DE102021122118B4

DE102021122118B4 - Vorrichtung und verfahren zur steuerung einer airbag-entfaltung für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102021122118B4
Application number: DE102021122118.8A
Authority: DE
Inventors: Min Kyu Ha
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2041-08-27
Also published as: US11584322B2; CN115431917A; KR20220162923A; US20220379830A1; KR102558602B1; DE102021122118A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug, die aufweist:eine erste Sensiereinheit (100), die so ausgebildet ist, dass sie Gierrateninformationen sensiert, die Gierraten- und Beschleunigungswerte eines Fahrzeugs enthalten;eine zweite Sensiereinheit (200), die so ausgebildet ist, dass sie sensiert, ob ein Insasse im Fahrzeug einen Sicherheitsgurt angelegt hat; undeine Kollisionssensiereinheit (300), die so ausgebildet ist, dass sie die Kollision eines Fahrzeugs sensiert;gekennzeichnet durcheine Kommunikationseinheit (400), die so ausgebildet ist, dass sie Sitzpositionsinformationen und ADAS-(Advanced Driver Assistance Systems)-Betriebsinformationen des Fahrzeugs empfängt; undeine Steuereinheit (500), die so ausgebildet ist, dass sie Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen berechnet, indem sie die Gierrateninformationen von der ersten Sensiereinheit (100), die Sicherheitsgurtanlegeinformationen von der zweiten Sensiereinheit (200) und die ADAS-Betriebsinformationen von der Kommunikationseinheit (400) in einen Insassenverhaltensschätzalgorithmus eingibt, und die einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf den Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen und dem Kollisionssensierergebnis der Kollisionssensiereinheit (300) festlegt.

Description

HINTERGRUND
GEBIET
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug, die einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf einer Verhaltensschätzung eines Insassen in einem Fahrzeugs steuern können.
ERLÄUTERUNG DES HINTERGRUNDS
Bei der Kollision eines Fahrzeugs werden der Körper eines Fahrers und eines Insassen entsprechend dem Trägheitsgesetz schnell nach vorne gebogen. Abhängig davon, wie stark das Fahrzeug aufprallt, kann der Oberkörper des Fahrers gegen eine Lenkvorrichtung des Fahrzeugs prallen. In diesem Fall kann der Fahrer schwer verletzt werden. Um solch eine Verletzung zu verhindern, ist ein Airbag im Fahrzeug installiert. Im Falle einer Fahrzeugkollision wird der Airbag entfaltet, um den Fahrer und Insassen zu schützen. Wenn der Fahrer jedoch keinen Sicherheitsgurt angelegt hat, kann der Kopf des Fahrers auf die Lenkvorrichtung auftreffen, bevor der Airbag vollständig entfaltet ist, wodurch eine schwere Verletzung am Kopf des Fahrers verursacht wird. Das heißt, es kommt zu einem Rückschlag, während der Kopf des Fahrers auf den Airbag trifft.
Solch ein herkömmlicher Airbag-Entfaltungsalgorithmus basiert auf einem passiven, reflektierendem Algorithmus, der auf einen Sensierwert zurückgreift, der nach einer Fahrzeugkollision erzeugt wird. Jüngst kann vorhergesagt werden, dass der Kopf und der Brustkorb des Fahrers schnell nach vorne bewegt werden und gegen die Lenkvorrichtung prallen, bevor der Airbag vollständig entfaltet wird, wenn das DAS (Driving Assistance System) eine Notbremsung durchführt, anders als bei einer Regelungs-/Marktfähigkeitsprüfung. Daher besteht Bedarf an einem Verfahren zur Steuerung der Airbag-Entfaltung, bei dem ein aktiv angeschlossenes DAS berücksichtigt wird.
Bei dem Stand der Technik handelt es sich um technische Informationen, auf die der Erfinder zurückgegriffen hat, um die vorliegende Offenbarung abzuleiten, oder die der Erfinder während des Prozesses der Ableitung der vorliegenden Offenbarung erworben hat. Bei dem Stand der Technik handelt es sich nicht notwendigerweise um eine öffentlich bekannte Technik, die vor der Anmeldung der vorliegenden Offenbarung veröffentlicht wurde. DE 198 11 865 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Weitere derartige Vorrichtungen sind aus DE 10 2011 087 698 A1 , DE 10 2018 220 043 A1 , DE 100 05 010 A1 und DE 10 2007 015 768 A1 bekannt.
ÜBERBLICK
Verschiedenen Ausführungsformen betreffen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug, die einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf einer Verhaltensschätzung eines Insassen festlegen können und einen Airbag im Falle einer Fahrzeugkollision oder Notbremsung betätigen können.
Die Probleme, die durch die vorliegende Offenbarung gelöst werden sollen, sind nicht auf die oben genannten Probleme beschränkt, und die anderen, nicht erwähnten Probleme sind für Fachleuten aus der folgenden Beschreibung klar ersichtlich.
Bei einer Ausführungsform kann eine Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug aufweisen: eine erste Sensiereinheit, die so ausgebildet ist, dass sie Gierrateninformationen sensiert, die Gierraten- und Beschleunigungswerte eines Fahrzeugs enthalten; und eine zweite Sensiereinheit, die so ausgebildet ist, dass sie sensiert, ob ein Insasse im Fahrzeug einen Sicherheitsgurt angelegt hat; eine Kollisionssensiereinheit, die so ausgebildet ist, dass sie die Kollision eines Fahrzeugs sensiert; eine Kommunikationseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie Sitzpositionsinformationen und ADAS-(Advanced Driver Assistance Systems)-Betriebsinformationen des Fahrzeugs empfängt; und eine Steuereinheit, die so ausgebildet ist, dass sie Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen berechnet, indem sie die Gierrateninformationen von der ersten Sensiereinheit, die Sicherheitsgurtanlegeinformationen von der zweiten Sensiereinheit und die ADAS-Betriebsinformationen von der Kommunikationseinheit in einen Insassenverhaltensschätzalgorithmus eingibt, und die einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf den Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen und dem Kollisionssensierergebnis der Kollisionssensiereinheit festlegt.
Der Insassenverhaltensschätzalgorithmus kann eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung sein, die auf DMS (Damper-Mass-Spring; Masse-Feder-Dämpfer) basiert.
Die Steuereinheit kann basierend auf dem Gierratenwert und den ADAS-Betriebsinformationen einen Sperrgewichtsfaktor festlegen, basierend auf den Sicherheitsgurtanlegeinformationen einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung festlegen, und Informationen über das dynamische Verhalten berechnen, indem eines oder mehreres aus Beschleunigung, Sperrgewichtsfaktor , Sättigung und Gewichtsfaktor auf die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung angewendet werden, wobei die Informationen über das dynamische Verhalten eines oder mehreres aus Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen enthalten.
Die Steuereinheit kann einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf der Spurhaltung festlegen, wenn der Gierratenwert gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass ein LKAS (Lane Keeping Assist System; Spurhalteassistenzsystem) in Betrieb ist, und kann einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf einer Abbiegung festlegen, wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass das LKAS nicht in Betrieb ist.
Die Steuereinheit kann einen Sicherheitsgurtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegen, wenn der Insasse einen Sicherheitsgurt angelegt hat, und einen Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegen, wenn der Insasse den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
Die Steuereinheit kann eine Ist-Position des Insassen durch Hinzufügen der Sitzpositionsinformationen und Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen berechnen.
Wenn der Ist-Position des Insassen entsprechende Kopf- und Brustkorbverschiebungen gleich oder größer als vorgegebene Kopf- bzw. Brustkorbverschiebungsschwellenwerte sind, kann die Steuereinheit bestimmen, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist.
Die Steuereinheit kann einen Kollisionssensierwert von der Kollisionssensiereinheit empfangen, eine Änderung des Kollisionssensierwerts berechnen, den gleitenden Durchschnitt und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts berechnen, wenn die Änderung des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Änderungsschwellenwert ist, und bestimmen, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist, wenn der gleitende Durchschnitt des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein gleitender Durchschnittsschwellenwert ist und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Bei einer Ausführungsform kann ein Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug umfassen: Empfangen, durch eine Steuereinheit, von Gierrateninformationen, Sicherheitsgurtanlegeinformationen, ADAS-Betriebsinformationen und Sitzpositionsinformationen, wobei die Gierrateninformationen Beschleunigungs- und Gierratenwerte eines Fahrzeugs enthalten; Berechnen, durch die Steuereinheit, von Informationen über das dynamische Verhalten eines Insassen durch Eingeben von Gierrateninformationen, Sicherheitsgurtanlegeinformationen und ADAS-Betriebsinformationen in einen Insassenverhaltensschätzalgorithmus; und Festlegen, durch die Steuereinheit, eines Airbag-Entfaltungspunkts basierend auf den Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen und einem Kollisionssensierergebnis einer Kollisionssensiereinheit.
Der Insassenverhaltensschätzalgorithmus kann eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung sein, die auf DMS basiert.
Bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen kann die Steuereinheit einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf dem Gierratenwert und den ADAS-Betriebsinformationen festlegen, einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung basierend auf Sicherheitsgurtanlegeinformationen festlegen, und Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen berechnen, indem eines oder mehreres aus Geschwindigkeit, Sperrgewichtsfaktor , Sättigung und Gewichtsfaktor auf die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung angewendet werden, wobei die Informationen über das dynamische Verhalten eines oder mehreres aus Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen enthalten.
Bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen kann die Steuereinheit einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf einer Spurhaltung festlegen, wenn der Gierratenwert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass ein LKAS in Betrieb ist, und kann einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf einer Abbiegung festlegen, wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass das LKAS nicht in Betrieb ist.
Bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen kann die Steuereinheit einen Sicherheitsgurtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegen, wenn der Insasse einen Sicherheitsgurt angelegt hat, und einen Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegen, wenn der Insasse den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
Bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen kann die Steuereinheit eine Ist-Position des Insassen durch Hinzufügen der Sitzpositionsinformationen und Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen berechnen.
Bei der Feststellung des Airbag-Entfaltungspunkts kann die Steuereinheit bestimmen, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist, wenn die der Ist-Position des Insassen entsprechenden Kopf- und Brustkorbverschiebungen gleich oder größer als vorgegebene Kopf- bzw. Brustkorbverschiebungsschwellenwerte sind.
Bei der Feststellung des Airbag-Entfaltungspunkts kann die Steuereinheit einen Kollisionssensierwert von der Kollisionssensiereinheit empfangen, eine Änderung des Kollisionssensierwerts berechnen, den gleitenden Durchschnitt und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts berechnen, wenn die Änderung des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Änderungsschwellenwert ist, und bestimmen, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist, wenn der gleitende Durchschnitt des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein gleitender Durchschnittsschwellenwert ist und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf Insassenverhaltensschätzungen im Falle einer Fahrzeugkollision oder Notbremsung festlegen, so dass der Kopf und der Brustkorb eines Insassen, der einen Sicherheitsgurt angelegt hat oder nicht, auf den Airbag auftreffen, wenn dieser vollständig entfaltet ist, wodurch eine Verletzung des Insassen verringert und die Stabilität verbessert werden kann.
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können einen Rückschlag verhindern, der einem Nebeneffekt entspricht, der im Falle einer Notbremsung des aktiven DAS auftreten kann, wobei der Rückschlag das Phänomen bezeichnet, dass der Airbag sich um den Kopf eines Insassen herum entfaltet und das Gesicht des Insassen trifft, da der Airbag-Entfaltungspunkt verzögert ist.
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die Kinematik der gewöhnlichen Differentialgleich zweiter Ordnung (DMS) anwenden und somit die Genauigkeit der Insassenverhaltensschätzung erhöhen. Zudem können die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug das DMS-Modell anwenden, um die Anzahl der Eingabewerte und -parameter weiter zu reduzieren als andere Modelle, wodurch die Konfiguration relativ vereinfacht und die Speicherkapazität verringert werden kann.
Figurenliste

1 zeigt eine Abbildung mit schematischer Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt eine Abbildung zur Beschreibung von Kräften, die auf einen Insassen einwirken, und ein auf den Kräften basierendes Positionsänderungsmodell gemäß der Ausführungsforme der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt eine Abbildung zur Beschreibung von Simulationsdaten basierend auf einem Algorithmusmodell zur Schätzung eines Insassenverhaltens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie auf dem entsprechenden Gebiet üblich, können einige Ausführungsbeispiele in der Zeichnung als Funktionsblöcke, -einheiten und/oder -module dargestellt sein. Fachleuten ist verständlich, dass diese Blöcke, Einheiten und/oder Module physisch durch elektronische (oder optische) Schaltungen wie Logikschaltungen, diskrete Komponenten, Prozessoren, drahtgebundene Schaltungen, Speicherelemente, Drahtverbindungen und dergleichen implementiert sind. Wenn die Blöcke, Einheiten und/oder Module durch Prozessoren oder ähnliche Hardware implementiert sind, können sie mittels Software (z. B. Code) programmiert und gesteuert sein, um verschiedene hierin erörterte Funktionen auszuführen. Alternativ kann jeder Block, jede Einheit und/oder jedes Modul durch dedizierte Hardware oder als eine Kombination aus dedizierter Hardware für die Durchführung einiger Funktionen und einem Prozessor (z. B. ein oder mehrere programmierte Prozessoren und zugehörige Schaltungen) zur Durchführung anderer Funktionen implementiert sein. Jeder Block, jede Einheit und/oder jedes Modul einiger Ausführungsbeispiele kann physisch in zwei oder mehr interagierende und diskrete Blöcke, Einheiten und/oder Module getrennt sein, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu verlassen. Ferner können Blöcke, Einheiten und/oder Module einiger Ausführungsbeispiele physisch zu komplexeren Blöcken, Einheiten und/oder Modulen kombiniert werden, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu verlassen.
Im Folgenden werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug unter Bezugnahme der zugehörigen Zeichnung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben. Es sei darauf hinwiesen, dass die Zeichnung nicht maßstabsgetreu sind und hinsichtlich der Dicke von Linien oder den Größen von Komponenten lediglich zwecks Einfachheit der Beschreibung und zwecks Klarheit übertrieben dargestellt sein können. Ferner sind die vorliegend verwendeten Begriffe im Hinblick auf Funktionen der Erfindung definiert und können je nach Gebrauch oder Absicht des Benutzers oder Bedieners geändert werden. Die Begriffe sollten daher entsprechend den vorliegenden Gesamtoffenbarungen definiert werden.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsformen können beispielsweise mit einem Verfahren oder einem Prozess, einer Vorrichtung, einem Softwareprogramm, einem Datenstrom oder einem Signal implementiert sein. Obwohl ein Merkmal nur in einem einzige Kontext erörtert wird (z. B. nur in einem Verfahren erörtert wird), kann das erörterte Merkmale in einer anderen Art (z. B. als Vorrichtung oder Programm) implementiert sein. Eine Vorrichtung kann als eine geeignete Hardware, Software oder Firmware implementiert sein. Das Verfahren kann in einer Vorrichtung implementiert sein, wie einem Prozessor, der im Allgemeinen eine Verarbeitungsvorrichtung betrifft, darunter ein Computer, ein Mikroprozessor, eine integrierte Schaltung oder eine programmierbare Logikvorrichtung. Der Prozessor weist ferner eine Kommunikationsvorrichtung auf, wie einen Computer, ein Mobiltelefon, einen PDA (Personal Digital Assistant) und eine andere Vorrichtung, welche die Informationsvermittlung zwischen einem Endnutzern vereinfachen kann.
1 zeigt eine Abbildung mit schematischer Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 2 zeigt eine Abbildung zur Beschreibung von Kräften, die auf einen Insassen einwirken, und ein auf den Kräften basierendes Positionsänderungsmodell gemäß der Ausführungsforme der vorliegenden Offenbarung.
Bezug nehmend auf 1 kann eine Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste Sensiereinheit 100, eine zweite Sensiereinheit 200, eine Kollisionssensiereinheit 300, eine Kommunikationseinheit 400, eine Steuereinheit 500, eine Zündeinheit 600 und einen Airbag 700 aufweisen.
Die erste Sensiereinheit 100 kann Gierrateninformationen des Fahrzeugs sensieren. Die Gierrateninformationen können Beschleunigungs- und Gierratenwerte enthalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die erste Sensiereinheit 100 einen Beschleunigungssensor 110 und einen Gierratensensor 120 aufweisen. Der Beschleunigungssensor 110 kann X-Achsen- und Y-Achsen-Beschleunigungswerte des Fahrzeugs im Betrieb sensieren und der Gierratensensor 120 kann den Gierratenwert des Fahrzeugs im Betrieb sensieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Sensiereinheit 100 auf den Beschleunigungssensor 110 und den Gierratensensor 120 beschränkt. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht beschränkt, sondern die erste Sensiereinheit 100 kann jede Komponente aufweisen, die imstande ist, Informationen über das dynamische Verhalten des Fahrzeugs zu sensieren.
Die zweite Sensiereinheit 200 kann Informationen über einen Insassen in einem Fahrzeug sensieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die zweite Sensiereinheit 200 eine Insassensensiereinheit 210 und eine Sicherheitsgurtanlege-Sensiereinheit 220 aufweisen. Die Insassensensiereinheit 210 kann sensieren, ob sich ein Insasse im Fahrzeug befindet, indem es eines oder mehreres aus WCS (Weight Classification System), HSS (Human Sensing System) and SBR (Seat Belt Remainder) verwendet. Die Sicherheitsgurtanlege-Sensiereinheit 220 kann sensieren, ob ein Insasse im Fahrzeug einen Sicherheitsgurt angelegt hat. Das heißt, dass die Sicherheitsgurtanlege-Sensiereinheit 220 in jedem Sitz installiert sein kann und so ausgebildet ist, dass sie sensiert, ob ein Insasse auf jedem Sitz einen Sicherheitsgurt angelegt hat. Die Sicherheitsgurtanlege-Sensiereinheit 220 kann sensieren, ob ein Insasse auf jedem Sitz einen Sicherheitsgurt angelegt hat, und das Sensierergebnis der Steuereinheit 500 bereitstellen. Hierbei kann es sich bei einem Insassen um einen Fahrer und einen Insassen handeln, der sich zusammen mit dem Fahrer im Fahrzeug befindet.
Die Kollisionssensiereinheit 300 kann dazu dienen, zu sensieren, ob eine Fahrzeugkollision erfolgt, und die X-Achsen- und Y-Achsen-Beschleunigungswerte des Fahrzeugs zu messen. Somit kann die Kollisionssensiereinheit 300 einen Beschleunigungssensor aufweisen. Zudem können die von der Kollisionssensiereinheit 300 gemessenen Beschleunigungssignale durch einen Tiefpassfilter verarbeitet und dann der Steuereinheit 500 bereitgestellt werden. Die Steuereinheit 500 kann das Fahrzeugkollisions-Sensierergebnis von der Kollisionssensiereinheit 300 empfangen und das empfangene Fahrzeugkollisions-Sensierergebnis zur Festlegung eines Airbag-Entfaltungspunkts verwenden. Das heißt, dass die Steuereinheit 500 den Airbag-Entfaltungspunkt dadurch festlegen kann, dass sie bestimmt, wie stark das Fahrzeug aufprallt, basierend auf den von der Kollisionssensiereinheit 300 gemessenen Beschleunigungswerten, ohne Informationen darüber zu verwenden, wie stark das Fahrzeug beschädigt ist.
Die Kommunikationseinheit 400 kann ADAS-(Advanced Driver Assistance Systems)-Betriebsinformationen und Sitzpositionsinformationen des Fahrzeugs empfangen. Die ADAS-Betriebsinformationen können LKAS-(Lane Keeping Assist System)-Daten, PMS-(Porsche Stability Management)-Daten und dergleichen enthalten. Die LKAS-Daten können 0 oder 1 betragen, wobei 0 den Fall angibt, in dem das LKAS nicht in Betrieb ist, und 1 den Fall angibt, in dem das LKAS in Betrieb ist oder das Fahrzeug eine Fahrspur verlässt. Die Kommunikationseinheit 400 kann beispielsweise eine CAN-Kommunikationseinheit sein.
Der Airbag 700 ist eine Sicherheitsvorrichtung, die sich entfaltet, während sie mit einer großen Menge an Gas gefüllt wird. Wenn eine Stoßkraft auf das Fahrzeug wirkt, kann der Airbag 70 den Körper des Insassen zurückhalten und so eine Verletzung des Insassen verringern.
Die Zündeinheit 600 kann dazu dienen, den entsprechenden Airbag 700 unter der Vielzahl von im Fahrzeug installierten Airbags 700 an einem Airbag-Entfaltungspunkt des Fahrzeugs zu entfalten. Entsprechend einem Steuersignal der Steuereinheit 500 kann die Zündeinheit 600 gezündet werden, um den entsprechenden Airbag 700 unter der Vielzahl von Airbags 700 zu entfalten. Die Vielzahl von Airbags 700 können eines oder mehrere aus einem Fahrerairbag, einem Beifahrerairbag, einem Knieairbag, einem Seitenairbag und einem Curtain-Airbag umfassen, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Der Fahrerairbag kann vor einem Fahrersitz installiert sein, der Beifahrerairbag kann vor einem Beifahrersitz installiert sein, der Knieairbag kann an einer dem Knie eines Insassen entsprechenden Position installiert sein, der Seitenairbag kann an einer Seitenfläche des Fahrzeugs installiert sein, und der Curtain-Airbag kann so installiert sein, dass er sich über einen Bereich von der Vorderseite des Fahrersitzes bis zu einem Rücksitz entfaltet. Die Installationspositionen der jeweiligen Airbags sind nicht begrenzt. Die Zündeinheit 600 kann somit eine DAB-(Driver Airbag)-Zündeinheit, eine PAB-(Passenger Airbag)-Zündeinheit, eine KAB-(Knee Airbag)-Zündeinheit, eine SAB-(Side Airbag)-Zündeinheit und eine CAB-(Curtain Airbag)-Zündeinheit aufweisen.
Die Steuereinheit 500 kann Informationen über das dynamische Verhalten eines Insassen berechnen, indem sie die Gierrateninformationen von der ersten Sensiereinheit 100, die Sicherheitsgurtanlegeinformationen von der zweiten Sensiereinheit 200 und die ADAS-Betriebsinformationen von der Kommunikationseinheit 400 in einen Insassenverhaltensschätzalgorithmus eingibt, und eine Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf den Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen und dem Kollisionssensierergebnis der Kollisionssensiereinheit 300 festlegen.
Die Steuereinheit 500 kann eine Insassenverhaltensschätzeinheit 510, eine Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 und eine Airbag-Entfaltungspunkt-Festlegungseinheit 530 aufweisen.
Die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 kann Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen durch Eingabe der Gierrateninformationen, der Sicherheitsgurtanlegeinformationen und der ADAS-Betriebsinformationen in den Insassenverhaltensschätzalgorithmus berechnen. Der Insassenverhaltensschätzalgorithmus kann eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung eines DMS (Damper-Mass-Spring; Masse-Feder-Dämpfer) sein.
Die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 kann eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung ableiten, indem sie eine Fahrzeug-/Insassenmodelldynamik FBD auf DMS anwendet, und kann die Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen berechnen, indem sie die Gierrateninformationen, die Sicherheitsgurtanlegeinformationen und die ADAS-Betriebsinformationen in die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung eingibt. Die Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen können X-Achsen- und Y-Achsen-Verschiebungen des Brustkorbs des Insassen und X-Achsen- und Y-Achsen-Verschiebungen des Kopfes des Insassen enthalten.
Das Insassenverhalten kann wie in 2 dargestellt modelliert werden. 2A zeigt eine Ergebnis, das durch mathematisches Modellieren des Insassenverhaltens erhalten wurde, und 2B zeigt ein Ergebnis, das durch Modellieren des Insassenverhaltens basierend auf DMS erhalten wurde. Aus dem DMS-Modell für Insassenverhalten kann eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung abgeleitet werden, wie nachfolgend als Gleichung 1 ausgedrückt. $\begin{matrix} m_{1} {\ddot{x}}_{1} = k_{2} (x_{2} - x_{1}) + d_{2} ({\dot{x}}_{2} - {\dot{x}}_{1}) - k_{1} x_{1} - d_{1} {\dot{x}}_{1} \\ m_{2} {\ddot{x}}_{2} = F - k_{2} (x_{2} - x_{1}) - d_{2} ({\dot{x}}_{2} - {\dot{x}}_{1}) \end{matrix}$
In Gleichung 1 kann m1 die Masse eines Insassenbrustkorbs darstellen, m2 kann die Masse eines Insassenkopfes darstellen, x₁ kann die Verschiebung des Insassenbrustkorbs auf der X-Achse von 0 aus darstellen, x₂ kann die Verschiebung des Insassenkopfes auf der X-Achse darstellen, ẋ₁ kann die Geschwindigkeit des Insassenbrustkorbs darstellen, ẋ₂ kann die Geschwindigkeit des Insassenkopfes darstellen; ẍ₁ kann die Beschleunigung des Insassenbrustkorbs darstellen, ẍ₁ kann die Beschleunigung des Insassenkopfes darstellen, k₁ kann die Federkonstante des Insassenbrustkorbs darstellen, k₂ kann die Federkonstante des Insassenkopfes darstellen, d₁ kann den Dämpfungskoeffizienten des Insassenbrustkorbs darstellen, d₂ kann den Dämpfungskoeffizienten des Insassenkopfes darstellen, und F kann eine auf dem Körper wirkende äußere Kraft darstellen. Die Federkonstanten und die Dämpfungskoeffizienten können vorgegebenen sein und entsprechend der Körpergröße des Insassen geändert werden.
Die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 kann die Kinematik der gewöhnlichen Differentialgleichung zweiter Ordnung (DMS) zur Schätzung des Insassenverhaltens (Bewegung) im Falle einer Notbremsung oder Ausweichbremsung verwenden, und die Anzahl der Eingabewerte und -parameter kann weiter reduziert werden als bei anderen Analysemodellen, wodurch die Modellierung relativ vereinfacht werden kann.
Die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 kann die Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Brustkorbs und des Kopfes des Insassen unter Verwendung von Gleichung 1 berechnen.
Die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 kann die Beschleunigungswerte des Beschleunigungssensors 110 durch einen Tiefpassfilter verarbeiten und dann die Geschwindigkeiten und Verschiebungen berechnen. Das heißt, dass die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 die X-Achsen- und Y-Achsen-Beschleunigungen von dem Beschleunigungssensor 110 empfangen kann, die X-Achsen- und Y-Achsen-Geschwindigkeit durch Integration berechnen kann, und die X-Achsen- und Y-Achsen-Verschiebungen durch Doppelintegration berechnen kann.
Abhängig davon, ob der Insassen den Sicherheitsgurt angelegt hat, können sich die Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen ändern. Somit kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung basierend auf den Sicherheitsgurtanlegeinformationen der zweiten Sensiereinheit 200 festlegen und den festgelegten Gewichtsfaktor oder die festgelegten Sättigung auf Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen anwenden.
Insbesondere wenn der Insasse den Sicherheitsgurt angelegt hat, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 einen Sicherheitsgurtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegen. Wenn der Insasse keinen Sicherheitsgurt angelegt hat, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 ferner einen Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Gewichtsfaktor und eine Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Sättigung mit dem Zeitablauf festlegen. Der Sicherheitsgurtanlege-Gewichtsfaktor, die Sicherheitsgurtanlege-Sättigung, der Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Gewichtsfaktor und die Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Sättigung können vorgegebenen sein und deren Werte können entsprechend der Körpergröße und dem Alter des Insassen geändert werden.
Wenn der Insasse beispielsweise sitzt und dabei den Sicherheitsgurt angelegt hat, können die Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen durch die Spannung des Sicherheitsgurtes schnell verringert werden. Wenn der Insasse sitzt und dabei nicht den Sicherheitsgurt angelegt hat, können die Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen durch die bei einem plötzlichen Halt verursachte Aktion und Reaktion verstärkt werden. Bei der Berechnung der Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 daher einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung entsprechend den Sicherheitsgurtanlegeinformationen anwenden. Das heißt, wenn der Insasse sitzt und dabei den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat, kann die X-Achsen-Bewegung durch die Gurtspannung verringert werden. So kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 die Beschleunigung durch Anwendung der Sättigung verringern. Andererseits, wenn der Insasse sitzt und dabei den Sicherheitsgurt angelegt hat, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 die Beschleunigung durch Anwendung des Gewichtsfaktor erhöhen.
Zudem kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 autonome LKAS-Daten oder LKAS-Nachrichten anwenden und somit einen Sperrzustand als einen Zustand analysieren und anwenden, der einer realen Situation nahe kommt. Das LKAS wendet eine Nachricht an, um dem Fahrer zu helfen, die Spur zu halten. Wenn eine Kollision sensiert wird, bewegt der Fahrer schnell das Lenkrad, um die Kollision zu vermeiden. Da dieses Verhalten vom Fahrer beabsichtigt war, kann sich die Muskelspannung im Nacken des Fahrers erhöhen. In dem Maße, wie die Muskelspannung zunimmt, nimmt die Bewegung des Kopfes oder der Brust des Fahrers ab.
Somit kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf dem Gierratenwert und den LKAS-Daten festlegen.
Insbesondere wenn der Gierratenwert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist und die LKAS-Daten der ADAS-Betriebsinformationen ‚1‘ sind (die ADAS-Betriebsinformationen enthalten Daten, die angeben, dass das LKAS in Betrieb ist), kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf KL (Keeping Lane; Spurhaltung) festlegen. Wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die LKAS-Daten der ADAS-Betriebsinformationen ‚0‘ sind (die ADAS-Betriebsinformationen enthalten Daten, die angeben, dass das LKAS nicht in Betrieb ist), kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 ferner einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf TA (Turn Around; Abbiegung) festlegen. Dabei können der Sperrgewichtsfaktor basierend auf KL und der Sperrgewichtsfaktor basierend auf TA vorgegebene Werte sein.
Wenn das Fahrzeug beispielsweise aufgrund von Fahren bei Ermüdung die Fahrspur verlässt und ein anderes Fahrzeug auf einer benachbarten Fahrbahn fährt, kann das Fahrzeug das andere Fahrzeug erkennen und versuchen, auf die Fahrspur zurückzukehren (KL). Dabei können LKAS-Daten erzeugt werden, während eine Querkraft im Fahrzeug erzeugt wird, und der Insasse kann in eine diagonale Richtung bewegt werden. So kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 den Sperrgewichtsfaktor unter Verwendung des Gierratenwerts und der LKAS-Daten festlegen. Die LKAS-Daten können 0 oder 1 betragen, wobei 0 den Fall angibt, in dem das LKAS nicht in Betrieb ist, und 1 den Fall angibt, in dem das LKAS in Betrieb ist oder das Fahrzeug eine Fahrspur verlässt.
Wenn das Fahrzeug an einer Kreuzung nach links oder rechts abbiegt, kann es außerdem plötzlich anhalten, falls ein anderes Fahrzeug in die Fahrspur einfährt (TA). Wenn dabei ein linker oder rechter Blinker gesetzt wird, können die LKAS-Daten 0 betragen. Somit kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 den Sperrgewichtsfaktor unter Verwendung des Gierratenwerts während TA festlegen.
Wie vorstehend beschrieben, wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die LKAS-Daten ‚1‘ betragen, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 bestimmen, dass die aktuelle Situation KL ist und den Sperrgewichtsfaktor basierend auf KL berechnen. Das heißt, wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die LKAS-Daten ‚1‘ betragen, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 bestimmen, dass eine Querbewegung eingetreten ist, und einen Sperrgewichtsfaktor für die Querbeschleunigung berechnen. Dabei kann der Sperrgewichtsfaktor ein Wert für eine weitere Erhöhung der Beschleunigung oder ein Wert für eine weitere Verringerung der Beschleunigung sein. Wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die LKAS-Daten ‚1‘ betragen, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 den Sperrgewichtsfaktor berechnen, der die Beschleunigung erhöhen oder verringern kann.
Wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die LKAS-Daten ‚0‘ betragen, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 ferner bestimmen, dass die aktuelle Situation TA ist, und den Sperrgewichtsfaktor basierend auf TA berechnen.
Wenn der Sperrgewichtsfaktor basierend auf dem Gierratenwert und der LKAS-Nachricht und die Sättigung oder der Gewichtsfaktor basierend auf den Sicherheitsgurtanlegeinformationen wie vorstehend beschrieben festgelegt werden, kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 die Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen berechnen, indem sie mindestens eines aus der Beschleunigung des Fahrzeugs, dem Sperrgewichtsfaktor , der Sättigung und dem Gewichtsfaktor in die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung eingibt.
Das heißt, dass die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 die X-Achsen- und Y-Achsen-Verschiebungen gemäß der gewöhnlichen Differentialgleichung zweiter Ordnung berechnen kann, die als ein Feedbacksystem durch den Sicherheitsgurtanlegezustand und den Sperrzustand implementiert ist, und die Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen unter Verwendung der berechneten X-Achsen- und Y-Achsen-Verschiebungen berechnen kann. Dabei sind die berechneten Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen nicht die tatsächlichen Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen. Somit kann die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 Sitzpositionsinformationen durch die Kommunikationseinheit 400 empfangen und die Ist-Position des Insassen durch Hinzufügen von Sitzpositionsinformationen und Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen berechnen.
Die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 kann einen Kollisionssensierwert von der Kollisionssensiereinheit 300 empfangen und eine Änderung des Kollisionssensierwerts berechnen. Wenn die Änderung des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Änderungsschwellenwert ist, kann die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 einen gleitenden Durchschnitt und eine Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts berechnen.
Dabei kann die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 die X-Achsen- und Y-Achsen-Beschleunigungssignale, die von der Kollisionssensiereinheit 300 gemessen werden, durch einen Tiefpassfilter verarbeiten und dann die X-Achsen- und Y-Achsen-Geschwindigkeiten und -Verschiebungen berechnen. Das heißt, dass die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 die Geschwindigkeiten durch Integration der X-Achsen- und Y-Achsen-Beschleunigungswerte, die von der Kollisionssensiereinheit 300 gemessen werden, berechnen kann und die Verschiebungen durch Doppelintegration berechnen kann. Die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 kann entsprechend den berechneten Verschiebungen bestimmen, ob der Airbag nach der Kollision entfaltet werden soll.
Die Airbag-Entfaltungspunkt-Festlegungseinheit 530 kann einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf den Kopf- und Brustkorbverschiebungen bestimmen, die der durch die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 berechneten Ist-Position des Insassen entsprechen, und den gleitenden Durchschnitt und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts bestimmen, die durch die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 berechnet werden.
Insbesondere wenn die Kopf- und Brustkorbverschiebungen, die der durch die Insassenverhaltensschätzeinheit 510 berechneten Ist-Position des Insassen entsprechen, gleich oder größer als vorgegebenen Kopf- bzw. Brustkorbverschiebungsschwellenwerte sind, der gleitende Durchschnitt des durch die Airbag-Entfaltungsbestimmungseinheit 520 berechneten Kollisionssensierwerts gleich oder größer als ein gleitender Durchschnittsschwellenwert ist, und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, kann die Airbag-Entfaltungspunkt-Festlegungseinheit 530 bestimmen, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht wurde.
Beispielsweise kann die Airbag-Entfaltungspunkt-Festlegungseinheit 530 bestimmen, ob die Verschiebung des Kopfes des Insassen größer als der Kopfverschiebungsschwellenwert ist (z. B. 0,3 m bei einer Hochgeschwindigkeit von 60 km/s oder mehr) und die Verschiebung des Brustkorbs des Insassen größer als der Brustkorbverschiebungsschwellenwert ist (z. B. 0,2 m bei einer Hochgeschwindigkeit von 60 km/s oder mehr).
Wenn ein plötzlicher Halt durch den DAS verursacht wird, können Kopf und Brustkorb des Insassen schnell bewegt werden. Wenn die Verschiebung des Kopfes oder des Brustkorbs des Insassen gleich dem oder größer als der Kopf - oder Brustkorbverschiebungsschwellenwert ist, kann die Airbag-Entfaltungspunkt-Feststellungseinheit 530 den Airbag-Entfaltungspunkt als einen früheren Punkt als den bestehenden Airbag-Entfaltungspunkt festlegen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Kollision oder Notbremsung auftritt, kann die Vorrichtung zur Steuerung der Airbag-Entfaltung den Airbag-Entfaltungspunkt unter Verwendung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen festlegen, so dass der Airbag-Entfaltungspunkt früher liegt als der bestehende Airbag-Entfaltungspunkt. Somit kann die Situation, in welcher der Korb und/oder der Brustkorb des Insassen gegen das Lenkrad prallen, bevor der Airbag 700 vollständig entfaltet ist, nicht eintreten, wodurch eine Verletzung des Insassen verhindert werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann eine Vorrichtung zu Steuerung der Airbag-Entfaltung einen Safing-Sensor (nicht abgebildet) aufweisen, um einen Sensierfehler der Kollisionssensiereinheit 300 zu verhindern. Das heißt, dass der Safing-Sensor einen Hilfssensor bezeichnet, der dazu dient, der Steuereinheit 500 dabei zu helfen, zu bestimmen, ob der Airbag basierend auf dem Kollisionssensierergebnis der Kollisionssensiereinheit 300 entfaltet werden soll. Der Safing-Sensor kann eine Kollision sensieren, durch welche die Steuereinheit 500 bestimmen kann, ob der Airbag entsprechend einer separaten Safing-Logik entfaltet werden soll, und das Sensierergebnis der Steuereinheit 500 bereitstellen.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezug nehmend auf 3 empfängt die Steuereinheit 500 von der ersten Sensiereinheit 100 Gierrateninformationen, die Beschleunigungs- und Gierratenwerte eines Fahrzeugs enthalten, empfängt Sicherheitsgurtanlegeinformationen von der Sicherheitsgurtanlege-Sensiereinheit 220, und empfängt ADAS-Betriebsinformationen und Sitzpositionsinformationen durch die Kommunikationseinheit 400 in Schritt S310.
Wenn Schritt S310 durchgeführt wurde, berechnet die Steuereinheit 500 in Schritt S320 Informationen über das dynamische Verhalten eines Insassen, indem sie die Gierrateninformationen, Sicherheitsgurtanlegeinformationen und ADAS-Betriebsinformationen in die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung des DMS eingibt. Dabei kann die Steuereinheit 500 einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung basierend auf den Sicherheitsgurtanlegeinformationen festlegen und den festgelegten Gewichtsfaktors oder die festgelegte Sättigung auf Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen anwenden. Die Steuereinheit 500 kann ferner einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf dem Gierratenwert und dem LKAS-Daten festlegen und den festgelegten Sperrgewichtsfaktor auf die Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen anwenden. Die Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen können X-Achsen- und Y-Achsen-Verschiebungen, -Geschwindigkeiten und -Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen enthalten.
Wenn Schritt S320 durchgeführt wurde, berechnet die Steuereinheit 500 eine Ist-Position des Insassen durch Hinzufügen der Sitzpositionsinformationen und der Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen in Schritt S330.
Wenn Schritt S330 durchgeführt wurde, legt die Steuereinheit 500 einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf der Ist-Position des Insassen und dem Kollisionssensierergebnis der Kollisionssensiereinheit 300 in Schritt S340 fest. Das heißt, dass die Steuereinheit 500 den Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf den Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen, die der Ist-Position des Insassen entsprechen, und den gleitenden Durchschnitt und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts der Kollisionssensiereinheit 300 bestimmen kann. Insbesondere wenn die der Ist-Position entsprechenden Kopf- und Brustkorbverschiebungen gleich oder größer als die vorgegebenen Kopf- bzw. Brustkorbverschiebungsschwellenwerte sind, der gleitende Durchschnitt des Kollisionssensierwerts gleich oder größer als ein gleitender Durchschnittsschwellenwert ist, und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts gleich oder größer als ein Geschwindigkeitsschwellenwert ist, kann die Steuereinheit 500 bestimmen, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist.
Wenn Schritt S340 durchgeführt wurde, steuert die Steuereinheit 500 die Zündeinheit 600, so dass diese den entsprechenden Airbag 700 am Airbag-Entfaltungspunkt im Schritt S350 entfaltet. Dabei kann die Zündeinheit 600 dazu dienen, den entsprechenden Airbag unter der Vielzahl von im Fahrzeug installierten Airbags 700 am Airbag-Entfaltungspunkt des Fahrzeugs zu entfalten. Entsprechend einem Steuersignal der Steuereinheit 500 kann die Zündeinheit 600 zur Entfaltung des entsprechenden Airbags unter der Vielzahl von Airbags gezündet werden.
4 zeigt eine Abbildung zur Beschreibung von Simulationsdaten basierend auf einem Algorithmusmodell zur Schätzung eines Insassenverhaltens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt, dass ein Ergebniswert (Ausgang) des Algorithmusmodells zur Schätzung eines Insassenverhaltens eine tatsächliche Situation des Fahrzeugs genauer als in anderen Modellen simuliert. Daher kann die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung des DMS bei der Schätzung der Verschiebungen und Geschwindigkeiten des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Wie vorstehend beschrieben, können die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf einer Insassenverhaltensschätzung im Falle einer Fahrzeugkollision oder Notbremsung festlegen, so dass der Kopf und der Brustkorb eines Insassen, der einen Sicherheitsgurt angelegt hat oder nicht, auf den Airbag trifft, wenn der Airbag vollständig entfaltet ist, wodurch eine Verletzung des Insassen verringert und die Stabilität verbessert werden kann.
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können einen Rückschlag verhindern, der einem Nebeneffekt entspricht, der im Falle einer Notbremsung des aktiven DAS auftreten kann, wobei der Rückschlag das Phänomen bezeichnet, dass der Airbag sich um den Kopf eines Insassen herum entfaltet und das Gesicht des Insassen trifft, da der Airbag-Entfaltungspunkt verzögert ist.
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die Kinematik der gewöhnlichen Differentialgleich zweiter Ordnung (DMS) anwenden und somit die Genauigkeit der Insassenverhaltensschätzung erhöhen. Zudem können die Vorrichtung und das Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug das DMS-Modell anwenden, um die Anzahl der Eingabewerte und -parameter weiter zu reduzieren als andere Modelle, wodurch die Konfiguration relativ vereinfacht und die Speicherkapazität verringert werden kann.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug, die aufweist: eine erste Sensiereinheit (100), die so ausgebildet ist, dass sie Gierrateninformationen sensiert, die Gierraten- und Beschleunigungswerte eines Fahrzeugs enthalten; eine zweite Sensiereinheit (200), die so ausgebildet ist, dass sie sensiert, ob ein Insasse im Fahrzeug einen Sicherheitsgurt angelegt hat; und eine Kollisionssensiereinheit (300), die so ausgebildet ist, dass sie die Kollision eines Fahrzeugs sensiert; gekennzeichnet durch eine Kommunikationseinheit (400), die so ausgebildet ist, dass sie Sitzpositionsinformationen und ADAS-(Advanced Driver Assistance Systems)-Betriebsinformationen des Fahrzeugs empfängt; und eine Steuereinheit (500), die so ausgebildet ist, dass sie Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen berechnet, indem sie die Gierrateninformationen von der ersten Sensiereinheit (100), die Sicherheitsgurtanlegeinformationen von der zweiten Sensiereinheit (200) und die ADAS-Betriebsinformationen von der Kommunikationseinheit (400) in einen Insassenverhaltensschätzalgorithmus eingibt, und die einen Airbag-Entfaltungspunkt basierend auf den Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen und dem Kollisionssensierergebnis der Kollisionssensiereinheit (300) festlegt.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 1, wobei der Insassenverhaltensschätzalgorithmus eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung ist, die auf DMS (Damper-Mass-Spring) basiert.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (500) basierend auf dem Gierratenwert und den ADAS-Betriebsinformationen einen Sperrgewichtsfaktor festlegt, basierend auf den Sicherheitsgurtanlegeinformationen einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung festlegt, und Informationen über das dynamische Verhalten berechnet, indem eines oder mehreres aus Beschleunigung, Sperrgewichtsfaktor , Sättigung und Gewichtsfaktor auf die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung angewendet werden, wobei die Informationen über das dynamische Verhalten eines oder mehreres aus Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen enthalten.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (500) einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf der Spurhaltung festlegt, wenn der Gierratenwert gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass ein LKAS (Lane Keeping Assist System) in Betrieb ist, und einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf einer Abbiegung festlegt, wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass das LKAS nicht in Betrieb ist.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (500) einen Sicherheitsgurtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegt, wenn der Insasse einen Sicherheitsgurt angelegt hat, und einen Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegt, wenn der Insasse den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (500) eine Ist-Position des Insassen durch Hinzufügen der Sitzpositionsinformationen und Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen berechnet.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 6, wobei, wenn die der Ist-Position des Insassen entsprechenden Kopf- und Brustkorbverschiebungen gleich oder größer als vorgegebene Kopf- bzw. Brustkorbverschiebungsschwellenwerte sind, die Steuereinheit (500) bestimmt, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist.
Vorrichtung zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (500) einen Kollisionssensierwert von der Kollisionssensiereinheit (300) empfängt, eine Änderung des Kollisionssensierwerts berechnet, den gleitenden Durchschnitt und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts berechnet, wenn die Änderung des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Änderungsschwellenwert ist, und bestimmt, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist, wenn der gleitende Durchschnitt des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein gleitender Durchschnittschwellenwert ist und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung für ein Fahrzeug, das umfasst: Empfangen von Gierrateninformationen, Sicherheitsgurtanlegeinformationen, ADAS-Betriebsinformationen und Sitzpositionsinformationen durch eine Steuereinheit (500), wobei die Gierrateninformationen Beschleunigungs- und Gierratenwerte eines Fahrzeugs enthalten; Berechnen von Informationen über das dynamische Verhalten eines Insassen durch Eingeben von Gierrateninformationen, Sicherheitsgurtanlegeinformationen und ADAS-Betriebsinformationen in einen Insassenverhaltensschätzalgorithmus, durch die Steuereinheit (500); und Bestimmen eines Airbag-Entfaltungspunkts basierend auf den Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen und einem Kollisionssensierergebnis einer Kollisionssensiereinheit (300), durch die Steuereinheit (500).
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 9, wobei der Insassenverhaltensschätzalgorithmus eine gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung ist, die auf DMS basiert.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (500) bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf dem Gierratenwert und den ADAS-Betriebsinformationen festlegt, einen Gewichtsfaktor oder eine Sättigung basierend auf Sicherheitsgurtanlegeinformationen festlegt, und Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen berechnet, indem eines oder mehreres aus Geschwindigkeit, Sperrgewichtsfaktor , Sättigung und Gewichtsfaktor auf die gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung angewendet werden, wobei die Informationen über das dynamische Verhalten eines oder mehreres aus Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen enthalten.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit (500) bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf einer Spurhaltung festlegt, wenn der Gierratenwert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass ein LKAS in Betrieb ist, und einen Sperrgewichtsfaktor basierend auf einer Abbiegung festlegt, wenn der Gierratenwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die ADAS-Betriebsinformationen Daten enthalten, die angeben, dass das LKAS nicht in Betrieb ist.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit (500) bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen einen Sicherheitsgurtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegt, wenn der Insasse einen Sicherheitsgurt angelegt hat, und einen Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Gewichtsfaktor oder eine Sicherheitsgurt-Nichtanlege-Sättigung entsprechend dem Zeitablauf festlegt, wenn der Insasse den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit (500) bei der Berechnung der Informationen über das dynamische Verhalten des Insassen eine Ist-Position des Insassen durch Hinzufügen der Sitzpositionsinformationen und Verschiebungen des Kopfes und des Brustkorbs des Insassen berechnet.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit (500) bei der Feststellung des Airbag-Entfaltungspunkts bestimmt, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist, wenn die der Ist-Position des Insassen entsprechenden Kopf- und Brustkorbverschiebungen gleich oder größer als vorgegebene Kopf- bzw. Brustkorbverschiebungsschwellenwerte sind.
Verfahren zur Steuerung einer Airbag-Entfaltung nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit (500) bei der Feststellung des Airbag-Entfaltungspunkts einen Kollisionssensierwert von der Kollisionssensiereinheit empfängt, eine Änderung des Kollisionssensierwerts berechnet, den gleitenden Durchschnitt und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts berechnet, wenn die Änderung des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Änderungsschwellenwert ist, und bestimmt, dass der Airbag-Entfaltungspunkt erreicht ist, wenn der gleitende Durchschnitt des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein gleitender Durchschnittsschwellenwert ist und die Geschwindigkeit des Kollisionssensierwerts gleich einem oder größer als ein Geschwindigkeitsschwellenwert ist.