauf hindeuten, dass die Fühlerstruktur von einem Objekt bzw. Crashgegner getroffen wurde. Durch die genauere Auswertung dieser Abweichung können Objekte bzw. Szenarien, wie beispielsweise ein Aufprall eines Fußgängers oder ein Aufprall eines anderen Fahrzeugs ohne Fußgängerbeteiligung erkannt und unterschieden werden. Mit diesen Informationen können dann Rückhaltesysteme im Innenraum des Fahrzeugs aktiviert werden. Der große Vorteil gegenüber einer reinen Kontaktsensorik bzw. einer reinen Umfeldsensorik besteht darin, dass der Aufprall früher als mit einer konventionellen Kontaktsensorik sicher erkannt wird. Nämlich mindestens um die in Zeit umgerechnete „Fahrzeugverlängerung“ durch die Fühlerstruktur früher. Des Weiteren weist die Auslöseentscheidung der Auswerte- und Steuereinheit in vorteilhafter Weise nicht die Robustheit einer Umfeldsensorik sondern die sehr hohe Robustheit einer Kontaktsensorik auf. Es werden also die Vorteile beider Prinzipien kombiniert.The core idea of the present invention consists in recognizing an imminent or possible collision clearly before the crash by means of an environment sensor system, which has radar or video sensors, for example, in the front, side or rear direction. In the case of a frontal crash, for example, it can be determined about 600 ms before the impact for most of the scenarios that the imminent impact can no longer be avoided. At this point in time when there is a high degree of certainty with regard to a predicted crash, the sensor structure can then be activated before the impact. As already explained, due to the irreversibility, this activation has a high, but not a very high, robustness requirement, since an incorrect activation would not be security-critical. A contact sensor system is connected to the sensor structure and a model is stored, which specifies how the at least one physical variable detected by the contact sensor system would develop if the sensor structure were unhindered or moved. The evaluation and control unit continuously checks whether the current value of the physical variable has different values. If the contact sensors include a pressure sensor, for example, then an increased pressure can indicate that the sensor structure was hit by an object or crash opponent. By evaluating this deviation more precisely, objects or scenarios, such as an impact with a pedestrian or an impact with another vehicle without pedestrian participation, can be recognized and differentiated. This information can then be used to activate restraint systems in the interior of the vehicle. The big advantage compared to a pure contact sensor system or a pure environment sensor system is that the impact is reliably detected earlier than with a conventional contact sensor system. Namely at least by the "vehicle lengthening" converted into time earlier due to the sensor structure. Furthermore, the triggering decision of the evaluation and control unit advantageously does not have the robustness of an environment sensor system, but rather the very high robustness of a contact sensor system. So the advantages of both principles are combined.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems für ein Fahrzeug besteht darin, dass der Großteil der dafür erforderlichen Komponenten bereits aus anderen Anwendungen im Fahrzeug verfügbar wäre. So sind die Rückhaltesysteme, welche beispielsweise Airbags für den Insassenschutz umfassen, sowie die Umfeldsensorik in modernen Fahrzeugen bereits vorhanden.A further advantage of the safety system for a vehicle according to the invention is that the majority of the components required for this would already be available from other applications in the vehicle. The restraint systems, which include airbags for occupant protection, for example, and the environment sensors are already present in modern vehicles.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug mit einer Umfeldsensorik zur Erfassung von mindestens einer crashrelevanten physikalischen Größe im Fahrzeugumfeld und einer Auswerte- und Steuereinheit zur Verfügung, welche die von der Umfeldsensorik erfassten physikalischen Größen zur Bewertung einer aktuellen Fahrsituation und zur Pre-Crash-Erkennung auswertet. Erfindungsgemäß aktiviert die Auswerte- und Steuereinheit am Zeitpunkt der Erkennung eines unvermeidbaren Aufpralls eine bewegliche Fühlerstruktur an einer Außenhaut des Fahrzeugs, welche das Fahrzeug am zu erwartenden Aufprallbereich verlängert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit mittels einer Kontaktsensorik das Bewegungsverhalten der aktivierten Fühlerstruktur erfasst und auswertet, um einen Kontakt der Fühlerstruktur mit einem Crashgegner zu erkennen und zu klassifizieren, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit nach Erkennung eines solchen Kontakts in Abhängigkeit von der Klassifizierung korrespondierende Personenschutzmittel aktiviert. Die Auswerte- und Steuereinheit vergleicht einen Verlauf von mindestens einer physikalischen Größe, welche die Kontaktsensorik aktuell erfasst, mit einem gespeicherten Verlauf dieser physikalischen Größe bei ungehinderter Entfaltung der Fühlerstruktur, wobei die Auswerte- und Steuereinheit erkannte Abweichungen zur Kontakterkennung und Crashklassifizierung auswertet und aus den Abweichungen Aufprallschwere und/oder Masse und/oder Größe des Crashgegners abschätzt. Der Vorteil hierbei wäre, dass das Verhalten der Fühlerstruktur beim Aufprall eines Objektes im Vorfeld analysiert und gespeichert werden kann und das gespeicherte Verhalten dann zur Erkennung bzw. Klassifizierung des Objektes genutzt werden kann.Embodiments of the present invention provide a safety system for a vehicle with environment sensors for detecting at least one crash-relevant physical variable in the vehicle environment and an evaluation and control unit that uses the physical variables detected by the environment sensors to evaluate a current driving situation and to pre-crash -Detection evaluates. According to the invention, the evaluation and control unit activates a movable sensor structure on an outer skin of the vehicle at the point in time when an unavoidable impact is detected, which extends the vehicle in the expected impact area, with the evaluation and control unit using contact sensors detecting and evaluating the movement behavior of the activated sensor structure, in order to detect and classify a contact of the sensor structure with an opponent in a crash, and wherein the evaluation and control unit activates corresponding personal protection means after detection of such a contact depending on the classification. The evaluation and control unit compares a progression of at least one physical variable that the contact sensor system is currently detecting with a stored progression of this physical variable when the sensor structure is unhindered, with the evaluation and control unit evaluating detected deviations for contact detection and crash classification and from the deviations Estimates the impact severity and/or mass and/or size of the crash opponent. The advantage here would be that the behavior of the sensor structure upon impact with an object can be analyzed and stored in advance and the stored behavior can then be used to identify or classify the object.

Zudem wird ein Fahrzeug mit einem solchen Sicherheitssystem vorgeschlagen, welches mehrere bewegliche Fühlerstrukturen mit korrespondierenden Kontaktsensoriken umfasst, welche verteilt an der Außenhaut des Fahrzeugs angeordnet sind. Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug zumindest in einer Fahrertür und einer Beifahrertür jeweils eine solche bewegliche Fühlerstruktur mit korrespondierender Kontaktsensorik. Zusätzlich können am Fahrzeugheck und/oder am Frontend solche bewegliche Fühlerstrukturen mit korrespondierenden Kontaktsensoriken angeordnet werden.In addition, a vehicle with such a safety system is proposed, which comprises a plurality of movable sensor structures with corresponding contact sensors, which are distributed on the outer skin of the vehicle. The vehicle preferably includes such a movable sensor structure with corresponding contact sensors, at least in a driver's door and a passenger's door. In addition, such movable sensor structures with corresponding contact sensor systems can be arranged at the rear of the vehicle and/or at the front end.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sicherheitssystems für ein Fahrzeug möglich.Advantageous improvements of the safety system specified in independent claim 1 for a vehicle are possible as a result of the measures and developments listed in the dependent claims.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Fühlerstruktur als aufblasbare Struktur und/oder als Airbag ausgeführt ist. Dies ermöglicht eine einfach und schnelle Implementierung der Fühlerstruktur am Fahrzeug. Zur Aktivierung des „aufblasbaren“ Elements können beispielsweise pyrotechnische, pneumatische und/oder hydraulische Aktivierungssysteme eingesetzt werden, wobei pyrotechnische Aktivierungssysteme eine sehr schnelle Aktivierung ermöglichen und pneumatische bzw. hydraulische Aktivierungssysteme sogar als reversible Systeme ausgeführt werden können.It is particularly advantageous that the sensor structure is designed as an inflatable structure and/or as an airbag. This enables the sensor structure to be implemented easily and quickly on the vehicle. For example, pyrotechnic, pneumatic and/or hydraulic activation systems can be used to activate the “inflatable” element, with pyrotechnic activation systems enabling very rapid activation and pneumatic or hydraulic activation systems even being able to be designed as reversible systems.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems kann die Auswerte- und Steuereinheit Informationen von mindestens einem Sensor der Umfeldsensorik als Kontaktsensorik zur Erfassung des Bewegungsverhaltens der Fühlerstruktur auswerten. Die Umfeldsensorik zur Erfassung eines drohenden Aufpralls kann beispielsweise Radar-, Video-, Ultraschall- und/oder Lidar-Systeme und/oder aktive oder passive optische Sensoren und/oder kapazitive oder induktive Sensoren umfassen. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, Form bzw. Ausdehnung bzw. Eindrückung bzw. Deformation der Fühlerstruktur zu überwachen und durch deren Änderung das aufprallende Objekt bzw. den Crashgegner zu klassifizieren. So kann die Auswerte- und Steuereinheit die Informationen von mindestens einem Sensor der Umfeldsensorik beispielsweise zur Beobachtung der Deformation der Fühlerstruktur auswerten und aus der Deformation der Fühlerstruktur Aufprallschwere und/oder Masse und/oder Größe des Crashgegners abschätzen.In an advantageous embodiment of the safety system according to the invention, the evaluation and control unit can evaluate information from at least one sensor of the environment sensor system as a contact sensor system for detecting the movement behavior of the sensor structure. The environment sensor system for detecting an imminent collision can include, for example, radar, video, ultrasound and/or lidar systems and/or active or passive optical sensors and/or capacitive or inductive sensors. It is thus possible in an advantageous manner to monitor the shape or expansion or indentation or deformation of the sensor structure and to classify the impacting object or the crash opponent by changing it. So the evaluation and control unit can evaluate the information from at least one sensor of the environment sensors, for example, to monitor the deformation of the sensor structure and from the Deformation of the sensor structure Estimate the impact severity and/or mass and/or size of the crash opponent.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems kann die Kontaktsensorik mindestens einen Drucksensor und/oder mindestens einen Messstreifen und/oder mindestens ein kraftmessendes Element umfassen. Das mindestens eine kraftmessende Element kann beispielsweise als Piezo-Element; Bi-Metall-Element und/oder als Formgedächtnisstruktur ausgeführt werden. Der mindestens eine Drucksensor kann beispielsweise in einer Innenstruktur einer Fahrzeugtür angeordnet werden und einen Druckverlauf in der Fühlerstruktur erfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der mindestens eine Messstreifen im Inneren der Fühlerstruktur angeordnet werden und sich in Abhängigkeit der Deformation der Fühlerstruktur verformen. Zudem kann mindestens ein kraftmessendes Element zusätzlich oder alternativ an der Fühlerstruktur angeordnet werden und bei der Deformation der Fühlerstruktur wirkende Kräfte erfassen.In a further advantageous embodiment of the safety system according to the invention, the contact sensor system can comprise at least one pressure sensor and/or at least one measuring strip and/or at least one force-measuring element. The at least one force-measuring element can, for example, be a piezo element; Bi-metal element and / or are designed as a shape memory structure. The at least one pressure sensor can be arranged, for example, in an interior structure of a vehicle door and can record a pressure profile in the sensor structure. Additionally or alternatively, the at least one measuring strip can be arranged inside the sensor structure and deform as a function of the deformation of the sensor structure. In addition, at least one force-measuring element can be additionally or alternatively arranged on the sensor structure and can record forces acting during the deformation of the sensor structure.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.An embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail in the following description. In the drawings, the same reference symbols denote components or elements that perform the same or analogous functions.

Figurenlistecharacter list

1 shows a schematic perspective representation of a vehicle with an embodiment of a security system according to the invention for a vehicle.
2 FIG. 12 shows a schematic representation of a timeline of a conventional safety system for a vehicle.
3 FIG. 12 shows a schematic representation of a timeline of the safety system for a vehicle according to the invention 1 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems 3 für ein Fahrzeug 1 eine Umfeldsensorik 12 zur Erfassung von mindestens einer crashrelevanten physikalischen Größe im Fahrzeugumfeld und eine Auswerte- und Steuereinheit 10, welche die von der Umfeldsensorik 12 erfassten physikalischen Größen zur Bewertung einer aktuellen Fahrsituation und zur Pre-Crash-Erkennung auswertet. Hierbei aktiviert die Auswerte- und Steuereinheit 10 am Zeitpunkt der Erkennung eines unvermeidbaren Aufpralls eine bewegliche Fühlerstruktur 16 an einer Außenhaut des Fahrzeugs 1, welche das Fahrzeug 1 am zu erwartenden Aufprallbereich verlängert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 10 mittels einer Kontaktsensorik 14 das Bewegungsverhalten der aktivierten Fühlerstruktur 16 erfasst und auswertet, um einen Kontakt der Fühlerstruktur 16 mit einem Crashgegner 20 zu erkennen und zu klassifizieren. Zudem aktiviert die Auswerte- und Steuereinheit 10 nach Erkennung eines solchen Kontakts in Abhängigkeit von der Klassifizierung korrespondierende Personenschutzmittel 9.How out 1 As can be seen, the illustrated exemplary embodiment of a safety system 3 according to the invention for a vehicle 1 comprises an environment sensor system 12 for detecting at least one crash-relevant physical variable in the vehicle environment and an evaluation and control unit 10, which uses the physical variables detected by environment sensor system 12 to evaluate a current driving situation and evaluates for pre-crash detection. When an unavoidable impact is detected, the evaluation and control unit 10 activates a movable sensor structure 16 on an outer skin of the vehicle 1, which extends the vehicle 1 in the expected impact area, with the evaluation and control unit 10 using contact sensors 14 to monitor the movement behavior of the activated sensor structure 16 is detected and evaluated in order to detect and classify a contact of the sensor structure 16 with a crash opponent 20 . In addition, after detecting such a contact, the evaluation and control unit 10 activates corresponding personal protection means 9 depending on the classification.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 10 einen Verlauf von mindestens einer physikalischen Größe, welche die Kontaktsensorik 14 aktuell erfasst, mit einem gespeicherten Verlauf dieser physikalischen Größe bei ungehinderter Entfaltung der Fühlerstruktur 16. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 wertet erkannte Abweichungen zur Kontakterkennung und Crashklassifizierung aus und schätzt aus den Abweichungen Aufprallschwere und/oder Masse und/oder Größe des Crashgegners 20 ab. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 empfängt den aktuell erfassten Verlauf der mindestens einen physikalischen Größe von der Kontaktsensorik 14 über eine entsprechende Sensorverbindung 10.1. Zudem ist die Auswerte- und Steuereinheit 10 über eine solche Sensorleitung 10.2 mit der Umfeldsensorik 12 verbunden.In the exemplary embodiment shown, the evaluation and control unit 10 compares a progression of at least one physical variable that the contact sensor system 14 is currently detecting with a stored progression of this physical variable when the sensor structure 16 unfolds unhindered. The evaluation and control unit 10 evaluates detected deviations for contact detection and crash classification and estimates the impact severity and/or mass and/or size of the crash opponent 20 from the deviations. The evaluation and control unit 10 receives the currently recorded course of the at least one physical variable from the contact sensor system 14 via a corresponding sensor connection 10.1. In addition, the evaluation and control unit 10 is connected to the surroundings sensors 12 via such a sensor line 10.2.

1 zeigt nur die erfindungswesentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems 3 für ein Fahrzeug 1. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind die Personenschutzmittel 9 als im Bereich einer Lehne eines Fahrzeugsitzes 5 angeordneter Seitenairbag 9.1 ausgeführt, welcher von der Auswerte- und Steuereinheit 10 über eine Aktivierungsleitung 10.2 und eine nicht näher dargestellte pyrotechnische Aktivierungsvorrichtung aktiviert bzw. aufgeblasen wird. Selbstverständlich können die Personenschutzmittel noch weitere Rückhaltemittel wie Fahrerairbag, Beifahrerairbag, Gurtsysteme usw. umfassen. 1 shows only the essential components of the invention of the security system 3 according to the invention for a vehicle 1. As shown in FIG 1 It can also be seen that the personal protection means 9 are designed as a side airbag 9.1 arranged in the area of a backrest of a vehicle seat 5, which is activated or inflated by the evaluation and control unit 10 via an activation line 10.2 and a pyrotechnic activation device not shown in detail. Of course, the personal protection device can also include other restraint devices such as driver airbags, front passenger airbags, belt systems, etc.

In 1 ist beispielhaft nur eine Seite, hier von vorne gesehen die rechte Seite, des Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugtür 7 dargestellt. Die linke Seite des Fahrzeugs ist spiegelsymmetrisch ausgeführt, wobei die hier dargestellte Auswerte- und Steuereinheit 10 auch die Fühlerstruktur und Personenschutzmittel der linken Seite des Fahrzeugs aktivieren kann. Zudem kann das Fahrzeug 1 am Frontteil und/oder am Heckteil eine solche Fühlerstruktur 16 mit korrespondierender Kontaktsensorik 14 aufweisen. Zusammenfassend können Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems 3 für ein Fahrzeug 1 jeweils mehrere bewegliche Fühlerstrukturen 16 mit korrespondierenden Kontaktsensoriken 14 umfassen, welche verteilt an der Außenhaut des Fahrzeugs 1 angeordnet sind.In 1 only one side, seen from the front here the right side, of the vehicle 1 with a vehicle door 7 is shown as an example. The left-hand side of the vehicle is mirror-symmetrical, with the evaluation and control unit 10 shown here also being able to activate the sensor structure and personal protection means on the left-hand side of the vehicle. In addition, the vehicle 1 can have such a sensor structure 16 with corresponding contact sensors 14 on the front part and/or on the rear part. In summary, embodiments of the safety system 3 according to the invention for a vehicle 1 can each comprise a plurality of movable sensor structures 16 with corresponding contact sensor systems 14 which are distributed on the outer skin of the vehicle 1 .

Die Umfeldsensorik 12 weist einen vorgegebenen Erfassungsbereich 12.1 zur Erfassung eines drohenden Aufpralls mit einem Crashgegner 20 auf, welcher sich dem Fahrzeug 1 nähert. Die Umfeldsensorik 12 umfasst geeignete Sensoren bzw. Systeme, wie beispielsweise Radar-, Video-, Ultraschall- und/oder Lidar-Systeme und/oder aktive oder passive optische Sensoren und/oder kapazitive oder induktive Sensoren, um eine Annäherung eines Crashgegners 20 zu erkennen und einen drohenden Aufprall zu erfassen. Die Umfeldsensorik 12 kann in alle möglichen Crashrichtungen eingesetzt werden (Front, Seite, Heck).Surroundings sensor system 12 has a predetermined detection range 12.1 for detecting an imminent collision with an opponent in a crash 20, which is approaching vehicle 1. Surroundings sensor system 12 includes suitable sensors or systems, such as radar, video, ultrasound and/or lidar systems and/or active or passive optical sensors and/or capacitive or inductive sensors, in order to detect the approach of an opponent in a crash 20 and to detect an impending impact. Surroundings sensor system 12 can be used in all possible crash directions (front, side, rear).

Die Fühlerstruktur 16 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als aufblasbarer Außenairbag 16.1 ausgeführt, welcher sich an einer Außenkontur der Fahrzeugtür 7 entfaltet und von der Auswerte- und Steuereinheit 10 über eine Aktivierungsleitung 10.2 und eine nicht näher dargestellte pyrotechnische Aktivierungsvorrichtung aktiviert bzw. aufgeblasen wird. Zudem ist der Außenairbag 16.1 mit einem Volumen einer Türinnenstruktur 7.1 verbunden. Selbstverständlich können auch pneumatische und/oder hydraulische Aktivierungssysteme zur Aktivierung des aufblasbaren Außenairbags 16.1 eingesetzt werden. Diese pneumatischen bzw. hydraulischen Aktivierungssysteme können sogar als reversible Systeme ausgeführt werden.In the exemplary embodiment shown, the sensor structure 16 is designed as an inflatable external airbag 16.1, which unfolds on an outer contour of the vehicle door 7 and is activated or inflated by the evaluation and control unit 10 via an activation line 10.2 and a pyrotechnic activation device, not shown in detail. In addition, the outer airbag 16.1 is connected to a volume of a door inner structure 7.1. Of course, pneumatic and/or hydraulic activation systems can also be used to activate the inflatable external airbag 16.1. These pneumatic or hydraulic activation systems can even be designed as reversible systems.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Kontaktsensorik 14 mindestens einen Drucksensor 14.1, welcher in der Innenstruktur 7.1 der Fahrzeugtür 7 angeordnet ist und einen Druckverlauf in der Fühlerstruktur 16 erfasst. Die Sensierung des unvermeidbaren Aufpralls erfolgt somit mittels des mindestens einen Drucksensors 14.1, welcher entweder speziell für diesen Einsatz implementiert wird oder so eingebaut wird, dass er ohne die Aktivierung der Fühlerstruktur 16 den Aufprall des Unfallgegners 20 zum Aufprallzeitpunkt T0 analog zu einem herkömmlichen Sicherheitssystem detektieren kann. Die Auswerte- und Steuereinheit 10, welche beispielsweise als Mikrocontroller ausgeführt ist und in einem Airbag-Steuergerät angeordnet ist, vergleicht einen durch die Aktivierung der Fühlerstruktur 16 bewirkten Druckanstieg im Außenairbag 16.1 und vergleicht diesen mit einem vorab gespeicherten Modell des Druckanstiegs bei ungehinderter Entfaltung des Außenairbags 16.1. Hierbei deutet ein erhöhter Druck darauf hin, dass der Außenairbag 16.1 von einem Objekt bzw. dem Unfallgegner 20 getroffen wurde. Durch die genauere Auswertung dieser Abweichung können Objekte und/oder Szenarien wie beispielsweise ein Aufprall eines Fußgängers oder ein Aufprall ohne Fußgängerbeteiligung erkannt und unterschieden werden. Basierend auf dem Auswerteergebnis kann die Auswerte- und Steuereinheit 10 dann Rückhaltesysteme der Personenschutzmittel 9 im Innenraum des Fahrzeugs 1 aktivieren. Der große Vorteil gegenüber einer reinen Kontaktsensorik bzw. einer reinen Umfeldsensorik besteht darin, dass der Aufprall früher als mit einer konventionellen Kontaktsensorik erkannt wird, nämlich mindestens um die in Zeit umgerechnete „Fahrzeugverlängerung“ durch die Fühlerstruktur 16, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben wird.In the exemplary embodiment shown, the contact sensor system 14 includes at least one pressure sensor 14.1, which is arranged in the inner structure 7.1 of the vehicle door 7 and detects a pressure profile in the sensor structure 16. The unavoidable impact is thus sensed by means of the at least one pressure sensor 14.1, which is either implemented specifically for this application or is installed in such a way that it can detect the impact of the other party involved in an accident 20 at impact time T0, analogously to a conventional safety system, without activating sensor structure 16 . The evaluation and control unit 10, which is designed as a microcontroller, for example, and is arranged in an airbag control unit, compares a pressure increase in the outer airbag 16.1 caused by the activation of the sensor structure 16 and compares this with a previously stored model of the pressure increase when the outer airbag is deployed unhindered 16.1. Here, an increased pressure indicates that the external airbag 16.1 was hit by an object or the other party 20 in the accident. By evaluating this deviation more precisely, objects and/or scenarios such as an impact with a pedestrian or an impact without pedestrian participation can be recognized and differentiated. Based on the result of the evaluation, the evaluation and control unit 10 can then activate restraint systems of the passenger protection means 9 in the interior of the vehicle 1 . The major advantage compared to a pure contact sensor system or a pure environment sensor system is that the impact is detected earlier than with a conventional contact sensor system, namely at least by the “vehicle lengthening” converted into time by the sensor structure 16, as described below with reference to 2 and 3 is described.

Zusätzlich oder alternativ kann die Kontaktsensorik 14 mindestens einen Messstreifen und/oder mindestens ein kraftmessendes Element umfassen. Der mindestens eine Messstreifen kann vorzugsweise im Inneren der Fühlerstruktur 16 angeordnet werden und sich in Abhängigkeit der Deformation der Fühlerstruktur 16 verformen. Das mindestens eine kraftmessende Element kann beispielsweise als Piezo-Element; als Bi-Metall-Element und/oder als Formgedächtnisstruktur ausgeführt werden und an der Fühlerstruktur 16 angeordnet werden. Das mindestens eine kraftmessende Element erfasst bei der Deformation der Fühlerstruktur 16 wirkende Kräfte.Additionally or alternatively, the contact sensor system 14 can include at least one measuring strip and/or at least one force-measuring element. The at least one measuring strip can preferably be arranged inside the sensor structure 16 and deform as a function of the deformation of the sensor structure 16 . The at least one force-measuring element can, for example, be a piezo element; be designed as a bi-metal element and/or as a shape memory structure and are arranged on the sensor structure 16 . The at least one force-measuring element detects forces acting during the deformation of the sensor structure 16 .

Des Weiteren kann die Auswerte- und Steuereinheit 10 Informationen von mindestens einem Sensor der Umfeldsensorik 12 als Kontaktsensorik 14 zur Erfassung des Bewegungsverhaltens der Fühlerstruktur 16 auswerten. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 kann die Informationen von mindestens einem Sensor der Umfeldsensorik 12 zur Beobachtung der Deformation der Fühlerstruktur 16 auswerten und aus der Deformation der Fühlerstruktur 16 Aufprallschwere und/oder Masse und/oder Größe des Crashgegners 20 abschätzen.Furthermore, the evaluation and control unit 10 can evaluate information from at least one sensor of the surroundings sensor system 12 as a contact sensor system 14 for detecting the movement behavior of the sensor structure 16 . Evaluation and control unit 10 can evaluate the information from at least one sensor of surroundings sensor system 12 to monitor the deformation of sensor structure 16 and estimate the impact severity and/or mass and/or size of crash opponent 20 from the deformation of sensor structure 16 .

Wie aus 2 ersichtlich ist, erkennt die Umfeldsensorik 12 in einem herkömmlichen Sicherheitssystem für ein Fahrzeug zu einem Zeitpunkt TE eine kritische Situation im Fahrzeugumfeld. Zu einem späteren Zeitpunkt TU erkennt die Umfeldsensorik 12, dass ein bevorstehender Crash unvermeidbar ist. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, dass im Fahrzeug vorhandene reversible Rückhaltemittel, wie beispielsweise elektromotorische Gurtstraffer aktiviert werden. Die irreversiblen Rückhaltesysteme des herkömmlichen Sicherheitssystems für ein Fahrzeug werden erst aktiviert, wenn eine im Fahrzeug vorhandene Kontaktsensorik den Aufprall zum Zeitpunkt T0 erkennt, so dass die Aktivierung im herkömmlichen Sicherheitssystem für ein Fahrzeug mit einer geringen Zeitverzögerung nach dem Aufprallzeitpunkt T0 erfolgt. Zu einem späteren Zeitpunkt TEND ist der Crashvorgang beendet.How out 2 As can be seen, the environment sensor system 12 in a conventional safety system for a vehicle detects a critical situation in the vehicle environment at a point in time TE. At a later point in time TU, environment sensor system 12 recognizes that an impending crash is unavoidable. At this point in time, it is possible for reversible restraint devices present in the vehicle, such as electric belt tensioners, to be activated. The irreversible restraint systems of the conventional safety system for a vehicle are only activated when a contact sensor system in the vehicle detects the impact at time T0, so that activation in the conventional safety system for a vehicle takes place with a slight time delay after the impact time T0. At a later point in time TEND, the crash process is over.

Wie aus 3 ersichtlich ist, erkennt die Umfeldsensorik 12 im erfindungsgemäßen Sicherheitssystem 3 für ein Fahrzeug 1 analog zum herkömmlichen Sicherheitssystem für ein Fahrzeug zu einem Zeitpunkt TE eine kritische Situation im Fahrzeugumfeld und zum späteren Zeitpunkt TU den unvermeidbar bevorstehenden Crash. Analog zum herkömmlichen Sicherheitssystem für ein Fahrzeug ist es zu diesem Zeitpunkt TU möglich, dass im Fahrzeug vorhandene reversible Rückhaltemittel, wie beispielsweise elektromotorische Gurtstraffer aktiviert werden. Im Unterschied zum herkömmlichen Sicherheitssystem für ein Fahrzeug aktiviert das erfindungsgemäße Sicherheitssystem 3 für ein Fahrzeug 1 die Fühlerstruktur 16 und erfasst während einer Aktivierungszeit AF das Bewegungsverhalten der aktivierten Fühlerstruktur 16 und wertet dieses aus. Erkennt die Auswerte- und Steuereinheit 10 während der Aktivierungszeit AF einen Kontakt der Fühlerstruktur 16 mit dem Crashgegner 20 dann klassifiziert die Auswerte- und Steuereinheit 10 den Kontakt und aktiviert die irreversiblen Rückhaltesysteme 9.1 vor dem eigentlichen Aufprallzeitpunkt T0, wenn der Kontakt den bevorstehenden Aufprall mit sehr hoher Robustheit bestätigt, so dass in Bezug auf den Aufprallzeitpunkt T0 ein Zeitgewinn ΔT erzielt werden kann. Analog zum herkömmlichen Sicherheitssystem für ein Fahrzeug ist der Crashvorgang zu einem späteren Zeitpunkt TEND beendet. Das beschriebene Prinzip kann für einen Fußgängeraufprall und für einen Aufprall ohneHow out 3 As can be seen, the environment sensor system 12 in the safety system 3 according to the invention for a vehicle 1 recognizes a critical situation while driving at a point in time TE, analogously to the conventional safety system for a vehicle vehicle environment and at a later point in time TU the inevitably imminent crash. Analogously to the conventional safety system for a vehicle, it is possible at this point in time TU for the reversible restraining means present in the vehicle, such as, for example, electric belt tensioners, to be activated. In contrast to the conventional safety system for a vehicle, the safety system 3 according to the invention for a vehicle 1 activates the sensor structure 16 and, during an activation time AF, detects the movement behavior of the activated sensor structure 16 and evaluates it. If the evaluation and control unit 10 detects contact between the sensor structure 16 and the crash opponent 20 during the activation time AF, then the evaluation and control unit 10 classifies the contact and activates the irreversible restraint systems 9.1 before the actual impact time T0 if the contact indicates the impending impact with very high robustness, so that a gain in time ΔT can be achieved in relation to the time of impact T0. Analogous to the conventional safety system for a vehicle, the crash event ends at a later point in time TEND. The principle described can be used for a pedestrian impact and for an impact without

Fußgängerbeteiligung angewandt werden. So kann beispielsweise bei einer relativen Aufprallgeschwindigkeit von 50 km/h und einer „Fahrzeugverlängerung“ durch die Fühlerstruktur 16 von 30cm die Kontaktsensorik 14 ca. 22ms vor dem Aufprallzeitpunkt T0 einen Kontakt der Fühlerstruktur 16 mit dem Crashgegner 20 erkennen und die irreversiblen Rückhaltemittel 9.1 aktivieren.Pedestrian participation will be applied. For example, at a relative impact speed of 50 km/h and a "vehicle extension" by the sensor structure 16 of 30 cm, the contact sensor system 14 can detect contact between the sensor structure 16 and the crash opponent 20 approximately 22 ms before the impact time T0 and activate the irreversible restraint means 9.1.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug zur Verfügung, welches in vorteilhafter Weise den Nutzen der Umfeldsensorik und der Kontaktsensorik für die passive Sicherheit bei kleinen und leichten Stadtfahrzeugen steigert.Embodiments of the present invention provide a safety system for a vehicle which advantageously increases the use of surroundings sensors and contact sensors for passive safety in small and light city vehicles.

Claims

Safety system (3) for a vehicle (1) with surroundings sensors (12) for detecting at least one crash-relevant physical variable in the vehicle surroundings and an evaluation and control unit (10) which uses the physical variables detected by the surroundings sensors (12) to evaluate a current driving situation and for pre-crash detection, with the evaluation and control unit (10) activating a movable sensor structure (16) on an outer skin of the vehicle (1) at the point in time (TU) when an unavoidable impact is detected, which sensor structure ( 1) at the expected impact area, the evaluation and control unit (10) using a contact sensor system (14) to record and evaluate the movement behavior of the activated sensor structure (16) in order to ensure that the sensor structure (16) comes into contact with an opponent in a crash (20). to recognize and classify, with the evaluation and control unit (10) activating corresponding personal protection means (9) after detection of such a contact depending on the classification, with the evaluation and control unit (10) recording a course of at least one physical variable which Contact sensor system (14) is currently recorded, compared with a stored profile of this physical variable when the sensor structure (16) unfolds unhindered, with the evaluation and control unit (10) evaluating detected deviations for contact detection and crash classification and, from the deviations, impact severity and/or mass and /or estimate the size of the crash opponent (20).

security system after claim 1 , characterized in that the sensor structure (16) is designed as an inflatable structure and/or as an airbag (16.1).

security system after claim 1 or 2 , characterized in that the evaluation and control unit (10) evaluates information from at least one sensor of the environment sensors (12) as a contact sensor (14) for detecting the movement behavior of the sensor structure (16).

security system after claim 3 , characterized in that the evaluation and control unit (10) evaluates the information from at least one sensor of the environment sensor system (12) to monitor the deformation of the sensor structure (16) and from the deformation of the sensor structure (16) impact severity and / or mass and / or estimates the size of the crash opponent (20).

Security system according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the contact sensor system (14) comprises at least one pressure sensor (14.1) and/or at least one measuring strip and/or at least one force-measuring element.

security system after claim 5 , characterized in that the at least one pressure sensor (14.1) is arranged in an inner structure (7.1) of a vehicle door (7) and detects a pressure profile in the sensor structure (16).

security system after claim 5 , characterized in that the at least one measuring strip is arranged inside the sensor structure (16) and deforms as a function of the deformation of the sensor structure (16).

security system after claim 5 , characterized in that the at least one force measuring element is arranged on the sensor structure (16) and forces acting during the deformation of the sensor structure (16) are detected.

Vehicle (1) characterized by a security system (3) according to one of Claims 1 until 8th , wherein the security system (3) comprises a plurality of movable sensor structures (16) with corresponding contact sensors (14), which are distributed on the outer skin of the vehicle (1).