DE102016225061A1

DE102016225061A1 - System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug und Verfahren

Info

Publication number: DE102016225061A1
Application number: DE102016225061.2A
Authority: DE
Inventors: Heiko Freienstein; Florian Oesterle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21
Also published as: WO2018108792A1; US20200070761A1; CN110290981B; US11186243B2; CN110290981A

Abstract

Verfahren (700) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, mit den Schritten:- Empfangen (701) mindestens eines Sensorwerts (A, B, C, D, E, F, I) von mindestens einem Umfeldsensor (1, 2, 3) und mindestens eines Sensorwerts (G) von mindestens einem Kontaktsensor (9);- Schätzen (702) eines Zeitpunkts des Aufschlag auf ein Unfallobjekt und/oder einer Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt der Erfassung basierend auf dem mindestens einen Sensorwert (A, B, C, D, E, F, I) des mindestens einen Umfeldsensors (1, 2, 3);- Bestimmen (703) einer Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt des Aufpralls basierend auf der geschätzten Relativgeschwindigkeit und dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls;- Auslösen (704) der Personenschutzmittel (8) abhängig von der bestimmten Relativgeschwindigkeit und/oder dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls sowie dem mindestens einen Sensorwerts (G) des Kontaktsensors (9).

Description

Die Vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln. Das System besteht zumindest aus einem Steuergerät zum Auslösen von Personenschutzmitteln und Sensoren zum Erfassen von Signalen, in deren Abhängigkeit Personenschutzmittel ausgelöst werden. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung entsprechende Verfahren zum Betreiben der Sensoren und des Steuergeräts. Ein wesentlicher Kern der Erfindung ist eine gemeinsame Zeitbasis der Bestandteile des Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln, d.h. der Sensoren und des Steuergeräts.
Stand der Technik
Moderne Systeme zum Auslösen von Personenschutzmitteln nutzen Informationen aus verschiedenen Quellen für eine optimale Insassenschutzfunktion im Falle einer Kollision.
Diese Systeme setzen sich aus vielen Komponenten zusammen, die in erster Linie für andere Funktionen erstellt und optimiert wurden.
Bspw. diese Systeme beziehen Umfeldinformationen, wie Information von bspw. Radar- oder Lidar-Systemen, sowie Fahrdynamikinformationen ein, um eine optimale Schutzfunktion für den Insassen im Falle einer Kollision zu erreichen. Optimal bedeutet je nach Funktion eine sehr schnelle Reaktionszeit der Personenschutz- bzw. Rückhaltemittel alternativ oder zusätzlich eine adaptive Schutzfunktion (d.h. spezifische Reaktionen in Abhängigkeit von dem vorliegenden oder geschätzten Crashtyp, dem ermittelten Insassentyp, der erfassten Insassenposition, etc....).
Die jeweiligen Komponenten stellen Ihre Informationen dem System zum Auslösen von Personenschutzmitteln über geeignete Schnittstellen zur Verfügung.
Heute ist das Alter der jeweiligen Informationen, die, z.B. im Steuergerät zum Auslösen von Personenschutzmitteln (bspw. das Airbag-Steuergerät) zusammenlaufen, nicht exakt bekannt. Es gibt Latenzzeiten für Messungen, Nachbereitungen Berechnungen, Übertragungen etc...., die zeitlich sogar veränderlich sind, d.h. mit einem Jitter behaftet sind. Bei einer Entscheidung für beispielsweise Aktivierungen vor dem tatsächlichen Auftreffen (sog. Pre-Crash-Aktivierungen) wird mit einer konservativ geschätzten, d.h. vergleichsweise hohen, Unsicherheit gerechnet. Aufgrund der hohen zeitlichen Anforderungen an zukünftige System zum Auslösen von Personenschutzmitteln geht dadurch Nutzen verloren.
Besonders wichtig sind der geschätzte Zeitpunkt des Aufpralls und die Relativgeschwindigkeit eines potentiell gefährlichen Objektes, d.h. eines Unfallobjekts, wenn bspw. die Umfeldinformationen nur für eine gewisse Zeitdauer um den geschätzten Zeitpunkt (Zeitfenster) des Aufpralls Gültigkeit haben (sollen).
Reagieren innerhalb dieser Zeitdauer Kontaktsensoren und werden von den Sensorsignalen der Kontaktsensoren gewisse Schwellwerte überschritten, so wird die Relativgeschwindigkeit in die Auslöseentscheidung für die Personenschutzmittel einbezogen. Die Einbeziehung unterstützt bspw. die Trennung von Auslösekollisionen (Fire-Crashes), bspw. bei einer Relativgeschwindigkeit von mehr als 20 km/h und Nicht-Auslösekollisionen (No-Fire-Crashes), bspw. bis zu einer Relativgeschwindigkeit von bis zu 16 k m/h. Ein weiteres Einsatzgebiet der zusätzlichen Informationen ist die Auswahl der zu zündenden Stufen bei mehrstufigen bzw. adaptiven Personenschutzmitteln, wie bspw. Airbags.
Offenbarung der Erfindung
Dazu schlägt die vorliegende Erfindung eine gemeinsame Zeitbasis für die Komponenten, d.h. mindestens für die Sensoren, insbesondere die Umfeldsensoren, sowie das Steuergerät eines zukünftigen Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln vor.
Kern der Erfindung ist demnach die Einführung einer gemeinsamen Zeitbasis für zukünftige Systeme zum Auslösen von Personenschutzmitteln, um mit dem tatsächlichen Alter der Information bzw. Daten rechnen und somit präzisere Auslöseentscheidungen treffen zu können.
Eine gemeinsame Zeitbasis erhöht den Nutzen bei kleinster Auswirkung auf die Fehlauslöserate. Um die Fehlauslöserate gering zu halten, muss das Zeitfenster so klein wie möglich gewählt werden. Ein großes Zeitfenster erhöht zwar den Nutzen, d.h. die Möglichkeit Personenschutzmittel auszulösen, erhöht aber gleichzeitig die Gefahr einer Fehlauslösung, falls es innerhalb eines geöffneten Zeitfensters durch eine Koinzidenz mit einem Signal eines Kontaktsensors kommt (bspw. durch einen Steinschlag oder ähnlichem). Um das Zeitfenster möglichst klein halten zu können, ist eine möglichst exakte Kenntnis des Alters der Informationen (Information der Umfeldsensoren oder der Kontaktsensoren) notwendig. Mit einer gemeinsamen Zeitbasis gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich das Alter einer Information sehr genau bestimmen.
Ferner lässt sich mittels einer gemeinsame Zeitbasis die Genauigkeit der Bestimmung der (zu erwartenden) Relativgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Aufpralls verbessern, da gemäß der nachstehenden Formel ersichtlich ist, dass die Relativgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Aufpralls linear mit dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls bzw. der geschätzten Zeit bis zum Aufprall (Time to Impact; TTI) zusammenhängt. $v_{p r e d i c t e d a t i n s t a n t o f i m p a c t} = v_{l a s t m e a s u r e m e n t} \pm a_{c u m m u l a t i v e} \cdot t_{t i m e t o i m p a c t}$

v_predicted _at _instant _of _impact bezeichnet die Relativgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Aufpralls.
v_{last measurement} bezeichnet die Relativgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der letzten Messung.
a_cummulative bezeichnet eine Beschleunigung, die z.B. ein mögliches Bremsen des Fahrzeugs und ggf. des Unfallobjekts berücksichtigt. Bei diesem Wert kann es sich um eine empirische Schätzung oder um eine Schätzung abhängig von weiteren Informationen, wie bspw. dem erkannten Typ des Unfallobjekts handeln.
t_{time to} _impact bezeichnet die geschätzte Zeit bis zum Aufprall. Die sich bspw. aus der Differenz des aktuellen Zeitpunkts und des geschätzten Zeitpunkts des Aufpralls bestimmten lässt.

Wenn der Zeitpunkt und somit das Alter der letzten Messung bekannt sind, kann die Unsicherheit in der Schätzung der Relativgeschwindigkeit deutlich reduziert werden, da keine konservativen Annahmen getroffen werden müssen.
Dazu schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors für ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug, wobei der Sensor einen lokalen Zeitgeber für eine lokale Sensorzeit aufweist, mit den Schritten:

Empfangen einer Nachricht, die eine Information über eine gemeinsame Systemzeit enthält;
Setzen des lokalen Zeitgebers in Bezug auf die gemeinsame Systemzeit.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Betreiben eines Umfeldsensors.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Nachricht bzw. die Informationen den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
Unter einem Umfeldsensor wird vorliegend ein Sensor verstanden, der physikalische Effekte im Umfeld des Fahrzeugs erfasst. Darunter sind u.a. Video-, Radar, Ultraschall und LIDAR-Sensoren zu verstehen.
Unter Personenschutzmittel sind vorliegend Mittel zu verstehen, die im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Unfallobjekt dazu geeignete sind, den oder die Insassen des Fahrzeugs vor Schaden zu bewahren oder unvermeidbaren Schaden zu mindern. Darunter sind u.a. Airbags, Gurtstraffer, aktive Kopfstützen und aktive Überrollbügel zu verstehen.
Unter In-Bezug-Setzen ist vorliegend zu verstehen, dass die übermittelte gemeinsame Systemzeit die lokale Sensorzeit beeinflusst. Dies kann auf verschiedenste Art geschehen. Bspw. könnte die lokale Sensorzeit mit der gemeinsamen Systemzeit gleichgesetzt werden. Denkbare wäre auch, dass abhängig von lokaler Sensorzeit und übermittelter gemeinsamer Systemzeit ein Korrekturfaktor wie bspw. ein Offset berechnet wird. Ferner wäre auch denkbar den lokalen Zeitgeber abhängig von der übermittelten gemeinsamen Systemzeit zu beeinflussen, bspw. zu einem schnelleren oder langsameren Zeitgeben zu bewegen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den zusätzlichen Schritt des Versendens einer Nachricht, die eine Information über die lokale Sensorzeit enthält.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Nachricht bzw. die Informationen den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
Weiterhin von Vorteil ist nach dem Schritt des Setzens des lokalen Zeitgebers, eine Nachricht zu versenden, die das erfolgreiche Setzen kennzeichnet. Dadurch kann ein System höchster Funktionalitäts- und Sicherheitsanforderung geschaffen werden, da die versandte Nachricht als Teil eines „Handshake“-Algorithmus erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die empfange Nachricht und die versandte Nachricht zur Diagnose der Lauffähigkeit des Sensors genutzt werden kann. Ergibt eine solche Diagnose bspw., dass nicht die gewünschte Lauffähigkeit des Sensors vorliegt, so kann das System auf eine Rückfallebene betrieben werden. In der zum Auslösen der Personenschutzmittel von größeren Toleranzen in Bezug auf die Sensorsignale ausgegangen wird.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen eines Sensorwerts eines Sensors für ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug, wobei der Sensor gemäß einer Ausführungsform des Verfahren zum Betreiben eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird, mit dem Schritt:
Versenden einer Nachricht, die eine Information über den aktuell erfassten Sensorwert und eine Information über die Erfassungszeit umfasst.
Die Erfassungszeit kann dabei vorliegend auf die lokale Sensorzeit oder alternativ oder zusätzlich auf die gemeinsame Systemzeit Bezug nehmen.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Bereitstellen von Sensorwerten eines Umfeldsensors.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Nachricht bzw. die Informationen den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Systemzeitgebers für ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug, mit dem periodischen Schritt:
Versenden einer Nachricht, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält.
Als vorteilhaft hat sich eine Periode von 1 Hz zum Durchführen des Schritts gezeigt. Durch diese im Verhältnis lange Periode lässt sich auf der einen Seite eine gut synchronisierte gemeinsame Zeitbasis erreichen und auf der anderen Seite der Nachrichtenverkehr zur Synchronisierung innerhalb des Systems möglichst gering halten.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Nachricht bzw. die Informationen den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Diagnose einer gemeinsamen Systemzeit in einem System zum Auslösen von Personenschutzmitteln mit mindestens einem ersten Umfeldsensor und einem zweiten Umfeldsensor mit den Schritten:

Empfangen einer ersten Nachricht, wobei die Nachricht erste Sensorsignale und eine erste lokale Erfassungszeit umfasst, von dem ersten Umfeldsensor
Empfangen einer zweiten Nachrichtn, wobei die Nachricht zweite Sensorsingale und eine zweite lokale Erfassungszeit umfasst, von dem zweiten Umfeldsensor;
Ermitteln einer Landmarken aus den ersten Sensorsignalen;
Ermitteln der Landmarken aus den zweiten Sensorsignalen;
Vergleichen der ersten und zweiten lokalen Erfassungszeiten in Bezug auf die Landmarke;
Feststellen einer gemeinsamen Systemzeit.

Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass anhand anhand von Landmarken oder markanten Bewegungen von Landmarken eine Diagnose der gemeinsamen Systemzeit durchgeführt werden kann. Unter Landmarken sind vorliegend stehende Objekte zu verstehen, die von Umfeldsensoren erkannt werden. Eine Bewegung der Landmarke kommt bei einer Vorbeifahrt an der Landmarke nur scheinbar zustande. Aus Sicht des Systems zur Auslösung von Personenschutzmitteln vollzieht eine Landmarke bei der Vorbeifahrt eine Bewegung. Wird nun bei der Ermittelung von Landmarken in den Sensorsignalen mindestens zweier verschiedener Umfeldsensoren des Systems dieselbe Landmarke erfasst, so kann leicht anhand der lokalen Erfassungszeiten erkannt werden, ob die Etablierung einer gemeinsamen Systemzeit erfolgreich verlaufen ist. Besonders gut lässt sich dies anhand von markanten Bewegungen von Landmarken erkennen. Eine solche markante Bewegung ist bspw. das Einschwenken in eine Kurve. Hier lässt sich besonders einfach erkennen, ob eine gemeinsame Systemzeit etabliert werden konnte. Ist das nicht der Fall, so fällt ein solcher Fehler einfach auf, da die Landmarke in den verschiedenen Sensorsignalen die markante Bewegung, d.h. den klar erkennbaren Vorgang, zeitversetzt durchführen. Unterscheiden sich die lokalen Erfassungszeiten derselben Landmarke in den Sensorsignalen mindestens zweier verschiedener Umfeldsensoren signifikant, so kann keine gemeinsame Systemzeit festgestellt werden. Andernfalls kann festgestellt werden, dass eine gemeinsame Systemzeit erfolgreich etabliert werden konnte.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Nachrichten bzw. die Informationen den Vorgaben des Network Time Protocols entsprechen.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug, wobei das System mindestens einen Sensor aufweist, wobei der mindestens eine Sensor gemäß der vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird, mit den Schritten:

Versenden einer Nachricht an den mindestens einen Sensor, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält;
Empfangen einer Nachricht von dem mindestens einen Sensor, die eine Information über eine lokale Sensorzeit enthält;
Bestimmen der Lauffähigkeit des Sensors anhand der empfangenen Nachricht;
Betreiben des Systems zur Auslösung von Personenschutzmitteln in einem präzisen Modus, wenn der Sensor als lauffähig bestimmt wurde oder in einem konservativen Modus, wenn der Sensor nicht als lauffähig bestimmt wurde.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Betreiben eines Systems mit einem Umfeldsensors als den mindestens einen Sensor.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Nachrichten bzw. die Informationen den Vorgaben des Network Time Protocols entsprechen.
Unter einem präzisen Modus wird vorliegend ein Modus verstanden, in dem das System mit engen Toleranzen betrieben wird. Das Betreiben des Systems mit engen Toleranzen bietet den Vorteil, dass Fehlauslösungen weitestgehend verhindert werden.
Unter einem konservativen Modus wird vorliegend ein Modus verstanden, in dem das System entsprechend mit weiten Toleranzen betrieben wird. Das Betreiben des Systems mit weiten Toleranzen ist geboten, wenn die Sensorsignale oder Merkmale der Sensorsignale, wie beispielsweise deren Güte oder auch die Kenntnis deren Alters, stark toleranzbehaftet sind.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug weist das Verfahren die folgenden zusätzlichen Schritte auf:

Erfassen eines potentiellen Kollisionsgegeners mittels des mindestens einen Umfeldsensors;
Versenden einer Nachricht an den potentiellen Kollisionsgegner, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht;
Empfangen einer Nachricht von dem potentiellen Kollisonsgegner, die eine Information über eine Systemzeit des Kollisionsgegners enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht;
und im Schritt des Betreibens des Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln das System in Abhängigkeit von der lokalen Systemzeit des Kollisonsgegners betreiben.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die gemeinsame Systemzeit auf weitere Verkehrsteilnehmer, insbesondere potentielle Kollisionsgegner, ausgeweitet. Besonders in der Pre-Crash-Phase, d.h. in der Phase nach dem Feststellen einer signifikant hohen Kollisionswahrscheinlichkeit mit einem potentiellen Kollisionsgegner und vor dem tatsächlichen kollidieren mit dem Kollisionsgener, hat diese Ausführungsform des Verfahrens den Vorteil, dass Gegenmaßnahmen, unter anderem, das Auslösen von Personenschutzmitteln, mit dem potentiellen Kollisionsgegner koordiniert werden kann, um besonders präzise auf die bevorstehende Kollision reagieren zu können.
Das Senden und Empfangen kann dabei direkt mit dem Kollisionsgegner oder mit weiteren Verkehrsteilnehmer oder mit Kommunikationsmasten mittels eines Ad-hoc-Netzwerks oder mittels Car-to-Car- bzw. Car-to-Infrastructure-Kommunikation erfolgen.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug, mit den Schritten:

Empfangen mindestens eines Sensorwerts von mindestens einem Umfeldsensor und mindestens eines Sensorwerts von mindestens einem Kontaktsensor, wobei der mindestens eine Umfeldsensor gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird und wobei der mindestens eine Umfeldsensor den Sensorwert gemäß dem Verfahren zum Bereitstellen eines Sensorwerts gemäß der vorliegenden bereitstellt;
Schätzen eines Zeitpunkts des Aufschlag auf ein Unfallobjekt oder alternativ oder zusätzlich einer Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt der Erfassung basierend auf dem mindestens einen Sensorwert des mindestens einen Umfeldsensors;
Bestimmen einer Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt des Aufpralls basierend auf der geschätzten Relativgeschwindigkeit und dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls;
Auslösen der Personenschutzmittel abhängig von der bestimmten Relativgeschwindigkeit und/oder dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls sowie dem mindestens einen Sensorwerts des Kontaktsensors.

Unter einem Kontaktsensor wird vorliegend ein Sensor verstanden, der dazu geeignet ist, einen physikalischen Effekt zu erfassen, der bei einem Kontakt mit einem Unfallobjekt auftritt. Darunter sind u.a. Beschleunigungs-, Druck- und Körperschallsensoren zu verstehen.
Unter einem Unfallobjekt wird vorliegend ein Objekt, d.h. ein gegnerisches Fahrzeug, eine Person oder ein Gegenstand verstanden, mit dem eine Kollision in naher Zukunft möglich oder unausweichlich ist bzw. mit dem eine Kollision stattgefunden hat.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Personenschutzmittel nur ausgelöst, wenn der mindestens eine Sensorwert des Kontaktsensors in einem vorbestimmten Zeitraum um den geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls erfasst wurde und/oder empfangen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird das Verfahren in einem System, das gemäß einem Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Auslösen von Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird, ausgeführt, wobei der vorbestimmte Zeitraum abhängig ist von den Modus, in dem das System betrieben wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor, wobei der Sensor einen lokalen Zeitgeber aufweist und wobei der Sensor gemäß einem Verfahren zum Betreiben eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird und eingerichtet ist, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Sensorwerts gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform des Sensors handelt es sich bei dem Sensor um einen Umfeldsensor.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Systemzeitgeber, wobei der Systemzeitgeber gemäß einem Verfahren zum Betreiben eines Systemzeitgebers gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät mit einem Systemzeitgeber gemäß der vorliegenden Erfindung, welches eingerichtet eine Ausführungsform des Verfahrens zum Auslösen von Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Als vorteilhaft hat sich als Steuergerät ein Steuergerät zur Auslösung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug (bspw. ein Airbag-Steuergerät) gezeigt, da es echtzeitfähig ist und durch sein Design höchsten Ansprüchen z.B. an die Robustheit, Verfügbarkeit etc. genügt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegende Erfindung ist ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug, mit mindestens einem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung und mindestens einem Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung und welches eingerichtet ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Auslösen von Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte eines der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert ist.
Die Erfindung bietet auch eine Diagnose oder Rückfallebene. Eine Diagnose der etablierten gemeinsamen Zeitbasis kann bspw. dadurch erfolgen, dass in den genutzten Übertragungssystemen, wie bspw. Bus-Systemen, Nachrichten miteinander kollidieren und dabei eine Nachricht mit höherer Priorität ermittelt wird.
Ferner kann der mehrfache, erfolglose Versuch der Etablierung einer gemeinsamen Zeitbasis erkannt werden. Daraus lässt sich ebenfalls diagnostizieren, dass in dem System ein Problem mit der Etablierung einer gemeinsamen Zeitbasis vorliegt. Als Gegenmaßnahme würde das System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug in dem vorstehend als konservativ bezeichneten Modus betrieben werden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren dargestellt und erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug;
2 ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug;
3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Sensors;
4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Sensorwerts;
5 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Systemzeitgebers für ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug;
6 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Systems zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug;
7 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug.

1 und 2 zeigen beispielhafte Ausführungsformen eines Systems 100, 101 zum Auslösen von Personenschutzmitteln 8 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die mögliche Architektur 100 dargestellt in 1 zeigt Umfeldsensoren 1, 2, 3 mit zugehörigen Verarbeitungseinheiten 4, 5, 6, die die Signale A, B, C der Umfeldsensoren 1, 2, 3 aufbereiten.
Eine der Verarbeitungseinheiten stellt eine Mastereinheit 6 dar. Diese Verarbeitungseinheit 6 aggregiert die Umfeldsignale der anderen Umfeldsensoren 1 und 2. Die Verarbeitungseinheiten 4 und 5 stellen dazu ihre aufbereiteten Umfeldsignale D, E der Mastereinheit 6 bereit.
Die Mastereinheit 6 stellt die aggregierten Umfeldsignale F einer weiteren Fusionseinheit 7 bereit. Diese Fusionseinheit 7 nimmt zudem Signale G von Kontaktsensoren 9 auf und führt diese mit den aggregierten Umfeldsignalen G zusammen, um in Abhängigkeit von einer Auswertung der fusionierten Signale H Personenschutzmittel 8 anzusteuern/auszulösen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übernimmt die Mastereinheit 6 die Diagnose der gemeinsamen Systemzeit. Das bietet sich an, da die Mastereinheit ohnehin zur Aggregation der Sensorsignale der übrigen Umfeldsensoren, die Sensorsignale dieser Sensoren auswertet und verarbeitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zum Betreiben des Systems 100, 101 die lokale Systemzeit eines potentiellen Kollisionsgegners berücksichtigt. In dieser Ausführungsform übernimmt die Fusionseinheit 7 die Koordinationen der gemeinsamen Systemzeit mit der lokalen Systemzeit des potentiellen Kollisionsgegeners. Die lokale Systemzeit des potentiellen Kollisionsgegner erhält die Fusionseinheit 7 über eine nicht dargestellt Kommunikationseinheit, die entweder mit dem Kollisionsgegner direkt oder mit einem weiteren Verkehrsteilnehmer oder einem Kommunikationsmasten ein Ad-hoc-Netzwerk aufbaut oder die Kommunikationsmittel der Car-to-Car- oder Car-to-Infrastructure-Kommunikation nutzt.
Die alternative Architektur 101 dargestellt in 2 weißt im Wesentlichen die gleichen Elemente auf. In der Ausführungsform gemäß 2 übernimmt die Rolle der Mastereinheit eine separate Verarbeitungseinheit 10, insbesondere ein Sicherheitssteuergerät.
Nach dieser Ausführungsform werden die aufbereiteten Signale D, E, F der Umfeldsensoren 1, 2, 3 dem Sicherheitssteuergerät 10 bereitgestellt. Dort werden die Signale D, E, F zu einem Signal I aggregiert. Dieses aggregierte Signal I wird dann der Fusionseinheit 7 bereitgestellt, um dort wie gemäß der Ausführungsform nach 1 mit Signalen G der Kontaktsensoren 9 fusioniert und ausgewertet zu werden.
Die Datenübertragung von den Umfeldsensoren 1, 2, 3 zu deren Verarbeitungseinheiten 4, 5, 6 erfolgt intern. Dies bedeutet, dass die Verarbeitungseinheiten 4, 5, 6 typischerweise nahe zu den Sensorelemente der Umfeldsensoren 1, 2, 3 angeordnet sind; typischerweise in demselben Gehäuse. Dadurch sind Übertragungszeiten der Signale A, B, C zwischen Sensorelement und Verarbeitungseinheit 4, 5, 6 für die Anwendung in dem System 100, 101 zum Auslösen von Personenschutzmitteln 8 für ein Fahrzeug vernachlässigbar.
Dies gilt ebenso für die dedizierte Übertragung der Signale G der Kontaktsensoren 9 zu der Fusionseinheit 7. Hier kann beispielsweise zur Übertragung der PSI5 Standard zum Einsatz kommen. Dadurch treten Schwankungen in den Übertragungszeiten in geringerem Maße auf und können außerdem gemäß dem Standard korrigiert werden.
Für die Anwendung in dem System 100, 102 fällt die Verarbeitungszeit in den hardwarenahen Verarbeitungseinheiten 4, 5, 6 und 10 sowie die Übertragungszeiten über Bus-Systeme, wie sie typischerweise zwischen den Verarbeitungseinheiten 4, 5, 6, 10 und 7 vorliegen, stärker ins Gewicht. Dies liegt vornehmlich daran, dass die Verarbeitungs- und Übertragungszeiten von dem Datenaufkommen abhängen und daher Schwankungen entstehen können. Durch diese Schwankungen wird das Alter der Sensordaten in den Einheiten 10 und 7 verfälscht. Dies wirkt sich auf die Auswertung und somit auf die Auslöseperformance des Systems 100, 1012 zum Auslösen Personenschutzmitteln 8 aus.
Als Bus-Systeme für die Signalübertragung kommt dabei vorliegend nicht nur der weitverbreitete CAN-Bus in Frage. Vielmehr sind beliebige leitungsgebundene oder auch Übertragungssystem auf Funkbasis denkbar.
Die vorliegende Erfindung schafft mit der Etablierung einer gemeinsamen Zeitbasis in dem System 100, 101 eine Lösung für das Problem der verfälschten Signalalter.
In einer Erweiterung wäre sogar denkbar, dass die gemeinsame Zeitbasis nicht nur in dem System 100, 101 zum Auslösen von Personenschutzmitteln 8 erfolgt, sondern dass die gemeinsame Zeitbasis auch mit weiteren Systemen in dem Fahrzeug etabliert wird. Denkbar dabei beispielsweise der Aufbau bzw. die Erweiterung auf ein Synchronisations-Netzwerk. Dies bietet sich an, da viele Fahrzeugsysteme ohnehin über die genutzten Bus-Systeme miteinander verbunden sind.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 300 zum Betreiben eines Sensors 1, 2, 3 mit einem lokalen Zeitgeber gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt 301 wird eine Nachricht empfangen, die eine Information über eine gemeinsame Systemzeit enthält.
In Schritt 302 wird der lokale Zeitgeber in Bezug gesetzt auf die gemeinsame Systemzeit.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Sensorwerts eines Sensors 1, 2, 3.
In Schritt 401 wird eine Nachricht A, B, C, die eine Information über den aktuell erfassten Sensorwert und eine Information über die Erfassungszeit versandt.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Systemzeitgebers für ein System zum Auslösen von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt 501 wird eine Nachricht, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält, versandt.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Systems 100, 101 zum Auslösen von Personenschutzmitteln 8 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt 601 wird eine Nachricht an mindestens einen Sensor 1, 2, 3, 9 versandt, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält.
In Schritt 602 wird eine Nachricht von dem mindestens einen Sensor 1, 2, 3, 9 empfangen, die eine Information über die lokale Sensorzeit enthält.
In Schritte 603 wird die Lauffähigkeit des Sensors 1, 2, 3, 9 anhand der empfangenen Nachricht bestimmt.
In Schritt 604 wird das System 100, 101 in einem präzisen oder in einem konservativen Modus betrieben, abhängig von der bestimmten Lauffähigkeit des Sensors 1, 2, 3, 9.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 700 zum Auslösen von Personenschutzmitteln 8 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt 701 wird mindestens ein Sensorwert A, B, C, D, E, F, I mindestens eines Umfeldsensors 1, 2, 3 und mindestens ein Sensorwert G mindestens eines Kontaktsensors 9 empfangen.
In Schritt 702 wird basierend auf dem Sensorwert A, B, C, D, E F, I des mindestens einen Umfeldsensors 1, 2 3 eine Zeitpunkt des Aufpralls auf ein Unfallobjekt bzw. eine Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt der Erfassung geschätzt.
In Schritt 703 wird eine Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt des Aufpralls basierend auf der geschätzten Relativgeschwindigkeit und dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls bestimmt.
In Schritt 704 werden die Personenschutzmittel 8 in Abhängigkeit von der bestimmten Relativgeschwindigkeit und/oder des geschätzten Zeitpunkts des Aufpralls sowie in Abhängigkeit des mindestens einen Sensorwerts G des Kontaktsensors 9 ausgelöst.
In Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit bzw. des Zeitpunkts des Aufpralls erfolgt dabei typischerweise so, dass in einem Zeitfenster um den Zeitpunkt des Aufpralls ein Schwellenwert für die Auslösung in Abhängigkeit von der bestimmten oder geschätzten Relativgeschwindigkeit angepasst wird. Anpassen kann in diesem Zusammenhang bedeuten, erhöhen oder erniedrigen. Es kann ebenso bedeuten, dass es sich bei dem Schwellenwert um einen zeitlich veränderlichen Schwellenwert handelt und dass sich einen Anpassung des Schwellenwerts in einer Anpassung oder Auswahl des zeitlichen Verlaufs des Schwellenwerts äußert. Zur Entscheidung, ob die Personenschutzmittel 8 auszulösen sind, wird der Sensorwert G des Kontaktsensors 9 mit dem Schwellenwert verglichen.

Claims

Verfahren (300) zum Betreiben eines Sensors (1, 2, 3, 9), insbesondere eines Umfeldsensors (1, 2, 3), für ein System (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, wobei der Sensor (1, 2, 3, 9) einen lokalen Zeitgeber für eine lokale Sensorzeit aufweist, mit den Schritten: - Empfangen (301) einer Nachricht, die eine Information über eine gemeinsame Systemzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; - Setzen (302) des lokalen Zeitgebers in Bezug auf die gemeinsame Systemzeit.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, mit dem zusätzlichen Schritt des Versendens einer Nachricht, die eine Information über die lokale Sensorzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
Verfahren (400) zum Bereitstellen eines Sensorwerts eines Sensors (1, 2, 3, 9), insbesondere eines Umfeldsensors (1, 2, 3), für ein System (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, wobei der Sensor (1, 2, 3, 9) gemäß einem Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2 betrieben wird, mit dem Schritt: - Versenden einer Nachricht (A, B, C), die eine Information über den aktuell erfassten Sensorwert und eine Information über die Erfassungszeit umfasst, insbesondere, wobei die Erfassungszeit in Bezug zu der lokalen Sensorzeit oder der gemeinsamen Systemzeit steht, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
Verfahren (500) zum Betreiben eines Systemzeitgebers für ein System (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, mit dem periodischen Schritt, insbesondere wobei der Schritt mit einer Periode von 1 Hz durchgeführt wird: - Versenden (501) einer Nachricht, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht.
Verfahren zur Diagnose einer gemeinsamen Systemzeit in einem System (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) mit einem ersten Umfeldsensor (1, 2, 3) und einem zweiten Umfeldsensor (1, 2, 3) mit den Schritten: - Empfangen einer ersten Nachricht, wobei die Nachricht erste Sensorsignale (A, B, C, D, E, F) und eine erste lokale Erfassungszeit umfasst, von dem ersten Umfeldsensor (1, 2, 3), insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; - Empfangen einer zweiten Nachrichtn, wobei die Nachricht zweite Sensorsingale (A, B, C, D, E, F) und eine zweite lokale Erfassungszeit umfasst, von dem zweiten Umfeldsensor (1, 2, 3), insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; - Ermitteln einer Landmarken aus den ersten Sensorsignalen (A, B, C, D, E, F); - Ermitteln der Landmarken aus den zweiten Sensorsignalen (A, B, C, D, E, F); - Vergleichen der ersten und zweiten lokalen Erfassungszeiten in Bezug auf die Landmarke; - Feststellen einer gemeinsamen Systemzeit.
Verfahren (600) zum Betreiben eines Systems (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, wobei das System (100, 101) mindestens einen Sensor (1, 2, 3, 9), insbesondere einen Umfeldsensor (1, 2, 3), aufweist, wobei der mindestens eine Sensor (1, 2, 3, 9) gemäß einem Verfahren (300) nach Anspruch 2 betrieben wird, mit den Schritten: - Versenden (601) einer Nachricht an den mindestens einen Sensor (1, 2, 3, 9), die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; - Empfangen (602) einer Nachricht von dem mindestens einen Sensor (1, 2, 3, 9), die eine Information über eine lokale Sensorzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; - Bestimmen der Lauffähigkeit des Sensors (1, 2, 3, 9) anhand der empfangenen Nachricht; - Betreiben des Systems (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) in einem präzisen Modus, wenn der Sensor (1, 2, 3, 9) als lauffähig bestimmt wurde oder in einem konservativen Modus, wenn der Sensor (1, 2, 3, 9) nicht als lauffähig bestimmt wurde und/oder wenn keine gemeinsame Systemzeit festgestellt wurde, insbesondere mittels einem Verfahren nach Anspruch 5.
Verfahren (600) nach Anspruch 6 mit den zusätzlichen Schritten: - Erfassen eines potentiellen Kollisionsgegeners mittels des mindestens einen Umfeldsensors (1, 2, 3) - Versenden einer Nachricht an den potentiellen Kollisionsgegner, die eine Information über die gemeinsame Systemzeit enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; - Empfangen einer Nachricht von dem potentiellen Kollisonsgegner, die eine Information über eine lokale Systemzeit des Kollisionsgegners enthält, insbesondere wobei die Nachricht und/oder die Information den Vorgaben des Network Time Protocols entspricht; und im Schritt des Betreibens des Systems (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) das System in Abhängigkeit von der lokalen Systemzeit des Kollisonsgegners betreiben.
Verfahren (700) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, mit den Schritten: - Empfangen (701) mindestens eines Sensorwerts (A, B, C, D, E, F, I) von mindestens einem Umfeldsensor (1, 2, 3) und mindestens eines Sensorwerts (G) von mindestens einem Kontaktsensor (9), wobei der mindestens eine Umfeldsensor (1, 2, 3) gemäß einem Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2 betrieben wird und wobei der mindestens eine Umfeldsensor (1, 2, 3) den Sensorwert (A, B, C, D, E, F, I) gemäß einem Verfahren (400) nach Anspruch 3 bereitstellt; - Schätzen (702) eines Zeitpunkts des Aufschlag auf ein Unfallobjekt und/oder einer Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt der Erfassung basierend auf dem mindestens einen Sensorwert (A, B, C, D, E, F, I) des mindestens einen Umfeldsensors (1, 2, 3); - Bestimmen (703) einer Relativgeschwindigkeit des Unfallobjekts zum Zeitpunkt des Aufpralls basierend auf der geschätzten Relativgeschwindigkeit und dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls; - Auslösen (704) der Personenschutzmittel (8) abhängig von der bestimmten Relativgeschwindigkeit und/oder dem geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls sowie dem mindestens einen Sensorwerts (G) des Kontaktsensors (9).
Verfahren (700) nach Anspruch 8, wobei die Personenschutzmittel (8) nur ausgelöst werden, wenn der mindestens eine Sensorwert (G) des Kontaktsensors (9) in einem vorbestimmten Zeitraum um den geschätzten Zeitpunkt des Aufpralls erfasst wurde und/oder empfangen wird.
Verfahren (700) nach Anspruch 9, wobei das Verfahren(700) in einem System (100, 101) das nach einem Verfahren (600) nach Anspruch 6 betrieben wird, ausgeführt wird, wobei der vorbestimmte Zeitraum abhängig ist von den Modus, in dem das System (100, 101) betrieben wird.
Sensor (1, 2, 3, 9), insbesondere Umfeldsensor (1, 2, 3), mit einem lokalen Zeitgeber, wobei der Sensor (1, 2, 3, 9) gemäß einem Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2 betrieben wird und eingerichtet ist, ein Verfahren (400) nach Anspruch 3 durchzuführen.
Systemzeitgeber, wobei der Systemzeitgeber gemäß einem Verfahren (500) nach Anspruch 4 betrieben wird.
Steuergerät (7), insbesondere Steuergerät (7) zur Auslösung von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, mit einem Systemzeitgeber nach Anspruch 12 und eingerichtet ein Verfahren (700) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 durchzuführen.
System (100, 101) zum Auslösen von Personenschutzmitteln (8) für ein Fahrzeug, mit mindestens einem Sensor (1, 2, 3, 9) nach Anspruch 11 und mindestens einem Steuergerät (7) nach Anspruch 13 und eingerichtet ein Verfahren (600) nach Anspruch 6 durchzuführen.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte eines der Verfahren (300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.