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Die Erfindung betrifft ein Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Insassenschutzsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Insassenschutzsystems.
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Insassenschutzsysteme für Kraftfahrzeuge haben sich im Laufe der Zeit ständig weiterentwickelt. Heutzutage ist es beispielsweise üblich, dass Kraftfahrzeuge als Teil eines Insassenschutzsystems einen Airbag aufweisen. Dieser wird bei einem detektierten Aufprall automatisch ausgelöst, wobei ein Auslösezeitpunkt in Relation zum Zeitpunkt der Aufpralldetektion fest vorgegeben ist. Der vorgegebene Auslösezeitpunkt, also eine vorgegebene Auslöseverzögerung, wird heutzutage üblicherweise vorab praktisch anhand von Crashtests ermittelt. Dabei können aufgrund des damit verbundenen Aufwandes jedoch nur eine begrenzte, relativ geringe Anzahl unterschiedlicher Aufprallszenarien getestet werden. Im realen Verkehrsgeschehen kann demgegenüber eine nahezu unüberschaubar große Vielfalt unterschiedlicher Aufprallszenarien auftreten.
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Die WO 2016 / 164 793 A1 befasst sich mit dem Bestimmen einer Größe und Pose eines Fahrzeuginsassen. Dazu wird mittels einer Kamera ein entsprechendes Bild des Fahrzeuginsassen aufgenommen und unter Verwendung eines Klassifikators elektronisch ausgewertet. Ein Fahrzeugsystem kann dann entsprechend gesteuert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst ein aktives Rückhaltesystem, eine Erfassungsrichtung zum Erfassen einer Position wenigstens eines Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs in Relation zu dem aktiven Rückhaltesystem und eine mit dem aktiven Rückhaltesystem und mit der Erfassungseinrichtung verbundene, also über entsprechende Datenverbindungen oder Datenleitungen gekoppelte, Datenverarbeitungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist das Insassenschutzsystem beziehungsweise die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, für wenigstens ein Unfallszenario ausgehend von der erfassten Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen eine Bewegung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen relativ zu dem aktiven Rückhaltesystem und wenigstens eine Auslösung oder Auslösevariante des aktiven Rückhaltesystems mittels eines vorgegebenen Simulationsmodells zu simulieren. Weiter ist das Insassenschutzsystem beziehungsweise die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Simulation für einen verbesserten Schutz des wenigstens einen Fahrzeuginsassen durch das aktive Rückhaltesystem zu bestimmen.
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Heutzutage sind bei herkömmlichen Insassenschutzsystemen die Auslösestrategien nur für einige wenige vorgegebene Situationen optimiert. Sieht man eine Aufprall- oder Crashkonstellation, also ein Unfallszenario, als mehrdimensionalen Punkt in einem abstrakten multidimensionalen Vektorraum an, so sind darin nur einzelne Punkte vorab getestet, also überprüft und die Auslösestrategie entsprechend nur für diese Punkte angepasst, während der Raum zwischen diesen Punkten gar nicht beachtet oder nur mutmaßlich abgedeckt wird. Dabei können einige der möglichen Unfallszenarien oder entsprechende Lastfälle zueinander gegensätzliche oder widersprüchliche Anforderungen aufweisen und eine Diskriminierung der Lastfälle ist nach heutigem Stand der Technik technisch schwierig und aufwendig, insbesondere üblicherweise zu kostspielig. Daraus entsteht oftmals eine suboptimale Auslegung der Rückhaltesysteme mit dem singulären Ziel, die Anforderungen der ausgewählten wenigen diskreten Unfallszenarien zu erfüllen. Dieses Vorgehen ist nach wie vor wichtig und nützlich, da hieraus gewonnene Erkenntnisse eine wichtige Grundlage für die weitere Verbesserung des Insassenschutzes liefern können. Die vorliegende Erfindung kann aber hierauf aufbauen, um den Insassenschutz weiter zu verbessern.
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Insbesondere kann es bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Position des wenigstens einen Insassen, also eines, mehrerer oder aller Insassen des Kraftfahrzeugs, während eines Betriebs oder während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs kontinuierlich oder regelmäßig wiederholt erfasst, also überwacht oder nachverfolgt wird. Entsprechend kann dann ebenso für jede erfasste Position oder bei einer, insbesondere über einen vorgegebenen Schwellenwert hinausgehenden, erfassten Positionsveränderung des Insassen wenigstens eine erneute Simulation durchgeführt werden. Als Unfallszenario für die Simulation kann beispielsweise ein Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs auf ein fahrzeugfremdes stationäres oder bewegliches Hindernis vorgegeben sein. Ebenso können als weitere Unfallszenarien beispielsweise ein Offset-Crash, ein Seitenaufprall, ein Heckaufprall, ein Schleudern, ein Überschlag oder dergleichen mehr vorgegeben sein. Die Simulation kann dann parallel oder nacheinander für einige oder alle dieser vorgegebenen Unfallszenarien entsprechend durchgeführt werden. Es kann also für jedes Unfallszenario eine eigene Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem bestimmt werden. Dabei können insbesondere für ein bestimmtes Unfallszenario jeweils mehrere Variationen, beispielsweise mehrere unterschiedliche Auslösungen oder Auslösevarianten des aktiven Rückhaltesystems simuliert werden, um eine hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums optimierte Auslösestrategie zu bestimmen. Ein solches vorgegebenes Kriterium kann beispielsweise sein, dass der Fahrzeuginsasse zu einem Zeitpunkt mit dem aktiven Rückhaltesystem in Kontakt kommt, zu dem dieses seine beste Rückhalte- oder Schutzwirkung entfaltet.
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So kann es also für aktive Rückhaltemittel, welche ihre Funktion im Wesentlichen über ihre Form beziehungsweise eine Formveränderung erfüllen, ausschlaggebend sein, diese Form oder Geometrie beziehungsweise Formveränderung auf einen bestimmten Zeitpunkt zu optimieren. Dies ist insbesondere deshalb der Fall, da derartige Rückhaltesysteme, wie beispielsweise Airbags, ihre beste Rückhalte- oder Schutzwirkung nur in einem relativ kurzen Zeitfenster entfalten oder bieten können. So sollte der Fahrzeuginsasse erst nach einem kompletten Befüllen oder Aufblasen des Airbags mit diesem in Kontakt kommen, da ansonsten ein Entfaltungs- oder Positionierungsprozess des Airbags zu erhöhten Belastungen des Fahrzeuginsassen führen kann. Der Kontakt zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Airbags sollte aber ebenso nicht zu lange nach dem kompletten Befüllen oder Entfalten des Airbags erfolgen, da von diesem Zeitpunkt an der Airbag wieder erschlafft, wodurch die Rückhalte- oder Schutzwirkung des Airbags nach und nach reduziert wird. Befindet sich der Fahrzeuginsasse näher an dem Airbag als ein von einer Auslegung des Airbags abhängiger Minimalabstand, so kann für das komplette Befüllen oder Entfalten des Airbags zu wenig Entfaltungsraum zur Verfügung stehen. In einem solchen Fall kann als Auslösestrategie eine Auslösung mit reduzierter Härte oder Stärke oder ein Auslöseentfall, also ein Nicht-Auslösen, bestimmt oder ausgewählt werden. Befindet sich der Fahrzeuginsasse hingegen weiter als der Minimalabstand von dem Airbag entfernt, so kann dessen Auslösung verzögert werden.
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Maßgeblich für das Bestimmen oder Auswählen der Auslösestrategie kann also statt einer Klassifikation des Fahrzeuginsassen ein zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Airbag beziehungsweise dem aktiven Rückhaltesystem zur Verfügung stehender freier Raum und ein voraussichtlicher Auftreff- oder Kontaktzeitpunkt zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem aktiven Rückhaltesystem, also ein räumlicher und zeitlicher Abstand zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem aktiven Rückhaltesystem, sein. Dieser zeitliche Abstand ist dabei nicht allein bereits durch den räumlichen Abstand definiert. Vielmehr können weitere Faktoren eine Rolle spielen oder einen Einfluss haben, welche in der Simulation beziehungsweise durch die Simulation berücksichtigt werden können. Dies können beispielsweise das jeweilige Unfallszenario oder bestimmte Eigenschaften des Unfallszenarios, also beispielsweise eine Aufprallrichtung, ein Aufprallort und eine Aufprallstärke, eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Stellung oder Haltung des Fahrzeuginsassen, ein Vorhandensein und gegebenenfalls eine Anordnung weiterer Gegenstände in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, insbesondere zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem aktiven Rückhaltesystem, und/oder dergleichen mehr sein. Die vorliegende Erfindung bietet durch die Simulation also gegenüber einer beispielsweise herstellerseitig vor einem Einsatz des Kraftfahrzeugs vorgegebenen statischen Einstellung der Auslösestrategie den Vorteil, dass für eine nahezu beliebige Vielfalt unterschiedlicher Unfallszenarien einschließlich einer jeweiligen Situation in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs dynamisch und flexibel eine entsprechend situationsangepasste Auslösestrategie bestimmt werden kann. Besonders vorteilhaft kann es dabei vorgesehen sein, dass nicht oder nicht nur mehrere unterschiedliche Auslösestrategien fest vorgegeben sind, sondern ein oder mehrere Parameter beziehungsweise Parameterwerte der Auslösestrategie dynamisch, insbesondere kontinuierlich, angepasst oder verstellt werden beziehungsweise werden können.
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Die vorliegende Erfindung kann insbesondere vor dem Hintergrund besonders vorteilhaft eingesetzt werden, dass in Zukunft mit einer zunehmenden Verbreitung autonomer Kraftfahrzeuge zu rechnen ist und in solchen autonomen Kraftfahrzeugen, also bei einem autonomen Fahrbetrieb, gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen zusätzliche Freiheitsgrade im Fahrzeuginnenraum bestehen können. Beispielsweise können Innenräume autonomer Kraftfahrzeuge gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen flexibler gestaltet sein und/oder genutzt werden. Beispielsweise können unterschiedlich orientierte, gegebenenfalls sogar frei drehbare Sitzanlagen, zusätzliche Einrichtungsgegenstände, wie beispielsweise ein Arbeits- oder Konferenztisch, oder dergleichen vorgesehen sein und/oder die Fahrzeuginsassen können sich in dem Innenraum frei bewegen. Dies kann zu einer unüberschaubaren Vielfalt unterschiedlicher Situationen oder Szenarien führen, welche mit herkömmlichen Testmethoden nicht mehr mit vertretbarem Aufwand vorab getestet werden können, um eine allgemeingültige Auslösestrategie statisch festzulegen. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen derartig unterschiedlicher Situationen oder Szenarien kann zudem eine einzige Auslösestrategie nicht optimal für alle Situationen oder Szenarien sein.
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Die Erfassungseinrichtung kann insbesondere zum Erfassen der jeweiligen Situation in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgebildet und eingerichtet sein. Die Erfassungseinrichtung kann insbesondere also den gesamten Innenraum oder eine gesamte Fahrgastkabine des Kraftfahrzeugs, bevorzugt aus mehreren Winkeln oder Perspektiven, Erfassen. Um die Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen relativ zu dem aktiven Rückhaltesystem, also einen Abstand oder freien Raum zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem aktiven Rückhaltesystem, zu erfassen oder zu bestimmen, kann die Erfassungseinrichtung ein geeignetes räumliches Messverfahren verwenden. Dazu kann die Erfassungseinrichtung beispielsweise wenigstens eine Time-of-Flight-Kamera, eine Radar- oder Lidareinrichtung, einen Laserscanner, ein Ultraschallsystem und/oder dergleichen mehr umfassen. Dabei können mehrere unterschiedliche dieser Erfassungsmodalitäten verwendet werden, um eine verbesserte Zuverlässigkeit und Robustheit des Erfassens zu erreichen.
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Das vorgegebene Simulationsmodell kann bevorzugt ein Modell des Kraftfahrzeugs oder des Innenraums des Kraftfahrzeugs sowie eine Physik- oder Kollisionssimulation beziehungsweise ein entsprechendes Simulationsmodul umfassen. Derartige Simulationen oder Module sind beispielsweise aus dem Bereich der Computerspiele bekannt und können mit heutzutage verfügbarer Berechnungshardware auch schnell genug berechnet werden, um eine sinnvolle und nutzbringende Anwendung während der Fahrt, also im Verkehrsgeschehen in Echtzeit zu ermöglichen. Von der Erfassungseinrichtung erfasste Erfassungsinformationen, einschließlich der Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen können dem vorgegebenen Simulationsmodell als Eingangsdaten bereitgestellt werden. Die Erfassungsdaten können zudem eine jeweils aktuelle Geometrie des Innenraums des Kraftfahrzeugs umfassen. Das vorgegebene Simulationsmodell kann also in Abhängigkeit von den jeweils bereitgestellten Erfassungsdaten dynamisch angepasst werden, um die jeweils aktuelle Situation widerzuspiegeln oder zu berücksichtigen. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die jeweils bestimmte Auslösestrategie situationsangepasst oder situationsoptimiert ist und somit in der jeweiligen Situation einen möglichst guten Insassenschutz für den wenigstens einen Fahrzeuginsassen bieten kann.
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Die vorliegende Erfindung kann also einen verbesserten Insassenschutz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug bieten in einer Vielzahl unterschiedlicher Situationen, ohne dass hierfür eine Lastfalldiskriminierung und/oder jeweilige einzelne Crashtests vorab für alle diese Situationen durchgeführt werden müssen. Weiterhin lassen sich durch die vorliegende Erfindung die zu erwartenden Anforderungen an den Insassenschutz auch bei zukünftig auftretenden neuen Freiheitsgraden bei einem autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb mit vertretbarem Aufwand erfüllen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, bei einem detektierten tatsächlichen Unfall des Kraftfahrzeugs wenigstens eine Charakteristik dieses Unfalls zu erfassen und mit dem wenigstens einen Unfallszenario abzugleichen und bei einer entsprechenden Übereinstimmung das aktive Rückhaltesystem gemäß der bestimmten Auslösestrategie anzusteuern. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann also beispielsweise von einer Crashsensorik, also etwa einem Aufprall- oder Beschleunigungssensor, des Kraftfahrzeugs ein Signal empfangen, welches einen stattfindenden Aufprall oder Unfall anzeigt. Ebenso kann die Crashsensorik Teil des erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems sein. Die Charakteristik des Unfalls kann beispielsweise eine resultierende Verzögerungs- oder Beschleunigungsrichtung des Kraftfahrzeugs, ein Aufprallort, also eine Stelle des Kraftfahrzeugs, an welchem dieses in Kontakt mit einem fahrzeugexternen Hindernis kommt, eine Aufprallstärke, also eine resultierende Relativbeschleunigung von in dem Fahrzeug befindlichen Gegenständen in Bezug zu dem Kraftfahrzeug, und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen. Die Übereinstimmung des detektierten Unfalls mit dem Unfallszenario ist also dann gegeben, wenn zumindest die wenigstens eine erfasste Charakteristik des tatsächlich stattfindenden Unfalls mit der entsprechenden Charakteristik oder deren Wert in dem Unfallszenario übereinstimmt. Beispielsweise kann also der tatsächliche Unfall ein Frontalaufprall sein und die Simulation entsprechend für einen Frontalaufprall durchgeführt werden oder durchgeführt worden sein, also als Teil oder Eigenschaft des Unfallszenario vorgegeben oder hinterlegt sein.
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Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die entsprechende Übereinstimmung nur dann festgestellt wird, wenn hierfür ein vorgegebener Konfidenzschwellenwert erreicht wird und/oder wenigstens eine vorgegebene Anzahl von Charakteristika zwischen dem tatsächlichen Unfall und dem Unfallszenario einander entsprechen oder miteinander übereinstimmen.
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Das Ansteuern des Rückhaltesystems kann beispielsweise bedeuten, dass ein entsprechender Parameterwert an ein Steuergerät des aktiven Rückhaltesystems übermittelt wird oder ein entsprechend angepasstes Auslösesignal zu einem durch die bestimmte Auslösestrategie vorgegebenen Zeitpunkt an das aktive Rückhaltesystem gesendet wird. Auf diese Weise kann also vorteilhaft sichergestellt werden, dass das aktive Rückhaltesystem nur dann spezifisch situationsangepasst, also beispielsweise abweichend von einer Vorgabe oder Standardeinstellung, betrieben, also ausgelöst wird, wenn die bestimmte Auslösestrategie tatsächlich zu der realen Situation passt, also mit dieser zumindest zu einem vorgegeben Grad oder Anteil in dem wenigstens einen Charakteristikum übereinstimmt. Hierdurch kann, zumindest im Durchschnitt, insgesamt ein verbesserter Insassenschutz erreicht werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Simulation für mehrere unterschiedliche Unfallszenarien durchzuführen, automatisch dasjenige der mehreren Unfallszenarien auszuwählen, welches gemäß der wenigstens einen erfassten Charakteristik die größte Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Unfall, also mit entsprechenden während des real stattfindenden Unfalls erfassten Charakteristika, aufweist, und das aktive Rückhaltesystem gemäß der für das ausgewählte Unfallszenario bestimmten Auslösestrategie anzusteuern. Mit anderen Worten werden also während der Fahrt oder während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs für die jeweiligen Erfassungsdaten mehrere unterschiedliche Situationen oder Unfalllehrgänge simuliert und für jede Simulation, also für jedes unterschiedliche Unfallszenario, jeweils eine beste Auslösestrategie bestimmt. Wenn es dann zu dem tatsächlichen Unfall kommt, stehen somit für die jeweilige Situation in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs bereits mehrere unterschiedliche Auslösestrategien zur Verfügung. Somit kann vorteilhaft best- und schnellstmöglich auf den jeweiligen Unfall reagiert werden, da nicht erst nach oder bei Detektion des Unfalls die Simulation für das entsprechende Unfallszenario durchgeführt werden muss. Dem hier vorgeschlagenen Vorgehen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Situation in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, also die Position des Fahrzeuginsassen und/oder eine Konfiguration des Innenraums, also einer Inneneinrichtung des Kraftfahrzeugs, und/oder eine Anordnung weiterer Gegenstände in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs während der Fahrt üblicherweise nur selten und/oder relativ langsam ändert. Dies wird vorliegend ausgenutzt, wodurch die Simulationen beispielsweise detaillierter durchgeführt und somit die jeweils beste Auslösestrategie genauer oder zuverlässiger bestimmt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das aktive Rückhaltesystem wenigstens einen Airbag, der gemäß der bestimmten Auslösestrategie betreibbar ist. Trotz der Bezeichnung als aktives Rückhaltesystem ist dieses also Teil einer passiven Sicherheit oder Sicherheitseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für einen Airbag anwendbar, da Airbags heutzutage in den meisten Kraftfahrzeugen vorhanden sind und die effektive Schutzwirkung eines Airbags signifikant von der Verwendung einer geeigneten Auslösestrategie abhängen und profitieren kann. Während also beispielsweise in einem herkömmlichen Kraftfahrzeug davon ausgegangen werden kann, dass sich der Fahrer in einem zumindest im Wesentlichen bekannten Abstand zu dem Lenkrad und somit zu einem darin angeordneten Fahrer-Airbag befindet, ist dies in einem autonomen Kraftfahrzeug nicht notwendigerweise der Fall. Da ein Airbag je nach Ausgestaltung beispielsweise nur in einem Zeitfenster von wenigen Millisekunden seine optimale Schutzwirkung entfalten oder bereitstellen kann, können bereits Positionsunterschiede des jeweiligen Fahrzeuginsassen, die deutlich geringe sind als eine typische Abmessung einer Fahrgastzelle, dazu führen, dass bei Verwendung einer statisch vorgegebenen Auslösestrategie nicht mehr die optimale Schutzwirkung durch den Airbag erreicht wird. Dieser Problematik kann durch die vorliegende Erfindung begegnet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, als Teil der Auslösestrategie wenigstens einen Auslösezeitpunkt, eine Auslösestärke und/oder einen Auslösewinkel des aktiven Rückhaltesystems anzupassen. Mit anderen Worten wird also ein Wert wenigstens einer dieser Größen oder Parameter in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Simulation an das Unfallszenario und die erfasste Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen in dem Kraftfahrzeug angepasst, also entsprechend eingestellt. Durch das Anpassen oder Einstellen dieser Größen beziehungsweise Werte kann vorteilhaft besonders einfach und flexibel die Auslösestrategie an die jeweilige Situation angepasst werden, um in unterschiedlichen Situationen jeweils einen bestmöglichen Insassenschutz zu erreichen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Geschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs zu erfassen und in Abhängigkeit davon die Bewegung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen für das jeweilige Unfallszenario zu simulieren. Mit anderen Worten wird also ein jeweils aktueller Fahrzustand des Kraftfahrzeugs erfasst und für die Simulation berücksichtigt. Der Fahrzustand, also die aktuelle Geschwindigkeit und Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, kann beispielsweise jeweils erneut erfasst werden, unmittelbar bevor die jeweilige Simulation durchgeführt wird. Der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs vor einem tatsächlichen Unfall kann einen wesentlichen Einfluss auf den Unfallverlauf haben, sodass durch die Berücksichtigung des Fahrzustand des für die Simulation die dann bestimmte Auslösestrategie besonders zuverlässig einen verbesserten Insassenschutz ermöglichen kann. Das Simulationsmodell kann zudem technische Daten des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eine technisch erreichbare Bremsleistung oder eine maximale erreichbare Verzögerung enthalten oder berücksichtigen. Somit können dann ausgehend von dem jeweils aktuellen Fahrzustand verschiedene Simulationen durchgeführt werden, beispielsweise für einen ungebremsten Aufprall, eine vor einem eigentlichen Aufprall applizierte maximale Bremsverzögerung und/oder dazwischen liegende Werte. Hierdurch kann gegebenenfalls eine verbesserte oder besonders genau an die jeweilige Situation angepasste Auslösestrategie bestimmt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Insassenschutzsystem mehrere aktive Rückhaltesysteme, also beispielsweise mehrere Airbags. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist dann dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Simulation die Auslösestrategien der mehreren aktiven Rückhaltesysteme aufeinander abgestimmt zu bestimmen oder anzupassen. Mit anderen Worten ist das Insassenschutzsystem beziehungsweise die Datenverarbeitungseinrichtung also dazu eingerichtet, eine koordinierte Gesamtauslösestrategie für die mehreren aktiven Rückhaltesysteme zu bestimmen. Dies kann bedeuten, dass beispielsweise in der jeweiligen Situation unterschiedlich weit von dem jeweiligen Fahrzeuginsassen entfernte der mehreren aktiven Rückhaltesysteme koordiniert zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgelöst werden. So kann beispielsweise für einen initialen Aufprall oder Kontakt des Fahrzeuginsassen zunächst ein erstes der aktiven Rückhaltesysteme ausgelöst werden. Diesem gegenüber verzögert kann dann ein zweites der mehreren aktiven Rückhaltesysteme ausgelöst werden, um ein Zurückfedern, also eine Gegenbewegung (englisch: „Rebound“) des Fahrzeuginsassen aufzufangen. Welches dieser beiden aktiven Rückhaltesysteme zuerst ausgelöst wird und mit welchem zeitlichen Abstand zueinander die beiden aktiven Rückhaltesysteme ausgelöst werden, kann dabei von der erfassten Position des Fahrzeuginsassen, von jeweiligen Auslegungen oder Eigenschaften der aktiven Rückhaltesysteme, von dem jeweiligen Unfallszenario und/oder dergleichen mehr abhängen. Beispielsweise könnte bei einem Frontalaufprall ein Frontairbag gleichzeitig mit einem Seitenairbag oder ausschließlich der Frontairbag ausgelöst werden. Bei einem Offset-Aufprall, also einem seitlich versetzten Frontalaufprall, kann hingegen beispielsweise der Seitenairbag zeitlich nach dem Frontairbag ausgelöst werden, um eine durch den versetzten Aufprall resultierende Rotation des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen, durch welche der Fahrzeuginsasse nach dem Kontakt mit dem Frontairbag sich in Richtung des Seitenairbags bewegen kann. Durch die koordinierte Gesamtauslösestrategie für die mehreren aktiven Rückhaltesysteme kann also in unterschiedlichen Situationen vorteilhaft besonders zuverlässig der Insassenschutz verbessert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, Umgebungsdaten zu erfassen, die eine Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisieren. Dies kann bedeuten, dass die Umgebungsdaten mittels einer Umgebungserfassungseinrichtung, beispielsweise einer Kamera und/oder eines Radar- oder Lidarsystems, des Kraftfahrzeugs erfasst und dann an die Datenverarbeitungseinrichtung bereitgestellt oder von dieser abgerufen werden. Die entsprechende Umgebungserfassungseinrichtung kann ebenso Teil des Insassenschutzsystems und dann beispielsweise direkt durch die Datenverarbeitungseinrichtung gesteuert sein. Die Umgebungsdaten können insbesondere Objekte oder Hindernisse in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer, Teile einer Infrastruktur, Gebäude und/oder dergleichen mehr, abbilden. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist weiter dazu eingerichtet, anhand der Umgebungsdaten wenigstens ein für das Kraftfahrzeug kollisionsgefährliches Hindernis zu bestimmen. Dazu kann die Datenverarbeitungseinrichtung bevorzugt den aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs berücksichtigen.
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Ein kollisionsgefährliches Hindernis kann dann beispielsweise ein Hindernis, also ein fahrzeugexternes Objekt sein, mit welchem das Kraftfahrzeug aus dem aktuellen Fahrzustand heraus mit zumindest einer vorgegebenen Grenzwahrscheinlichkeit kollidieren kann. Dazu können die Umgebungsdaten insbesondere kontinuierlich erfasst werden, um eine Relativbewegung zwischen dem Kraftfahrzeug und den erfassten Hindernissen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Weiter ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine mögliche Aufprallrichtung für einen Aufprall des Kraftfahrzeugs auf das wenigstens eine bestimmte kollisionsgefährliches Hindernis zu bestimmen und die Bewegung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von der bestimmten möglichen Aufprallrichtung zu simulieren. Dabei können bevorzugt der aktuelle Fahrzustand und/oder technische Daten des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eine erreichbare Bremsverzögerung, eine erreichbare Querbeschleunigung und/oder dergleichen mehr, berücksichtigt werden. Mit anderen Worten wird dann also die Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem sowohl in Abhängigkeit von der jeweiligen tatsächlichen Umgebung des Kraftfahrzeugs als auch in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeuginsassen in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs bestimmt. Hierdurch kann die Auslösestrategie vorteilhaft besonders genau an eine jeweilige Gesamtsituation, also eine umgebende Verkehrssituation und einen Situation im Fahrzeuginnenraum, angepasst und dadurch ein entsprechend verbesserter Insassenschutz erreicht werden. Durch ein entsprechendes Auswerten der Umgebungsdaten kann beispielsweise bereits vor einem tatsächlichen Aufprall des Kraftfahrzeugs gegebenenfalls erkannt werden, dass und aus welcher Richtung ein solcher Aufprall bevorstehen kann. Hierdurch steht vorteilhaft dann mehr Zeit zum Bestimmen und Ausführen oder Anwenden der Auslösestrategie zur Verfügung war sodass das aktive Rückhaltesystem besonders zuverlässig rechtzeitig aktiviert oder angesteuert, also ausgelöst werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Pose des wenigstens einen Fahrzeuginsassen und eine Stellung wenigstens eines verstellbaren Teils einer Inneneinrichtung des Kraftfahrzeugs zu erfassen und für die Simulation zu berücksichtigen. Mit anderen Worten wird also eine Innenraumkonfiguration des Kraftfahrzeugs selbst ebenso wie eine Haltung und die Position des Fahrzeuginsassen in diesem Innenraum berücksichtigt. Der verstellbare Teil der Inneneinrichtung kann beispielsweise eine dreh- und/oder kippbare Sitzanlage, ein ausklappbarer und/oder verschiebbarer Tisch, eine Gepäckraumabdeckung und/oder dergleichen mehr sein. Je nach Stellung solcher Teile der Inneneinrichtung kann die Bewegung des Fahrzeuginsassen in dem Innenraum im Falle eines Aufpralls signifikant variieren. Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit statisch nach vorne ausgerichteten Sitzanlagen wird ein darauf sitzender Sitzinsasse bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs in vorhersehbarer und von vornherein bekannter Art und Weise sich von der Sitzanlage in Richtung Fahrzeugfront bewegen. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall, wenn die Sitzanlage ein drehbarer und dann um einen beliebigen Winkel um eine Fahrzeughochachse rotierter Drehsessel ist. Ist dieser Drehsessel beispielsweise um einen zwischen 90 und 180° liegenden Winkel gegenüber einer Frontausrichtung rotiert, so kann im Falle eines Frontalaufpralls der Sitzinsasse schräg zu einer Fahrzeuglängsrichtung aus dem Drehsessel herausgeschleudert werden. Dementsprechend wird der Sitzinsasse dann zu einem anderen Zeitpunkt in einen Einflussbereich des aktiven Rückhaltesystems gelangen oder gar in einen Einflussbereich eines anderen Rückhaltesystems des Kraftfahrzeugs gelangen. Dies kann mittels der vorliegenden Erfindung für die jeweilige Situation durch die Simulation ermittelt werden, sodass dann also durch die entsprechend bestimmten Auslösestrategie der Fahrzeuginsasse dennoch bestmöglich geschützt wird.
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Besonders vorteilhaft kann es vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinrichtung zum Bestimmen der Auslösestrategie Führungsdaten des Kraftfahrzeugs von einer Führungseinrichtung oder einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs empfängt. Diese Führungsdaten geben dabei eine Längs- und/oder Querführungssteuerung oder -steuerungsstrategie für das Kraftfahrzeug an, welche von der Führungseinrichtung oder dem Steuergerät, also beispielsweise einer autonomen Fahrzeugsteuerung oder einem Assistenzsystem des Kraftfahrzeugs, geplant ist und/oder angewendet wird. Auf diese Weise kann für ein autonom oder teilautonom geführtes Kraftfahrzeug die Auslösestrategie also an einen zukünftigen Fahrzustand, also beispielsweise ein bereits geplantes Ausweichmanöver, angepasst werden. Auf diese Weise kann eine besonders genaue und zuverlässige Abstimmung der Auslösestrategie an die jeweilige Situation und somit ein weiter verbesserter Insassenschutz erreicht werden. Es ist beispielsweise möglich, dass ein autonomes Kraftfahrzeug erkennt, dass ein Aufprall auf ein Hindernis nicht mehr zu vermeiden ist, daraufhin automatisch ein Manöver berechnet und dieses Manöver dann bereits vor dessen Ausführung an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt, welche daraufhin die resultierende Bewegung des Fahrzeuginsassen bei dem tatsächlichen Aufprall simuliert und die Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem entsprechend bestimmt oder anpasst bevor es zu dem tatsächlichen Aufprall kommt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet zum Erfassen der Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen eine Stellung unterschiedlicher Körperteile des wenigstens einen Fahrzeuginsassen zu erfassen. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Auflösung der Erfassungseinrichtung und einen entsprechenden Objekterkennungsalgorithmus realisiert werden. Weiter ist die Datenverarbeitungseinrichtung dann dazu eingerichtet, bei dem Simulieren der Bewegung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen jeweilige Bewegungen der erfassten Körperteile zu simulieren und die Auslösestrategie unter Berücksichtigung der simulierten Bewegungen, insbesondere für ein vorgegebenes priorisiertes der Körperteile, zu bestimmen oder anzupassen.
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Es kann beispielsweise der Fall auftreten, dass sich ein Arm des Fahrzeuginsassen zwischen dessen Torso oder Kopf und dem aktiven Rückhaltesystem befindet. Als Abstand des Fahrzeuginsassen zu dem aktiven Rückhaltesystem könnte nun ein Abstand zwischen dem Arm und dem aktiven Rückhaltesystem bestimmt werden. Dies würde jedoch gegebenenfalls dazu führen, dass der Torso oder Kopf des Fahrzeuginsassen nicht zu einem optimalen Zeitpunkt in Kontakt mit dem aktiven Rückhaltesystem kommt. Offensichtlich ist jedoch eine Vermeidung von Verletzungen des Torsos und des Kopfes letztlich wichtiger für ein Überleben des Fahrzeuginsassen als eine Vermeidung einer Verletzung des Arms oder eine Hand. Entsprechend kann also beispielsweise der Torso oder der Kopf als priorisiertes Körperteil vorgegeben sein, um einen hinsichtlich einer Überlebenswahrscheinlichkeit bestmöglichen Insassenschutz zu erreichen.
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Ebenso ist es jedoch möglich, eine Bewegung des zuerst mit dem aktiven Rückhaltesystem in Kontakt kommenden Armes für unterschiedliche Auslösezeitpunkte zu simulieren. Hierdurch kann gegebenenfalls ein Auslösezeitpunkt oder eine Auslösestrategie gefunden werden, welche dazu führt, dass zwar der Arm zuerst in Kontakt mit dem aktiven Rückhaltesystem kommt, dann jedoch sich von diesem wieder wegbewegt, sodass dann der Kopf oder Torso des Fahrzeuginsassen unmittelbar auf das aktive Rückhaltesystem, also insbesondere den Airbag, treffen kann und nicht auf den Arm auftrifft. Auch dies kann zu einem letztlich insgesamt verbesserten Insassenschutz beitragen. Es liegt hier die Erkenntnis zugrunde, dass die Bewegung der einzelnen Körperteile des Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall zumindest im Wesentlichen durch den Unfallhergang selbst und eine entsprechende Ausgangsstellung der Körperteile bestimmt ist und während des Unfalls oder Aufpralls nicht signifikant durch willkürliche Handlungen des jeweiligen Fahrzeuginsassen bestimmt oder beeinflusst wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das vorgegebene Simulationsmodell eine Verletzungsschwereprädiktion. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist dann dazu eingerichtet, für das wenigstens eine Unfallszenario unterschiedliche Auflösungen zu simulieren und als die Auslösestrategie diejenige Auslösestrategie zu bestimmen, welche gemäß der jeweiligen Verletzungsschwereprädiktion zu einer minimalen vorhergesagten Verletzungsschwere des wenigstens einen Fahrzeuginsassen führt. Es kann beispielsweise möglich sein, dass in einer bestimmten Situation eine auch durch eine verzögerte oder vorzeitige Auslösung in Bezug auf einen aus konventioneller Sicht optimalen Auslösezeitpunkt und/oder durch ein Zusammenwirken mehrerer aktiver Rückhaltesysteme der Fahrzeuginsasse noch in ausreichendem Maße aufgefangen oder abgebremst werden kann und dabei gleichzeitig verhindert werden kann, dass zumindest ein Körperteil des Fahrzeuginsassen in Kontakt mit einem besonders harten oder als besonders verletzungsgefährlich eingestuften Teil des Kraftfahrzeugs gelangt. Somit kann also durch eine entsprechende Bestimmung, Anpassung oder Auswahl der Auslösestrategie gegebenenfalls insgesamt eine Verletzungsschwere reduziert werden.
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Für die Verletzungsschwereprädiktion kann beispielsweise ein Körpermodell des Fahrzeuginsassen vorgegeben sein ebenso wie beispielsweise eine Priorisierung unterschiedlicher Körperteile hinsichtlich einer typischen Verletzungsschwere oder einer Überlebenswahrscheinlichkeit im Falle einer jeweiligen Verletzung.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet, in einer Umgebung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen, also in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, befindliche fahrzeugfremde Fremdobjekte zu erfassen. Derartige Fremdobjekte können also beispielsweise Gepäck oder transportierte Ausrüstungs- oder Kleingegenstände sein. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist dann dazu eingerichtet, die erfassten Fremdobjekte mittels einer Objekterkennung, also beispielsweise mittels eines Objekterkennungs- und/oder Bildverarbeitungsalgorithmus, hinsichtlich ihrer Verformbarkeit und/oder Verletzungsgefährlichkeit zu klassifizieren. Hierfür kann eine Tabelle mit einer entsprechenden Zuordnung vorgegeben sein. Ebenso kann für das Klassifizieren beispielsweise ein neuronales Netz oder eine andere Methode des maschinellen Lernens eingesetzt werden. Weiter ist die Datenverarbeitungseinrichtung dann dazu eingerichtet, bei dem Simulieren der Bewegung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen auch eine Bewegung der Fremdobjekte zu simulieren und bei dem Bestimmen der Auslösestrategie diese Bewegung der Fremdobjekte und deren Klassifikation zu berücksichtigen. Mit anderen Worten kann also eine, beispielsweise kamera- oder bildbasierte, Objekterkennung zur Differenzierung zwischen soliden beziehungsweise verletzungsgefährlichen Objekten in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, wie z.B. einem Notebook oder einem Glas, und strukturell ohne Verletzungsgefahr verformbaren beziehungsweise nicht verletzungsgefährlichen Objekten, wie z.B. einer Zeitschrift oder einem Stofftier, vorgesehen sein.
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Wird also beispielsweise erfasst, dass der Fahrzeuginsasse ein Kissen oder ein Kleidungsstück hält, insbesondere zwischen sich und dem aktiven Rückhaltesystem, so kann dieses als verformbar oder flexibel und nicht verletzungsgefährlich klassifiziert und daher bei dem Bestimmen der Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem ignoriert oder vernachlässigt werden. Wird jedoch erkannt, dass der Fahrzeuginsasse beispielsweise eine Gabel oder ein Messer oder einen anderen harten, spitzen und/oder scharfen Gegenstand in der Hand, insbesondere vor seinem Gesicht, hält, so kann dies dahingehend berücksichtigt werden, dass beispielsweise das aktive Rückhaltesystem früher oder später oder gar nicht ausgelöst wird, um eine Wahrscheinlichkeit dafür zu minimieren, dass das entsprechende Fremdobjekt zu einer Verletzung des Fahrzeuginsassen führt. Letzteres kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Fremdobjekt sich zwischen dem Airbag und dem Gesicht des Fahrzeuginsassen befindet und somit bei einem Aufprall beispielsweise ein Auge des Fahrzeuginsassen verletzen kann. Je nach Situation, beispielsweise je nach Unfall- oder Aufprallstärke kann es in einem solchen Fall bevorzugt sein, den Airbag vorzeitig auszulösen, sodass dieser zu einem Zeitpunkt, zu dem der Fahrzeuginsasse mit dem Airbag in Kontakt kommt, weniger prall oder weniger steif ist, oder den Airbag überhaupt nicht auszulösen. Letzteres kann beispielsweise dann bevorzugt sein, wenn die durch das Nicht-Auslösen erwartete Verletzungsschwere geringer ist als eine bei einem Auslösen aufgrund des Fremdobjekts erwartete Verletzungsschwere.
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Auch hier kann also die an anderer Stelle beschriebene Verletzungsschwereprädiktion eingesetzt oder berücksichtigt werden. Ebenso kann es beispielsweise möglich sein, die Auslösestrategie dahingehend anzupassen, dass mehrere aktive Rückhaltesysteme des Kraftfahrzeugs koordiniert ausgelöst werden, um die Bewegung des Fahrzeuginsassen und/oder des Fremdobjekt zu beeinflussen und dadurch das Fremdobjekt in eine weniger verletzungsgefährliche Lage relativ zu dem Fahrzeuginsassen zu bringen, zumindest zu einem Kontaktzeitpunkt zwischen dem Fahrzeuginsassen und einem der aktiven Rückhaltesysteme. Beispielsweise könnte durch ein vorzeitiges Auslösen eines Seitenairbags der Arm mit dem verletzungsgefährlichen Fremdobjekt so angestoßen werden, dass sich das Fremdobjekt nicht mehr zwischen dem Frontairbag und dem Gesicht des Fahrzeuginsassen befindet, wenn der Fahrzeuginsasse oder dessen Gesicht in Kontakt mit dem Frontairbag kommt. Derartige Situationen und entsprechende Auslösestrategien lassen sich offensichtlich nicht herstellerseitig bereits bei einer Fertigung des Kraftfahrzeugs zuverlässig vorhersagen, sodass in solchen Situationen erst durch die vorliegende Erfindung ein optimierter Insassenschutz erreicht werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet, die Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen regelmäßig wiederholt oder kontinuierlich zu erfassen. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist dann dazu eingerichtet, die jeweils zuletzt erfasste Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen anhand von mehreren zuvor erfassten Positionen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen zu plausibilisieren und die Simulation nur für als plausibel eingestufte Positionen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen durchzuführen. Mit anderen Worten wird also eine Messhistorie berücksichtigt, um eine verbesserte Robustheit bei dem Bestimmen der Auslösestrategie zu erreichen. Es kann beispielsweise als nicht plausibel gelten, wenn sich der Fahrzeuginsasse zwischen zwei Erfassungszeitpunkten seiner Position um mehr als eine vorgegebene Distanz bewegt zu haben scheint. Ein solcher Fall kann beispielsweise aufgrund einer Fehlerkennung eines zwischen den Fahrzeuginsassen und die Erfassungseinrichtung gelangten Objekts auftreten. Durch die Plausibilisierung kann so die Auslösestrategie zuverlässiger und sicherer bestimmt und somit letztlich ein verbesserter Insassenschutz erreicht werden. Im Falle einer als nicht plausibel eingestuften Position kann weiterhin die zuvor erfasste Position angenommen und die entsprechend bestimmte Auslösestrategie verwendet werden.
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Neben dem erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem ist ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist also wenigstens eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems auf. Das Kraftfahrzeug kann dementsprechend auch einige oder alle der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem beschriebenen Eigenschaften, Bauteile oder Komponenten aufweisen. Dies kann beispielsweise die Crashsensorik, den verstellbaren Teil der Inneneinrichtung, die Umgebungserfassungssensorik und/oder dergleichen mehr betreffen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Insassenschutzsystems für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mittels einer Erfassungseinrichtung automatisch eine Position wenigstens eines Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs in Relation zu wenigstens einem aktiven Rückhaltesystem des Kraftfahrzeugs erfasst. Weiter wird mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung für wenigstens ein Unfallszenario ausgehend von der erfassten Position des wenigstens einen Fahrzeuginsassen automatisch eine Bewegung dieses wenigstens einen fernen Fahrzeuginsassen relativ zu dem aktiven Rückhaltesystem und eine Auslösung des aktiven Rückhaltesystems simuliert. Weiter wird mittels der Datenverarbeitungseinrichtung für das wenigstens eine Unfallszenario automatisch eine Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Simulation für einen verbesserten Schutz des wenigstens einen Fahrzeuginsassen durch das Rückhaltesystem bestimmt. Mit anderen Worten können also die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem genannten Ausgestaltungen, Vorgänge oder Maßnahmen ebenso jeweils Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens sein. Das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem genannte Kraftfahrzeug kann insbesondere das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sein.
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Die bisher und im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen und die jeweiligen entsprechenden Vorteile des erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems, des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind jeweils wechselseitig entsprechend sinngemäß zwischen diesen Aspekten der vorliegenden Erfindung übertragbar oder austauschbar. Dies gilt insbesondere auch für zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete oder verwendbare Bauteile und Einrichtungen. Es gehören zu der Erfindung also auch solche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems, des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, welche hier zum Vermeiden unnötiger Redundanz nur für einen dieser Aspekte der Erfindung explizit beschrieben sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
- 1 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben eines Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeug, und
- 2 eine schematische und geschnittene ausschnittweise Draufsicht auf ein entsprechendes Kraftfahrzeug mit einem Insassenschutzsystem.
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1 zeigt einen beispielhaften schematischen Ablaufplan 1 eines Verfahrens zum Betreiben eines Insassenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert. 2 zeigt eine schematische und geschnittene ausschnittweise Draufsicht auf ein autonomes Kraftfahrzeug 2 mit einem entsprechenden Insassenschutzsystem zum Schutz eines hier schematisch angedeuteten Fahrzeuginsassen 3. Der Fahrzeuginsasse 3 befindet sich vorliegend auf einem Drehsessel 4 in einem Innenraum 5 des Kraftfahrzeugs 2. Weiter befinden sich in dem Innenraum 5 vorliegend beispielhaft ein weiches, verformbares Kissen 6 und ein hartes Gepäckstück 7.
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Vorliegend umfasst das Kraftfahrzeug 2 ein aktives Rückhaltesystem 8 mit einem Frontairbag 9, einem ersten Seitenairbag 10 und einem zweiten Seitenairbag 11. Weiter weist das Kraftfahrzeug 2 eine Datenverarbeitungseinrichtung 12 auf, welche mit dem aktiven Rückhaltesystem 8, einer Erfassungseinrichtung 13 und einer Umgebungssensorik 14 des Kraftfahrzeugs 2 verbunden ist. Die Erfassungseinrichtung 13 dient zum Erfassen des Innenraums 5, während die Umgebungssensorik 14 zum Erfassen einer äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 dient.
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Das Verfahren beginnt in einem Verfahrensschritt S1. Hier kann beispielsweise das Kraftfahrzeug 2 in Betrieb genommen, insbesondere das Insassenschutzsystem gestartet oder aktiviert werden. Das Insassenschutzsystem umfasst vorliegend dabei das aktive Rückhaltesystem 2, die Datenverarbeitungseinrichtung 12, die Erfassungseinrichtung 13 und eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten des Kraftfahrzeugs 2, insbesondere von der Umgebungssensorik 14 und bezüglich eines aktuellen Fahrzustands des Kraftfahrzeugs 2.
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In einem Verfahrensschritt S2 werden mittels der Erfassungseinrichtung 13 Innenraumdaten erfasst. Diese Innenraumdaten umfassen eine aktuelle Position und Stellung oder Haltung des Fahrzeuginsassen 3 in dem Innenraum 5, insbesondere relativ zu dem aktiven Rückhaltesystem 8. Weiterhin werden hier in dem Innenraum 5 befindliche Gegenstände, vorliegend also das Kissen 6 und das Gepäckstück 7, erfasst. Insbesondere die erfasste Position des Fahrzeuginsassen 3 wird automatisch anhand einer entsprechenden Messhistorie plausibilisiert.
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Beispielsweise parallel dazu wird in einem Verfahrensschritt S3 mittels der Umgebungssensorik 14 eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 erfasst.
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In einem Verfahrensschritt S4 werden die von der Erfassungseinrichtung 13 bereitgestellten Innenraum- oder Erfassungsdaten mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 12 ausgewertet oder analysiert. Dabei werden insbesondere die jeweiligen Abstände des Fahrzeuginsassen 3, des Kissen 6 und des Gepäckstücks 7 zu den Airbags 9, 10, 11 und dementsprechend die jeweils vor den Airbags 9, 10, 11 freien, also für eine Entfaltung zur Verfügung stehenden, Räume oder Raumbereiche bestimmt. Zudem werden die erfassten Gegenstände oder Fremdobjekte, hier also das Kissen 6 und das Gepäckstück 7, als solche erkannt und klassifiziert. Das Kissen 6 und das Gepäckstück 7 als von dem Fahrzeuginsassen 3 unterschiedliche Fremdobjekte werden hinsichtlich ihrer Verformbarkeit und/oder Verletzungsgefährlichkeit für den Fahrzeuginsassen 3 klassifiziert.
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Beispielsweise parallel dazu werden mittels der Umgebungssensorik 14 erfasste Umgebungsdaten mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 12 ausgewertet oder analysiert, um in der erfassten Umgebung befindliche Hindernisse zu erkennen und gegebenenfalls zumindest ein kollisionsgefährliches Hindernis zu bestimmen.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 ist hier schematisch als einzelne Einrichtung dargestellt, kann jedoch ebenso in Form mehrerer Datenverarbeitungseinrichtungen, Steuergeräte, Softwaremodule und/oder dergleichen mehr realisiert sein. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinrichtung 12 einen Datenspeicher oder Datenträger umfassen, auf dem ein Programmcode gespeichert ist, der die Verfahrensschritte des vorliegend beschriebenen Verfahrens kodiert oder repräsentiert. Weiterhin kann die Datenverarbeitungseinrichtung 12 zumindest eine mit diesem Datenträger oder Datenspeicher verbundene Prozessoreinrichtung, beispielsweise einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller, zum Ausführen dieses Programmcodes umfassen.
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In einem Verfahrensschritt S6 werden unter Berücksichtigung der unterschiedlichen erfassten Daten und entsprechender Auswertungsergebnisse für zumindest ein vorgegebenes Unfallszenario eine Bewegung des Fahrzeuginsassen 3 relativ zu dem aktiven Rückhaltesystem 8 und unterschiedliche Auslösungen des aktiven Rückhaltesystems 8 simuliert. Dabei wird auch eine resultierende vorhergesagte Verletzungsschwere des Fahrzeuginsassen 3 prädiziert. Anhand der mehreren Simulationen oder beispielsweise in einem iterativen Prozess wird dann eine Auslösestrategie für das aktive Rückhaltesystem 8 für das entsprechende Unfallszenario bestimmt. Dieses Iterieren ist hier als Programmschleife S7 angedeutet.
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Vorliegend kann beispielsweise als Auslösestrategie für einen Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs 2 bestimmt werden, zunächst den zweiten Seitenairbag 11 mit voller Stärke auszulösen, um das als verletzungsgefährlich eingestufte Gepäckstück 7 abzufangen. Anschließend wird aufgrund des bestimmten Abstandes des Fahrzeuginsassen 3 zu dem Frontairbag 9 dieser verzögert ausgelöst, wobei das Kissen 6 aufgrund von dessen Klassifizierung als verformbar und als nicht verletzungsgefährlich ignoriert wird.
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Für einen seitlich versetzten Frontalaufprall (Offset-Crash) kann als Auslösestrategie beispielsweise bestimmt werden, dass zusätzlich gegenüber dem Frontairbag 9 verzögert der erste Seitenairbag 10 ausgelöst wird, um ein Zurückfedern des Fahrzeuginsassen 3 aufzufangen, da der Fahrzeuginsasse 3 aufgrund des versetzten Aufpralls und einer daraus resultierenden Rotation des Kraftfahrzeugs 2 bei dem Zurückfedern sich zumindest anteilsweise in Richtung des ersten Seitenairbags 10 bewegen wird. Die individuellen Auslösestrategien für die Airbags 9, 10, 11 sind also aufeinander abgestimmte Teile einer bestimmten koordinierten Gesamtauslösestrategie.
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In einem Verfahrensschritt S8 wird ein von dem Kraftfahrzeug 2 als unvermeidlich eingestufter bevorstehender Aufprall erkannt oder mittels einer hier nicht einzeln explizit dargestellten Crashsensorik ein tatsächlicher Aufprall detektiert. Dabei werden als Charakteristika des Aufpralls ein Aufprallort an dem Kraftfahrzeug, eine Aufprallgeschwindigkeit und eine Aufprallrichtung bestimmt.
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In einem Verfahrensschritt S9 werden diese Charakteristika des tatsächlichen Aufpralls mit entsprechenden Charakteristika oder Eigenschaften der verschiedenen simulierten Unfallszenarien abgeglichen, um ein am besten mit dem tatsächlichen Unfall übereinstimmendes simuliertes Unfallszenario zu bestimmen und auszuwählen.
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In einem Verfahrensschritt S10 wird dann das aktive Rückhaltesystem 8 gemäß der zu dem ausgewählten Unfallszenario bestimmten Auslösestrategie angesteuert.
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In der beschriebenen Weise kann also eine Auslösung eines Rückhalte- oder Schutzsystems gesteuert werden, welches seine Funktion insbesondere aufgrund seiner geometrischen Eigenschaften erfüllt, wie zum Beispiel ein Airbag. Die Steuerung beziehungsweise die Auflösung erfolgt dabei insbesondere hinsichtlich des verfügbaren freien Raums. Dieser Freiraum wird mittels eines geeigneten räumlichen Messverfahrens, vorliegend mittels der Erfassungseinrichtung 13, vermessen und in Relation zu einem vorgegebenen oder bekannten Sollraum für das jeweilige Rückhalte- oder Schutzsystems gesetzt. Die Erfassungseinrichtung 13 kann dazu eine Time-of-Flight-Kamera, ein Radar, insbesondere ein Nanoradar, einen Laserscanner, einen Ultraschallscanner und/oder dergleichen mehr umfassen. Bevorzugt können mehrere unterschiedliche Messverfahren oder Erfassungseinrichtungen 13 verwendet werden, um eine verbesserte Zuverlässigkeit und Robustheit zu erreichen.
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Das Ansteuern, also die entsprechende bestimmte Auslösestrategie, kann insbesondere eine grundsätzliche Auslöseentscheidung, eine Adaption eine Auslösestärke oder -variation sowie eine Bestimmung eines optimalen Auslösezeitpunkts oder Auslösezeitfensters umfassen. Eine koordinierte Auslösestrategie wird für mehrere Rückhaltesysteme, hier also für die Airbags 9, 10, 11, in dem Kraftfahrzeug 2 angepasst abhängig von einem entsprechenden Simulationsergebnis. Vorliegend wird die Auslösung oder Auslösestrategie zudem angepasst an die aktuelle Sitzposition und - haltung des Fahrzeuginsassen 3, wobei gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen zusätzliche durch einen autonomen Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 ermöglichte Freiheitsgrade und ein entsprechender autonomer Fahrzustand des Kraftfahrzeugs 2 berücksichtigt werden. Wesentlicher Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist eine Optimierung eines Insassenschutzes für eine jeweilige Situation einschließlich einer jeweiligen individuellen Position des Fahrzeuginsassen 3 in dem Innenraum 5. Durch das Simulieren und entsprechende Auswählen oder Bestimmen der Auslösestrategie können gleichzeitig verschiedene Anforderungen aus gesetzlichen Vorgaben und einem Verbraucherschutz gelöst oder abgedeckt werden ohne eine Lastfalldiskriminierung im Vorhinein vorzunehmen. Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele also, wie ein verbesserter Insassenschutz ermöglicht werden kann.
