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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Auslösezeitpunkts einer aktiven Personenschutzeinrichtung, insbesondere einer Gassackeinrichtung, eines Fahrzeugs.
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Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Personenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Derartige Verfahren und zugehörige Personenschutzeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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In diesem Zusammenhang sind Fahrzeuge zur Abmilderung der Folgen einer Kollision oder eines Verkehrsunfalls mit Personenschutzeinrichtungen, z. B. Gassackeinrichtungen, ausgestattet. Um eine möglichst gute Wirkung der Personenschutzeinrichtung zu erzielen, ist es nötig, diese zu einem geeigneten Zeitpunkt auszulösen. Dieser liegt insbesondere schon kurze Zeit vor einer möglichen Kollision.
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Die
US 5732785 A beschreibt vor diesem Hintergrund ein Verfahren zur Bestimmung eines Auslösezeitpunkts eines Gassacks. Das Verfahren ermittelt dafür einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Kollisionsobjekt, das auch ein Fahrzeug sein kann. Zudem wird eine Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum Kollisionsobjekt errechnet.
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Darüber hinaus zeigt die
DE 10 2005 008 190 A1 eine Seitenaufprall-Steuerungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem adaptiven Rückhaltesystem. Dieses bestimmt eine Aktivierungszeit und einen Auslösungsstatus für das adaptive Rückhaltesystem und aktiviert dieses entsprechend. Es werden dabei sowohl fahrzeugspezifische als auch kollisionsobjektspezifische Informationen berücksichtigt.
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Ferner ist aus der
DE 10 2014 008 897 A1 ein Verfahren zur Ermittlung eines voraussichtlichen Zeitpunktes für eine Kollision zwischen zwei Kraftfahrzeugen bekannt geworden. In diesem Zusammenhang werden für beide Kraftfahrzeuge wahrscheinliche zukünftige Trajektorien ermittelt. Es kann somit der Zeitpunkt der voraussichtlichen Kollision als derjenige Zeitpunkt errechnet werden, zu dem sich die beiden Trajektorien schneiden.
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Die
DE 10 2004 046 360 A1 offenbart zudem ein Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem, welches mehrere Sicherheitseinrichtungen umfasst. Diese werden in Abhängigkeit von Informationen wenigstens einer Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung angesteuert, wobei eine verbleibende Zeit bis zum Zusammenstoß ermittelt wird. Zusätzlich sind für mindestens zwei der den Sicherheitseinrichtungen zugeordneten Aktoren zugehörige Aktivierungszeiten hinterlegt, mit denen die bis zum Zusammenstoß verbleibende Zeit verglichen wird. Eine Aktivierung wenigstens einer Sicherheitseinrichtung erfolgt dann, wenn die verbleibende Zeit bis zum Zusammenstoß kleiner oder gleich mindestens einer der Aktivierungszeiten der Aktoren ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren zur Bestimmung eines Auslösezeitpunkts einer aktiven Personenschutzeinrichtung sowie zugehörige Personenschutzeinrichtungen weiter zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- a) Prognostizieren einer Bewegungsbahn des Fahrzeugs unter Nutzung fahrerspezifischer Informationen,
- b) Prognostizieren eines Kollisionszeitpunkts des Fahrzeugs mit einem detektierten Kollisionsobjekt anhand der Bewegungsbahn und
- c) Festlegen des Auslösezeitpunktes der Personenschutzeinrichtung unter Berücksichtigung des Kollisionszeitpunktes.
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Beim Kollisionsobjekt kann es sich sowohl um ein statisches als auch um ein dynamisches, d.h. sich bewegendes Kollisionsobjekt handeln. Beispielhafte dynamische Kollisionsobjekte sind Automobile, Motorräder, Fahrräder und Fußgänger. Statische Kollisionsobjekte können Leitplanken, Bäume und/oder Masten sein.
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Die Personenschutzeinrichtung ist z.B. eine innere Gassackeinrichtung, eine äußere Gassackeinrichtung oder eine Gurtstraffereinrichtung. Zudem kann die Personenschutzeinrichtung eine Scheiben- und/oder Dachbetätigungseinrichtung, eine Überschlagsschutzeinrichtung, eine Motorhaubenaufstellereinrichtung, eine Dämpfungseinrichtung oder eine aktive Kopfstützeneinrichtung sein.
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Befindet sich ein Fahrzeug in einer kollisionskritischen Situation, reagiert üblicherweise der Fahrer des Fahrzeugs und versucht, in diesem Zusammenhang das Fahrzeug derart zu steuern, dass eine Kollision möglichst vermieden wird. Bei der zu prognostizierenden Bewegungsbahn kann daher auch von einer Aufprallvermeidungstrajektorie gesprochen werden. Bei der Prognose geht es also auch darum vorherzusehen, wie der Fahrer reagieren wird. Dafür werden fahrerspezifische Informationen, die auch historische Verhaltensdaten des Fahrers umfassen können, berücksichtigt.
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Die grundlegende Idee der Erfindung ist dabei zu berücksichtigen, dass jeder Fahrer oder zumindest jeder Fahrertyp in einer vorgegebenen kollisionskritischen Situation anders reagiert. Somit kann durch die Berücksichtigung fahrerspezifischer Informationen die Bewegungsbahn mit einer erhöhten Genauigkeit prognostiziert werden und somit ein Auslösezeitpunkt mit größerer Genauigkeit festgelegt werden.
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Das Fahrzeug ist bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Automobil.
Der Kollisionszeitpunkt ist vorzugsweise ein um eine Zeitspanne vor dem Kollisionszeitpunkt liegender Zeitpunkt, wobei die Zeitspanne bei der Durchführung des Verfahrens ermittelt wird und von Parametern wie Geschwindigkeit, Aufprallort und Fahrzeuglage während des Aufpralls sowie Kollisionsobjekt abhängig sein kann.
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Bevorzugt wird das Verfahren ausgeführt, wenn eine kollisionskritische Fahrsituation detektiert wird. Eine solche Fahrsituation liegt vor, wenn eine Kollision nur noch bei einer Reaktion innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne vermieden werden kann oder bereits unvermeidlich ist. Eine kollisionskritische Fahrsituation kann mittels einer sogenannten Umfeldsensoreinheit erfasst werden, die beispielsweise eine Kamera und/oder eine Radareinheit umfasst. Folglich wird ein Auslösezeitpunkt einer Personenschutzeinrichtung gegenüber dem Stand der Technik weiter optimiert.
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In einer Ausführungsform wird neben dem Auslösezeitpunkt eine Kollisionsstelle am Fahrzeug, an der das Fahrzeug mit dem detektierten Kollisionsobjekt in Kontakt kommt, bestimmt. Zusätzlich kann ein Kollisionswinkel, also derjenige Winkel, unter dem das Fahrzeug mit dem Kollisionsobjekt zusammenstoßen wird, ermittelt werden.
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Zum einen kann durch die Berücksichtigung der Kollisionsstelle und/oder des Kollisionswinkels der Auslösezeitpunkt mit einer höheren Genauigkeit bestimmt werden. Für den Fall, dass das Fahrzeug mit mehreren Personenschutzeinrichtungen, insbesondere mit mehreren Gassackeinrichtungen ausgestattet ist, kann zum anderen in Abhängigkeit der Kollisionsstelle und/oder des Kollisionswinkels festgelegt werden, welche der Personenschutzeinrichtungen, insbesondere welche der Gassackeinrichtungen, ausgelöst wird. Es müssen in diesem Zusammenhang nicht immer alle vorhandenen Personenschutzeinrichtungen, insbesondere nicht alle Gassackeinrichtungen, ausgelöst werden. Bevorzugt bleiben dabei diejenigen Personenschutzeinrichtungen unausgelöst, deren Auslösen ein gegenüber der zugehörigen Schutzwirkung überhöhtes Verletzungsrisiko für einen oder mehrere Fahrzeuginsassen bedeuten würde. Dieses ist besonders dann hoch, wenn ein Fahrzeuginsasse eine von einer aufrecht sitzenden Standardposition abweichenden Haltung einnimmt.
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Im Schritt a) können mehrere Bewegungsbahnkandidaten ermittelt werden und unter Nutzung fahrerspezifischer Informationen der Bewegungsbahnkandidat mit der relativ größten Eintrittswahrscheinlichkeit als Bewegungsbahn ausgewählt werden. Die fahrerspezifischen Informationen erlauben dabei eine schnelle und präzise Auswahl der prognostizierten Bewegungsbahn.
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Vorzugsweise werden die fahrerspezifischen Informationen im Betrieb des Fahrzeugs ermittelt. Der Betrieb des Fahrzeugs schließt dabei sowohl vergangene kollisionskritische Situationen, insbesondere Unfallsituationen, als auch den normalen, das heißt kollisionsunkritischen Betrieb des Fahrzeugs ein. Während des Betriebs wird das Fahrverhalten des Fahrers gespeichert und analysiert. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang das Lenk-, Beschleunigungs- und/oder Bremsverhalten analysiert werden.
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Selbstverständlich ist es für die Ermittlung der fahrerspezifischen Informationen notwendig, den Fahrer in einer geeigneten Weise zu identifizieren. Das kann über einen fahrerindividuellen Fahrzeugschlüssel geschehen.
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Die fahrerspezifischen Informationen können ein Reaktionsvermögen des Fahrers, insbesondere eine fahrerspezifische durchschnittliche Reaktionszeit, und/oder eine Fahrverhaltensklassifizierung des Fahrers und/oder eine Entscheidungsänderungsrate des Fahrers umfassen. In diesem Zusammenhang wird bei einem Fahrer mit vergleichsweise langer Reaktionszeit eine Bewegungsbahn, bei der beispielsweise später eingelenkt wird, gegenüber einer Bewegungsbahn, bei der früher eingelenkt wird, bevorzugt. Die Fahrverhaltensklassifizierung kann eine Klasse für defensive Fahrer, für moderate Fahrer und/oder für aggressive Fahrer umfassen. Bei einem aggressiv klassifizierten Fahrer wird dann eine Bewegungsbahn, bei der stärker eingelenkt wird, gegenüber einer Bewegungsbahn, bei der schwächer eingelenkt wird, bevorzugt. Die Entscheidungsänderungsrate gibt an, wie häufig und mit welcher Geschwindigkeit der Fahrer bereits getroffene Quer- oder Längsbeschleunigungsentscheidungen wieder verwirft und durch neue ersetzt. Die Entscheidungsänderungsrate kann dabei geschwindigkeitsabhängig sein. Zusätzlich kann eine Umentscheidungszeit berücksichtigt werden. Die vorgenannten Informationen erlauben es, mit einer größeren Sicherheit Bewegungsbahnen zu prognostizieren und damit auf präzise Weise einen Auslösezeitpunkt festzulegen.
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Das Kollisionsobjekt kann ein Fahrzeug sein und im Schritt b) und/oder im Schritt c) kann eine Bewegungsbahn des Kollisionsobjekts berücksichtigt werden, insbesondere an das Fahrzeug gesendet werden. Die beiden potentiellen miteinander kollidierenden Fahrzeuge kommunizieren also miteinander. Dies wird auch als car-to-car-communication bezeichnet. Es wird somit die Wechselwirkung zwischen sich in einer kollisionskritischen Situation befindenden Fahrzeugen bei der Ermittlung der Bewegungsbahn berücksichtigt. Dies geschieht bereits im Vorfeld einer möglichen Kollision. Es wird damit der Tatsache Rechnung getragen, dass ein Fahrer eines sich in einer kollisionskritischen Situation befindenden Fahrzeugs zumindest unterbewusst bei seinen Fahrentscheidungen auch die von ihm wahrgenommene Bewegung des Kollisionsobjekts berücksichtigt. Die Bewegungsbahn kann so besonders genau vorhergesagt werden.
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In einer Variante ist das Kollisionsobjekt ein Fahrzeug und im Schritt b) und/oder im Schritt c) werden fahrerspezifische Informationen des Kollisionsobjekts berücksichtigt, insbesondere an das Fahrzeug gesendet. Wieder kommunizieren also die beiden potentiell miteinander kollidierenden Fahrzeuge miteinander. Dies kann als car-to-car-communication bezeichnet werden. Es ergeben sich die gleichen Vorteile und Effekte wie oben beschrieben.
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Auch kann das Kollisionsobjekt ein Fahrzeug sein und die Bewegungsbahn und/oder fahrerspezifische Informationen kann bzw. können an das Kollisionsobjekt gesendet werden. Das Kollisionsobjekt empfängt nun also Daten. Zusammen mit den vorgenannten Aspekten kann also eine bidirektionale Kommunikation der beiden potentiell miteinander kollidierenden Fahrzeuge stattfinden. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile und Effekte.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe durch eine Personenschutzeinrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, mit einer Auslöseeinheit und einer Steuerung, wobei auf einer mit der Steuerung gekoppelten Speichereinheit fahrerspezifische Informationen hinterlegt sind. Wie bereits erläutert, werden die fahrerspezifischen Informationen dafür genutzt, eine genaue Bewegungsbahn des Fahrzeugs zu prognostizieren. Damit kann die Auslöseeinheit einen besonders präzisen Auslösezeitpunkt ermitteln.
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Vorteilhafterweise umfasst die Steuerung eine Prognoseeinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs unter Nutzung der fahrerspezifischen Informationen zu prognostizieren. Die Bewegungsbahn kann dadurch besonders präzise vorhergesagt werden.
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Die Prognoseeinheit lässt sich so ausbilden, dass sie auf Basis der Bewegungsbahn einen Kollisionszeitpunkt des Fahrzeugs mit einem detektierten Kollisionsobjekt ermittelt. Aufgrund der präzise vorhergesagten Bewegungsbahn kann der Kollisionszeitpunkt mit besonders hoher Genauigkeit ermittelt werden.
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Die Steuerung kann mit einer Fahrsituationserkennungseinheit gekoppelt sein, um eine kollisionskritische Fahrsituation zu erkennen. Diese umfasst beispielsweise eine Kamera und/oder eine Radareinheit. Somit kann eine kollisionskritische Fahrsituation zuverlässig erkannt werden.
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In einer Variante umfasst die Steuerung eine Fahrerdatenerfassungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die fahrerspezifischen Informationen im Betrieb des Fahrzeugs zu ermitteln. Wie bereits erläutert, können die fahrerspezifischen Informationen ein Reaktionsvermögen, eine Fahrverhaltensklassifizierung und/oder eine Entscheidungsänderungsrate umfassen.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Personenschutzeinrichtung ein drahtlos Daten übermittelndes Sendemodul umfassen, das dazu ausgebildet ist, fahrerspezifische Informationen und/oder Bewegungsbahndaten an ein Kollisionsobjekt, insbesondere ein Fahrzeug, zu senden, und/oder durch ein drahtlos übermittelte Daten empfangendes Empfangsmodul, das dazu ausgebildet ist, fahrerspezifische Informationen und/oder Bewegungsbahndaten von einem Kollisionsobjekt, insbesondere einem Fahrzeug, zu empfangen. Es wird so eine Kommunikation zwischen zwei potentiell miteinander kollidierenden Fahrzeugen ermöglicht.
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Die Personenschutzeinrichtung kann zudem mehrere selektiv auslösbare Gassäcke umfassen. Insbesondere kann dabei eine Abwägung zwischen dem schützenden Effekt eines Gassacks und dem mit dem Auslösen eines Gassacks verbundenen Verletzungsrisiko stattfinden. Vor diesem Hintergrund können nur ausgewählte Gassäcke ausgelöst werden und andere nicht. Speziell wenn ein Fahrzeuginsasse eine von einer aufrecht sitzenden Standardposition abweichenden Haltung einnimmt, kann das Verletzungsrisiko durch den Gassack vergleichsweise hoch sein. Somit ist insgesamt ein besonders wirkungsvoller Schutz von Fahrzeuginsassen gewährleistet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigen:
- - 1 schematisch eine erfindungsgemäße Personenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines Auslösezeitpunkts der aktiven Personenschutzeinrichtung und
- - 2 schematisch ein Fahrzeug in einer kollisionskritischen Fahrsituation.
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1 zeigt eine aktive Personenschutzeinrichtung 8 eines Fahrzeugs 10 (siehe 2), die als Gassackeinrichtung mit zwei selektiv auslösbaren Gassäcken 11a, 11b ausgeführt ist. Die Personenschutzeinrichtung 8 umfasst ferner eine mit den Gassäcken 11a, 11b gekoppelte Auslöseeinheit 12 sowie eine Steuerung 14. Zudem sind auf einer Speichereinheit 16 fahrerspezifische Informationen hinterlegt. Die Speichereinheit 16 sowie die Auslöseeinheit 12 sind mit der Steuerung 14 gekoppelt.
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Weiter umfasst die Personenschutzeinrichtung 8 eine Fahrsituationserkennungseinheit 18, die dazu ausgebildet ist, eine kollisionskritische Fahrsituation zu erkennen. Sie ist ebenfalls mit der Steuerung 14 gekoppelt.
Die Steuerung 14 weist darüber hinaus eine Prognoseeinheit 20 auf, die eine Bewegungsbahn 22 des Fahrzeugs 10 unter Nutzung der auf der Speichereinheit 16 hinterlegten fahrspezifischen Informationen prognostizieren kann.
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Auch ist die Prognoseeinheit 20 dazu ausgebildet, auf Basis der Bewegungsbahn 22 einen Kollisionszeitpunkt des Fahrzeugs 10 mit einem detektierten Kollisionsobjekt 24 (siehe 2), das vorliegend ebenfalls ein Fahrzeug ist, zu ermitteln.
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Außerdem ist die Steuerung 14 mit einer Fahrerdatenerfassungseinheit 26 ausgerüstet, die die fahrerspezifischen Informationen im Betrieb des Fahrzeugs 10 ermittelt.
Die Personenschutzeinrichtung 8 in der dargestellten Ausführungsform kann ferner auch mit dem Kollisionsobjekt 24 kommunizieren.
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Dafür umfasst sie ein drahtlos Daten übermittelndes Sendemodul 28, das fahrerspezifische Informationen und/oder Bewegungsbahndaten an das Kollisionsobjekt 24 sendet.
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Ebenfalls Teil der Personenschutzeinrichtung 8 ist ein drahtlos übermittelte Daten empfangendes Empfangsmodul 30, das fahrerspezifische Informationen und/oder Bewegungsbahndaten von einem Kollisionsobjekt 24 empfängt.
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Mittels der Personenschutzeinrichtung 8 kann ein Verfahren zur Bestimmung eines Auslösezeitpunkts der aktiven Personenschutzeinrichtung 8 ausgeführt werden. Vorliegend wird in diesem Zusammenhang ein Auslösezeitpunkt für zumindest einen der Gassäcke 11a, 11b festgelegt.
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Das Verfahren wird ausgeführt, wenn eine kollisionskritische Fahrsituation von der Fahrsituationserkennungseinheit 18 erkannt wird. In der in 2 dargestellten kollisionskritischen Fahrsituation bewegen sich das Fahrzeug 10 und das Kollisionsobjekt 24 aufeinander zu. Das Fahrzeug bewegt sich also in der Figur nach rechts und das Kollisionsobjekt 24 nach links.
In einem ersten Schritt wird dann eine Bewegungsbahn 22 des Fahrzeugs 10 unter Nutzung der auf der Speichereinheit 16 abgelegten fahrerspezifischen Informationen prognostiziert.
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Die fahrerspezifischen Informationen werden dabei im Betrieb (z.B. auch über mehrere Tage oder Wochen hinweg) des Fahrzeugs 10 ermittelt und auf der Speichereinheit 16 abgelegt.
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Sie umfassen ein Reaktionsvermögen des Fahrers, vorliegend eine fahrer-spezifische durchschnittliche Reaktionszeit, eine Fahrverhaltensklassifizierung des Fahrers und eine Entscheidungsänderungsrate des Fahrers.
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Im Rahmen der Prognose der Bewegungsbahn 22 des Fahrzeugs 10 werden mehrere Bewegungsbahnkandidaten 23 ermittelt und unter Nutzung der fahrerspezifischen Informationen der Bewegungsbahnkandidat 23 mit der relativ größten Eintrittswahrscheinlichkeit als Bewegungsbahn 22 ausgewählt.
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Im dargestellten Beispiel ergeben die fahrerspezifischen Informationen, dass der Fahrer mit größter Wahrscheinlichkeit versuchen wird, dem Kollisionsobjekt 24 in Fahrtrichtung nach links auszuweichen. Außerdem wird der Fahrer höchstwahrscheinlich vergleichsweise stark einlenken.
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Mittels der Bewegungsbahn 22 kann ein Kollisionszeitpunkt des Fahrzeugs 10 mit dem Kollisionsobjekt 24 prognostiziert werden.
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Daraufhin wird ein Auslösezeitpunkt der Personenschutzeinrichtung 8 als ein um eine vorgegebene Zeitspanne vor dem Kollisionszeitpunkt liegender Zeitpunkt festgelegt. Dabei wird selbstverständlich der ermittelte Kollisionszeitpunkt berücksichtigt.
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Zu diesem Zeitpunkt werden die Gassäcke 11a, 11b mittels der Auslöseeinheit 12 ausgelöst.
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Ist das Kollisionsobjekt 24, wie dargestellt, ein Fahrzeug, kann bei der Prognose des Kollisionszeitpunktes und beim Festlegen des Auslösezeitpunkts eine Bewegungsbahn des Kollisionsobjekts 24 berücksichtigt werden. Gleiches gilt für fahrerspezifische Informationen des Kollisionsobjekts 24, die ebenfalls berücksichtigt werden können.
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Diese Daten werden mittels des Empfangsmoduls 30 erfasst. In gleicher Weise werden dem Kollisionsobjekts 24 seitens des Fahrzeugs 10 über das Sendemodul 28 Daten übermittelt. Auch hierbei handelt es sich um fahrerspezifische Informationen und Bewegungsbahndaten.
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Es kann also bei der Ermittlung des Kollisionszeitpunktes und des Auslösezeitpunktes die Wechselwirkung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Kollisionsobjekts 24 berücksichtigt werden.
