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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren und einem Steuergerät nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Zur Erkennung von Kollisionen mit Objekten und/oder Personen können in Fahrzeugen verschiedene Arten von Sensoren zur Anwendung kommen. Im Falle einer erkannten Kollision können fahrzeugseitige Sicherheitseinrichtungen aktiviert werden.
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Die
DE 103 23 483 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Relativgeschwindigkeit zwischen einem Fahrzeug und einem Aufprallobjekt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können insbesondere eine mindestens hinreichend genaue Berechnung einer voraussichtlichen Auftrefflage eines Objektes, beispielsweise eines Fußgängers, mit Hilfe von in einem Fahrzeug verbauten Umfeldsensoren und eine Verwendung dieser voraussichtlichen Auftrefflage innerhalb eines Fußgängerschutzalgorithmus erfolgen. Hierbei können beispielsweise Sensordaten von Umfeldsensoren als Ersatz für bzw. anstelle von Sensordaten von Kollisionssensoren berücksichtigt werden.
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Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch eine solche Verwendung einer voraussichtlichen Objektauftrefflage aus einem vorausschauenden Umfeldsensor in einem Fahrzeug beispielsweise innerhalb eines Fußgängerschutzalgorithmus eine Auslöseentscheidung hinsichtlich Personenschutzmitteln ermöglicht, vereinfacht und verbessert werden. Somit können eine Zuverlässigkeit sowie eine Genauigkeit eines Schutzes von Fahrzeuginsassen und zusätzlich oder alternativ von Fußgängern unaufwendiger gemacht und zusätzlich oder alternativ erhöht werden.
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Es wird ein Verfahren zum Personenschutz für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Ermitteln einer voraussichtlichen Auftreffposition eines in einem Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objektes auf das Fahrzeug unter Verwendung eines Umfeldsensorsignals von zumindest einem in dem Fahrzeug angeordneten Umfeldsensor zum Erfassen des Umfeldes des Fahrzeugs; und
- Erzeugen eines Ansteuersignals zum Ansteuern zumindest einer Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs unter Verwendung der ermittelten voraussichtlichen Auftreffposition.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, insbesondere ein straßengebundenes Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Das Objekt kann eine Person oder ein Gegenstand in dem Umfeld des Fahrzeugs sein. Die Sicherheitseinrichtung kann ausgebildet sein, um eine Person in dem Umfeld des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ einen Insassen des Fahrzeugs vor Folgen einer Kollision zu schützen. Im Schritt des Erzeugens kann das Ansteuersignal auch unter Verwendung eines unter Verwendung des Umfeldsensorsignals ermittelten voraussichtlichen Auftreffzeitpunkts des Objektes auf das Fahrzeug erzeugt werden. Im Schritt des Erzeugens kann das Ansteuersignal ausschließlich unter Verwendung der ermittelten voraussichtlichen Auftreffposition bzw. unter Verwendung der ermittelten voraussichtlichen Auftreffposition als einzigem Eingangssignal oder Sensorsignal erzeugt werden. Der Schritt des Ermittelns kann wiederholt oder für mehrere Objekte ausgeführt werden, wobei im Schritt des Erzeugens mehrere Objekte bei dem Ansteuersignal berücksichtigt werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das im Schritt des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal ausgebildet sein, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung abhängig von dem Umfeldsensorsignal einzustellen. Insbesondere kann das Ansteuersignal eine Befehlsinformation aufweisen, die eine Einstellung des Auslöseschwellenwerts auf robust, beispielsweise wenn das Objekt ein Gegenstand ist, oder auf sensibel bewirken kann, beispielsweise wenn das Objekt eine Person ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein situationsabhängiger, genauer und zuverlässiger Personenschutz realisiert werden kann.
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Auch kann das im Schritt des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal ausgebildet sein, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung abhängig von der voraussichtlichen Auftreffposition einzustellen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Personenschutz unabhängig von fahrzeugspezifischen, strukturellen Eigenschaften des Fahrzeugs optimiert werden kann.
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Ferner kann das im Schritt des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal ausgebildet sein, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung für eine Zeitdauer einzustellen, innerhalb deren ein unter Verwendung des Umfeldsensorsignals ermittelter voraussichtlicher Auftreffzeitpunkt des Objektes auf das Fahrzeug liegt. Außerhalb der Zeitdauer kann der Auslöseschwellenwert auf einen Standardwert oder Vorgabewert eingestellt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass beispielsweise bei einer Kollision mit mehreren Objekten für jedes Objekt ein geeigneter Auslöseschwellenwert zu der jeweiligen Kollisionszeit eingestellt werden kann, um einen Personenschutz zu verbessern.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das im Schritt des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal ausgebildet sein, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung abhängig von einem durch eine Kollision mit dem Objekt bewirkten Kollisionssensorsignal eines Kollisionssensors des Fahrzeugs einzustellen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Plausibilisierung des Umfeldsensorsignals sowie eine zeitlich genau auf die Kollision abgestimmte Schwellenwertanpassung realisiert werden können.
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Zudem kann im Schritt des Erzeugens das Ansteuersignal unter Verwendung von Objektdaten erzeugt werden, die einen unter Verwendung des Umfeldsensorsignals ermittelten Typ des Objektes repräsentieren. Die Objektdaten können insbesondere anzeigen, ob es sich bei dem Objekt um eine Person oder um einen Gegenstand handelt. Dabei können die Objektdaten auch von dem zumindest einen Umfeldsensor bereitgestellt sein oder werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Ansteuerung der zumindest einen Sicherheitseinrichtung sicher und situationsgerecht durchgeführt werden kann, sodass eine zuverlässig für das Kollisionsobjekt geeignete Einstellung der zumindest einen Sicherheitseinrichtung vorgenommen werden kann.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung zumindest einer Schutzeinrichtung des Fahrzeugs zum Personenschutz. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf mindestens ein eingelesenes Sensorsignal von zumindest einem Umfeldsensor zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren, wie beispielsweise pyrotechnische Zündvorrichtungen, mechanische Stellglieder oder dergleichen.
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Es wird auch ein System zum Personenschutz für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
- eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergerätes;
- den zumindest einen Umfeldsensor; und
- die zumindest eine Sicherheitseinrichtung, wobei das Steuergerät mit dem zumindest einen Umfeldsensor und mit der zumindest einen Sicherheitseinrichtung signalübertragungsfähig verbindbar oder verbunden ist.
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In Verbindung mit dem System zum Personenschutz kann eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergerätes vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um den Personenschutz zu steuern bzw. Einrichtungen zum Personenschutz zu steuern oder anzusteuern.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem System zum Personenschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Personenschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs mit dem System zum Personenschutz aus 1;
- 4 ein Diagramm eines Kollisionssensorsignals sowie eines Schwellenwertes für das System zum Personenschutz aus 1 bzw. 3; und
- 5 ein Diagramm eines Kollisionssensorsignals sowie eines angepassten Schwellenwertes für das System zum Personenschutz aus 1 bzw. 3.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem System zum Personenschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein straßengebundenes Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 100 weist das System zum Personenschutz auf.
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Das System zum Personenschutz weist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielhaft lediglich einen Kollisionssensor 110 zum Erfassen einer Kollision, einen Umfeldsensor 120 zum Erfassen des Umfeldes des Fahrzeugs 100, ein Steuergerät 130 und eine Sicherheitseinrichtung 140 zum Personenschutz auf.
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Lediglich beispielhaft ist der Kollisionssensor 110 als ein Druckschlauchsensor ausgeführt, wobei der Umfeldsensor 120 als eine Fahrzeugkamera ausgeführt ist. Der Umfeldsensor 120 weist einen Erfassungsbereich 125 in einem Umfeld des Fahrzeugs 100 auf. Bei der Sicherheitseinrichtung 140 handelt es sich beispielsweise um eine Vorderwagenstruktur mit einstellbarer Steifigkeit, eine aufstellbare Motorhaube, einen Außenairbag und/oder dergleichen.
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Das Steuergerät 130 ist signalübertragungsfähig mit dem Kollisionssensor 110, dem Umfeldsensor 120 und der Sicherheitseinrichtung 140 verbunden. Dabei ist das Steuergerät 130 ausgebildet, um ein Umfeldsensorsignal 154 von einer Schnittstelle zu dem Umfeldsensor 120 einzulesen und ein Ansteuersignal 156 zum Ansteuern der Sicherheitseinrichtung 140 an eine Schnittstelle zu der Sicherheitseinrichtung 140 auszugeben oder bereitzustellen. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 130 auch ausgebildet, um ein Kollisionssensorsignal 152 von einer Schnittstelle zu dem Kollisionssensor 110 einzulesen.
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Anders ausgedrückt ist das Steuergerät 130 ausgebildet, um unter Verwendung des Umfeldsensorsignals 154, optional zusätzlich unter Verwendung des Kollisionssensorsignals 152, das Ansteuersignal 156 bereitzustellen.
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Ferner ist in 1 ein Objekt 160 in dem Umfeld des Fahrzeugs 100 dargestellt. Bei dem Objekt 160 handelt es sich hierbei lediglich beispielhaft um eine Person, zum Beispiel einen Fußgänger. Das Objekt 160 ist hierbei von dem Erfassungsbereich 125 des Umfeldsensors 120 des Fahrzeugs 100 erfasst. Durch einen Richtungspfeil ist eine Relativbewegung zwischen dem Objekt 160 und dem Fahrzeug 100, genauer gesagt einer voraussichtlichen Auftreffposition 175 des Objekts 160 an dem Fahrzeug 100 veranschaulicht.
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Das Steuergerät 130 weist eine Ermittlungseinrichtung 132 und eine Erzeugungseinrichtung 134 auf. Dabei ist die Ermittlungseinrichtung 132 ausgebildet, um unter Verwendung des Umfeldsensorsignals 154 die voraussichtliche Auftreffposition 175 des in dem Umfeld des Fahrzeugs 100 angeordneten Objektes 160 auf das Fahrzeug 100 zu ermitteln. Die Erzeugungseinrichtung 134 ist ausgebildet, um das Ansteuersignal 156 unter Verwendung der ermittelten voraussichtlichen Auftreffposition 175 zu erzeugen.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Personenschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 200 zum Personenschutz ist in Verbindung mit dem Fahrzeug aus 1 oder einem ähnlichen Fahrzeug ausführbar. Ferner ist das Verfahren 200 zum Personenschutz für ein Fahrzeug unter Verwendung des Systems zum Personenschutz bzw. des Steuergerätes aus 1 oder eines ähnlichen Systems oder Steuergerätes ausführbar.
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Das Verfahren 200 zum Personenschutz weist einen Schritt 210 des Ermittelns einer voraussichtlichen Auftreffposition eines in einem Umfeld des Fahrzeugs angeordneten Objektes auf das Fahrzeug unter Verwendung eines Umfeldsensorsignals von zumindest einem in dem Fahrzeug angeordneten Umfeldsensor zum Erfassen des Umfeldes des Fahrzeugs auf. Ferner weist das Verfahren 200 zum Personenschutz einen Schritt 220 des Erzeugens eines Ansteuersignals zum Ansteuern zumindest einer Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs auf. Dabei wird der Schritt 220 des Erzeugens unter Verwendung der ermittelten voraussichtlichen Auftreffposition ausgeführt. Insbesondere wird der Schritt 220 des Erzeugens unter Verwendung der ermittelten voraussichtlichen Auftreffposition als ausschließlicher Eingangsinformation ausgeführt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das im Schritt 220 des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal ausgebildet, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung abhängig von dem Umfeldsensorsignal einzustellen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das im Schritt 220 des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal ausgebildet, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung abhängig von der voraussichtlichen Auftreffposition einzustellen. Optional ist das im Schritt 220 des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal insbesondere ausgebildet, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung für eine Zeitdauer einzustellen, innerhalb deren ein unter Verwendung des Umfeldsensorsignals ermittelter voraussichtlicher Auftreffzeitpunkt des Objektes auf das Fahrzeug liegt. Insbesondere ist das im Schritt des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen der zumindest einen Sicherheitseinrichtung abhängig von einem durch eine Kollision mit dem Objekt bewirkten Kollisionssensorsignal eines Kollisionssensors des Fahrzeugs einzustellen.
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Zusätzlich oder alternativ wird im Schritt 220 des Erzeugens das Ansteuersignal unter Verwendung von Objektdaten erzeugt, die einen unter Verwendung des Umfeldsensorsignals ermittelten Typ des Objektes repräsentieren.
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Auch wenn es in 2 nicht dargestellt ist, kann das Verfahren 200 zum Personenschutz auch einen Schritt des Einstellens des Auslöseschwellenwerts zumindest unter Verwendung des Ansteuersignals aufweisen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 100 mit dem System zum Personenschutz aus 1. Hierbei sind von dem Fahrzeug 100 und dem System zum Personenschutz in 3 darstellungsbedingt beispielhaft lediglich der Kollisionssensor 110 und der Erfassungsbereich 125 des Umfeldsensors gezeigt. Ferner sind das Objekt 160 in Gestalt einer Person und die voraussichtliche Auftreffposition 175 dargestellt. Durch einen Richtungspfeil ist auch hier die Relativbewegung zwischen dem Objekt 160 und dem Fahrzeug 100 bzw. der voraussichtlichen Auftreffposition 175 veranschaulicht.
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4 zeigt ein Diagramm eines Kollisionssensorsignals sowie eines Schwellenwertes für das System zum Personenschutz aus 1 bzw. 3. In dem Diagramm ist an der Abszissenachse die Zeit t aufgetragen, wobei an der Ordinatenachse ein Druck P aufgetragen ist. Der Druck P entspricht einer Drucksignalsumme eines als Druckschlauchsensor ausgeführten Kollisionssensors eines Fahrzeugs. Dabei ergibt sich die Drucksignalsumme aus Sensorsignalen pL und pR von beispielsweise zwei Sensorelementen des Kollisionssensors.
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In dem Diagramm ist ein Schwellenwert 410 eingezeichnet, der beispielsweise einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen einer Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs repräsentiert. Bei Druckwerten unterhalb des Schwellenwertes 410 liegt eine Kollision des Fahrzeugs mit beispielsweise einem Kleintier vor, wobei Druckwerte oberhalb des Schwellenwertes 410 eine Kollision mit einem Fußgänger repräsentieren. Ein erster Graph 420 zeigt einen Druckverlauf, der eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger repräsentiert. Dabei erstreckt sich der erste Graph 420 in den Bereich oberhalb des Schwellenwertes 410 hinein. Somit überschreitet der Druckverlauf bei der Kollision mit dem Fußgänger den Schwellenwert 410. Ein zweiter Graph 430 zeigt einen Druckverlauf, der eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Kleintier repräsentiert. Der zweite Graph 430 erstreckt sich hierbei unterhalb des Schwellenwertes 410 bzw. zwischen der Abszissenachse und dem Schwellenwert 410.
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Das in 4 dargestellte Diagramm veranschaulicht einen Schwellenvergleich innerhalb einer Entscheidungslogik eines Steuergerätes des Systems zum Personenschutz am Beispiel einer gefilterten Drucksignalsumme.
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5 zeigt ein Diagramm eines Kollisionssensorsignals sowie eines angepassten Schwellenwertes für das System zum Personenschutz aus 1 bzw. 3. In dem Diagramm ist an der Abszissenachse die Zeit t aufgetragen, wobei an der Ordinatenachse ein Druck P aufgetragen ist. Der Druck P entspricht einer Drucksignalsumme eines als Druckschlauchsensor ausgeführten Kollisionssensors eines Fahrzeugs. Dabei ergibt sich die Drucksignalsumme aus Sensorsignalen pL und pR von beispielsweise zwei Sensorelementen des Kollisionssensors.
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Ferner ist in dem Diagramm ein Schwellenwert 410 eingezeichnet, der beispielsweise einen Auslöseschwellenwert zum Auslösen einer Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs repräsentiert. Bei Druckwerten unterhalb des Schwellenwertes 410 liegt eine Kollision des Fahrzeugs mit beispielsweise einem Kleintier vor, wobei Druckwerte oberhalb des Schwellenwertes 410 eine Kollision mit einem Fußgänger repräsentieren. Ein Graph 420 zeigt einen Druckverlauf, der eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger repräsentiert. Dabei erstreckt sich der Graph 420 in den Bereich oberhalb des Schwellenwertes 410 hinein. Somit überschreitet der Druckverlauf bei der Kollision mit dem Fußgänger den Schwellenwert 410.
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Der Schwellenwert 410 ist innerhalb eines Zeitfensters 515 geändert, insbesondere abgesenkt. Das Zeitfenster 515 repräsentiert ein Zeitfenster einer Schwellenanpassung. Anders ausgedrückt zeigt 5 eine Schwellenanpassung gefilterter Drucksignale bei einem Fußgängeraufprall. Auf die Anpassung des Schwellenwertes 410 wird nachfolgend noch detaillierter eingegangen.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird nachfolgend die Möglichkeit einer robusten oder sensiblen Schwellenanpassung von Algorithmusschwellen unter Verwendung der berechneten Kollisionsposition bzw. Umfeldsensor-Auftrefflage näher erläutert.
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In 4 ist beispielhaft der Signalverlauf für die gefilterte Signalsumme (linker und rechter Sensor) bei einem druckschlauchbasierten Fußgängerschutzsystem über der Zeit dargestellt. Dabei weist das bei einem Fußgängeraufprall auftretende Signal 420 eine höhere Amplitude als beispielsweise das Signal 430 beim Aufprall eines Kleintiers (nicht-Fußgängerobjekt) auf. Innerhalb des Algorithmus wird das Signal 420 bzw. 430 typischerweise mit einem festen geschwindigkeitsabhängigen Schwellenwert 410 (Thd(v)) verglichen. Dabei erfolgt durch den Schwellenwert eine Unterteilung der Signalamplituden in den Bereich Fußgänger und nicht-Fußgänger.
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Der Schwellenvergleich erfolgt in einer ähnlichen Weise für die weiteren Merkmale innerhalb des Algorithmus. Dabei kommen auf die jeweiligen Merkmale zugeschnittene Schwellenwerte zum Einsatz. In der Praxis kann es vorkommen, dass die merkmalsspezifischen Schwellenwerte relativ niedrig gelegt werden, beispielsweise aufgrund der Stoßfängergeometrie oder anderen Einflussfaktoren, welche zu unterschiedlichen Signalamplituden bei Fußgängeraufprallen entlang des Stoßfängers führen. Gemäß Ausführungsbeispielen kann beispielsweise verhindert werden, dass nicht-Fußgängerobjekte eine zu hohe Signalamplitude erzeugen und somit die gesetzten Schwellen überschreiten würden, und dass die Schwellen unnötig hoch gelegt würden. Denn gemäß Ausführungsbeispielen ist insbesondere vorgesehen, für eine Auslöseentscheidung von Sicherheitseinrichtungen auf Kamera-, Radar- oder ähnliche Fußgängererkennungssysteme zurückzugreifen, um die Schwellenwerte zur Laufzeit vor dem Aufprall sensibler oder robuster einzustellen und somit einen Fußgänger als solchen zu erkennen und Fehlauslösungen zu vermeiden.
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In 5 ist beispielhaft eine Schwellenanpassung für ein gefiltertes Drucksignal 420 bei einem Fußgängeraufprall anhand der Auftreffposition bzw. Auftrefflage dargestellt. Die Anpassung des Schwellenwertes 410 erfolgt beispielsweise, wenn eine signalabhängige Startbedingung im Algorithmus detektiert wurde. beispielsweise wird der Schwellenwert 410 aufgrund der berechneten Auftreffposition in die sensible Richtung verändert.
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Dabei erfolgt an dieser Stelle die Schwellenanpassung in 5 rein anhand der Auftrefflage aus dem Umfeldsensor. Die Anpassung des Schwellenwertes 410 erfolgt auch, wenn eine von dem Drucksignal 420 bzw. PTS-Signal oder PCS-Signal abhängige Startbedingung im Algorithmus erfüllt ist. Unter Verwendung einer mittels des zumindest einen Umfeldsensors bestimmten voraussichtlichen Zeit (TTI = Time to Impact), bis das erkannte Objekt bzw. der Fußgänger voraussichtlich auf das Fahrzeug auftrifft, wird das Zeitfenster 515 bestimmt, in dem ein Objekt oder Fußgänger voraussichtlich auf den Stoßfänger des Fahrzeugs auftreffen wird. Wenn das Objekt innerhalb dieses Zeitfensters 515 tatsächlich auf das Fahrzeug auftrifft, erfolgt bei einer erfüllten PTS/PCS-basierten Startbedingung die Schwellenanpassung innerhalb einer Entscheidungslogik. Die Schwellenanpassung erfolgt je nach Auftrefflage und wird beispielsweise mittels der vorhandenen Fußgängerschutzversuche, welche verschiedene Auftrefflagen abdecken, im Vorfeld für ein bestimmtes Fahrzeug kalibriert.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 werden nachfolgend Ausführungsbeispiele nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten erläutert. Gemäß Ausführungsbeispielen ist eine Verwendung einer voraussichtlichen Auftreffposition 175 bzw. Objektauftrefflage aus einem vorausschauenden Umfeldsensor 120 in einem Fahrzeug 100 innerhalb eines Fußgängerschutzalgorithmus als Ersatz eine PTS/PCS-basierte (PTS - Pressure Tube Sensor = Druckschlauchsensor; PCS - Pedestrian Contact Sensor = Fußgängerkontaktsensor) Auftrefflagenerkennung vorgesehen.
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Zur Detektion von Fußgängerunfällen wird im Fahrzeugstoßfänger verbaute Sensorik beispielsweise in Gestalt des Kollisionssensors 110 verwendet. Weit verbreitet sind Systeme, die auf zwei oder mehreren Beschleunigungssensoren (PCS - Pedestrian Contact Sensor) basieren. Außerdem stehen druckschlauchbasierte Sensoren (PTS - Pressure Tube Sensor) zur Verfügung. Sowohl bei den beschleunigungs- als auch bei den druckschlauchbasierten Sensoren führt der Aufprall eines Objektes 160 im relevanten Bereich des Stoßfängers zu einem Signalanstieg innerhalb der detektierenden Sensorik. Die Amplitude der detektierten Signale ist unter anderem von der Masse und der Geschwindigkeit des auftreffenden Objektes 160 abhängig.
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Die von der Sensorik ausgegebenen Signale werden innerhalb von Algorithmen weiterverarbeitet mit dem Ziel der Klassifizierung des Aufprallobjektes bzw. Objektes 160 in Fußgänger oder Nicht-Fußgänger. Erkennt der Algorithmus, dass es sich beim Objekt 160 um einen Fußgänger handelt, so werden in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise aktive Rückhaltemittel aktiviert, um den Aufprall des Fußgängers auf der Fahrzeugfront abzufedern. Wird dagegen kein Fußgänger erkannt, so unterbleibt beispielsweise eine Auslösung der aktiven Rückhaltemittel. Um die notwendige Klassifizierung des Aufprallobjektes innerhalb des Algorithmus durchzuführen, werden die verarbeiteten Signale, beispielsweise Rohsignale, Fensterintegrale, Integrale, Ableitungen, etc. mit Schwellenwerten verglichen. Überschreiten eines oder mehrere relevante Signale ihre Schwellenwerte, so handelt es sich beim Aufprallobjekt höchstwahrscheinlich um einen Fußgänger und die aktiven Rückhaltemittel werden gezündet. Siehe beispielsweise die 4 und 5.
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Gemäß Ausführungsbeispielen kann erreicht werden, dass die im Fahrzeug 100 verbaute Sensorik ausreicht, um ein Objekt mit ausreichender Präzision als Fußgänger zu klassifizieren. Hierbei werden bereits im Fahrzeug 100 verbaute Umfeldsensoren 120, z. B. Radar, Kamera, Ultraschall, etc., verwendet, um Objekte 160, welche sich vor einem Fahrzeug 100 befinden, z. B. in Fußgänger oder nicht-Fußgängerobjekte zu klassifizieren. Darüber hinaus liefern die Umfeldsensoren 120 eine voraussichtliche Zeit (TTI = Time to Impact), bis das erkannte Objekt 160 bzw. der Fußgänger voraussichtlich auf das Fahrzeug 100 auftrifft. Mit Hilfe dieser Größen können Algorithmusschwellen sensibel oder robust eingestellt werden, je nachdem ob ein Fußgänger (sensibel) oder ein nicht-Fußgängerobjekt (robuster) von den Umfeldsensoren 120 erkannt wurde. Dies geschieht in einem einstellbaren Zeitfenster 515 und ist beispielsweise für die gesamte Breite des Stoßfängers gleich oder betrifft lediglich Teilabschnitte des Stoßfängers. Die geschätzte oder voraussichtliche Auftreffposition 175 eines Objektes 160 kann dabei von den Umfeldsensoren 120 des Fahrzeugs 100 bereitgestellt und somit beispielsweise im Fußgängerschutzalgorithmus verwendet werden.
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Zunächst erfolgt beispielsweise eine Berechnung der voraussichtlichen Auftreffposition 175 eines erkannten Objektes 160 bzw. eines Fußgängers auf das Fahrzeug 100 innerhalb der im Fahrzeug 100 verbauten Umfeldsensoren 120, z. B. Radar, Kamera, Ultraschall etc. Anschließend wird die voraussichtliche Auftreffposition 175 des Objektes 160 oder Fußgängers auf dem Stoßfänger des Fahrzeugs 100, beispielsweise über CAN oder FlexRay, an ein AirbagSteuergerät oder das Steuergerät 130 des Systems zum Personenschutz gesendet und dort empfangen. Die Daten über die voraussichtliche Auftreffposition 175 werden dabei gemeinsam mit der TTI und weiteren, zu dem von der Umfeldsensorik 120 erkannten Objekt 160 oder Fußgänger 160 passenden Größen empfangen. Innerhalb des Airbagsteuergeräts oder Steuergerätes 130 erfolgt im Anschluss an den Empfang der Daten eine Vorverarbeitung der empfangenen Daten.
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Danach wird die voraussichtliche Auftreffposition 175 des Objekts 160 oder Fußgängers 160 zusammen mit der TTI und weiteren Größen insbesondere innerhalb des Fußgängerschutzalgorithmus beispielsweise für zumindest einen der nachfolgend dargestellten Zwecke verwendet.
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Die herkömmlicherweise im Fußgängerschutzalgorithmus unter Verwendung des Kollisionssensors 110 bzw. des Kollisionssensorsignals 152 berechnete Auftrefflage wird durch die voraussichtliche Auftreffposition 175 aus dem Umfeldsensor 120 ersetzt, um somit Ressourcen innerhalb des Fußgängerschutzalgorithmus einzusparen. Anders ausgedrückt erfolgt eine Verwendung der voraussichtlichen Auftreffposition 175 bzw. einer voraussichtlichen Objektauftrefflage aus dem vorausschauenden Umfeldsensor 120 in dem Fahrzeug 100 beispielsweise innerhalb eines Fußgängerschutzalgorithmus als Ersatz für die PTS/PCS-basierte bzw. kollisionssensorbasierte Auftrefflagenerkennung. Ein solcher Ersatz der kollisionssensorbasierten Auftrefflagenerkennung im Fußgängerschutzalgorithmus durch die voraussichtliche Auftreffposition 175 eines Objekts 160 aus einem Umfeldsensor 120 ist vorteilhaft. So können Algorithmusschwellen, wie beispielsweise der Schwellenwert 410, in Abhängigkeit der Auftreffposition 175 hochgenau angepasst werden. Indem die Auftreffposition 175 des Fußgängers 160 in 1 unter Verwendung des Umfeldsensors 120 (Kamera) hochgenau berechnet wird, kann die Auftrefflagenerkennung unter Verwendung des Kollisionssensors 110 in 1 entfallen, wodurch Ressourcen innerhalb des Fußgängerschutzalgorithmus eingespart werden können. In einem PCS-basierten System kann gleichermaßen die unter Verwendung des Umfeldsensors 120 ermittelte, voraussichtliche Auftreffposition 175 verwendet werden.
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Unter Verwendung der voraussichtlichen Auftreffposition 175 des Objekts/Fußgängers 160 wird eine Schwellenanpassung beispielsweise innerhalb des Fußgängerschutzalgorithmus durchgeführt. Die Schwellenanpassung erfolgt nicht nur in die robuste oder sensible Richtung über den gesamten Stoßfänger sondern hochgenau abhängig von der voraussichtlichen Auftreffposition 175 des Objekts/Fußgängers 160 auf dem Fahrzeugstoßfänger. Die Schwellenanpassung erfolgt genau dann, wenn das mittels des Umfeldsensors 120 erkannte Objekt 160 zeitlich bzw. über die TTI auch zum tatsächlichen Kollisionsobjekt passt und ausreichend Signal auf dem Kollisionssensor 110 vorhanden ist. Somit wird eine genaue Schwellenanpassung innerhalb des Fußgängerschutzalgorithmus mit Hilfe der voraussichtlichen Auftreffposition 175 aus dem Umfeldsensor 120 ermöglicht. Entlang des Fahrzeugstoßfängers sind beispielsweise unterschiedliche Materialien und Steifigkeiten in der Fahrzeugstruktur vorhanden, welche sich unmittelbar auf die Signalverläufe von Kollisionssensoren wie dem Kollisionssensor 110 auswirken können. Um auf diese unterschiedlichen Signalverläufe zu reagieren, brauchen die Schwellenwerte, wie beispielsweise der Schwellenwert 410, im Algorithmus nicht mehr mittels der PTS/PCS-Auftrefflagenerkennung je nach Auftrefflage in die robuste oder sensible Richtung angepasst zu werden bzw. braucht die Schwellenanpassung nicht mehr je nach berechneter Auftrefflage bereichsweise entlang des Stoßfängers zu verlaufen. Somit kann auf eine Berechnung der hierfür benötigten Auftrefflage anhand der Kollisionssensorsignale 152 bzw. PTS/PCS-Signale während eines Aufpralls verzichtet werden und können ein Berechnungsaufwand sowie Ressourcenverbrauch reduziert werden.
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Somit kann eine Berechnung einer voraussichtlichen Auftreffposition 175 eines Objektes 160 oder Fußgängers 160 mit Hilfe von im Fahrzeug 100 verbauten Umfeldsensoren 120 und die Verwendung dieser voraussichtlichen Auftreffposition 175 innerhalb eines Fußgängerschutzalgorithmus, insbesondere als Ersatz für bisher im Fußgängerschutzalgorithmus mit Hilfe von PTS/PCS berechnete Auftrefflage, realisiert werden.
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Ein Vorteil der Erfindung liegt in der Einsparung von Ressourcen auf dem Airbagsteuergerät oder dem Steuergerät 130, welche bisher für die Ausführung der PTS/PCS-basierten Auftrefflagenerkennungen benötigt wurden. Dies umfasst unter anderem ROM-, RAM- sowie Berechnungsressourcen. Da die Ausführung einer genauen PTS/PCS-basierten Auftrefflagenerkennung auf dem Airbagsteuergerät einen beträchtlichen Anteil der Fußgängerschutzalgorithmusressourcen benötigen würde, fällt die Ressourceneinsparung aufgrund der ausschließlichen Verwendung des Umfeldsensorsignals 154 zum Ermitteln der Auftreffposition 175 entsprechend hoch aus.
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Darüber hinaus kann eine voraussichtliche Auftreffposition 175, die unter Verwendung des Umfeldsensors 120 ermittelt ist bzw. wird, eine erhöhte Genauigkeit aufweisen. Dies ist beispielsweise in einem PCS-basierten System mit lediglich wenigen, entlang des Stoßfängers montierten PCS der Fall, da hier ein Abstand zwischen den einzelnen Sensoren mitunter groß sein kann und dadurch insbesondere Auftrefflagen zwischen den Sensoren nunmehr mit erhöhter Genauigkeit bestimmt werden können. In einem PTS-basierten System könnte die voraussichtliche Auftreffposition 175, die unter Verwendung des Umfeldsensors 120 ermittelt ist bzw. wird, ebenfalls von Vorteil sein, da die voraussichtliche Auftreffposition 175unabhängig von Fahrzeugstrukturen (z. B. Stoßfängerüberzug, Schaum, Biegequerträgerverlauf) bestimmt werden kann, welche sich ansonsten auf eine PTS-Auftrefflagenerkennung auswirken könnten.
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Ein weiterer Vorteil der ausschließlichen Verwendung der unter Verwendung des Umfeldsensors 120 ermittelten, voraussichtlichen Auftreffposition 175 liegt in einer Komplexitätsreduktion innerhalb des Fußgängerschutzalgorithmus.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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