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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Umfeldsensoren in Fahrzeugen können andere Verkehrsteilnehmer erkennen, den Fahrer warnen oder selbstständig bremsen. Entsprechende Kameras können Fußgänger und Radfahrer anhand ihres Erscheinungsbildes mittels Mustererkennung erkennen und klassifizieren.
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Es sind Fahrzeuge mit aufstellbarer Motorhaube bekannt, um einen auf der Motorhaube auftreffenden Kopf zu schützen. Weiterhin existieren Systeme zum Zünden eines Außenairbags, um einen Wischerbereich und einen Bereich um die A-Säule abzudecken, da diese Bereiche besonders hart sein können und schwere Verletzungen am Kopf hervorrufen können. Der Bereich der Windschutzscheibe wird normalerweise nicht betrachtet, da angenommen wird, dass diese weich genug ist, um den Kopf eines Fußgängers beim Aufprall zu schützen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Ansteuern einer Scheibenwischanlage zum Wischen einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs zur Vermeidung von Verletzungen eines ungeschützten Verkehrsteilnehmers, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, eine Scheibenwischanlage 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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Es wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Scheibenwischanlage zum Wischen einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs zur Vermeidung von Verletzungen eines ungeschützten Verkehrsteilnehmers vorgestellt, wobei die Scheibenwischanlage einen mittels eines Wischeraktors zwischen einer Ruheposition und einer Wischposition verstellbaren Wischerarm und/oder eine mittels eines Plattenaktors in eine Verdeckposition verschiebbare Platte aufweist, wobei die Platte in der Verdeckposition zumindest einen Teilbereich der Scheibenwischanlage, insbesondere einen den Wischeraktor aufweisenden Bereich, verdeckt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Einlesen einer Kollisionsinformation, die eine unter Verwendung zumindest eines Sensors des Fahrzeugs erkannte Kollision des Fahrzeugs mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer repräsentiert; und
- Ausgeben eines Wischeransteuersignals zum Ansteuern des Wischeraktors unter Verwendung der Kollisionsinformation, um den Wischerarm zur Vermeidung von Verletzungen des ungeschützten Verkehrsteilnehmers in die Ruheposition und/oder die Wischposition zu bewegen, und/oder eines Plattenansteuersignals zum Ansteuern des Plattenaktors, um die Platte zur Vermeidung von Verletzungen des ungeschützten Verkehrsteilnehmers in die Verdeckposition zu verschieben.
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Unter einem Wischerarm kann ein einzelner Scheibenwischer der Scheibenwischanlage verstanden werden. Unter einem Wischeraktor kann beispielsweise ein Stellmotor verstanden werden. Beispielsweise kann der Wischeraktor ein Getriebe aufweisen. Unter einer Ruheposition kann eine Position des Wischerarms verstanden werden, in der der Wischerarm zumindest teilweise von einer Motorhaube des Fahrzeugs abgedeckt ist. Unter einer Wischposition kann eine Position des Wischerarms innerhalb eines Wischwinkels auf der Windschutzscheibe verstanden werden. Beispielsweise kann die Wischposition in einem Sichtfeld eines Fahrers oder Beifahrers des Fahrzeugs liegen. Unter einem Plattenaktor kann beispielsweise ein Elektromotor oder ein reversibler, etwa mittels Federkraft vorspannbarer Mechanismus zum Ausfahren der Platte verstanden werden. Die Platte kann beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Beispielsweise kann die Platte so weit verschiebbar sein, dass sich ein Wischermotorenbereich der Scheibenwischanlage in der Verdeckposition der Platte zwischen der Platte und der Windschutzscheibe befindet, sodass verhindert wird, dass der ungeschützte Verkehrsteilnehmer bei einer Kollision auf den Wischermotorenbereich aufprallt. Unter einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer kann beispielsweise ein Fußgänger, Radfahrer oder Motorradfahrer verstanden werden. Die Kollisionsinformation kann beispielsweise unter Verwendung eines Umfeldsensors, eines Beschleunigungssensors oder eines Kontaktsensors des Fahrzeugs erzeugt worden sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer erkannten Kollision eines Fahrzeugs mit einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer durch entsprechendes Ansteuern einer Scheibenwischanlage des Fahrzeugs eine Verletzung des ungeschützten Verkehrsteilnehmers durch Teile der Scheibenwischanlage, etwa durch Wischerarme oder Wischeraktoren, vermieden werden kann, indem die Wischerarme rechtzeitig in eine geschützte Position bewegt werden oder rechtzeitig eine Platte zum Abdecken der Wischerarme oder sonstiger Teilbereiche der Scheibenwischanlage ausgefahren wird.
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Systeme mit Außenairbag sind in der Regel nicht reversibel, da diese pyrotechnisch gezündet werden. Besonders bei Fahrzeugen mit nahezu flacher Front, sogenannten 1-Box-Systemen, steht von der Erkennung des Unfalls mittels Kontaktsensorik bis zum Aufschlagen des Kopfes auf dem Fahrzeug wenig Zeit zur Verfügung. In 4 ist ein anschaulicher Vergleich zwischen einem SUV und einem 1-Box-Fahrzeug dargestellt: Der gefährliche Wischerbereich, der für ein Unfallopfer tödlich sein kann, befindet sich beispielsweise auf einer Höhe von ca. 1,2 m. Beim SUV ist dieser Bereich im schlechtesten Fall in einem horizontalen Abstand von 1 m zur Fahrzeugfront verortet, bei einem 1-Box-System bei ca. 35 cm. Das heißt, bei einem SUV steht deutlich mehr Zeit von der Erstkollision zum Kopfaufprall zur Verfügung, um den Fußgängerschutz zu aktivieren, als bei einem 1-Box-Fahrzeug.
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Es ist anzunehmen, dass bei einem 1-Box-Fahrzeug die Zeit vom Kontakt mit dem Fußgänger, etwa einem Fußgängerbein, bis zum Aufschlag des Kopfes nicht ausreicht, um darauf angemessen reagieren zu können. Neben 1-Box-Fahrzeugen ist dieses Problem auch bei kleinen elektrischen Fahrzeugen vorhanden.
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Bei kastenförmigen Fahrzeugen, wie beispielsweise 1-Box-Fahrzeuge, sollte daher verstärkt auf die Umfeldsensorik gesetzt werden. Daraus kann eine erhöhte Fehleinschätzung von Unfällen resultieren. Pyrotechnisch gezündete Systeme können dann zu hohen Kosten und unzufriedenen Endkunden führen. Daher sollte die Schutzfunktion insbesondere über reversible Mittel gewährleistet werden.
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Zwar können insbesondere Wischermotoren für Fußgänger gefährlich werden, aber auch Wischerblätter oder Aufhängungen der Wischerblätter können gefährlich sein, da diese relativ klein, aber hart sind und zu Verletzungen führen können. Ausgefahrene Wischer werden von einem Window-Bag in der Regel nicht verdeckt, da der Fahrer auch bei einer Fehlauslösung noch gut sehen soll (der Sichtbereich wird durch die Wischer überstrichen).
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Um diese Probleme zu lösen, ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz ein reversibles Positionieren der Wischer oder einer geeigneten Platte in einem dafür vorgesehenen Bereich der Windschutzscheibe oder der Scheibenwischanlage. Dadurch kann der ungeschützte Verkehrsteilnehmer, etwa ein Fußgänger, Radfahrer oder Skateboarder, im Fall einer erkannten Kollision ausreichend geschützt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Auswertens der Kollisionsinformation, um eine Auftreffinformation, die eine Auftreffposition oder, zusätzlich oder alternativ, einen Auftreffzeitpunkt eines Auftreffens des ungeschützten Verkehrsteilnehmers auf der Windschutzscheibe repräsentiert, zu erhalten. Dabei kann im Schritt des Ausgebens das Plattenansteuersignal unter Verwendung der Auftreffinformation ausgegeben werden oder, zusätzlich oder alternativ, das Wischeransteuersignal unter Verwendung der Auftreffinformation ausgegeben werden, um den Wischerarm in eine von der Auftreffposition abweichende Position als die Wischposition zu bewegen. Dadurch wird eine rechtzeitige Positionierung des Wischerarms außerhalb der Auftreffposition oder auch ein rechtzeitiges Aktivieren der Platte ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens das Wischeransteuersignal ausgegeben werden, um den Wischerarm in eine eine maximale Auslenkung des Wischerarms repräsentierende Endposition als die Wischposition zu bewegen. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass der ungeschützte Verkehrsteilnehmer bei der Kollision mit dem Fahrzeug mit dem Wischerarm kollidiert.
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Es ist von Vorteil, wenn im Schritt des Ausgebens das Wischeransteuersignal ausgegeben wird, um den Wischerarm abzubremsen, zu beschleunigen oder zumindest zeitweise anzuhalten. Dadurch wird eine besonders effiziente und genaue Ansteuerung des Wischerarms ermöglicht.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn im Schritt des Einlesens ein Regensensorsignal, das eine von einem Regensensor des Fahrzeugs erfasste Regenstärke repräsentiert, eingelesen wird. Dementsprechend kann im Schritt des Ausgebens das Wischeransteuersignal unter Verwendung des Regensensorsignals ausgegeben werden, um den Wischerarm in Abhängigkeit von der Regenstärke abzubremsen, zu beschleunigen oder zumindest zeitweise anzuhalten. Dadurch kann beispielsweise bei starkem Regen verhindert werden, dass die Sicht des Fahrers eingeschränkt wird.
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Des Weiteren kann im Schritt des Einlesens eine Information als die Kollisionsinformation eingelesen werden, die einen unter Verwendung eines Kontaktsensors des Fahrzeugs erfassten Kontakt zwischen dem Fahrzeug und dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer repräsentiert. Dadurch kann die Ansteuerung des Wischerarms oder der Platte unabhängig von einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs erfolgen.
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Die Scheibenwischanlage kann einen mittels eines weiteren Wischeraktors zwischen einer weiteren Ruheposition und einer weiteren Wischposition verstellbaren weiteren Wischerarm aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens ein weiteres Wischeransteuersignal zum Ansteuern des weiteren Wischeraktors unter Verwendung der Kollisionsinformation ausgegeben werden, um den weiteren Wischerarm zur Vermeidung von Verletzungen des ungeschützten Verkehrsteilnehmers in die weitere Ruheposition oder die weitere Wischposition zu bewegen. Dadurch wird eine Ansteuerung mehrerer Wischerarme der Scheibenwischanlage in Abhängigkeit von der erkannten Kollision ermöglicht. Insbesondere können die Wischerarme mittels der jeweiligen Wischeraktoren unabhängig voneinander angesteuert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens das Wischeransteuersignal ausgegeben werden, um den Wischerarm in die Ruheposition zu bewegen, und das weitere Wischeransteuersignal ausgegeben werden, um den weiteren Wischerarm in die weitere Wischposition zu bewegen. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Ausgebens das Wischeransteuersignal ausgegeben werden, um den Wischerarm in die Wischposition zu bewegen, und das weitere Wischeransteuersignal ausgegeben werden, um den weiteren Wischerarm in die weitere Ruheposition zu bewegen. Dadurch kann eine möglichst große Fläche der Windschutzscheibe freigegeben werden, um Verletzungen durch die Wischerarme beim Aufprall des ungeschützten Verkehrsteilnehmers zu vermeiden.
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Dabei können im Schritt des Ausgebens das Wischeransteuersignal und das weitere Wischeransteuersignal ausgegeben werden, um den Wischerarm und den weiteren Wischerarm in einander entgegengesetzte Richtungen zu bewegen. Auch durch diese Ausführungsform können die Wischerarme möglichst schnell aus einem Auftreffbereich der Windschutzscheibe herausbewegt werden.
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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.
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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 des Fahrzeugs. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Beschleunigungs-, Druck-, Lenkwinkel- oder Umfeldsensorsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie Wischer-, Platten-, Brems- oder Lenkaktoren oder ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Plattenaktor zum Schützen eines ungeschützten Verkehrsteilnehmers vorgestellt, wobei der Plattenaktor eine in eine Verdeckposition verschiebbare Platte aufweist, wobei die Platte ausgebildet ist, um in der Verdeckposition zumindest einen Teilbereich einer Scheibenwischanlage und/oder einer Windschutzscheibe zur Vermeidung von Verletzungen des ungeschützten Verkehrsteilnehmers zu verdecken. Insbesondere kann der Plattenaktor ferner eine Scheibenwischanlage mit einem Wischeraktor aufweisen. Der Wischaktor kann beispielsweise einen verstellbaren Wischerarm aufweisen. Auch durch eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann die vorliegende Erfindung schnell und effizient umgesetzt werden. Speziell kann ein solcher Plattenaktor sicherstellen, dass ein ungeschützter Verkehrsteilnehmer möglichst verletzungsarm oder dar verletzungsfrei bleibt, wenn er auf ein Fahrzeug aufprallt, welches den hier vorgestellten Plattenaktuator enthält. Der Plattenaktuator kann daher auch unabhängig von oder ohne die besonders ausgebildete, hier vorgestellte Scheibenwischanlage vorgesehen oder implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft zudem eine Scheibenwischanlage zum Wischen einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, wobei die Scheibenwischanlage folgende Merkmale aufweist:
- einen zwischen einer Ruheposition und einer Wischposition verstellbaren Wischerarm und/oder eine in eine Verdeckposition verschiebbare Platte, wobei die Platte in der Verdeckposition zur Vermeidung von Verletzungen des ungeschützten Verkehrsteilnehmers zumindest einen Teilbereich der Scheibenwischanlage und/oder der Windschutzscheibe verdeckt;
- einen Wischeraktor zum Verstellen des Wischerarms und/oder einen Plattenaktor zum Verschieben der Platte; und
- ein Steuergerät gemäß einer vorstehenden Ausführungsform.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Plattenaktor einen Elektromotor oder, zusätzlich oder alternativ, einen Federmechanismus aufweisen. Dadurch wird eine reversible Ansteuerung des Plattenaktors ermöglicht.
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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 einer Scheibenwischanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 4 zwei Diagramme zur schematischen Darstellung einer typischen Form eines SUV und eines sogenannten 1-Box-Fahrzeugs.
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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 ene schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Scheibenwischanlage 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Scheibenwischanlage 102 umfasst einen mittels eines Wischeraktors 104 zwischen einer Ruheposition und einer Wischposition verstellbaren Wischerarm 106 zum Wischen einer Windschutzscheibe 108 des Fahrzeugs 100. In 1 befindet sich der Wischerarm 104 beispielhaft in der Wischposition. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 100 ferner mit einer mittels eines geeigneten Plattenaktors 110 in eine Verdeckposition verschiebbaren Platte 112 ausgestattet. Die Platte 112 ist in 1 in der Verdeckposition gezeigt. Die Verdeckposition entspricht hierbei einer Position der Platte 112, in der zumindest ein Teilbereich der Scheibenwischanlage 102 oder der Windschutzscheibe 108 durch die Platte 112 verdeckt ist, sodass ein ungeschützter Verkehrsteilnehmer 113, insbesondere ein Kopf des Verkehrsteilnehmers 113, bei einer Kollision mit dem Fahrzeug 100 nicht direkt auf die Scheibenwischanlage 102, insbesondere auf den Wischerarm 106 oder den Wischeraktor 104, sondern auf die Platte 112 geschleudert wird, die aus einem entsprechend dämpfenden Material gefertigt ist. Bei dem Plattenaktor 110 handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder einen reversiblen Mechanismus, etwa einen Federmechanismus.
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Ein Steuergerät 114 ist ausgebildet, um unter Verwendung einer Kollisionsinformation 116, die eine über eine Schnittstelle zu zumindest einem Sensor 117 des Fahrzeugs 100 eingelesene Information über eine von dem Sensor 117 erkannte Kollision des Fahrzeugs 100 mit dem Verkehrsteilnehmer 113 repräsentiert, ein Wischeransteuersignal 118 zum Ansteuern des Wischeraktors 104 auszugeben. Der Sensor 117 ist beispielsweise als Umfeldsensor zum Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs 100 oder als Kontaktsensor zum Erfassen eines physischen Kontakts zwischen dem Verkehrsteilnehmer 113 und dem Fahrzeug 100 realisiert.
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Beispielsweise steuert das Steuergerät 114 den Wischeraktor 104 mittels des Wischeransteuersignals 118 derart an, dass der Wischerarm 106 von der Ruheposition in die Wischposition oder umgekehrt von der Wischposition in die Ruheposition bewegt wird, um den Wischerarm 106 aus einer voraussichtlichen Auftreffposition des Verkehrsteilnehmers 113 im Bereich der Windschutzscheibe 108 oder der Scheibenwischanlage 102 herauszubewegen. Zusätzlich oder alternativ erzeugt das Steuergerät 114 unter Verwendung der Kollisionsinformation 116 ein Plattenansteuersignal 120 zum Ansteuern des Plattenaktors 110, d. h. zum Verschieben der Platte 112 in die Verdeckposition. Die Ansteuerung kann prinzipiell unabhängig voneinander erfolgen, d. h., ein Fahrzeug, das ausschließlich die Wischermotoren abdeckt, ist denkbar.
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Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Scheibenwischanlage 102 neben dem Wischerarm 106 beispielhaft einen weiteren Wischerarm 122 zum Wischen der Windschutzscheibe 108, wobei der weitere Wischerarm 122 mittels eines weiteren Wischeraktors 124 zwischen einer weiteren Ruheposition und einer weiteren Wischposition positionierbar ist, insbesondere unabhängig von einer Positionierung des Wischerarms 106. Der weitere Wischerarm 122 ist in 1 in der weiteren Ruheposition gezeigt, hier beispielhaft in einer liegenden Position im Bereich einer unteren Kante der Windschutzscheibe 108. Das Steuergerät 114 ist ausgebildet, um auch den weiteren Wischeraktor 124 in Abhängigkeit von der erkannten Kollision anzusteuern. Hierzu gibt das Steuergerät 114 unter Verwendung der Kollisionsinformation 116 ein entsprechendes weiteres Wischeransteuersignal 126 an den weiteren Wischeraktor 124 aus, um den weiteren Wischerarm 122 bei erkannter Kollision beispielsweise aus einem für den Verkehrsteilnehmer 113 gefährlichen Bereich der Windschutzscheibe 108 herauszubewegen.
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes nochmals mit anderen Worten beschrieben.
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Bei Regenwetter befinden sich die Wischerarme 106, 122 häufig in ihrer jeweiligen Wischposition auf der Windschutzscheibe 108. Das heißt, bei einem Unfall kann der Verkehrsteilnehmer 113 auf die Wischerblätter und deren Halterungen prallen. Ein Windschutzscheibenairbag auf der Außenseite würde in diesem Fall den Windschutzscheibenbereich nicht ausreichend schützen, sodass sich der Verkehrsteilnehmer 113 beim Aufprall verletzen könnte. Durch entsprechendes elektromotorisches Ansteuern der Wischerarme 106, 122 können diese aus dem Windschutzscheibenbereich herausbewegt werden. Somit kann ein negativer Einfluss der Wischerarme 106, 122 auf das Verletzungsrisiko des Verkehrsteilnehmers 113 verhindert werden.
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Das System erkennt beispielsweise einen drohenden Unfall mittels Umfeldsensorik. Hierbei werden beispielsweise ein Unfallzeitpunkt (Time To Impact) und eine Auftreffposition geschätzt. Wenn ein Unfall droht, werden je nach Ausführungsbeispiel folgende Strategien genutzt:
- Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel fahren die Wischerarme 106, 122 unmittelbar in ihre jeweilige Ruheposition, um Kollisionen mit dem Kopf des Verkehrsteilnehmers 113 zu vermeiden. Dadurch sind diese beispielsweise auch beim Zünden eines Windschutzscheibenairbags gut geschützt. Die Bewegung kann abrupt erfolgen, sodass möglichst viel Zeit zur Reaktion zur Verfügung steht.
- Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Wischerarme 106, 122 von einer von ihrer jeweiligen Ruheposition abweichenden Wischposition unmittelbar in eine Position gefahren, die nicht an der vorhergesagten Auftreffposition liegt. Das heißt, die Wischerarme können sich zwar auf der Windschutzscheibe 108 befinden, aber sie werden dort keinen Schaden anrichten, da sie vom Kopf des Verkehrsteilnehmers 113 nicht getroffen werden. Dazu ist eine gute Vorhersage der Auftreffposition vonnöten. Die Bewegung erfolgt beispielsweise wiederum abrupt. Dabei werden die Wischerarme zum Schutz des Verkehrsteilnehmers, sofern erforderlich, zeitweise angehalten.
- Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das eine Kombination aus den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen repräsentiert, werden die Wischerarme unabhängig voneinander gesteuert. So wird beispielsweise bei einem Einschlag des Verkehrsteilnehmers 113 auf der Beifahrerseite der beifahrerseitige Wischerarm in seine Ruheposition gefahren, während der fahrerseitige Wischerarm in seine äußerste Endposition gefahren wird. Je nach Situation werden die Wischerarme dabei gegensätzlich positioniert, sodass ein möglichst großer Bereich geschaffen wird, in dem der Kopf des Verkehrsteilnehmers 113 von den Wischerarmen unberührt bleibt.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Wischerzykluszeit durch entsprechendes Beschleunigen oder Abbremsen der Wischerarme so angepasst, dass die Wischerarme zum Zeitpunkt des Aufpralls so positioniert sind, dass sie keinen Schaden anrichten, d. h. entweder in Ruheposition oder in einer nicht treffbaren Wischposition. Die Reaktion kann hierbei frühzeitig erfolgen. Die Anpassung der Wischerzykluszeit wird vom Fahrer eher toleriert als ein mögliches Stehenbleiben oder ein abrupter Richtungswechsel der Wischerarme. Die Umfeldsensorik sollte dann allerdings den Auftreffzeitpunkt oder die Auftreffposition gut vorhersagen, sodass die Wischerarme zum nötigen Zeitpunkt am richtigen Ort sind. Eine Verkürzung der Wischerzykluszeit ist zu bevorzugen, da bei einer Verlängerung der Fahrer durch den Regen im Zweifelsfall schlechtere Sicht hat. Je nach Systemausprägung und möglicher Reaktionszeit werden auch Kombinationen der obigen Alternativen genutzt.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung der Scheibenwischanlage 102 nach der Stärke des Regens. Bei sehr schwachem Regen wird beispielsweise ein Wischerarm angehalten oder das Wischerintervall wird reduziert, da ausreichend Sicht vorhanden ist. Bei stärkerem Regen sollte das Wischerintervall nicht verkürzt werden bzw. sollten die Wischerarme möglichst nicht stehen bleiben, da die Sicht für den Fahrer sonst schnell abnimmt.
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Die Strategie ist ferner auch an eine Rate anpassbar, die anzeigt, wie schnell sich die Sicht verschlechtern wird. Beispielsweise bleibt vor dem Passieren einer Brücke oder Einfahrt in einen Tunnel bei Starkregen die Sicht trotz angehaltener Wischerarme erhalten.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Wischerarme 106, 122 erst nach Erstkontakt des Fahrzeugs 100 mit dem Verkehrsteilnehmer 113 in geeigneter Weise positioniert. Sagt beispielsweise ein Umfeldsensor des Fahrzeugs 100 den Unfall voraus, erfolgt noch keine Positionierung der Wischerarme. Erst wenn von einem Kontaktsensor des Fahrzeugs 100 ein tatsächlicher Kontakt festgestellt wurde, werden die Wischerarme entsprechend positioniert. Im Vergleich zur alleinigen Auslösung mittels Umfeldsensorik ist die Fehlauslöserate hier reduziert. Die Reaktion ist langsamer als bei ausschließlicher Nutzung der Umfeldsensorik, da nur Auslöseschwellen zum Verstecken der Wischerarme abgesenkt werden und auf das Kontaktsignal gewartet werden muss.
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Denkbar ist auch, dass auf die Verwendung der Umfeldsensorik vollständig verzichtet wird, was kostengünstige Systeme und eine breite Umsetzung in der Fahrzeugflotte ermöglicht.
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Das hier vorgestellte System zur Ansteuerung der Scheibenwischanlage 102 ist insbesondere als reversibles System ausgelegt, sodass neben entsprechender Software keine zusätzlichen Komponenten erforderlich sind.
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Beispielsweise werden die Wischeraktoren 104, 124 mittels der Platte 112 reversibel verdeckt. Sagt beispielsweise der Sensor 117 einen Unfall mit dem Verkehrsteilnehmer 113 voraus, so veranlasst das Steuergerät 114 die Abdeckung des Bereichs der Wischeraktoren 104, 124 mittels der Platte 112. Die Platte 112 dient dazu, die Kraft, die vom Kopf des Verkehrsteilnehmers 113 auf das Fahrzeug 100 übertragen wird, auf die Halterung der Platte 112, den Wischerbereich und die Windschutzscheibe 108 zu verteilen. Durch die gleichmäßige Verteilung kann die Platte 112 weniger hart gestaltet werden, d. h., der Kopf wird bereits abgebremst, bevor sich die Platte 112 auf den Wischeraktoren 104, 124 abstützt. Die Verletzungsschwere für den Verkehrsteilnehmer 113 im Wischerbereich wird dadurch verringert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Platte 112 mittels Federmechanismus schnell über den Wischermotorenbereich verfahrbar. Nach Auslösen kann die Platte 112 entweder manuell oder durch Elektromotoren erneut gespannt und in die Warteposition gefahren werden. Dies hat den Vorteil, dass die Abdeckung innerhalb kürzester Zeit verfügbar ist (da die Feder bereits vorgespannt ist) und dennoch ein reversibles System genutzt werden kann. Dies hat besonders bei Fahrzeugen mit flacher Front Vorteile, da hier eine schnelle Reaktion erforderlich ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Platte 112 mittels Elektromotoren über den Bereich der Wischeraktoren 104, 124 verfahrbar. Dies hat den Vorteil, dass die Platte 112 unmittelbar nach Verschwinden der Unfallgefahr, etwa im Fall einer Fehlauslösung, angehalten und wieder in ihre ursprüngliche Position gebracht werden kann.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Platte 112 so weit verschiebbar, dass sie etwas nach oben, also von der Windschutzscheibe 108 weg, absteht. Dadurch ist es möglich, die Platte 112 frühzeitig auszufahren und durch den Abstand dennoch eine Wischerbewegung zu ermöglichen. Dies ist besonders bei Regen sinnvoll, wenn eine kontinuierliche Wischerbewegung wichtig ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Platte 112 bereits früher mit dem Verkehrsteilnehmer 113 Kontakt hat und dessen Kopf entsprechend früher durch die Platte 112 abgebremst wird. Eine derart ausgefahrene Platte wirkt sich nur wenig auf die Sicht für den Fahrer aus.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Platte 112 so verfahrbar, dass sie zum Zeitpunkt des Aufpralls des Kopfes an der Zielposition ist. Dies ist insbesondere bei einer relativ hohen Anzahl an Fehlvorhersagen durch die Umfeldsensorik vorteilhaft. Geringe Bewegungen der Platte 112, unmittelbar nach Identifizieren eines möglichen Unfalls, werden vom Fahrer möglicherweise nicht oder kaum wahrgenommen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Platte 112 erst nach Kontakt des Verkehrsteilnehmers 113 mit dem Fahrzeug 100 ausgefahren. Der Umfeldsensor 117 dient dann beispielsweise zum Absenken der Aktivierungsschwelle der Platte 112. Eine ausschließliche Aktivierung auf Basis eines Kontaktsensors ist ebenfalls möglich.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Platte 112 elektromotorisch vor dem Kontakt nur teilweise ausgefahren, um den Fahrer nicht zu verunsichern, nicht zu viel Sicht zu nehmen und die aerodynamischen Eigenschaften beizubehalten. Sobald durch den Kontaktsensor ein Kontakt festgestellt wird, wird die Zielposition angefahren. Dies hat den Vorteil, dass bereits früh ein minimaler Schutz zur Verfügung steht, die Auswirkung von Fehleinschätzungen von Unfällen und der dadurch zumindest anfänglich abgedeckte Bereich aber verringert werden. Im Vergleich zu einem ausschließlich auf die Bestätigung des Kontaktsensors wartenden Systems ist eine schnellere Reaktion möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform liegt die Platte 112 über dem Wischerbereich. Optional weist die Platte 112 Aussparungen für die Wischerarme 106, 122 auf, die in spezielle Positionen gefahren werden sollten (beispielsweise senkrecht). Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Platte 112 auf den Wischerarmen abstützt, wenn sich die Wischerarme zum Zeitpunkt des Ausfahrens der Platte 112 in Wischposition befinden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines vorangehend anhand von 1 beschriebenen Steuergeräts. Das Steuergerät 114 umfasst eine Einleseeinheit 210 zum Einlesen der Kollisionsinformation 116 und Weiterleiten der Kollisionsinformation 116 an eine Ausgabeeinheit 220 zum Ausgeben der Wischeransteuersignale 118, 126 sowie des Plattenansteuersignals 120 unter Verwendung der Kollisionsinformation 116.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Einleseeinheit 210 ausgebildet, um zusätzlich ein Regensensorsignal 222, das eine von einem Regensensor des Fahrzeugs erfasste Regenstärke repräsentiert, einzulesen und an die Ausgabeeinheit 220 weiterzuleiten. Diese ist ausgebildet, um die Wischansteuersignale 118, 126 oder das Plattenansteuersignal 120 ferner unter Verwendung des Regensensorsignals 222 auszugeben, um die Wischaktoren oder den Plattenaktor zusätzlich in Abhängigkeit von der Regenstärke anzusteuern.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 zum Ansteuern einer Scheibenwischanlage kann beispielsweise unter Verwendung eines Steuergeräts, wie es vorangehend anhand der 1 und 2 beschrieben ist, durchgeführt werden. Dabei wird in einem Schritt 310 die Kollisionsinformation eingelesen. In einem weiteren Schritt 320 werden unter Verwendung der Kollisionsinformation das Wischansteuersignal, das weitere Wischansteuersignal sowie das Plattenansteuersignal ausgegeben.
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4 zeigt zwei Diagramme zur schematischen Darstellung einer typischen Form eines SUV 400 und eines sogenannten 1-Box-Fahrzeugs 402.
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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.
