DE102016211490A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2) im Falles eines Seitenaufpralls zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Erfassen eines Seitenaufpralls, und – Reduzieren der Seitenführungskraft der Reifen des Kraftfahrzeugs (2) auf einer Straße, wenn ein Seitenaufprall erfasst wird, wobei das Kraftfahrzeug (2) eine Radaufhängung mit veränderbarer Federkonstante aufweist, und dass die Seitenführungskraft reduziert wird durch Reduzieren der Federkonstante der Radaufhängung, oder das Kraftfahrzeug (2) durch Freisetzen von Energie entgegen der Schwerkraftrichtung bewegt wird, um die Seitenführungskraft zu reduzieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs im Falle eines Seitenaufpralls. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Sensorsystem zur Auslösung von einem Seitenairbag und/oder und einem Kopf-Airbag System (IC-Curtain).
  • Während bei einem Frontalcrash ein Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung auf ein Hindernis, wie ein anderes Kraftfahrzeug, prallt, wird bei einem Seitenaufprall das Kraftfahrzeug von einem anderen Kraftfahrzeug getroffen, dessen Fahrtrichtung mehr oder weniger in einem Winkel von 90° zur Fahrtrichtung des getroffenen Kraftfahrzeugs verläuft. Z.B. kann bei einem derartigen Unfallszenario die Fahrertür des Kraftfahrzeugs getroffen werden. Anstelle mit einem anderen Kraftfahrzeug kann das verunglückende Kraftfahrzeug auch seitlich mit einem Baum oder Mast kollidieren.
  • Um die Belastung der Insassen des Kraftfahrzeugs bei derartigen seitlichen Zusammenprall zu Reduzieren weisen Kraftfahrzeuge Elemente zum Seitenaufprallschutz auf. Hierbei handelt es sich z.B. um eine crashorientierte Konstruktion der B-Säule des Kraftfahrzeugs, Aufprallträger (hochfeste Aluminiumprofile) und Stahlverstrebungen in den speziell konstruierten Fahrzeugtüren. Bei einem seitlichen Zusammenprall wird ein Teil der kinetischen Energie hierdurch abgeleitet und führt zu einer Deformation der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Jedoch wirkt der verbleibende Teil der kinetischen Energie auf die Insassen des Kraftfahrzeugs und gefährdet diese.
  • Aus der DE 10 2014 218 208 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines ersten Kraftfahrzeugs bei Erkennen eines unvermeidlichen Seitenaufpralls eines zweiten Kraftfahrzeugs auf das erste Kraftfahrzeug bekannt. Es werden wenigstens zwei, dem zweiten Kraftfahrzeug abgewandte Räder vom ersten Kraftfahrzeug derart abgebremst, dass sich für diese Räder jeweils wenigstens ein solcher Schlupf ergibt, der in etwa einem von einem Schlupfregelsystem des ersten Kraftfahrzeugs maximal zugelassenen Wert entspricht. Auf diese Weise kann eine durch die Räder des ersten Kraftfahrzeugs übertragbare Seitenkraft auf die Fahrbahn deutlich abgesenkt werden, so dass durch den Seitenaufprall des zweiten Kraftfahrzeugs das erste Kraftfahrzeug wesentlich leichter weggeschoben werden kann. Hierdurch lässt sich die während des Seitenaufpralls umgesetzte Energie deutlich verringern und einem Überschlag des ersten Kraftfahrzeugs kann wirksam entgegengewirkt werden.
  • Es besteht daher Bedarf daran, den verbleibenden Teil der kinetischen Energie weiter zu reduzieren.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs im Falle eines Seitenaufpralls mit den Schritten:
    • – Erfassen eines Seitenaufpralls, und
    • – Reduzieren der Seitenführungskraft von Reifen des Kraftfahrfahrzeugs auf einer Straße, wenn ein Seitenaufprall erfasst wird wobei
    das Kraftfahrzeug eine Radaufhängung mit veränderbarer Federkonstante aufweist, und dass die Seitenführungskraft reduziert wird durch Reduzieren der Federkonstante der Radaufhängung, oder das Kraftfahrzeug durch Freisetzen von Energie entgegen der Schwerkraftrichtung bewegt wird, um die Seitenführungskraft zu reduzieren.
  • Durch das Reduzieren der Seitenführungskraft von den Reifen des Kraftfahrzeugs mit der Straße auf einen erfassten Seitenaufprall hin wird erreicht, dass der Schlupf der Reifen erhöht oder ein Übergang von der Haftreibung zur Gleitreibung erreicht wird. So kann das Kraftfahrzeug leichter in Aufprallrichtung verlagert werden. Somit wirken lediglich reduzierte Verzögerungen auf die Insassen. Mit anderen Worten, es wird ein weiterer Teil der kinetischen Energie in eine seitlich Bewegung des Kraftfahrzeugs umgesetzt, so dass der verbleibende Teil der kinetischen Energie, der auf die Insassen wirkt, weiter reduziert ist. Dabei wird unter der Seitenführungskraft die Kraft verstanden, die die Reifen zum Aufbau des Kraftfahrzeugs übertragen. Die vom Reifen auf die Straße übertragbaren Seitenführungskräfte stellen dabei ein begrenzendes Element für Kurvenfahrten dar. Die Höhe der maximal möglichen Seitenführungskraft hängt vom Schräglaufwinkel, Radlast, Schlupf, Radsturz sowie dem Reibwert bzw. der Reibkraft zwischen Reifen und Fahrbahn ab. Die Reibkraft ist proportional zur Gravitationskraft an den Rädern und dem Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen und der Straße. Dies erlaubt außerdem, die crashorientierte Konstruktion der B-Säule des Kraftfahrzeugs, Aufprallträger (hochfeste Aluminiumprofile) und/oder Stahlverstrebungen weniger stabil und damit leichter auszubilden, was das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs und damit seinen Kraftstoffverbrauch reduziert.
  • Das Kraftfahrzeug weist eine Radaufhängung mit veränderbarer Federkonstante auf und die Seitenführungskraft wird durch Reduzieren der Federkonstante der Radaufhängung reduziert. Mit anderen Worten, das Kraftfahrzeug weist eine Feder-/Stoßdämpferbaugruppe auf, deren Feder- und/oder Dämpfungsparameter veränderbar, z.B. durch Auswahl von entsprechenden Fahrwerksabstimmungsprogrammen, sind. Hierzu weist eine derartige Feder-/Stoßdämpferbaugruppe z.B. ein ansteuerbares Elektroventil im Stoßdämpfer auf. Durch das Reduzieren der Federkonstante, d.h. Reduzieren der Härte bzw. Federkonstante der Feder-/Stoßdämpferbaugruppe, wird die Seitenführungskraft reduziert im Moment des Seitenaufpralls.
  • Alternativ wird das Kraftfahrzeug durch Freisetzen von Energie entgegen der Schwerkraftrichtung bewegt, um die Seitenführungskraft zu reduzieren. Mit anderen Worten, es wird die Radlast und damit die Reibkraft reduziert um die Seitenführungskraft im Moment des Seitenaufpralls zu verkleinern.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Seitenaufprall mit einem Sensorsystem des Kraftfahrzeugs zur Auslösung von einem Seitenairbag und/oder und einem Kopf-Airbag System (IC-Curtain) des Kraftfahrzeugs erfasst. Zusätzlich oder alternativ kann ein Seitenaufprall auch mit wenigstens einem LIDAR-Sensor, wie er bspw. in selbstfahrenden Fahrzeugen Verwendung findet, erfasst werden. Somit wird auf Sensordaten eines bereit vorhandenen Sicherheitssystems des Kraftfahrzeugs zurückgegriffen, was den baulichen Aufwand für Veränderungen und damit auch die Kosten deutlich reduziert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird Energie aus einem Stoßdämpfer des Kraftfahrzeugs freigesetzt. Es kann sich hierbei z.B. um Energie handeln, die durch Entspannen eines unter Druck stehenden Gases in dem Stoßdämpfer freigesetzt wird. So kann bereits gespeicherte Energie genutzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird Energie aus einer Explosion freigesetzt. Hierzu kann ein Explosionsstoff in dem Stoßdämpfer vorgesehen sein, der im Moment des Seitenaufpralls zur Zündung gebracht wird. Durch die Festlegung der Menge an Sprengstoff kann die Energiemenge festgelegt bzw. angepasst werden, so dass ausreichend Energie freigesetzt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden in einem weiteren Schritt vor und/oder während und/oder nach dem Erfassen eines Seitenaufpralls Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs erfasst und ausgewertet. Bei den Umgebungsdaten kann es sich um Daten handeln, die zur Steuerung eines Scheinwerfersteuerungssystem verwendet werden, um das Scheinwerferlicht dem Straßenverlauf anzupassen. So kann ein bereits vorhandenes System zur Erfassung der Umgebungsdaten verwendet werden, was den baulichen Aufwand für Veränderungen und damit auch die Kosten deutlich reduziert. Zusätzlich oder alternativ können Umgebungsdaten durch LIDAR-Sensoren generiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Umgebungsdaten auf Folgeunfallrisiken ausgewertet, und eine Reduzierung der Seitenführungskraft der Reifen wird unterdrückt, wenn die Auswertung der Umgebungsdaten ergibt, dass durch eine Reduzierung der Seitenführungskraft der Reifen das Folgeunfallrisiko erhöht. So wird die Sicherheit nochmals gesteigert, da so Folgeunfälle, die auf das Reduzieren der Seitenführungskraft der Reifen zurückzuführen wären, vermieden werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Umgebungsdaten auf Hindernisse und/oder Abhänge hin ausgewertet. So wird verhindert, dass durch das Reduzieren der Seitenführungskraft der Reifen des Kraftfahrzeugs es zu einer Folgekollision mit einem Hindernis, wie einem Baum oder Pfahl, am Straßenrand kommt, oder dass das Kraftfahrzeug über einen Abhang am Straßenrand geschoben wird und diesen herabstürzt.
  • Ferner gehört zur Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Sensorsystem zur Auslösung von einem Seitenairbag und/oder und einem Kopf-Airbag System (IC-Curtain) und/oder mit LIDAR-Sensoren (bspw. im Falle von selbstfahrenden Autos) und mit aktivierbaren Mitteln zum Reduzieren der Seitenführungskraft von Reifen des Kraftfahrfahrzeugs mit einer Straße, wenn ein Seitenaufprall erfasst wird.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Unfallszenario, und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung, das zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen.
  • Bei dem in 1 dargestellten Unfallszenario handelt es sich um einen Seitenaufprall, bei ein erstes Kraftfahrzeug 2, das in Richtung der ersten Fahrtrichtung F1 bewegt, von einem anderen Kraftfahrzeug 4 getroffen wird, dessen zweite Fahrtrichtung F2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Winkel von 90° zur ersten Fahrtrichtung F1 des ersten Kraftfahrzeugs 2 verläuft. Im vorliegende Ausführungsbeispiel wird die Fahrertür 6 des ersten Kraftfahrzeugs 2 getroffen.
  • Es wird nun zusätzlich auf 2 Bezug genommen.
  • Dargestellt sind verschiedene Komponenten des ersten Kraftfahrzeugs 2.
  • Bei den dargestellten Komponenten handelt es sich um ein Sensorsystem 8 zur Erfassung eines Seitenaufpralls, einen Seitenairbag und/oder und ein Kopf-Airbag System 10, einer Fahrwerksteuereinrichtung 12 und Fahrwerkskomponenten 14 sowie eine Erfassungseinrichtung 16. Das Sensorsystem 8 ist dazu ausgebildet, auf Erfassen eines Seitenaufpralls ein Airbag-Auslösesignal A zu erzeugen, um den Seitenairbag und/oder und das Kopf-Airbag System 10 zu aktivieren. Zusätzlich oder alternativ kann auch wenigstens ein LIDAR-Sensor 9, wie er bspw. für selbstfahrende Fahrzeuge Verwendung findet, vorhanden sein, mit dem ein Seitenaufprall erfasst werden kann. In 1 ist das erste Kraftfahrzeug 2 mit einem auf dem Fahrzeugdach angeordneten LIDAR-Sensor 9 dargestellt. Ein oder mehrere LIDAR-Sensoren können jedoch zusätzlich oder alternativ auch an anderen geeigneten Stellen des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet sein.
  • Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Sensorsystem 8 dazu ausgebildet, das Airbag-Auslösesignal A der Fahrwerksteuereinrichtung 12 zuzuführen und/oder der wenigstens eine LIDAR-Sensor 9 ist dazu ausgebildet, ein einen Seitenaufprall anzeigendes Signal L der Fahrwerksteuereinrichtung 12 zuzuführen.
  • Auf Empfang des Airbag-Auslösesignals A oder eines LIDAR-Signals L erzeugt die Fahrwerkssteuereinrichtung 12 ein Steuersignal S zum Auslösen von aktivierbaren Mitteln der Fahrwerkskomponenten 14 zum Reduzieren der Seitenführungskraft von Reifen des ersten Kraftfahrfahrzeugs 2 auf einer Straße.
  • Bei den aktivierbaren Mitteln der Fahrwerkskomponenten 14 kann es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Radaufhängung mit veränderbarer Federkonstante handeln, um durch Reduzieren der Federkonstante bzw. Härte der Radaufhängung die Seitenführungskraft zu reduzieren, oder die Fahrwerkskomponenten 14 sind dazu ausgebildet, Energie aus einem Stoßdämpfer des ersten Kraftfahrzeugs 2 oder aus einer Explosion um das erste Kraftfahrzeug 2 entgegen der Schwerkraftrichtung zubewegen, um so die Seitenführungskraft zwischen den Reifen des ersten Kraftfahrzeugs 2 und der Straße zu reduzieren. Zum Freisetzen von in dem Stoßdämpfer gespeicherter Energie kann der Stoßdämpfer ein elektromagnetisches Ventil aufweisen, das hierzu geöffnet wird. Alternativ kann eine Sprengladung in dem Stoßdämpfer gezündet werden.
  • Die Erfassungseinrichtung 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem Scheinwerfersteuerungssystem zugeordnet, dass dazu ausgebildet ist, das Scheinwerferlicht dem Straßenverlauf anzupassen. Ferner kann die Erfassungseinrichtung 16 mit einem Navigationsgerät des ersten Kraftfahrzeugs 2 gekoppelt sein, um auf dort archivierte Umgebungsdaten U zurückgreifen zu können. Die Umgebung kann auch mit dem wenigstens einen LIDAR-Sensor 9 analysiert werden, wobei bspw. eine 3D-Karte generiert wird.
  • Die Umgebungsdaten U enthalten Informationen über seitliche Hindernisse und/oder Abhänge. Die Fahrwerkssteuereinrichtung 12 ist dazu ausgebildet, diese auswerten und ein Folgeunfallrisiko zu bestimmen. Unter einem Folgeunfallrisiko wird dabei verstanden, dass durch eine Reduzierung der Seitenführungskraft der Reifen es zu einer Kollision mit einem seitlichen Hindernis, wie z.B. einem Pfahl oder Baum am Straßenrand, oder ein Gelangen auf einen Abhang, wahrscheinlich ist. Die Fahrwerkssteuereinrichtung 12 ist ferner dazu ausgebildet, dass, wenn die ermittelte Wahrscheinlichkeit oberhalb eines festgelegten Schwellwertes liegt, das Steuersignal S zu unterdrücken.
  • Im Betrieb erzeugt das Sensorsystem 8 auf Erfassen eines Seitenaufpralls das Airbag-Auslösesignal A um den Seitenairbag und/oder und das Kopf-Airbag System 10 zu aktivieren. Das Auslösesignal kann bspw. auch durch den wenigstens einen LIDAR-Sensor 9 initiiert werden Ferner wird in einem ersten Schritt das Airbag-Auslösesignal A der Fahrwerksteuereinrichtung 12 zugeführt.
  • In einem zweiten Schritt wertet die Fahrwerkssteuereinrichtung 12 die erfassten Umgebungsdaten U aus und bestimmt das Folgeunfallrisiko, das dann mit dem Schwellwert verglichen wird. Wenn das bestimmte Folgeunfallrisiko größer als der Schwellwert ist unterdrückt die Fahrwerkssteuereinrichtung 12 das Erzeugen des Steuersignals S zum Aktivieren des aktivierbaren Mittel der Fahrwerkskomponenten 14.
  • Wenn hingegen der Vergleich ergibt, dass das bestimmte Folgeunfallrisiko kleiner als der Schwellwert ist erzeugt die Fahrwerkssteuereinrichtung 12 das Steuersignals S um Aktivieren des aktivierbaren Mittels der Fahrwerkskomponenten 14.
  • Daraufhin wird in einem dritten Schritt die Federkonstante der Radaufhängung die Seitenführungskraft reduziert, in dem Stoßdämpfer gespeicherte Energie freigesetzt, oder der Sprengstoff zu Explosion gebracht, um die Seitenführungskraft der Reifen des ersten Kraftfahrzeugs 2 auf der Straße zu reduzieren.
  • So kann das erste Kraftfahrzeug 4 leichter in Aufprallrichtung verlagert werden und es wirken lediglich reduzierte Verzögerungen auf die Insassen. Mit anderen Worten, es wird ein weiterer Teil der kinetischen Energie in eine seitlich Bewegung des ersten Kraftfahrzeugs 2 umgesetzt, so dass der verbleibende Teil der kinetischen Energie, der auf die Insassen wirkt, weiter reduziert ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    erstes Kraftfahrzeug
    4
    zweites Kraftfahrzeug
    6
    Fahrertür
    8
    Sensorsystem
    9
    LIDAR-Sensor
    10
    Seitenairbag und/oder und ein Kopf-Airbag System
    12
    Fahrwerksteuereinrichtung
    14
    Fahrwerkskomponenten
    16
    Erfassungseinrichtung
    A
    Airbag-Auslösesignal
    F1
    Fahrtrichtung
    F2
    Fahrtrichtung
    L
    LIDAR-Signal
    S
    Steuerungssignal
    U
    Umgebungsdaten
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014218208 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2) im Falle eines Seitenaufpralls mit den Schritten: – Erfassen eines Seitenaufpralls, und – Reduzieren der Seitenführungskraft von Reifen des Kraftfahrzeugs (2) auf einer Straße, wenn ein Seitenaufprall erfasst wird, wobei das Kraftfahrzeug (2) eine Radaufhängung mit veränderbarer Federkonstante aufweist, und dass die Seitenführungskraft reduziert wird durch Reduzieren der Federkonstante der Radaufhängung, oder das Kraftfahrzeug (2) durch Freisetzen von Energie entgegen der Schwerkraftrichtung bewegt wird, um die Seitenführungskraft zu reduzieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenaufprall von einem Sensorsystem (8) des Kraftfahrzeugs (2) zur Auslösung von einem Seitenairbag und/oder von einem Kopf-Airbag System (10) des Kraftfahrzeugs (2) und/oder wenigstens von einem LIDAR-Sensor (9) erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Energie aus einem Stoßdämpfer des Kraftfahrzeugs (2) freigesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Energie aus einer Explosion freigesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt vor und/oder während und/oder nach dem Erfassen eines Seitenaufpralls Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs (2) erfasst und ausgewertet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsdaten auf Folgeunfallrisiken ausgewertet werden, und eine Reduzierung der Seitenführungskraft der Reifen unterdrückt wird, wenn die Auswertung der Umgebungsdaten ergibt, dass durch eine Reduzierung der Seitenführungskraft der Reifen das Folgeunfallrisiko erhöht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsdaten auf Hindernisse und/oder Abhänge hin ausgewertet werden.
  8. Kraftfahrzeug (2), mit einem Sensorsystem (8) des Kraftfahrzeugs (2) zur Auslösung von einem Seitenairbag und/oder von einem Kopf-Airbag System (14) und/oder wenigstens einem LIDAR-Sensor (9), ausgebildet zum Erfassen eines Seitenaufpralls, und aktivierbaren Mitteln zum Reduzieren der Seitenführungskraft von Reifen des Kraftfahrfahrzeugs (2) auf einer Straße, wenn ein Seitenaufprall erfasst wird, wobei das Kraftfahrzeug (2) eine Radaufhängung mit veränderbarer Federkonstante aufweist zum Reduzieren der Seitenführungskraft von Reifen des Kraftfahrfahrzeugs (2), oder dass das Kraftfahrzeug (2) ist durch Freisetzen von Energie entgegen der Schwerkraftrichtung bewegbar ist, um die Seitenführungskraft zu reduzieren.
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