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Stand der
Technik
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Die Erfindung geht aus von einem
Verfahren zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln
nach der Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs.
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Aus
DE 19909538 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung
von Rückhaltemitteln
bekannt, bei dem zunächst
der Crash-Typ bestimmt wird. Kann nicht eindeutig auf einen Crash-Typ geschlossen werden,
wird mit Wahrscheinlichkeitswerten operiert. Das Verfahren ist modular
aufgebaut und weist ein Unfallklassifizierungsmodul, ein Berechnungsmodul
und ein Vergleichsmodul auf.
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Vorteile der
Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung
von Rückhaltemitteln
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, dass Crash-Typ und auch Crash-Schwere jeweils für Crash-Phasen
bestimmt werden, die ab der Erkennung eines Aufpralls beginnen.
Hierdurch ist es möglich,
bereits frühzeitig
eine Entscheidung über
die Auslösung
treffen zu können.
Damit können
Unfälle,
die ein starkes Ereignis, d.h. einen schweren Unfall, darstellen,
bereits frühzeitig
zur Auslösung
von Rückhaltemitteln
führen.
Die Erfahrung zeigt, dass umso länger
eine Auslöseentscheidung
bzw. -ansteuerung von Rückhaltemitteln
hinaus geschoben werden muss, umso schwieriger und komplexer wird
der Auslösealgorithmus.
Daher ist es sinnvoll, bereits frühzeitig Entscheidungen treffen
zu können,
um hier durch eine einfachere Struktur des Algorithmus Zeit und
Komplexität
einzusparen. Der einfache und strukturierte Aufbau des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. Algorithmus ermöglicht
weiterhin das einfache Integrieren von neuen Funktionen. Insgesamt
führt das
erfindungsgemäße Verfahren
zu einer besseren Ansteuerung und zeitgenaueren Ansteuerung von
Rückhaltemitteln.
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Durch die Verwendung von Crash-Phasen
und einer damit verbundenen Steuerung der Empfindlichkeiten der
Crash-Schwereerkennung lässt
sich passend zu den Aufprallsensorsignalen die Crash-Schwere optimal
ermitteln. Weiterhin kann eine Crash-Phase und eine Crash-Typ-Erkennung zur
Steuerung der Empfindlichkeit der Crashschwerealgorithmen vorgesehen
sein. Die Crash-Typ-Erkennung ermöglicht ein angepasstes Wählen des
Crash-Schwere-Algorithmus und damit spezielle Crash-Schweren für die einzelnen Crash-Schwere-Algorithmen.
Der modulare Aufbau des gesamten Algorithmus ist damit erweiterbar
durch zusätzliche
Module. Eine Erweiterung der Modulfunktionalität ist durch den ihrerseits
modularen Aufbau gegeben. Kommen neue Crash-Typen, die erkannt werden
sollen, dazu, ist jedem Modul ggf. ein Submodul zu erstellen. Das
erfindungsgemäße Verfahren
bzw. Algorithmus vermeidet jede Rückkopplung. Es liegt außerdem eine
einheitliche Struktur für
Erweiterungen wie z.B. das Hinzufügen von Upfrontsensoren vor.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch
angegeben Verfahrens zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die
Crash-Phasen in Abhängigkeit
vom Fahrzeug-Typ definiert werden. Die Crash-Phasen hängen insbesondere
von experimentiellen Crash-Tests
ab um auf die Deformierbarkeit des jeweiligen Fahrzeugtyps einzugehen.
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Der Crash-Typ für jede Crash-Phase wird insbesondere
dadurch bestimmt, dass für
unterschiedliche Crash-Typen Frontalaufprall, Offset-Aufprall, Seitenaufprall,
Heckaufprall, Aufprall auf eine deformierbare Barriere oder Pfahlcrash
das wenigstens eine Signal vom Aufprallsensor untersucht wird und
Ergebnisse dieser Untersuchungen miteinander verknüpft werden,
um den Crash-Typ zu bestimmen. Damit kann parallel für die verschiedenen
möglichen
Crash-Typen das Aufprallsignal untersucht werden, um festzustellen,
welcher Crash-Typ der Geeignete ist. Ergibt sich keine eindeutige
Zuordnung, kann hier mit Wahrscheinlichkeiten gerechnet werden.
Es wird also eine gewichtete Verknüpfung von unterschiedlichen
Crash-Typen vorgenommen. Der so fusionierte Crash-Typ bestimmt dann,
ob ein oder mehr Algorithmen zur Bestimmung der Crash-Schwere verwendet
werden. Kann der Crash-Typ beispielsweise nicht eindeutig zugeordnet
werden, werden mehrere Algorithmen für die Bestimmung der Crash-Schwere verwendet,
um auch hier eine gewichtete Summe der Crash-Schwere zu bilden.
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Weiterhin ist es von Vorteil, dass
die Ansteuerung der Rückhaltemittel
letztlich nur in Abhängigkeit
von einem Plausibilitätssignal
durchgeführt
wird. Auch dieses Plausibilitätssignal
wird von dem wenigstens einen Signal des Aufprallsensors abgeleitet.
Dies führt
zu einer höheren
Sicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil,
dass für
die unterschiedlichen Aufprallsensoren im Fahrzeug jeweils getrennt
für jede
Crash-Phase die Crash-Schwere in der oben beschriebenen Weise bestimmt
werden. Die daraus resultierenden Crash-Typen und Crash-Schweren
für die
einzelnen Aufprallsensoren werden dann gemeinsam miteinander verknüpft, um
jeweils einen Crash-Typ und jeweils eine Crash-Schwere festzustellen. Eine
weitere Möglichkeit,
den passenden Crashtyp bzw. Crashschwere zu bestimmen, liegt in
der sinnvollen Kombination verschiedenartiger Sensorsignale, die
in gemeinsamer Auswertung einen Crashtyp oder Crashschwere ergeben.
Zu solchen unterschiedlichen Aufprallsensoren gehören die
Sensoren im Zentralgerät,
beispielsweise auf dem Fahrzeugtunnel und Upfrontsensoren, also
die insbesondere am Kühler
angebracht sind, und auch Seitenaufprallsensoren. Als Aufprallsensoren
können
neben den üblichen
Beschleunigungssensoren auch Verformungssensoren, indirekte Verformungssensoren
wie Druck- und Temperatursensoren und Precrash-Sensoren verwendet
werden. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit
von dem jeweils ermittelten Crash-Typ bzw. der Crash-Schwere ein Gewichtungsfaktor
abgeleitet wird, der für
den einzelnen Crash-Typ für
den jeweiligen Aufprallsensor verwendet wird. Damit ist es möglich, beispielsweise
bei einem Frontalaufprall einen Upfrontsensor ein höheres Gewicht
hinsichtlich der hier bestimmten Crash-Typen bzw. Crash-Schwere
zu geben, als dem Sensor im Zentralgerät. Damit kann eine genauere
Bestimmung des Crash-Typs bzw. der Crash-Schwere und damit eine
bessere Ansteuerung der Rückhaltemittel
erreicht werden. Diese Bewertung kann kontinuierlich erfolgen, also
durch Gewichtungsfaktoren, die eine Zahlenreihe darstellen, oder
auch diskret, wobei hier eine Schwelle dann verwendet wird, um zu
entscheiden, ob beispielsweise die Werte eines Aufprallsensors überhaupt
verwendet werden oder sehr stark eingehen.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 ein
Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 ein
erstes Blockschaltbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 ein
zweite Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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5 ein
drittes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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6 ein
viertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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7 ein
Diagramm zur Bestimmung der Gewichtung,
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8 ein
fünftes
Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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9 ein
sechstes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung
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Es wird im Folgenden ein Verfahren
zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln
beschrieben, das sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass es
keine Rückkopplung
aufweist und mit festen Schwellen arbeitet. Kennzeichnend ist, dass
hier unterschiedliche Merkmale aus den Beschleunigungswerten extrahiert
werden, beispielsweise ein gefenstertes Integral der Beschleunigung,
also ein Geschwindigkeitswert.
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Weiterhin ist eine neue Eigenschaft
des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Verwendung von Crash-Phasen. Wie oben dargestellt, ermöglicht dies
für einige
Unfalltypen bzw. Crash-Schweren bereits frühzeitig eine Entscheidung zu
treffen, um dann nur noch die anderen Unfalltypen und Crash-Schweren
mit einem komplexeren Algorithmus zu behandeln, die eine spätere Entscheidung
erfordern. Die Crash-Phasen sind wie oben dargestellt fahrzeugtypabhängig.
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Finden unterschiedliche Fensterlängen, wenn
ein gefenstertes Integral verwendet wird, bei der Merkmalsextraktion
Verwendung, so lassen sie sich mit Hilfe von zeitlichen Abläufen steuern,
ohne einen Timer oder einen Zähler
zu verwenden. Die Crash-Phasen werden über solche impliziten Zeiten
gesteuert. Innerhalb der einzelnen Crash-Phasen lassen sich die
einzelnen Schwellen mit Hilfe der Merkmale zur Entscheidung, wie
z.B. Crash-Typen führen,
unterschiedlich applizieren. Aufgrund der Tatsache, dass kein Timer
verwendet wird, kann dieser auch nicht aufgrund von fehlerhaften
oder falschen Signalen, also einem miss use, den Algorithmus negativ
beeinflussen.
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Innerhalb der Logiklücke der
Algorithmus lassen sich die Ergebnisse der vorhergehenden Blöcke zusammen
fassen. Innerhalb der vorangegangenen Blöcke ist es aufgrund der Struktur
möglich,
Abläufe
parallel abzuarbeiten. In der Crash-Typ-Erkennung lassen sich die
Crash-Typen also alle parallel berechnen und werden dann über eine
Logik fusioniert. Aufgrund dieser Parallelisierung ist es auch einfach
möglich,
den Algorithmus bzw. das Verfahren um eine weitere Funktionalität zu erweitern,
indem einfach mehr neue Blöcke
hinzugefügt
werden. Innerhalb der Logik werden Informationen bezüglich der
Qualität
der Signale oder aber deren Prioritäten verarbeitet. Dies kann
auch als Wichtigkeit interpretiert werden und stellt somit eine
wichtige Eigenschaft dar. Jedoch werde andere Arten von Informationen
verarbeitet. Es werden in den Logikblöcken nur ähnliche Informationen verarbeitet,
ob beispielsweise ein bestimmter Crash-Typ ermittelt wurde, oder
nicht.
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Der Algorithmus basiert also nicht
auf der Trennung von Signalen in einen Beschleunigungspfad und einem
Integratorpfad. Der Algorithmus verwendet ausschließlich integrierte
Signale. Aus diesen Signalen werden dann mittels geeigneter Verfahren
Merkmale extrahiert, die über
applizierbare Schwellen bewertet werden und zu Aussagen über den
Crash-Twp, also die Art der Kollision und/oder die Crash-Schwere
die Stärke
der Kollision führen.
Der Algorithmus ist derart modular aufgebaut, dass neue Kollisionsarten
oder Kollisionsstärken
leicht integrierbar sind.
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1 zeigt
in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung. Zwei Upfrontsensoren 1 und 2,
die am Kühler
eines Fahrzeugs befestigt sind, sind über Leitungen mit einem Steuergerät 5 verbunden.
Die Upfrontsensoren 1 und 2 liefern Beschleunigungssignale
als digitale Signale an das Steuergerät 5. Diese digitalen
Signale werden im Steuergerät 5 von
einem Prozessor 6 verarbeitet. Der Prozessor 6 ist
auch mit einem Beschleunigungssensor 7 im Steuergerät 5 verbunden.
Auch das Signal dieses Beschleunigungssensors, der beispielsweise
an einen Analogeingang des Prozessors 6 angeschlossen ist,
wird durch den Prozessor 6 verarbeitet. Darüber hinaus
ist das Steuergerät 5 mit
einer Seitenaufprallsensorik 3 verbunden. Seitenaufprallsensoren
können
Beschleunigungssensoren oder Verformungssensoren oder indirekte
Verformungssensoren wie Druck- oder Temperatursensoren sein. Auch
Umfeldsensoren können
hier verwendet werden. Umfeldsensoren 4 sind jedoch auch
an das Steuergerät 5 und
dabei an den Prozessor 6 angeschlossen. Auch solche Sensoren,
die insbesondere als Precrash-Sensoren verwendet werden, können zur
Bestimmung eines Aufprallsignals verwendet werden. Die Sensorik 7 im
Beschleunigungsgerät 5 ist üblicherweise
ein Beschleunigungssensor, wobei der Beschleunigungssensor mit einer
Empfindlichkeit in X- und Y-Richtung ausgebildet sein kann. Das
Steuergerät 5 und
damit der Prozessor 6 sind über einen Datenausgang mit
Rückhaltemitteln 8 verbunden.
Diese Rückhaltemittel 8 umfassen
Gurtstraffer, Airbags, aktive Sitze und ggf. Uberrollbügel. Diese Rückhaltemittel 8 sind
individuell ansteuerbar. Der Einfachheit halber nicht dargestellt
ist eine Insassenklassifizierung. Auch die Signale von dieser Insassenklassifizierung
nehmen Einfluss auf die Ansteuerung der Rückhaltemittel 8.
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Im Folgenden wird anhand verschiedener
Fluss- und Blockdiagrammen der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens,
auch der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
dargestellt. In 2 ist
in einem Flussdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren in seinem Ablauf
dargestellt. Im Verfahrensschritt 201 wird die entsprechende
Crash-Phase eingestellt. Für
diese Crash-Phase werden in den Verfahrensschritten 202, 203 und 204 parallel
Untersuchungen durchgeführt,
ob ein jeweiliger Crash-Typ hier vorliegt. Das heißt, die
Sensorsignale werden daraufhin untersucht, ob sie einen Crash-Typ,
beispielsweise Crash-Typ 1 in 202, Crash-Typ 2 in 203 oder
Crash-Typ 3 in 204 identifizieren. Der Einfachheit
halber sind hier nur drei Crash-Typen dargestellt, es sind jedoch
weit mehr als drei Crash-Typen möglich.
Zu den Crash-Typen zählen
der Frontalaufprall, der Heckaufprall, der Offset-Aufprall, der
Aufprall auf eine deformierbare Barriere, der Seitenaufprall, ein
Pfahlcrash, harte Crashs und ein Überrollvorgang. Beispielsweise
kann die Richtung, die aus den Aufprallsignalen ermittelt wird,
einen Hinweis auf den Crash-Typ
geben. Liegt ein Frontalaufprall vor, dann wird ein sehr starkes Signal
in X-Richtung zu messen sein. Liegt ein Heckaufprall vor, dann wird
ein sehr starkes Signal auch in X-Richtung, aber in umgedrehter Richtung
zu messen zu sein. Bei Offset-Crashs oder Seitenaufprallen sind dann
entsprechende Methoden anzuwenden, um über die Richtung jeden Crash-Typ
zu identifizieren. Bei einem Crash auf eine deformierbare Barriere
gibt der zeitliche Verlauf den Hinweis auf diesen Crash-Typ.
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Nichtauslöser (AZT, misuse) können über Merkmale
im Signal selbst erkannt werden. Eine LKW-Unterfahrt durch einen
PKW ist über
das zeitliche Auftreten von Signalen, hier der Upfrontsensoren und
des zentralen Steuergeräts,
zu klassifizieren.
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Bei Verwendung von zwei Upfrontsensoren
lassen sich Offset-Crashes feiner unterteilen, beispielsweise in
Crashes, bei denen der Kollisionspartner schräg auf das Fahrzeug trifft (Winkelcrash)
oder aber ob der Kollisionspartner mit einem Überdeckungsgrad kleiner 100%
auftrifft. Seitencrashes können über das
zeitliche Auftreten und den Verlauf von Sensorsignalen klassifiziert
werden. Als Beispiel dient hier der Pfahl in die Tür, der über das
Drucksignal, falls ein Drucksensor zur Seitenaufprallsensierung
vorhanden ist, und eine passende Plausibilität als Crashtyp erkannt und
in eine Crashschwere übersetzt
werden kann.
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Im nachfolgenden Verfahrensschritt 205 wird
eine Fusion der Ergebnisse der einzelnen Verfahrensschritte 202, 203 und 204 durchgeführt. Dies
bedeutet, dass aus den einzelnen Ergebnissen der Crash-Typ Vergleiche
in Verfahrensschritt 205 der eigentliche Crash-Typ nun identifiziert
wird. Dominiert keiner der drei Crash-Typen, dann wird über Gewichtungsfaktoren
bzw. Wahrscheinlichkeitswerte, eine Mischform im Verfahrensschritt 205 gebildet.
In Abhängigkeit
vom ermittelten Crash-Typ werden ein oder mehrere Algorithmen zur Crash-Schwere-Bestimmung
ausgewählt
und aktiviert. Wurde beispielsweise der Crash-Typ 1 als
der Crash-Typ hier eindeutig identifiziert im Verfahrensschritt 205,
dann wird zur Verfahrensschritt 206 gesprungen, um den
Algorithmus für
die Crash-Schwere 1 durchzurechnen, da dieser eindeutig
dem Crash-Typ 1 zugeordnet
ist. Entsprechendes gilt für
die Crash-Schwere 2 im Verfahrensschritt 207 und
Crash-Schwere 3 im Verfahrensschritt 208. Liegt
eine Mischform der Crash-Typen
vor, dann werden wenigstens zwei Crash-Schwere-Algorithmen aktiviert.
Es kann aber auch bei der eindeutigen Identifikation eines Crash-Typs vorkommen,
dass wenigstens zwei Algorithmen zur Crash-Schwere-Bestimmung berechnet
werden, die dann im Verfahrensschritt 209 miteinander fusioniert
werden. Auch diese Fusion wird durch eine gewichtete Summenbildung
durchgeführt.
In Abhängigkeit
vom bestimmten Crash-Typ aus Verfahrensschritt 205 unter
bestimmter Crash-Schwere aus Verfahrensschritt 209, wird
in Verfahrensschritt 210 eine Ansteuerung der Rückhaltemittel 8 durchgeführt. Dabei
wird jedoch noch aus Verfahrensschritt 211 eine Plausibilitätsüberprüfung anhand
der Sensorsignale durchgeführt,
ob die Ansteuerung der Rückhaltemittel überhaupt
sein kann.
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3 zeigt
in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße Verfahren. Im Block 301 werden
die Aufprallsignale, also vorzugsweise Beschleunigungssignale, aus
den Sensoren 1,2,3,4 und/oder 7 erzeugt.
Diese Information wird im Folgenden dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Verfügung
gestellt. Im Block 302 werden aus den Beschleunigungssignalen
verschiedene Merkmale extrahiert, beispielsweise durch Integration, Differentiation
oder andere Komplexe mathematische Umformung wie beispielsweise
Filter, beispielsweise ein Kalman-Filter, oder aber Start- oder
Stop-Bedingungen
für einen
Zeitzähler.
Im Block 303 geschieht folgendes: Aus bestimmten Merkmalen,
die der vorangegangene Block 302 zur Verfügung stellt,
können
zeitliche Informationen abgeleitet werden, die es ermöglichen,
eine Kollision bzw. einen Aufprall in unterschiedlichen Crash-Phasen
einzuteilen. Die Crash-Phasen folgen zeitlich aufeinander von Crash-Beginn
bis zum Crash-Ende. Als Crashbeginn wird das Starten des Algorithmus
definiert und als Endezeitpunkt ist der Algorithmusreset ausschlaggebend.
Der Start eines Algorithmus wird beispielsweise dadurch festgelegt,
dass eine Rauschschwelle, die vorgegeben ist, überschritten wird. Die Anzahl
der Crash-Phasen
ist zunächst
nicht begrenzt. Die Crash-Phase kann durch einen Zeitzähler mit
der Einheit Cycles dargestellt werden, wobei die Cycles die Periode
zwischen den einzelnen Rechenschritten des Algorithmus darstellen
können,
ggf. auch kürzere
oder längere
Perioden. Diese Darstellung in einem Zeitzähler entspricht der maximalen
Anzahl der Crash-Phasen. Die einzelnen Crash-Phasen dienen dazu,
in der Crash-Typ-Erkennung, also im Block 304 und/oder
der Crash-Schwere-Erkennung im Block 306 unterschiedliche
Empfindlichkeiten zu steuern. Mit Empfindlichkeiten sind unterschiedlich
hohe Schwellwerte gemeint, mit denen die einzelnen Merkmale verglichen
werden, um eine Entscheidung bzw. die Ansteuerung der Rückhaltemittel
durchzuführen.
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Im Block 304 der Crash-Typ-Erkennung
wird mit Hilfe der Merkmale aus Block 302 eine Klasseneinteilung
der Kollisionsarten vorgenommen. Diese unterschiedlichen Klassen
können
aus gängigen
Crash-Versuchen abgeleitet sein. Hierbei müssten Crashes wie ein Auftreffen
auf eine deformierbare Barriere mit einem Überdeckungsgrad von < 100 %, Kollisionen,
bei denen das Aktivieren eines Zündmittels
nicht angebracht ist, Fahrmanöver,
die aufgrund des Beschleunigungssignals eine Kollision vortäuschen (misuse),
Kollisionen, bei denen der Aufprallgegner in einem Winkel zur Fortbewegungsrichtung
des eigenen Fahrzeugs steht oder sich bewegt, Kollisionen, die einen Überdeckungsgrad
nahe an 100 % haben. Innerhalb der einzelnen Crash-Phasen müssen nicht
alle Crash-Typen klassifizierbar sein. Jedoch können in einzelnen Crash-Phasen alle relevanten
Kollisionstypen voneinander unabhängig ermittelt werden. Eventuell
vorhandene Abhängigkeiten
werden hier nicht berücksichtigt.
Es können
durchaus mehrere Crash-Typen gleichzeitig detektiert werden. Eine Verknüpfung der
Ergebnisse der Crash-Typ-Erkennung wird im folgenden Block 305 vorgenommen.
Dieser Block 305 stellt eine Crash-Typ-Logik dar. Hier
werden die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen erkannten Crash-Typen
beurteilt oder bestimmt. Aus diesem Ergebnis werden die Empfindlichkeiten
der Crash-Wert-Erkennung 306 beeinflusst. Abhängigkeiten
von Crash-Typen werden in der Crash-Typ-Logik dahingehend verarbeitet,
dass über
eine Logik der wahrscheinlichste Fall ausgewählt wird. In einem realen Crash-Szenario kann
es durchaus vorkommen, dass sich keine eindeutige Klassifizierung
in eine Crash-Typ-Klasse vornehmen lässt. Beispiele für eine Verknüpfung von
Crash-Typen sind: ODB (Auftreffen auf eine deformierbare Barriere)
und AZT (= Versicherungsunfall, bei dem ein möglichst geringer Schaden am
Fahrzeug auftritt) erkannt. Setzt sich der AZT-Crash durch und nur
dessen korrespondierende Crash-Schwereerkennung wird aktiviert, wobei
bei AZT eine Crashschwere von 0 vorliegt. Sollte keine eindeutige
Entscheidung getroffen werden, so besteht die Möglichkeit, mehrere Empfindlichkeiten
bei der Crash-Schwere-Erkennung zu wählen und diese anschließend in
der Crash-Schwere-Logik auszuwerten. Im Block 306, also
der Crash-Schwere-Erkennung, werden, ausgehend von den Merkmalen
der Sensorsignale Crash-Schweren abgeleitet. Diese Crash-Schweren
werden dann innerhalb der Zündlogik
weiter verarbeitet und das für
diese Kollision passende Rückhaltemittel
wird aktiviert, um den Insassen den optimalen Schutz zukommen zu
lassen. Die Anzahl der Crash-Schweren ist hierbei nicht auf die
Anzahl der Rückhaltemittel
beschränkt.
Innerhalb der Crash-Schwere-Erkennung
können
Pfade mit unterschiedlicher Empfindlichkeit der Crash-Schwere-Bestimmung
aktiviert werden, abhängig
von der Crash-Typ-Logik. Die Crash-Schwere wird linear aufsteigend bestimmt,
wobei die kleinste Crash-Schwere einer Kollision entspricht, bei
der kein Rückhaltemittel
aktiviert werden soll. Die größte Crash-Schwere entspricht
dem maximal zu aktivierenden Schutz. Die zeitliche Steuerung der
Zündmittel
findet hier nicht statt.
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Im Block 307 der Crash-Schwere-Logik
werden unterschiedliche Crash-Schweren, die aus dem vorangeschalteten
Block 306 kommen, derart miteinander verbunden, dass die
Fahrzeuginsassen einen der Situation angepassten Schutz erhalten.
Dies kann im einfachsten Fall eine Priorität nach der Größe der verschiedenen
Crash-Schweren sein. Jedoch sind auch komplexere Logikverknüpfungen
realisierbar.
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Im Block 309 der Zündlogik
wird die an diesem Block übermittelte
Crash-Schwere und ggf. der Crash-Typ die passenden Zündmittel
zugeordnet und gewährleistet
auch das zeitlich abgestimmte Aktivieren. Es besteht hier auch die
Möglichkeit
einer von Zuständen
innerhalb des Fahrzeugs abhängigen
Aktivierung. Zuständig
hier können
z.B: sein Position des Insassen, sein Gewicht, der Status des Gurts.
Dies gilt für
alle erlaubten Sitzpositionen im Fahrzeug.
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Der Block 308 stellt die
Plausibilität
dar. Innerhalb dieses Blockes 308 werden eventuelle Fehler
und Unstimmigkeiten innerhalb des Algorithmus-Pfades in ihrer Auswirkung
gemildert. Damit es zu einer Aktivierung von Rückhaltemitteln kommen kann,
sollte die Entscheidung unabhängig
bestätigt
werden. Ein fehlerhafter Sensor könnte zu einer Auslösung führen, deshalb
soll die Plausibilität
von einem anderen Sensor bestätigt werden,
da hier die Wahrscheinlichkeit, dass 2 Sensoren gleichzeitig defekt
sind, deutlich geringer ist als bei einem fehlerhaften Sensor. Deshalb
könnte
ein nicht korrekt arbeitender Mikrocontroller, welcher die Berechnungen
und Auswertungen vornimmt, keine Auslösung verursachen. Weitere Fehlerszenarios
könnten
von dieser Plausibilität
in ihrer Auswirkung gemindert werden.
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4 zeigt
in einem Blockschaltbild, dass eine Crash-Phasen-Steuerung 401 die
einzelnen Crash-Phasen 402, 403 und 404 ansteuert.
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Hier werden aus den Sensorsignalen
zeitliche Informationen extrahiert und in einzelne Crashphasen übersetzt.
Eine solche Extraktion kann auch über einen Zähler (timer/counter) erreicht
werden, der abhängig vom
Signal gestartet und gestoppt wird. Die Steuerung 401 übernimmt
dann die Aufgabe, die einzelnen Crashphasen 402–404,
ggfs. auch mehr, aktiv zu schalten. Dies geschieht in Abhängigkeit
der zeitlichen Information aus den Sensorsignalen, respektive dem
Timer. Es kann immer nur eine Crashphase aktiv geschaltet werden. Hier
werden die Crashphasen aufsteigend gestaffelt und innerhalb eines
Crashszenarios nacheinander aktiviert. Dies geschieht entweder fest über einen
Zähler
oder aber abhängig
von den Sensorsignalen.
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5 zeigt
in einem weiteren Blockschaltbild das erfindungsgemäße Verfahren.
Für eine
jeweilige Crash-Phase 501 wird wie oben dargestellt parallel
untersucht, und zwar in den Blöcken 503, 504 und 505, welcher
Crash-Typ zutrifft. Anhand der Ergebnisse dieser einzelnen Untersuchungen,
wird im Verfahrensschritt 502 der Crash-Typ-Logik dies
festgestellt. Die Crash-Typ-Logik wird dann in Abhängigkeit
von dem bestimmten Crash-Typ oder einer gewichteten Summe aus verschiedenen
Crash-Typen wenigstens einen der Crash-Schwere-Algorithmen 506, 507 oder 508 auswählen, um
die Crash-Schwere
anhand der Sensorsignale festzustellen.
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6 zeigt
eine Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Block 601 wird
der, wie in 3 dargestellte,
Crash-Schwere-Algorithmus mit Crash-Typ-Erkennung durchgeführt. Dies
wird der Crash-Typ-Logik 604 zugeführt, die hier weiterhin mit
einem entsprechenden Crash-Typ-Algorithmus für die Upfrontsensoren 602 verbunden
ist. Der Crash-Typ wird also hier anhand eines Signals von einem
Zentralsensor, der im Verfahrensschritt 601 zu einem entsprechenden
Crash-Typ führt
und den Upfrontsensoren aus Verfahrensschritt 602 gebildet.
Dabei kann wie oben dargestellt eine entsprechende Verstärkung oder
Abschwächung
der einzelnen Crash-Typ-Ergebnisse des Zentralsensor oder der Upfrontsensoren
durchgeführt
werden. Anstatt der Upfrontsensoren oder zusätzlich dazu können auch
andere Sensoren wie Seitenaufprallsensoren oder Umfeldsensoren hier
eingesetzt werden. Die Crash-Typ-Logik,
die also den Crash-Typ bestimmt, ist nachgeschaltet, die Crash-Schwere-Erkennung 605.
Wie oben dargestellt wird mit wenigstens einem Algorithmus die Crash-Schwere anhand der
Sensorsignale bestimmt. In Verfahrensschritt 606 wird dann über eine Crash-Schwere-Logik
dieses Ergebnis mit einer Crash-Schwere-Erkennung des Abfronalgorithmus 603 verknüpft. Daraus
wird dann die Crash-Schwere bestimmt, die zur Ansteuerung der Zündlogik 607 dient.
Auch hier können
andere Sensormodule, wie ein Seitenaufprallsensor oder Umfeldsensoren
eingesetzt werden.
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Der Ansatz zur Fusionierung basiert
hierbei auf der Beurteilung der Qualität der einzelnen Crash-Typ oder
Crash-Schwere-Informationen. Unterschiedliche Algorithmen, zumal
wenn sie auf unterschiedliche Sensorinformationen zugreifen, liefern
Crash-Typ und Crash-Schwere-Informationen von unterschiedlicher
Qualität.
Während
ein Algorithmus den Crash-Typ A präziser ermitteln kann, hat ein
anderer Algorithmus Vorteile in der Bestimmung eines anderen Crash-Typs.
Diese Qualitätsunterschiede
werden nun in der Fusionierung der Information durch eine entsprechende
Gewichtung berücksichtigt.
Da die Logik in Software realisiert wird, lässt sich über einfaches Umprogrammieren ändern oder
erweitern. Die Beurteilung der Qualität der Crash-Typen und Crash-Schwere-Entscheidungen
der verschiedenen Algorithmen erfolgt Simulation mit realen oder
simulierten Crash-Test-Daten, das sind Beschleunigungsdaten.
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Beispielsweise ist ein optimal funktionierender
Upfrontalgorithmus besser in der Lage, in eine Überdeckungsgraderkennung zu
bestimmen. Als dies ein zentraler Algorithmus, der also auf einem
Zentralsensor beruht, wäre.
Bei der Bestimmung von Crash-Typen und -Schweren, die von dem Ergebnis
der Überdeckungsgraderkennung
abhängen,
kann die Information des Upfrontalgorithmus damit stärker gewichtet
werden als die Information des zentralen Crash-Schwere-Algorithmus.
Andererseits kann bei Crash-Typen, bei welchen der zentrale Crash-Schwere-Algorithmus
präzisere
Aussagen erlaubt, dieser gegenüber
dem Upfrontalgorithmus entsprechend stärker gewichtet werden. Jede
Crash-Phase verfügt über eine
unabhängige
Logik zur Crash-Typ- und Crash-Schwere-Bestimmung. Diese Eigenschaft kann bei
der Fusionierung mit der Information der weiteren Algorithmen vorteilhaft
genutzt werden. Die Qualität
der Informationen von unterschiedlichen Algorithmen ändert sich
im Allgemeinen im Verlauf des Crashs. Beispielsweise liefert der
Upfrontalalgorithmus, der auf einer Sensorik im Frontend des Fahrzeugs
beruht, nur bis in den Bereich mittlerer Crash-Phasen sinnvolle
Zusatzinformationen zum zentralen Crash-Schwere-Algorithmus. In
späten
Crash-Phasen ist ein zusätzlicher
Informationsgehalt dagegen gering, eine Zerstörung kann hier angenommen werden.
Die Crash-Typ- und Crash-Schwere-Informationen der unterschiedlichen
Algorithmen können
bei der Fusion in jeder Phase entsprechend ihrer dann vorliegenden
Qualität
unterschiedlich gewichtet werden.
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Eine Verbesserung des bisherigen
Verfahrens kann dadurch erreicht werden, indem ein wahrscheinlichkeitstheoretischer
Ansatz bei der Crash-Schwere- und Crash-Typ-Fusionierung verwendet wird. In der
Praxis ist in der Regel das Zentralsteuergerät in seiner Wichtigkeit dem
Abfrontsensorsystem untergeordnet. In manchen Crash-Situationen ist dies
jedoch nicht immer richtig. Durch die Erfindung soll die durch die
unterschiedlichen Sensoren gelieferte Information je nach ihrer
Wichtigkeit entsprechend fusioniert werden. Dadurch kann für jeden
Crash eine individuelle Crash-Auslösung erzielt werden. Im Weiteren
ist der Ansatz so gewählt,
dass eine einfache Fusionierung von weiteren Sensoren einfach in
das Konzept integriert werden kann. Über eine Parametereinstellung
oder aber eine gezielte Berechnung der Wichtigkeit ist die Flexibilität des Algorithmus
entsprechend erweiterbar.
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Der Ansatz zur Fusionierung, basierend
auf einer Wahrscheinlichkeit, wird zunächst allgemein erläutert. Eine
Information aus der Sensorik, direkt oder daraus abgeleitet, kann über eine
Rampenfunktion in ein Wahrscheinlichkeitsmaß transformiert werden. Dabei
wird die Rampenfunktion vorzugsweise beschrieben durch eine untere
und obere Grenze bzw. Schwelle und deren linearen Zusammenhang.
Dieser Zusammenhang ist in 7 dargestellt.
Auf der Abszisse 701 wird die zu bewertende Information
beispielsweise der Crash-Typ oder der Crash-Schwere abgetragen.
Auf der Ordinate 707 wird die Gewichtung bzw. das Wahrscheinlichkeitsmaß beispielsweise
in % abgetragen. Die Rampenfunktion weist eine untere Grenze 703 auf, eine
obere Grenze 702 und eine Steigung 705. Damit
ist der Crash-Typ 704 dem Wahrscheinlichkeitsmaß 708 zugeordnet.
Die obere Grenze 702 entspricht 100 % 706. Die
untere Grenze 703 0 %.
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Das Prinzip der Rampenfunktion kann,
wie oben beschrieben, dazu verwendet werden, eine zu verarbeitende
Information in ein prozentuales Maß abzubilden oder aber als
Funktion zur Berechnung von Gewichtungsfaktoren verwendet werden.
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Die Einstellung der jeweiligen Grenzen
geschieht über
eine Applikation. Vorteil bei diesem Verfahren ist die hohe Flexibilität. Zum einen
kann eine Funktion dadurch ausgeblendet werden, dass die untere
und obere Grenze derart ausgelegt werden, dass bei einem vorgegebenen
Eingangswert ein Ausgangswert durch die Verarbeitungsvorschrift
niemals erreicht werden kann, d.h. die Ausgabe des Maßes ist
somit 0 bzw. beträgt
0 und ist daher für
weitere Funktionen ungültig.
Im Gegenzug dazu kann die Ausgabe wegen der kontinuierlichen Ausgabe
in eine binäre
Ausgabe gebracht werden, in dein obere und untere Grenzen auf einen
Mittelwert eingestellt werden, z.B. den Wert 50. Dadurch ergeben
sich nur
2 Zustände,
entweder 0 oder 100. Dieser Aufbau erfolgt für jedes Merkmal getrennt. Dadurch
erhält
man beispielsweise für
die Information Crash-Typ
und Crash-Schwere für
die unterschiedlichen Sensoren folgende Größen:
Die einzelnen Information
werden aus den Blöcken
1.1a bis
1.2b in
8 gewonnen. Die für den jeweiligen Sensor
gültige
Information wird nun in der Logik (Block
2.1 und Block
2.2)
folgendermassen fusioniert:
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Die Faktoren i (hier i = 1...4) können entweder
ebenfalls über
andere Merkmale und entsprechende Rampenfunktionen berechnet werden
oder aber es sind fest eingestellte Parameter im EEPROM. Somit erfolgt zunächst eine
gezielte Fusionierung der einzelnen Informationen vom Zentralsteuergeräts und der
Upfrontsensorik getrennt. Die somit erhaltene Information kann ggf.
an andere Module weitergeleitet werden. Zentral jedoch, um zur Auslöseentscheidung
zu kommen, werden diese Informationen in einer getrennten Auswertelogik (Block 3)
mit demselben Schema miteinander verknüpft.
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Wie oben können die Faktoren berechnet
oder vorgegebene Werte sein. Im Anschluß wird diese Information in
Block 4 durch eine Auslöselogik
entsprechend verarbeitet.
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Einzelwerte, wie zum Beispiel CRST
können
natürlich
ihrerseits mit der oben beschriebenen Methode erzeugt werden. Dies
bedeutet, das der Crash Severity Algorithmus, der seinerseits unterschiedliche
Crashtypen detektieren kann. Diese über eine gewichtete Summenbildung
präzisieren
kann. Wird eine solche Bestimmung auch für den Crash Typ der Upfrontsensoreninformation
(CRST) durchgeführt
lassen sich diese Informationen kombinieren. Dies gilt auch für die Informationen
wie CSST und CSUFS.
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Hieraus ergibt sich dann folgende
Alternative der Bestimmung:
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In obiger Berechnungsvorschrift können natürlich CRST
aus den einzelnen Crahstypen wiederum über eine gewichtete Summenbildung
entstanden sein. Gleiches gilt für
CRUFS,CRST und CRUFS. Beispiel:
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Hierbei stehen_1 für die unterschiedlichen
Crashtypen oder Crahschweren, das Präfix gibt den Ursprung der Signale
an.
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Wie in 9 zu
sehen ist werden die Informationen aus den Blöcken 1.1a bis 1.2b abweichend
von der Grundidee verknüpft.
Block 2 beinhaltet die Verknüpfungen ähnlicher Informationen und
Block 3 führt
diese Informationen zusammen um sie Block 4 zur Verfügung zu
stellen.
