DE10303148A1

DE10303148A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichtkeit eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10303148A1
Application number: DE10303148A
Authority: DE
Inventors: Michael Roelleke; Thomas Lich; Robert Lahmann; Michael Schmid; Mario Kroeninger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-07-29
Also published as: EP1599364A1; DE50308142D1; EP1599364B1; WO2004069602A1

Abstract

Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs angegeben, wobei die Unfallwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von einem Ortungssignal einer Ortungsvorrichtung bestimmt wird. Weitere Sensorsignale können zur Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit berücksichtigt werden. In Abhängigkeit von der Unfallwahrscheinlichkeit kann ein Rückhaltesystem und/oder eine Fahrdynamikregelung zur Prävention von Gefahrensituationen angesteuert werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben den Vorteil, dass aufgrund des Ortungssignals bereits frühzeitig vor Gefahrensituationen auf diese Gefahrensituationen präventiv reagiert werden kann. Zu solchen Gefahrensituationen gehören Schleudern, Überrollvorgänge oder ein Ausbrechen aus der Fahrbahn, was damit bereits frühzeitig gestoppt werden kann. Durch das Ortungssignal wird die Straßenart bestimmt und ein Schluss auf die zukünftige Fahrdynamik gezogen. Damit können insbesondere gefährliche Kurven und andere kritische Fahrsituationen antizipiert werden, um hier einen Unfall zu vermeiden. Weiterhin ist es möglich, bei einem Gelände, das einen Überrollvorgang, vorzugsweise um die Fahrzeugslängsachse, begünstigt, frühzeitig Präventivmaßnahmen gegen mögliche Überrollvorgänge einzuleiten. Auch dies ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dein erfindungsgemäßen Verfahren möglich. Das Signal, vorzugsweise ein GPS (Global Positioning Signal) wird derart bewertet, dass eine Schätzung der aktuellen Fahrsituation, bezogen auf die derzeit gefahrene Straße oder Gelände durchgeführt wird. Insbesondere bei Off Road-Fahrten, wie sie mit einem geländegängigen Fahrzeug leicht möglich sind, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft. Die Ortungsinformation kann dabei in mehrfacher Weise berücksichtigt werden, zum einen wird der Ort bestimmt, um damit weitere Daten wie Wetter und Straßenverhältnisse zu verknüpfen. Diese weiteren Daten können beispielsweise in einem Navigationssystem bereits vorliegen, oder werden von einer zentralen Datenbank, beispielsweise über Mobilfunk oder Rundfunksignale, empfangen. Weiterhin ist es möglich, aus dem Ortungssignal auf den Straßenverlauf bzw. die Straßenlage zu schließen. Auch dies ist über eine Verknüpfung mit weiteren Daten möglich, die dem Ortungssignal den Straßenverlauf zuordnen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Vorrichtung bzw. Verfahren möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass das Ortungssignal mittels einer satellitengestützten Ortungsvorrichtung erzeugt wird. Dazu gehört vorzugsweise ein GPS-Empfänger, es sind aber auch andere Systeme wie das zukünftige Galileo-System hier möglich. Alternativ wäre auch eine Ortung über Mobilfunksignale möglich, wie sie aus der Literatur bereits bekannt sind.

Weiterhin ist es von Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt abläuft: Mittels des Ortungssignals wird der Ort des Fahrzeugs bestimmt. Dann folgt in Abhängigkeit von dem Ort die Ermittlung der wenigstens einen Geländeart im Bereich des Ortes, hier können auch mehrere Geländearten bestimmt werden, also neben der Straße. Schließlich wird in Abhängigkeit von der wenigstens einen Geländeart und von Fahrzeugdaten, beispielsweise Beschleunigungen, Geschwindigkeiten, Fahrrichtung, die Unfallwahrscheinlichkeit bestimmt. Die Unfallwahrscheinlichkeit bestimmt dann, wie Rückhaltesysteme angesteuert werden oder wie ein Eingriff in eine Fahrdynamikregelung vorgenommen wird, um einer möglichen Gefahrensituation präventiv zu begegnen. Diese Ansteuerung und Eingriffe werden umso drastischer, umso höher die Unfallwahrscheinlichkeit ist. Bei Rückhaltesystemen kann hier insbesondere auf reversible Rückhaltesysteme, wie es reversible Gurtstraffer sind, zurückgegriffen werden, denn diese können als Vorstrammer bereits frühzeitig angezogen werden, um einen optimalen Schutz für die Insassen zu erreichen. Eine weitere Möglichkeit ist aufgrund der Unfallwahrscheinlichkeit einen Auslösealgorithmus für Rückhaltesysteme zu beeinflussen. Dieser kann aufgrund der Unfallwahrscheinlichkeit bereits frühzeitig schärfer geschaltet werden. Das heißt Schwellen, die im Auslösealgorithmus durch das Auslösekriterium überschritten werden müssen, können hier niedriger gesetzt werden.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass als Fahrzeugdaten neben den bereits erwähnten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsdaten in unterschiedlichen Raumrichtungen auch der Schwimmwinkel oder auch ein ESP-Signal verwendet werden können. Alle diese Daten liefern Aussagen darüber, wie hoch die Unfallwahrscheinlichkeit im Moment ist. Im weiteren können auch externe Sensoriken wie ein Regensensor oder auch eine Precrashsensorik hier berücksichtigt werden, um die Unfallwahrscheinlichkeit zu bestimmen. Insbesondere ein Regensensor kann zur Bestimmung der Straßenverhältnisse verwendet werden. Die Schätzung der Staßenverhältnisse beeinflusst dann die Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit. Das ESP-Steuergerät und auch der Regensensor oder weitere Komponenten, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbindbar sind, können beispielsweise über einen CAN (Controller Area Network)-Bus mit ihr verbunden sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen möglichen Signalverlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beschreibung
Zahlen aus den USA belegen die Bedeutung der passiven Sicherheit bei Fahrzeugüberschlägen. Im Jahre 1999 waren rund 31 % aller tödlichen Einzelfahrzeugunfälle auf einen Überschlag zurückzuführen. Im gesamten Unfallgeschehen nimmt der Fahrzeugüberschlag einen Anteil von rund 7 % ein. Daher wurden Konzepte für die Überrollsensierung entwickelt. Dadurch ist es insbesondere gewährleistet, dass Sicherheitsvorrichtungen wie Gurtstraffer, Kopf-Airbag und Überrollbügel rechtzeitig aktiviert werden und sich somit das Verletzungsrisiko für den Insassen in einem Rollover-Fall verringert. Dabei wird, wie in den Schriften DE 100 94 16 und DE 100 19 417 beschrieben, ein Signal eines Drehratensensors und von zwei Beschleunigungssensoren ausgewertet. Der Drehratensensor ermittelt nach dem Kreiselprinzip die Rotationsgeschwindigkeit um die Fahrzeuglängsachse. Die Beschleunigungssensoren messen zusätzlich die Fahrzeugbeschleunigung in Fahrzeugquer- und Fahrzeugvertikalrichtung. Im Hauptalgorithmus wird die Drehrate ausgewertet. Mit den Messwerten der Beschleunigungssensoren wächst zum einen die Wahrscheinlichkeit für die Detektion eines Überschlagvorgangs, z.B. eine Rampe, eine Böschung oder ein fahrdynamisch reibungsinduzierter Überschlag, zum anderen dienen diese Werte der Plausibilitätsprüfung. Erkennt der Drehratenalgorithmus einen Überschlag, werden die Sicherheitsvorrichtungen nur bei gleichzeitiger Freigabe durch die Plausibilitätskontrolle aktiviert.
Erfindungsgemäß wird nun unter Zuhilfenahme eines Ortungssignals und zusätzlich aktuellen Fahrzeugdaten eine Unfallwahrscheinlichkeit geschätzt, mit der im bestehenden Gelände beispielsweise ein Überrollvorgang stattfinden könnte. Kern ist, die aktuellen sowie zukünftigen Positionen des Fahrzeugs auf der Straße bzw. im Gelände bei der Auswertung zu berücksichtigen, um ggf. in das Fahrzeugverhalten aktiv einzugreifen oder aber entsprechende Maßnahmen für eine Auslöseentscheidung von Rückhaltemitteln zu ergreifen. Insbesondere reversible Rückhaltemittel können hier zum Einsatz kommen.
1 zeigt einen möglichen Signalverlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einer Auswertung gelangen verschiedene Sensorsignale. Diese Auswertung 106 erhält ein Ortungssignal 100, das hier mit x_GPS bezeichnet ist. Über einen CAN-Bus 104 erhält die Auswertung 106 Fahrdynamikdaten von einem ESP-Steuergerät. Von einem Block 101 erhält die Auswertung 106 Beschleunigungswerte in verschiedenen Raumrichtungen, beispielsweise a_X, a_Y, a_Z. Von einem Drehratensensor wird die Drehrate um die Fahrzeuglängsachse ω_X erhalten und von einem Gierratensensor 103 die Gierrate, also die Drehung um die Fahrzeugvertikalachse. Von einem Regensensor 105 erhält die Auswertung 106 ein Signal, das darauf hinweist, ob es regnet oder nicht. Auch die Stärke des Regens kann hier vom Signal abgeleitet werden. Aus diesen Signalen, die wie hier gefiltert und ausgewertet werden, wird im Block 107 bestimmt, ob ein Überrollvorgang wahrscheinlich ist. Alternativ ist es hier möglich, dass allgemein die Unfallwahrscheinlichkeit bestimmt wird. Die Unfallwahrscheinlichkeit kann auch solche Ereignisse umfassen, die eintreten, wenn ein vorgegebenes Fahrverhalten verlassen wird, beispielsweise ein Ausbrechen bei einer Kurvenfahrt.
Im Block 108 wird dann entschieden, ob Rückhaltesysteme und eine Fahrdynamikregelung aktiviert werden sollen, um aufgrund der Unfallwahrscheinlichkeit diese Gefahrsituation präventiv zu vermeiden. Die Rückhaltesysteme 110 werden dahingehend ansteuert, dass eine Auslöseentscheidung 112 getroffen wird. Die Fahrdynamikregelung 111 wird über einen CAN-Bus 109 angesteuert. Die Fahrdynamikregelung 111 wird derart beeinflusst, dass es zu einer Fahrzeugstabilisierung 113 kommen soll.
2 zeigt in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung. In einem Airbagsteuergerät 201 ist ein Prozessor 202 angeordnet, der über einen ersten Dateneingang von einer im Steuergerät 201 angeordneten Inertialsensorik 203 Beschleunigungswerte in verschiedenen Raumrichtungen und Drehraten, darunter auch die Gierrate erhält. Über einen zweiten Dateneingang erhält der Prozessor 202 von einer außerhalb des Steuergeräts 201 angeordneten Ortungsvorrichtung 200 ein Ortungssignal. Dieses Ortungssignal wird entweder im Prozessor 202 mit abgespeicherten Kartenwerten und aktuellen Wetterdaten verglichen, um die Unfallwahrscheinlichkeit zu bestimmen. Es kann jedoch auch sein, dass die Ortungsvorrichtung 200 bereits diese Auswertung durchführt und nur noch eine Unfallwahrscheinlichkeit zum Prozessor 202 überträgt, die dann mit weiteren Sensordaten verknüpft wird, um diese Unfallwahrscheinlichkeit genauer zu bestimmen. Zur Ortungsvorrichtung 200 kann hier ein Navigationsgerät oder aber auch nur ein GPS-Empfänger verwendet werden. Über einen dritten Dateneingang ist der Prozessor 202 mit einem Regensensor 204 verbunden. In Abhängigkeit vom Signal des Regensensor 204 erkennt der Prozessor 202, ob es regnet und wie stark der Regen ist. Auch dieses Signal wird zur Berechnung der Unfallwahrscheinlichkeit verwendet und beeinflusst diese entsprechend, so dass die Unfallwahrscheinlichkeit sehr genau bestimmt werden kann. Auch die Signale der Inertialsensorik 203 werden zur Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit verwendet. Über einen CAN-Bus 206 ist der Prozessor 202 mit einem ESP-Steuergerät 205 verbunden. Das ESP-Steuergerät 205 liefert ebenfalls Fahrdynamikdaten und kann auch selbst die Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit übernehmen. Der Prozessor 202 oder aber auch das Steuergerät 205 übernehmen dann die Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit, in Abhängigkeit davon wird die Fahrdynamik-Regelung 205 und/oder ein Rückhaltesystem 207, das sich außerhalb des Steuergeräts 201 befindet, angesteuert. Bei dem Rückhaltesystem 207 kann es sich um Airbags, Gurtstraffer, Überrollbügel und weitere Rückhaltemittel handeln, die entweder reversibel oder auch pyrotechnisch ausgebildet sind. Die Unfallwahrscheinlichkeit wird im Prozessor 202, wenn dieser diese berechnet, mit Schwellwerten verglichen, um zu einer genauen Ansteuerung der Rückhaltemittel bzw. der Fahrdynamikregelung zu kommen. Dabei können auch Teilunfallwahrscheinlichkeiten berechnet werden, um beispielsweise die Unfallwahrscheinlichkeit für ein Ausbrechen oder für ein Überrollen oder für ein Schleudern zu bestimmen, um dann den geeigneten Eingriff vorzunehmen.
Es ist weiterhin möglich, dass auch in Abhängigkeit von der aktuellen Straße, die eine vorgegebene Geschwindigkeitsbegrenzung hat, einen Eingriff derart in die Fahrdynamikregelung vorzunehmen, dass es mit dem Fahrzeug nicht mehr möglich ist, schneller als diese vorgegebene Geschwindigkeitsgrenze zu fahren. Dies bezeichnet man als speed limiter.
Die Schätzungen der Unfallwahrscheinlichkeit beinhalten demnach Informationen für unfallrelevante Kurven, aber auch Prognosen für Kurven, die mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr gefahren werden können. Das erhaltene Ergebnis kann dann an das ESP-Steuergerät 205 übermittelt werden, welches dann aktiv in das Fahrgeschehen eingreifen kann im Sinne einer Fahrdynamikregelung und Überschlagsvermeidung. Alternativ kann diese Information als Hilfsgröße oder Vorinformation bei der Detektion eines Überrollvorgangs eingesetzt werden. Dies ist möglich, indem für die Auslöseentscheidung und deren Zeitpunkt die örtliche Umgebung gezielt berücksichtigt wird. Dies kann potenzielle Indikatoren für die Überrollvorgänge beinhalten, wie beispielsweise Straßenverläufe mit scharfen Kurven, eine Geländeform und Umgebung, handelt es sich beispielsweise um Sand, Gras, Böschungen, Bäume usw. Desweiteren kann diese Information ebenfalls für die Auslösung von Rückhaltemitteln verwendet werden, die anderen Unfalltypen zugeordnet sind, wobei dafür auch beispielsweise andere Beschleunigungs- und Crash-Signale verwendet werden können. Ebenfalls denkbar sind gegebenenfalls auch vorausschauende Sensorsignale aus radarbasierten Systemen. Damit ergeben sich wesentliche Vorteile bei der Erkennung von potenziellen Unfallsituationen bei der aktiven Reaktion auf das Fahrverhalten sowie bei der Aktivierung von Rückhaltemitteln, wenn Ortungssignale für die Überrolldetektion und Überrollvermeidung verwendet werden.
Kernelemente der Erfindung ist die Ortungsvorrichtung und Mittel zur Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit. Weitere Sensordaten von anderen Sensorsystem können zur Verfeinerung der Schätzung der Unfallwahrscheinlichkeit hinzugezogen werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs, wobei die Unfallwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von einem Ortungssignal (100) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssignal mittels einer satellitengestützten Ortungsvorrichtung (200) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ortungssignals (100) der Ort des Fahrzeugs bestimmt wird, das in Abhängigkeit des Orts die wenigstens eine Geländeart im Bereich des Orts bestimmt wird und dessen Abhängigkeit von der wenigstens einen Geländeart und von Fahrzeugdaten (ω_Z, ω_X, a_X, a_Y, a_Z) die Unfallwahrscheinlichkeit bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als die Fahrzeugdaten die Beschleunigungen (a_X, a_Y, a_Z) die Geschwindigkeit (V) und/oder der Schwimmwinkel und/oder wenigstens ein ESP-Signal (x_CAN) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Unfallwalrscheinlichkeit wenigstens ein Signal einer weiteren Sensorik (105, 204) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regensensor (105, 204) als die zusätzliche Sensorik verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückhaltesystem (110, 207) und/oder eine Fahrdynamikregelung (111, 205) in Abhängigkeit von der Unfallwahrscheinlichkeit beeinflusst werden.
Vorrichtung zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung derart konfigwiert ist, dass die Vorrichtung ein Ortungssignal einer mit der Vorrichtung verbindbaren Ortungsvorrichtung (200) zur Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Rückhaltesystem (207) und/oder einer Fahrdynamikregelung (205) verbindbar ist, wobei die Vorrichtung das Rückhaltesystem und/oder die Fahrdynamikregelung in Abhängigkeit von der Unfallwahrscheinlichkeit ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Regensensor (204) verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart konfigwiert ist, dass die Vorrichtung aus dem Ortungssignal und/oder weiteren Signalen eine Schätzung über die Straßenverhältnisse angibt, wobei diese Schätzung bei der Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit berücksichtigt wird.