DE102019209941A1 - Determination of deployment characteristics of an airbag - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen von Auslösecharakteristika eines Airbags mit den folgenden Schritten: Erfassen eines Geräusch, welches von einem menschlichen Kopf emittiert wurde, mittels wenigstens eines Mikrofons (12) in einem Fahrzeuginnenraum; Ermitteln einer Position des Kopfes aufgrund des erfassten Geräuschs mittels einer Recheneinheit (14); Bestimmen von Auslösecharakteristika für eine Auslösung eines Airbags (18) mittels einer Recheneinheit (14).A method for determining deployment characteristics of an airbag, comprising the following steps: detecting a noise which has been emitted by a human head by means of at least one microphone (12) in a vehicle interior; Determining a position of the head based on the detected noise by means of a computing unit (14); Determination of trigger characteristics for triggering an airbag (18) by means of a computing unit (14).
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Auslösecharakteristika eines Airbags sowie ein Steuergerät für einen Airbag eines Fahrzeugs.The present invention relates to a method for determining deployment characteristics of an airbag and a control device for an airbag of a vehicle.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeuginsassen durch eine Airbagauslösung besser zu schützen.Against this background, the invention is based on the object of better protecting a vehicle occupant by triggering an airbag.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen von Auslösecharakteristika eines Airbags mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Steuergerät für einen Airbag eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method for determining the release characteristics of an airbag with the features of claim 1 and / or by a control device for an airbag of a vehicle with the features of claim 8.
Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Verfahren zum Bestimmen von Auslösecharakteristika eines Airbags mit den folgenden Schritten: Erfassen eines Geräuschs, welches von einem menschlichen Kopf emittiert wurde, mittels wenigstens eines Mikrofons in einem Fahrzeuginnenraum; Ermitteln einer Position des Kopfes aufgrund des erfassten Geräuschs mittels einer Recheneinheit; Bestimmen von Auslösecharakteristika für eine Auslösung eines Airbags mittels einer Recheneinheit; sowie
- - ein Steuergerät für einen Airbag eines Fahrzeugs mit wenigstens einem Mikrofon, insbesondere mit wenigstens drei Mikrofonen, einer Recheneinheit, welche mit dem Mikrofon datenverbunden ist und mit einer Schnittstelle zu einem Airbag zum Übermitteln eines Befehls zum Auslösen eines Airbags mit den ermittelten Auslösecharakteristika, wobei das Mikrofon eingerichtet ist, Geräusche, die von einem menschlichen Kopf emittiert wurden, zu erfassen, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, aufgrund des Geräuschs eine Position des Kopfes zu ermitteln und Auslösecharakteristika zum Auslösen eines Airbags zu bestimmen.
- A method for determining deployment characteristics of an airbag, comprising the following steps: detecting a noise which was emitted by a human head by means of at least one microphone in a vehicle interior; Determining a position of the head on the basis of the detected noise by means of a computing unit; Determining trigger characteristics for triggering an airbag by means of a computing unit; such as
- - A control unit for an airbag of a vehicle with at least one microphone, in particular with at least three microphones, a computing unit which is data-connected to the microphone and with an interface to an airbag for transmitting a command to trigger an airbag with the determined triggering characteristics, the Microphone is set up to detect noises emitted by a human head, wherein the computing unit is set up to determine a position of the head on the basis of the noise and to determine triggering characteristics for triggering an airbag.
Ein Airbag in einem Fahrzeug umfasst einen Sack, der sich bei einem Unfall innerhalb von kurzer Zeit öffnet. Airbags können im Fahrzeuginnenraum, zum Beispiel Frontairbags, oder außerhalb des Fahrzeugs, zum Beispiel A-Säulen-Airbags oder Türschwellen-Airbags, ausgebildet sein. Das Öffnen eines Airbags wird in dieser Patentanmeldung als Auslösung bezeichnet. In der Fachsprache spricht man auch von einer Zündung eines Airbags.An airbag in a vehicle comprises a sack that opens within a short time in the event of an accident. Airbags can be formed in the vehicle interior, for example front airbags, or outside the vehicle, for example A-pillar airbags or door sill airbags. The opening of an airbag is referred to as triggering in this patent application. In technical jargon, one speaks of the ignition of an airbag.
Die Intensität einer Auslösung kann beispielsweise über die Menge einer Sprengladung eingestellt werden.The intensity of a release can be adjusted, for example, via the amount of an explosive charge.
Ein Auslösezeitpunkt ist der Zeitpunkt, in dem sich der Airbag öffnet.A release time is the time at which the airbag opens.
Ein Mikrofon oder Mikrophon ist ein Schallwandler, der Luftschall als Schallwechseldruckschwingungen in entsprechende elektrische Spannungsänderungen als Mikrofonsignal umwandelt.A microphone or microphone is a sound transducer that converts airborne sound as alternating sound pressure vibrations into corresponding electrical voltage changes as a microphone signal.
Atemgeräusche beziehen sich auf die spezifischen Geräusche, die durch die Luftbewegung durch das Atmungssystem erzeugt werden.Breath sounds refer to the specific sounds produced by the movement of air through the respiratory system.
Laufzeitmessung ist ein Verfahren zur indirekten Entfernungs- oder Geschwindigkeitsmessung durch Messung jener Zeit, die ein Signal für das Durchlaufen einer Strecke benötigt.Time of flight measurement is a method for indirect distance or speed measurement by measuring the time that a signal needs to travel a distance.
Audiounterhaltungsgeräusche sind beispielsweise Musik oder Radiogeräusche.Audio conversation noises are, for example, music or radio noises.
Fahrtgeräusche sind beispielsweise Reifen-Fahrbahngeräusche, Antriebsgeräusche, Bremsgeräusche, aerodynamische Geräusche und/oder dergleichen.Driving noises are, for example, tire-road noises, drive noises, braking noises, aerodynamic noises and / or the like.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt.Computer program products generally comprise a sequence of instructions which, when the program is loaded, cause the hardware to carry out a specific method that leads to a specific result.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, Kopfpositionen von Fahrzeuginsassen über wenigstens ein Mikrofon im Fahrzeuginnenraum zu ermitteln. Das Mikrofon kann den Kopf anhand von Kopfgeräuschen der Insassen lokalisieren. Bereits durch eine näherungsweise Bestimmung der Position des Kopfes können Auslösecharakteristika eines Airbags gegenüber Standardeinstellungen angepasst werden. Dies verringert das Verletzungsrisiko aufgrund von Airbagauslösungen. Ferner lässt sich mittels des Verfahrens zum Bestimmen von Auslösecharakteristika eines Airbags auch der Schutz von Fahrzeuginsassen durch den Airbag bei einem Aufprall verbessern.The basic idea of the invention is to determine the head positions of vehicle occupants using at least one microphone in the vehicle interior. The microphone can locate the head based on head noises of the occupants. The triggering characteristics of an airbag can be adapted to standard settings simply by determining the position of the head approximately. This reduces the risk of injury due to airbag deployment. Furthermore, the method for determining the deployment characteristics of an airbag can also be used to improve the protection of vehicle occupants by the airbag in the event of an impact.
Die Funktionalität des Verfahrens zum Bestimmen von Auslesecharakteristika eines Airbags kann von einem Steuergerät übernommen werden. Das Steuergerät kann Teil eines Airbags oder Teil eines übergeordneten Steuergeräts eines Fahrzeugs sein.The functionality of the method for determining readout characteristics of an airbag can be taken over by a control unit. The control unit can be part of an airbag or part of a higher-level control unit of a vehicle.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous configurations and developments emerge from the further subclaims and from the description with reference to the figures of the drawing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Auslösecharakteristika eine Auslöseintensität und/oder einen Auslösezeitpunkt und/oder einen Befehl zur Verhinderung der Auslösung auf. Beispielsweise ist es denkbar, die Auslöseintensität eines Airbags zu verringern, wenn ein Fahrzeuginsasse in Richtung des Airbags nach vorne gebeugt ist. In diesem Fall kann ferner vorgesehen sein, einen Airbag später als in einer Standardeinstellung auszulösen. Falls sich der Kopf an einer ungeeigneten Stelle befindet, kann beispielsweise auch eine Zündung des Airbags verhindert werden.According to a preferred development of the invention, the triggering characteristics have a triggering intensity and / or a triggering time and / or a command to prevent triggering. For example, it is conceivable to reduce the deployment intensity of an airbag when a vehicle occupant is leaning forward in the direction of the airbag. In this case, provision can also be made for an airbag to be deployed later than in a standard setting. If the head is in an unsuitable position, it is also possible, for example, to prevent the airbag from igniting.
In dieser Patentanmeldung bezieht sich die Formulierung Standardeinstellung der Auslösung eines Airbags auf eine optimale Einstellung für einen durchschnittlichen Fahrzeuginsassen, der aufrecht in einem Fahrzeugsitz sitzt und dessen Kopf von der Kopfstütze des Fahrzeugsitzes gestützt wird und dessen Blick nach vorne gerichtet ist.In this patent application, the phrase standard setting of the deployment of an airbag refers to an optimal setting for an average vehicle occupant who is sitting upright in a vehicle seat and whose head is supported by the headrest of the vehicle seat and whose gaze is directed forward.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Geräusch als Atemgeräusch ausgebildet, wobei insbesondere ermittelt wird, ob das Geräusch von einer Nase und/oder von einem Mund emittiert wurde. Bekanntlich können Menschen durch die Nase, durch den Mund sowie durch Nase und Mund atmen. Die Nasenatmung, die Mundatmung und die kombinierte Atmung durch die Nase und den Mund verursachen jeweils spezifische Geräusche, sodass sich ermitteln lässt, ob die Atemgeräusche von einer Nase, von einem Mund oder von einer Nase und einem Mund emittiert wurden. Diese Information kann bei dem Ermitteln der Position des Kopfes berücksichtigt werden.According to a preferred development of the invention, the noise is designed as a breathing noise, it being determined in particular whether the noise was emitted by a nose and / or a mouth. It is well known that people can breathe through their nose, mouth, nose and mouth. Nasal breathing, mouth breathing, and combined breathing through the nose and mouth each make specific sounds, so it can be determined whether the breathing sounds were emitted from a nose, a mouth, or a nose and mouth. This information can be taken into account when determining the position of the head.
Ferner lässt sich ein Atemgeräusch häufig auch einer bestimmten Person zuordnen. So führen Gewohnheiten, wie beispielsweise Rauchen, regelmäßiger Ausdauersport und dergleichen zu spezifisch unterscheidbaren Atemgeräuschen. Ferner führen Erkrankungen wie Asthma, Heuschnupfen oder Allergien sowie die anatomische Ausbildung, insbesondere die Form, der Luftröhre zu spezifisch erkennbaren Atemgeräuschen einer bestimmten Person. Schließlich beeinflusst auch das Lungenvolumen ein Atemgeräusch. Werden Atemgeräusche einer bestimmten Personen zugeordnet, lässt sich mittels weiterer Sensorik, beispielsweise mittels Kameras einmalig ermitteln, ob ein bestimmter Fahrzeuginsasse besondere Merkmale, die bei der Auslösung eines Airbags zu berücksichtigen sind, aufweist. Beispielsweise können sich günstige Auslösecharakteristika für ein Kind von günstigen Auslösecharakteristika für einen Erwachsenen unterscheiden.Furthermore, a breathing sound can often also be assigned to a specific person. Habits such as smoking, regular endurance sports and the like lead to specifically distinguishable breathing sounds. Furthermore, diseases such as asthma, hay fever or allergies as well as the anatomical formation, in particular the shape, of the trachea lead to specifically recognizable breathing sounds of a certain person. Finally, the lung volume also influences a breathing sound. If breathing noises are assigned to a specific person, it can be determined once by means of additional sensors, for example by means of cameras, whether a specific vehicle occupant has special features that have to be taken into account when an airbag is triggered. For example, favorable trigger characteristics for a child can differ from favorable trigger characteristics for an adult.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Geräusch von wenigstens drei Mikrofonen erfasst. Dies verbessert die Genauigkeit der ermittelten Position eines Kopfes, besonders wenn Geräusche von mehreren Fahrzeuginsassen emittiert werden.According to a preferred development of the invention, the noise is recorded by at least three microphones. This improves the accuracy of the determined position of a head, especially when noises are emitted by several vehicle occupants.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Position des Kopfes mittels einer Laufzeitmessung eines Signals des Geräuschs ermittelt. Dies verbessert die ermittelte Genauigkeit eines Kopfes, besonders wenn Geräusche von mehreren Köpfen analysiert werden.According to a preferred development of the invention, the position of the head is determined by means of a transit time measurement of a signal of the noise. This improves the determined accuracy of a head, especially when analyzing sounds from multiple heads.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Position des Kopfes mittels weiterer Sensordaten, insbesondere hinsichtlich einer Sitzplatzbelegung, ermittelt. Somit lassen sich zusätzliche Randbedingungen vorgeben, wodurch die Genauigkeit der Position eines Kopfes verbessert wird und der Rechenaufwand zum Ermitteln einer Position eines Kopfes verringert wird.According to a preferred development of the invention, the position of the head is determined by means of further sensor data, in particular with regard to seat occupancy. Additional boundary conditions can thus be specified, as a result of which the accuracy of the position of a head is improved and the computational effort for determining a position of a head is reduced.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Position des Kopfes mittels künstlicher Intelligenz ermittelt, wobei insbesondere Fahrtgeräusche, AudioUnterhaltungsgeräusche, Motorengeräusche und/oder dergleichen mittels der künstlichen Intelligenz herausgefiltert werden. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und die Robustheit eines Verfahrens zum Bestimmen von Auslösecharakteristika eines Airbags.According to a preferred development of the invention, the position of the head is determined by means of artificial intelligence, in particular driving noises, audio entertainment noises, engine noises and / or the like being filtered out by means of the artificial intelligence. This improves the reliability and the robustness of a method for determining deployment characteristics of an airbag.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Mikrofon eines Steuergeräts eingerichtet, auf der Innenraumseite eines Fahrzeugdaches und/oder unter einer Windschutzscheibe angebracht zu werden. Mikrofone an derartigen Positionen werden von Fahrzeuginsassen kaum und nicht als störend wahrgenommen. Zudem sind Positionen unter der Windschutzscheibe bzw. unter dem Dach geeignet, Geräuschemissionen von großen Teilen eines Fahrzeuginnenraums aufzuzeichnen.According to a preferred development of the invention, the microphone of a control device is set up to be attached to the interior side of a vehicle roof and / or under a windshield. Microphones in such positions are hardly perceived by vehicle occupants and are not perceived as annoying. In addition, positions under the windshield or under the roof are suitable for recording noise emissions from large parts of a vehicle interior.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eines Steuergerät ist das wenigstens eine Mikrofon Teil einer Freisprecheinrichtung. Somit lässt sich die Gesamtanzahl an Mikrofonen in einem Fahrzeuginnenraum reduzieren bzw. kann ein Mikrofon verschiedene Funktionalitäten abbilden.According to a preferred development of a control device, the at least one microphone is part of a hands-free device. In this way, the total number of microphones in a vehicle interior can be reduced or a microphone can display various functionalities.
FigurenlisteFigure list
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a schematic block diagram of an embodiment of the invention; -
2 a schematic block diagram of an embodiment of the invention.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with one another.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawings, elements, features and components that are identical, functionally identical and have the same effect - unless otherwise stated - are each provided with the same reference symbols.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- SteuergerätControl unit
- 1212
- Mikrofonmicrophone
- 1414th
- RecheneinheitArithmetic unit
- 1616
- Schnittstelleinterface
- 1818th
- Airbag Airbag
- S1 - S3S1 - S3
- VerfahrensschritteProcedural steps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19812697 [0002]DE 19812697 [0002]
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