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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Insassenschutz für ein Fahrzeug und die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zum Insassenschutz für ein Fahrzeug.
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Bei einem Kollisionsunfall befinden sich die verschiedenen Insassen-Rückhaltemechanismen eines Fahrzeugs nicht immer zum richtigen Zeitpunkt im geeigneten Zustand. Dies kann dazu führen, dass die Insassen einem größeren Risiko ausgesetzt sind oder dass sich der Prozess der Rettung und des Insicherheitbringens verzögert. Beispielsweise kommt es bei einer Kollision mit einem Fahrzeug häufig vor, dass eine Fahrzeugtür nicht verriegelt ist, und durch eine eingedrückte Struktur kann es leicht geschehen, dass sich eine Fahrzeugtür ungewollt öffnet und Personen aus dem Fahrzeug geschleudert werden. Außerdem kann es unter bestimmten Umständen sein, dass trotz verriegelter Fahrzeugtür diese bei längerer Unfalldauer während des Kollisionsvorgangs automatisch entriegelt wird. Da ein Teil der Fahrer die Angewohnheit hat, den Sitz relativ weit nach vorn zu stellen, kann es weiterhin sein, dass nach einer Kollision die Fahrzeugfront stark verformt oder eine Fahrzeugtür stärker eingedrückt ist, sodass sich der Überlebensraum der Insassen verkleinert, der Fahrer zwischen Lenkrad und Sitz eingeklemmt wird, sich nicht mehr bewegen kann und so die Rettungsarbeiten erschwert werden.
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Daher stellt der Stand der Technik eine Art Zentralverriegelungsvorrichtung bereit, die in einer Unfallsituation die Fahrzeugtüren in einen verriegelten Zustand versetzen und anschließend in einen nicht verriegelten Zustand umschalten kann.
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Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Einstellung eines Fahrzeugsitzes bekannt, wobei in dem Verfahren bei einem Unfall mit dem Fahrzeug der Sitz verschoben und so das Risiko für Verletzungen von Personen im Beinbereich verringert wird.
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Allerdings bestehen bei den obigen Lösungen immer noch viele Unzulänglichkeiten. Vor allem betreffen gegenwärtige Lösungen zur Verhinderung des ungewollten Öffnens einer Fahrzeugtür nur eine „einmalige“ Überprüfung bei einer Kollision. In Zusammenhang damit kann es sein, dass eine Fahrzeugtür wegen eines verzögerten Messergebnisses nicht umgehend verriegelt wird, und andererseits kann es leicht zu einer Fehlauslösung der Verriegelungsfunktion der Fahrzeugtür kommen, sodass dem Nutzer Probleme entstehen. Außerdem wird gegenwärtig bei der Erfassung einer Kollision sofort eine Sitzverstellung ausgelöst, wodurch es während der Kollision leicht zu sekundären Verletzungen der Insassen kommen kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es wünschenswert, dass eine verbesserte Insassenschutzlösung bereitgestellt wird, um den Zustand der einzelnen Rückhaltemechanismen zu einem geeigneteren Aktuierungszeitpunkt zu steuern und so die Insassensicherheit zu erhöhen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Insassenschutz für ein Fahrzeug sowie eines Geräts zum Insassenschutz für ein Fahrzeug, um mindestens einen Teil der Probleme des Stands der Technik zu lösen.
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Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Insassenschutz für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- einen Schritt S1, in dem Rückhaltemechanismen des Fahrzeugs bei der Erkennung einer bevorstehenden Kollision in einen ersten Zustand umgeschaltet werden; sowie
- einen Schritt S2, in dem, wenn bestätigt wurde, dass eine Kollision stattgefunden hat, die Rückhaltemechanismen innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts im ersten Zustand gehalten und die Rückhaltemechanismen daran gehindert werden, den ersten Zustand zu verlassen, um die Fahrzeuginsassen daran zu hindern, ihre Position in Relation zum Fahrzeug in einer bestimmten Weise zu verändern.
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Die vorliegende Erfindung umfasst insbesondere die technische Idee der Durchführung zweier in Hinblick auf eine Kollision vorteilhafter Prüfungen - einer „Vorevaluation“ und einer „Bestätigung“ - wobei, wenn eine Kollision unvermeidlich ist, die Aktuierungsbefugnisse der Rückhaltemechanismen bei einer Gefährdung von Fahrer und Mitfahrern beschränkt werden und die Schutzwirkung der Rückhaltemechanismen maximiert wird. Noch wichtiger ist dabei, dass die Rückhaltemechanismen vor dem tatsächlichen Stattfinden einer Kollision in einen stabilen Zustand versetzt werden, und dass durch diese Vorbeugemaßnahme die Schutzeigenschaften für die Insassen verbessert werden.
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Wahlweise umfasst das Verfahren weiterhin einen Schritt, in dem, wenn die Kollision bereits beendet ist, die Rückhaltemechanismen in einen vom ersten Zustand verschiedenen zweiten Zustand umgeschaltet werden, damit die Insassen des Fahrzeugs ihre Position leichter als im ersten Zustand von innerhalb des Fahrzeugs nach außerhalb des Fahrzeugs verlagern können.
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Dadurch wird der technische Vorteil realisiert, dass ein zu langes Verbleiben der Rückhaltemechanismen im Rückhaltezustand verhindert wird, was ein schnelles Insicherheitbringen und eine Rettung der Insassen beeinträchtigen würde. Darüber hinaus wird eine Betätigung der Rückhaltemechanismen erst dann wieder freigegeben, wenn die Kollision vollständig beendet ist, sodass sekundäre Verletzungen der Insassen durch eine Aktuierung während der Kollision vermieden werden können.
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Wahlweise umfasst das Verfahren weiterhin einen Schritt, in dem für den Fall, dass eine bevorstehende Kollision erkannt, aber bestätigt wurde, dass die Kollision noch nicht stattgefunden hat, die Rückhaltemechanismen weiter im ersten Zustand gehalten werden und es den Rückhaltemechanismen erlaubt wird, den ersten Zustand zu verlassen.
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Damit wird der technische Vorteil realisiert, dass bei der Bestätigung einer sicheren Umgebung die Aktuierungsbefugnisse der Rückhaltemechanismen umgehend wiederhergestellt werden und so die Benutzerfreundlichkeit erhöht wird.
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Wahlweise ist der vordefinierte Zeitabschnitt fest oder variabel konfiguriert, wobei der vordefinierte Zeitabschnitt bei einer festen Konfiguration ein vordefinierter Zeitabschnitt ist, dessen Ablauf mit der Bestätigung des Stattfindens einer Kollision beginnt, und wobei der vordefinierte Zeitabschnitt bei einer variablen Konfiguration ein vordefinierter Zeitabschnitt ist, der mit der Bestätigung des Stattfindens einer Kollision beginnt und mit der Messung des Endes der Kollision endet.
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Damit wird der technische Vorteil realisiert, dass die Anwendungsszenarien der Schutzlösung erweitert werden und durch eine Einstellung der Systemparameter die Rückhaltemechanismen ihre Schutzfunktion unter unterschiedlichen Kollisionsumständen jeweils optimal ausüben können.
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Wahlweise umfassen die Rückhaltemechanismen die Fahrzeugtür eines Fahrzeugs, das Umschalten der Rückhaltemechanismen in einen ersten Zustand umfasst das Umschalten einer Fahrzeugtür in einen verriegelten Zustand, und das Umschalten der Rückhaltemechanismen in einen zweiten Zustand umfasst das Umschalten einer Fahrzeugtür in einen entriegelten Zustand.
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Damit wird der technische Vorteil realisiert, dass wirksam verhindert wird, dass sich die Fahrzeugtür während einer Kollision ungewollt öffnet, wodurch die Fahrsicherheit des Fahrzeugs erhöht wird.
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Wahlweise umfassen die Rückhaltemechanismen einen Fahrzeugsitz, das Umschalten der Rückhaltemechanismen in einen ersten Zustand umfasst das Beibehalten eines von einem Insassen voreingestellten Zustands des Sitzes oder das Umschalten in einen Zustand, bei dem sich der Insasse in einer aufrechten Sitzhaltung befindet, und das Umschalten der Rückhaltemechanismen in einen zweiten Zustand umfasst das Verschieben des Sitzes nach hinten und/oder das Schwenken der Rückenlehne des Sitzes nach hinten.
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Damit wird der technische Vorteil realisiert, dass einerseits verhindert wird, dass sich der Sitz während einer Kollision verschiebt und Personen dadurch Quetschungen oder Stöße erleiden, und dass andererseits den Insassen nach einem Unfall durch das Umschalten in einen zweiten Zustand ein größerer Bewegungsspielraum verschafft wird, was den Insassen ein einfacheres Verlassen des Unfallorts ermöglicht.
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Wahlweise umfasst der Sitz einen Vordersitz und einen Rücksitz, das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt zur Überprüfung des Belegungszustands des Rücksitzes, wobei auf Grundlage des Belegungszustands die Distanz für die Verschiebung des Vordersitzes nach hinten und/oder der Winkel für das Schwenken der Rückenlehne des Vordersitzes nach hinten bestimmt wird.
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Damit wird der technische Vorteil realisiert, dass anhand des Verteilungszustands der Insassen eine individualisierte Steuerlösung erstellt und verhindert werden kann, dass ein Insasse auf dem Rücksitz durch einen übermäßigen Aktuierungsgrad des Vordersitzes verletzt wird, wodurch alle Fahrzeuginsassen optimal geschützt werden können.
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Wahlweise wird in Schritt S1 mindestens teilweise anhand einer Bilderkennungstechnologie erkannt, ob eine Kollision bevorsteht, und in Schritt S2 wird mindestens teilweise anhand eines Beschleunigungssignals des Fahrzeugs überprüft, ob eine Kollision stattgefunden hat.
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Damit wird der technische Vorteil realisiert, dass mithilfe einer Bilderkennungstechnologie die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zuverlässig eingeschätzt werden kann und dadurch präzise Vor-Kollisionsmaßnahmen ausgelöst werden können. Das Beschleunigungssignal kann sehr gut eine Stoßwirkung repräsentieren, der das Fahrzeug ausgesetzt ist und somit ein zuverlässiges Fazit dazu ermöglichen, ob bereits eine Kollision stattgefunden hat.
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Wahlweise werden in Schritt S1 die Rückhaltemechanismen nur dann in den ersten Zustand umgeschaltet, wenn erkannt wird, dass es sich bei der bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs um eine Seitenkollision handelt.
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Damit wird der folgende technische Vorteil realisiert: Da im Vergleich zu einer Frontal- oder Heckkollision eine Seitenkollision bei einem Fahrzeug leichter dazu führt, dass eine Fahrzeugtür automatisch geöffnet wird, können durch eine Eingrenzung der Kollisionstypen die Auslöseszenarien der Insassenschutzlösung noch genauer eingegrenzt werden und somit Probleme aufgrund einer Fehlauslösung oder einer zu häufigen Auslösung verringert werden.
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Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zum Insassenschutz für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Gerät verwendet wird, um das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung auszuführen, und wobei das Gerät Folgendes umfasst:
- ein Messmodul, wobei das Messmodul so konfiguriert ist, dass es eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs erkennen und überprüfen kann, ob eine Kollision stattgefunden hat; sowie
- ein Steuermodul, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es bei der Erkennung einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs die Rückhaltemechanismen des Fahrzeugs in einen ersten Zustand umschalten kann, und dass es bei einer Bestätigung, dass eine Kollision stattgefunden hat, die Rückhaltemechanismen innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts im ersten Zustand hält und die Rückhaltemechanismen daran hindert, den ersten Zustand zu verlassen, um die Fahrzeuginsassen daran zu hindern, ihre Position in Relation zum Fahrzeug in einer bestimmten Weise zu verändern.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, sodass sich die Prinzipien, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung besser verstehen lassen. Die beigefügten Zeichnungen umfassen Folgendes:
- 1 zeigt das Blockdiagramm für ein exemplarisches Gerät zum Insassenschutz für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 zeigt das Prozessablaufdiagramm für ein Verfahren zum Insassenschutz für ein Fahrzeug gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 zeigt das Prozessablaufdiagramm für zwei Verfahrensschritte des in 2 gezeigten Verfahrens;
- 4 zeigt das Prozessablaufdiagramm für einen zusätzlichen Schritt zu dem in 2 gezeigten Verfahrens; und
- die 5a bis 5c zeigen schematische Darstellungen für die Anwendung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in einem exemplarischen Anwendungsszenario.
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Um die von der vorliegenden Erfindung zu lösende technische Aufgabe, die technische Lösung und die vorteilhafte technische Wirkung noch deutlicher und verständlicher zu machen, wird die vorliegende Erfindung im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und mehreren exemplarischen Ausführungsbeispielen weiter detailliert erläutert. Es muss klar sein, dass die hier beschriebenen konkreten Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, aber nicht dazu, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
1 zeigt das Blockdiagramm für ein exemplarisches Gerät 1 zum Insassenschutz für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Gerät 1 ist beispielsweise in einem Fahrzeug 100 angebracht.
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Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrzeugtür 2, wobei die Fahrzeugtür 2 auf eine bereits bekannte Weise beweglich an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist und jede Fahrzeugtür 2 beispielsweise jeweils einen elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 und einen Fahrzeugtürschalter 18 umfasst, wobei der elektrisch angetriebene Verriegelungsmechanismus 17 verwendet wird, um optional die Fahrzeugtür 2 in einer geschlossenen Position zu halten, ein innerer Subschalter des Fahrzeugtürschalters 18 an einer von der Innenseite des Fahrzeugs an die Fahrzeugtür 2 annäherbaren Innenseitenwand der Fahrgastzelle angeordnet ist, und ein äußerer Subschalter des Fahrzeugtürschalters 18 an einer vom Außenteil des Fahrzeugs an die Fahrzeugtür 2 annäherbaren Außenseitenfläche des Fahrzeugs angeordnet ist. In der Anwendung erzeugt ein Insasse durch die Betätigung des entsprechenden Fahrzeugtürschalters 18 ein mechanisches Aktuierungssignal, wobei das mechanische Aktuierungssignal in der Lage ist, die Fahrzeugtür 2 zu öffnen oder zu schließen. Darüber hinaus kann ein Insasse die Fahrzeugtür 2 auch über eine direkte Betätigung des elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 in einen verriegelten oder entriegelten Zustand versetzen, wobei es im verriegelten Zustand nicht möglich ist, dass ein Nutzer die Fahrzeugtür 2 über die Funktion des Türgriffs (den Fahrzeugtürschalter 18) öffnet.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 100 weiterhin ein aus einer Frontsichtkamera 11, einer linken Seitensichtkamera 12, einer Rücksichtkamera 13 und einer rechten Seitensichtkamera 14 bestehendes Rundumsicht-Wahrnehmungssystem, einen Radarsensor 15, einen Lidarsensor 16 und einen Kollisionssensor 19. Mithilfe dieser fahrzeugeigenen Umgebungssensoren kann das Fahrzeug 100 beispielsweise diverse Funktionen wie Rückfahrhilfe, Hinderniserkennung, Fahrbahnstrukturerkennung etc. ausführen, um ein teilautonomes oder vollautonomes Fahren zu unterstützen. Hierbei ist zu beachten, dass das Fahrzeug 100 neben den in 1 gezeigten Sensoren auch noch Sensoren anderen Typs und in anderer Menge umfassen kann, und dass die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht keine konkreten Einschränkungen macht.
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Das Gerät 1 zum Insassenschutz ist beispielsweise als Karosseriesteuergerät (BCM: Body Control Module) oder als Teil des Karosseriesteuergeräts konstruiert, wobei das Gerät 1 ein Messmodul 10 und ein Steuermodul 20 umfasst. Das Messmodul 10 ist für die Erkennung bevorstehender Kollisionsereignisse konfiguriert und bestätigt außerdem das Stattfinden und das Ende von Kollisionsereignissen. Dazu ist das Messmodul 10 beispielsweise betätigbar mit mehreren Kameras 11, 12, 13 und 14 des Fahrzeugs 100 verbunden, um von diesen Bilder von der Umgebung des Fahrzeugs 100 zu empfangen und anschließend mithilfe eines geeigneten Bilderkennungsalgorithmus Kollisionsrisiken in der Umgebung des Fahrzeugs 100 zu bestimmen. Unter manchen Umständen kann die Erkennung von Kollisionsunfällen mit besonderen Kollisionstypen (z. B. Seitenkollisionen) auch mithilfe eines trainierten Objektklassifikators durchgeführt werden. Zusätzlich kann das Messmodul 10 auch Radardetektionssignale vom Radarsensor 15 und vom Lidarsensor 16 sammeln, um mit dem Radardetektionsergebnis das Bilderkennungsergebnis zu verifizieren oder zu ergänzen und so eine noch genauere Vorevaluation des Kollisionsrisikos durchzuführen. Darüber hinaus ist das Messmodul 10 noch mit dem Kollisionssensor 19 verbunden, wobei der Kollisionssensor 19 beispielsweise als Airbageinheit konstruiert ist und bei einem Unfall ein Auslösesignal für das Messmodul 10 bereitstellt. Außerdem kann es sein, dass der Kollisionssensor 19 als Beschleunigungssensor konstruiert ist und eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100 ausgeben kann. Entsprechend ist im Messmodul 10 ein vordefinierter Beschleunigungsschwellenwert gespeichert, und wenn das Messmodul 10 ein Beschleunigungssignal empfängt, das höher als dieser Beschleunigungsschwellenwert liegt, wird festgestellt, dass eine Kollision stattgefunden hat.
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Das Steuermodul 20 des Geräts 1 ist betätigbar mit dem elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 der einzelnen Fahrzeugtüren 2 verbunden. Unter normalen Umständen kann das Steuermodul 20 in Reaktion auf die Aktuierungsanfrage eines Insassen an den Fahrzeugtürschalter 18 oder den elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 die Fahrzeugtür 2 öffnen oder den Ver-/Entriegelungszustand der Fahrzeugtür 2 ändern. Im Falle einer Kollision hält das Steuermodul 20 den elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 zwangsweise im verriegelten Zustand und lehnt Türöffnungs- oder Entriegelungsanfragen ab, die durch eine Betätigung des Fahrzeugtürschalters 18 oder des elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 erzeugt werden, und gewährleistet so, dass eine Fahrzeugtür 2 den verriegelten Zustand die gesamte Zeit über nicht verlässt.
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In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Steuermodul 20 beispielsweise noch mit einem Timer (nicht abgebildet) verbunden, und wenn der Kollisionssensor 19 ein Kollisionssignal erzeugt hat, hält das Steuermodul 20 den elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 zwangsweise im verriegelten Zustand und startet dabei gleichzeitig den Timer. Wenn der vordefinierte Zeitabschnitt t1 des Timers abgelaufen ist, versetzt das Steuermodul 20 den elektrisch angetriebenen Verriegelungsmechanismus 17 wieder in den entriegelten Zustand, wobei zu diesem Zeitpunkt ein „reguläres“ Öffnen einer Fahrzeugtür 2 von innen oder außen erlaubt wird.
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Darüber hinaus ist das Steuermodul 20 beispielsweise noch mit den Sitzen 3 und 4 des Fahrzeugs 100 verbunden. Bei einer bevorstehenden Kollision setzt das Steuermodul 20 beispielsweise die Sitze 3 und 4 in eine vordefinierte sichere Position, um den Zustand der Sitze 3 und 4 auf die Sitzhaltung der Insassen abzustimmen. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass der Sicherheitsgurt/Airbag eine optimale Wirkung entfaltet. Darüber hinaus kann das Steuermodul 20 beispielsweise noch unter bestimmten Bedingungen Aktoren steuern, die in das Polster, die Rückenlehne und/oder die Armlehne der Sitze 3 und 4 integriert sind, um die Sitze 3 und 4 gegenüber dem Stützgrundteil nach vorn oder hinten zu verschieben und gleichzeitig die Rückenlehne der Sitze 3 und 4 in eine vordefinierte Position zu schwenken. Wahlweise ist das Steuermodul 20 noch mit einem Belegungssensor 21 verbunden, um den Aktuierungszustand der Sitze 3 und 4 an die Insassenverteilung anzupassen, wobei der Belegungssensor 21 beispielsweise als Drucksensor konstruiert ist und verwendet wird, um die Anwesenheit eines Insassen auf dem Sitz 4 zu erfassen. Entsprechend einer gemessenen unterschiedlichen Insassenverteilung kann das Steuermodul 20 beispielsweise auf unterschiedliche Weise die Stellung der Sitze 3 und 4 einstellen.
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2 zeigt das Prozessablaufdiagramm für ein Verfahren zum Insassenschutz für ein Fahrzeug gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst exemplarisch die Schritte S1 bis S2 und kann beispielsweise unter Verwendung des in 1 gezeigten Geräts 1 umgesetzt werden.
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Zuerst werden in einem Schritt S1 bei der Erkennung einer bevorstehenden Kollision eines Fahrzeugs Rückhaltemechanismen des Fahrzeugs in einen ersten Zustand umgeschaltet.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen die Rückhaltemechanismen des Fahrzeugs eine Fahrzeugtürbaugruppe, einen Sitz, einen Gurtstraffungsmechanismus und einen Airbag des Fahrzeugs, sind aber nicht auf diese beschränkt. Unter verschiedenen Umständen können diese Rückhaltemechanismen betätigbar in einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand versetzt werden, wobei der erste Zustand beispielsweise einem entfalteten Zustand oder einem Rückhaltezustand entspricht und der zweite Zustand beispielsweise einem gespannten Zustand oder einem Wiederherstellungszustand entspricht.
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Exemplarisch kann die Umgebung des Fahrzeugs mithilfe eines fahrzeugeigenen Sensors gemessen und die Bewegungsrichtung und die Bewegungstendenz von Verkehrsteilnehmern in der Nähe des Fahrzeugs analysiert werden. Anschließend wird unter Einbeziehung des eigenen Bewegungszustands des Fahrzeugs das Risiko für das Eintreten eines Kollisionsunfalls berechnet, was beispielsweise mithilfe eines trainierten künstlichen neuronalen Netzwerks oder eines maschinellen Lernmodells realisiert werden kann. Hierbei kann die „Erkennung einer bevorstehenden Kollision“ beispielsweise verstanden werden als eine Vorhersage und Einschätzung der Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden einer Kollision, nicht aber als direktes Empfangen eines Auslösesignals für das Stattfinden einer Kollision.
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In Schritt S2 werden, wenn bestätigt wurde, dass die Kollision stattgefunden hat, die Rückhaltemechanismen innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts im ersten Zustand gehalten und die Rückhaltemechanismen daran gehindert, den ersten Zustand zu verlassen, um die Fahrzeuginsassen daran zu hindern, ihre Position in Relation zum Fahrzeug in einer bestimmten Weise zu verändern.
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Exemplarisch kann vom Airbag ein Auslösesignal zu einer Kollision empfangen werden (z. B. ein Auslösesignal zum Öffnen des Airbags oder ein Beschleunigungssignal), wobei beim Empfang eines solchen Signals bestätigt wird, dass eine Kollision stattgefunden hat.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der erste Zustand der Rückhaltemechanismen insbesondere zu verstehen als ein Zustand, in dem die Rückhaltemechanismen eine bestimmte Schutzfunktion für die Insassen ausüben oder einen aktiven Einfluss auf die Sicherheit der Insassen ausüben können.
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Wenn die Rückhaltemechanismen zwangsweise im ersten Zustand gehalten werden, wird jede aktive Einstellhandlung eines Nutzers an die Rückhaltemechanismen abgelehnt, wobei gleichzeitig jedes externe Einstellanfragesignal an die Rückhaltemechanismen ungültig ist. Dadurch kann verhindert werden, dass die Rückhaltemechanismen während der Kollision unerwünschterweise aktuiert werden, wodurch die Insassen daran gehindert werden können, ihre Position in Relation zum Fahrzeug in einer bestimmten Weise zu verändern. Eine solche Positionsveränderung in einer bestimmten unerwünschten Weise umfasst beispielsweise eine Positionsveränderung von Insassen von innerhalb des Fahrzeugs nach außerhalb des Fahrzeugs, eine Positionsveränderung von Insassen in Relation zum Boden der Fahrgastzelle etc. Im Gegensatz dazu wird im zweiten Zustand der Rückhaltemechanismen eine Positionsveränderung von Insassen in Relation zum Fahrzeug erlaubt oder gefördert und so den Insassen das Verlassen des Fahrzeugs erleichtert. In Bezug auf Rückhaltemechanismen unterschiedlichen Typs können der erste Zustand und der zweite Zustand unterschiedliche Bedeutungen haben.
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Hierbei kann der vordefinierte Zeitabschnitt beispielsweise fest oder variabel konfiguriert sein. Bei einer festen Konfiguration ist der vordefinierte Zeitabschnitt ein vordefinierter Zeitabschnitt, dessen Ablauf mit der Bestätigung des Stattfindens einer Kollision beginnt (z. B. 3 s bis 10 s). Bei einer variablen Konfiguration ist der vordefinierte Zeitabschnitt ein vordefinierter Zeitabschnitt, der mit der Bestätigung des Stattfindens einer Kollision beginnt und mit der Erkennung des Endes der Kollision endet, wobei dies beispielsweise vorab in Abhängigkeit vom konkreten Typ und der Schwere der Kollision festgelegt werden kann, sodass beispielsweise bei einer Seitenkollision und bei einem Auffahrunfall der vordefinierte Zeitabschnitt unterschiedlich festgelegt sein kann.
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3 zeigt das Prozessablaufdiagramm für zwei Verfahrensschritte des in 2 gezeigten Verfahrens. In diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt S1 in 2 beispielsweise die Schritte S11 bis S15, und der Schritt S2 umfasst beispielsweise die Schritte S21 bis S24.
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In Schritt S11 werden mithilfe einer fahrzeugeigenen Kamera Bilder von der Umgebung des Fahrzeugs aufgenommen, wobei gleichzeitig die Umgebung des Fahrzeugs mit einem fahrzeugeigenen Radarsensor gescannt wird, um von der Umgebung reflektierte Radar-Punktwolkendaten zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ können außerdem Sensorsignale von fahrzeugeigenen Sensoren anderen Typs empfangen werden, wobei die verschiedenen Sensorsignale anschließend fusioniert werden.
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In Schritt S12 wird anhand des Radarechos und einer Bilderkennungstechnologie erkannt, ob eine Kollision stattgefunden hat. Zum Beispiel können die visuellen Daten mit den Radardaten, den Ultraschalldaten und den Infrarotdaten fusioniert und anschließend mithilfe von Deep Learning-Algorithmen Informationen zu sich bewegenden Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs bestimmt werden. Beispielsweise kann überprüft werden, ob sich in der Umgebung des Fahrzeugs ein Objekt befindet, das sich schnell in Richtung des Fahrzeugs bewegt, und ob die Distanz zwischen diesem Objekt und dem Fahrzeug kleiner als ein vordefinierter Distanzschwellenwert ist. Darüber hinaus kann auch anhand der Sensordaten ein entsprechendes Kollisionsrisiko berechnet und das Kollisionsrisiko mit einem entsprechenden Risikoschwellenwert verglichen werden.
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Wenn keine Kollision erkannt wird, wird in Schritt S15 der aktuelle Zustand der Türen und Sitze des Fahrzeugs nicht verändert und den Türen und Sitzen erlaubt, den aktuellen Zustand zu verlassen. Zum Beispiel wird, wenn sich die Fahrzeugtür ursprünglich im entriegelten Zustand befindet, diese beispielsweise in Schritt S15 weiter in diesem Zustand gehalten, wobei gleichzeitig beim Empfang der Betätigung eines Nutzers zum Öffnen/Schließen/Verriegeln der Fahrzeugtür auf die Betätigung des Nutzers reagiert und der Zustand der Tür verändert wird. Zum Beispiel kann, wenn sich der Sitz aktuell in einer vom Nutzer manuell eingestellten Position befindet, dieser beispielsweise weiter in dieser Position gehalten werden, wobei die Position des Sitzes in Reaktion auf eine weitere Einstellungsanfrage des Nutzers verändert werden kann.
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Wenn in Schritt S12 eine Kollision erkannt wurde, werden die Fahrzeugtüren in Schritt S13 in den verriegelten Zustand umgeschaltet. Hierbei wird, wenn sich eine Fahrzeugtür ursprünglich (z. B. wegen einer vorherigen Betätigung des Nutzers) bereits im verriegelten Zustand befindet, dieser Zustand der Fahrzeugtür nicht verändert. Wenn sich eine Fahrzeugtür ursprünglich im entriegelten Zustand befindet, wird der elektrisch angetriebene Verriegelungsmechanismus der Fahrzeugtür aktiviert, um die Fahrzeugtür in den verriegelten Zustand umzuschalten.
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Wahlweise wird in Schritt S14 ein Sitz des Fahrzeugs in einen vordefinierten Zustand umgeschaltet oder in diesem gehalten. Zum Beispiel wird ein solcher vordefinierter Zustand durch einen Insassen während des vorherigen Fahrprozesses manuell festgelegt. In einem anderen Beispiel kann sich der vordefinierte Zustand des Sitzes auch auf eine „vorbestimmte sichere Position“ beziehen. Dies bedeutet, dass diese sichere Position bewirkt, dass ein Insasse eine aufrechte Sitzhaltung beibehält. Im Gegensatz dazu ist eine „nicht sichere Position“ zu verstehen als eine Position, in der sich ein Insasse „hinlegen“ oder er eine Ausruhhaltung beibehalten kann. Indem der Sitz bei der Erkennung eines Kollisionsrisikos in eine solche sichere Position gestellt wird, können die Insassen bei einer Kollision in die erwünschte Position gebracht werden, in der die Interaktion mit dem Sicherheitsgurt und dem Airbag etc. optimal funktioniert, und so die zusammenwirkende Schutzfunktion mehrerer Rückhaltemechanismen verbessert werden.
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In Schritt S 21 erhält man vom Beschleunigungssensor des Fahrzeugs ein Beschleunigungssignal. Hier kann beispielsweise mithilfe des Airbag-Auslösemoduls der durch die Kollision verursachte Beschleunigungsimpuls gemessen werden.
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In Schritt S22 wird anhand des Beschleunigungssignals bestätigt, ob eine Kollision stattgefunden hat. Hierbei wird beispielsweise der gemessene Beschleunigungsimpuls in eine auf einem „Seitenkollisionsalgorithmus“ basierende Diskriminationseinheit eingegeben, und so eine Evaluation ermöglicht, ob das entsprechende Beschleunigungssignal das Eintreten eines Seitenkollisionsereignisses des Fahrzeugs widerspiegelt. Dadurch kann eine Fehlauslösung der Rückhaltemechanismen durch andere Phänomene als eine Seitenkollision wirksam verhindert werden.
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Wenn zuvor eine bevorstehende Kollision erkannt wurde (z. B. mit einer hohen Wahrscheinlichkeit), die Kollision aber tatsächlich nicht stattfindet, werden in Schritt S15 die Fahrzeugtüren im verriegelten Zustand gehalten, aber gleichzeitig die Entriegelung einer Fahrzeugtür durch die Betätigung eines Nutzers erlaubt. In ähnlicher Weise kann hierbei beispielsweise auch ein Sitz temporär in einer vordefinierten Position gehalten werden, wobei aber erlaubt wird, dass die Position des Sitzes jederzeit durch die Betätigungsanfrage eines Nutzers verändert wird.
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Wenn bestätigt wurde, dass eine Kollision stattgefunden hat, werden die Fahrzeugtüren in Schritt S23 innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts im verriegelten Zustand gehalten und die Fahrzeugtüren am Verlassen des verriegelten Zustands gehindert. Unter diesen Umständen wird jede Entriegelungsanfrage, die durch eine von außen einwirkende Kraft ausgelöst wird, als ungültig betrachtet, und selbst wenn in dieser Zeit ein Türgriff oder ein elektrisch angetriebener Verriegelungsmechanismus betätigt wird, erfolgt keinerlei Reaktion.
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Zusätzlich können beispielsweise außerdem in Schritt S24 die Sitze des Fahrzeugs innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts in der aktuellen Position gehalten und daran gehindert werden, die aktuelle Position zu verlassen. Dies bedeutet, dass ab dem Zeitpunkt der Bestätigung des Stattfindens einer Kollision die Timingfunktion des Timers ausgelöst wird, gleichzeitig die Positionseinstellfunktion der Sitze auf „nicht benutzbar“ gestellt wird und während dieses Zeitraums die Kopfstützenposition der Sitze, der Rückenlehnenwinkel und die Position des gesamten Sitzes in Relation zum Stützsockel begrenzt werden und damit nicht verändert werden können.
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4 zeigt das Prozessablaufdiagramm für einen zusätzlichen Schritt zu dem in 2 gezeigten Verfahren. In diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren in 2 nach den Schritten S1 bis S2 zusätzlich einen Schritt S3, und der Schritt S3 umfasst die Schritte S31 bis S37.
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In Schritt S31 erhält man vom Beschleunigungssensor des Fahrzeugs ein Beschleunigungssignal. Es ist zu beachten, dass, obwohl der Schritt S31 hier als Einzelschritt dargestellt ist, der Messprozess des Beschleunigungssignals insbesondere fortgesetzt durchgeführt werden kann, und außerdem beispielsweise parallel zu den zuvor umgesetzten Schritten S1 bis S2 durchgeführt werden kann.
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In Schritt S32 wird anhand eines Beschleunigungssignals überprüft, ob die Kollision bereits beendet ist. Beispielsweise kann das empfangene Beschleunigungssignal kontinuierlich mit einem vordefinierten unteren Grenzwert (z. B. 0) verglichen werden, und wenn festgestellt wird, dass das Beschleunigungssignal kleiner als der untere Grenzwert ist oder nahe bei diesem liegt, bedeutet das, dass der Kollisionsvorgang bereits beendet ist.
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Wenn festgestellt wird, dass die Kollision noch stattfindet, werden alle Rückhaltemechanismen weiterhin zwangsweise im ersten Zustand gehalten und weiterhin in Schritt S32 diese Überprüfung durchgeführt.
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Wenn festgestellt wird, dass die Kollision beendet ist, werden die Fahrzeugtüren in Schritt S33 in den entriegelten Zustand umgeschaltet. Im entriegelten Zustand können die Fahrzeugtüren von innen oder von außen geöffnet werden.
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In Schritt S34 wird der Belegungszustand der Rücksitze überprüft. Hier kann beispielsweise mithilfe eines im Sitzpolster der Rücksitze angeordneten Drucksensors ein Druckwert gemessen werden, wobei, wenn der Druckwert einen Schwellenwert erreicht, festgestellt wird, dass sich auf diesem Sitz ein Insasse befindet. Hierbei kann nicht nur über die Erfassung eines Sitzdrucks an einem bestimmten Teil des Sitzpolsters das Vorhandensein eines Insassen überprüft werden, sondern auch über die Erfassung der Druckverteilung in einem festgelegten Bereich des Sitzpolsters.
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In Schritt S35 wird anhand des Detektionsergebnisses des Belegungszustandssensors überprüft, ob sich auf den Rücksitzen ein Insasse befindet.
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Wenn sich auf einem Rücksitz ein Insasse befindet, wird in Schritt S36 die Position des Vordersitzes so gesteuert, dass sie sich nach vorn und hinten nicht verändert, und die Rückenlehne des Vordersitzes wird um einen ersten Winkel nach hinten geschwenkt.
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Wenn sich auf einem Rücksitz kein Insasse befindet, wird in Schritt S37 die Verschiebung des Vordersitzes um eine bestimmte Distanz nach vorn oder hinten gesteuert, und die Rückenlehne des Vordersitzes wird um einen zweiten Winkel nach hinten geschwenkt. Hier ist der zweite Winkel insbesondere größer als der erste Winkel, um bei Nichtvorhandensein eines Insassen auf den Rücksitzen zu ermöglichen, dass die Rückenlehne des Vordersitzes so weit gedreht werden kann, bis sie sich ungefähr waagerecht zum Boden befindet, sodass den Insassen ein größerer Bewegungsspielraum für das Verlassen des Fahrzeuginnern nach außen bereitgestellt wird.
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Die 5a bis 5c zeigen schematische Darstellungen für die Anwendung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in einem exemplarischen Anwendungsszenario.
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In den Szenarien in den 5a bis 5c sind die Rückhaltemechanismen des Fahrzeugs zweireihige Sitze. Hierbei umfassen der Vordersitz 3 und der Rücksitz 4 jeweils ein Sitzpolster 32 und eine Rückenlehne 31. Die Rückenlehne 31 des Vordersitzes 3 ist mit dem hinteren Ende des Sitzpolsters 32 verbunden und kann um eine Rotationsachse (nicht abgebildet) rotieren, wobei außerdem der Vordersitz 3 über einen Stützteil mit einer Sitz-Gleitschiene 34 verbunden ist, sodass der Vordersitz 3 in Relation zum Fahrzeug nach vorn und hinten gleiten kann.
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5a zeigt einen Sitzzustand, bei dem eine Kollision bereits eingetreten, aber noch nicht beendet ist. Es ist erkennbar, dass die Distanz zwischen dem Vordersitz 3 und dem Rücksitz 4 relativ groß ist und dass sich die Rückenlehne 31 des Vordersitzes 3 in einer aufrechten Position befindet. Dies bewirkt beispielsweise, dass ein Insasse 51 während der Kollision eine aufrechte Sitzhaltung beibehält und dadurch einen optimalen Schutz durch Airbag und Sicherheitsgurt erhält.
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5b zeigt einen Sitzzustand, nachdem ein Kollisionsunfall beendet ist. In diesem Beispiel kann, da sich auf dem Rücksitz 4 ein Insasse 52 befindet, und um dem Insassen 52 auf dem Rücksitz Raum zum Insicherheitbringen zu lassen, die Position des Vordersitzes 3 nach vorn und hinten unverändert gelassen und die Rückenlehne 31 des Vordersitzes 3 so gesteuert werden, dass sie um einen ersten Winkel α nach hinten geschwenkt wird.
Der Unterschied von 5c zu 5b liegt darin, dass sich auf dem Rücksitz 4 kein Insasse befindet. Unter diesen Bedingungen wird der Vordersitz 3 nach dem Ende einer Kollision entlang der Sitz-Gleitschiene 34 um eine Distanz d nach hinten verschoben. Außerdem wird die Rückenlehne 31 des Vordersitzes 3 um einen zweiten Winkel β nach hinten geschwenkt. Im Vergleich ist erkennbar, dass der zweite Winkel β deutlich größer ist als der erste Winkel α. Dadurch kann der Vordersitz 3, wenn hinten kein Insasse vorhanden ist, in größerem Umfang nach hinten geschwenkt werden und somit die Distanz zwischen dem Fahrer und dem Lenkrad vergrößert werden, was dem Fahrer das Verlassen des Fahrzeugs erleichtert.
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Dabei ist zu beachten, dass zwar in diesem Ausführungsbeispiel der Rücksitz 4 als nicht verschiebbar dargestellt ist, es aber genauso vorstellbar ist, dass die Position des Rücksitzes 4 nach vorn und hinten und der Winkel der Rückenlehne ebenso einstellbar sind. Unter diesen Bedingungen kann der Rücksitz 4 nach dem Ende einer Kollision ebenfalls angemessen nach hinten verschoben und die Rückenlehne des Sitzes abgesenkt werden. Darüber hinaus kann es auch sein, dass die Sitze 3 und 4 mit einem Hebe- und Senkmechanismus versehen sind, was in Relation zum Boden der Fahrgastzelle eine Verschiebung der Sitze 3 und 4 in vertikaler Richtung nach oben erlaubt.
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Obwohl hier spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurden, wurden diese nur zum Zweck der Erläuterung gegeben und dürfen nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung aufgefasst werden. Unter der Voraussetzung, dass Idee und Umfang der vorliegenden Erfindung nicht verlassen werden, sind alle Arten von Ersetzungen, Änderungen und Umgestaltungen vorstellbar.
