DE10325163A1

DE10325163A1 - Sicherheitssystem in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10325163A1
Application number: DE2003125163
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Dipl.-Ing. Sinnhuber; Thomas Dipl.-Ing. Wohllebe; Tycho van Dipl.-Ing. Jan
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: WO2004106119A1; DE10325163B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem (1) sowie ein zugehöriges Ansteuerverfahren in einem Kraftfahrzeug, umfassend erste Mittel zur Erfassung eines kritischen Fahrzeugzustandes, mittels derer das Sicherheitssystem (1) aktivierbar ist, zweite Mittel zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und passive Sicherheitselemente, wobei nach Aktivierung des Sicherheitssystems (1) durch die ersten Mittel anhand der Signale der ersten und zweiten Mittel Ansteuersignale zur Vorkonditionierung der passiven Sicherheitselemente und/oder Crash-Voreinstellungen für die passiven Sicherheitselemente und/oder andere Elemente generierbar sind, wobei die zweiten Mittel die Sensorik (12) eines Fahrspur-Assistenz-Systems (2) umfassen, wobei mittels der Signale der Sensorik (12) des Fahrspur-Assistenz-Systems (2) das Sicherheitssystem (1) aktivierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem sowie ein Verfahren zum Ansteuern eines derartigen Sicherheitssystems.

Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen sind seit langem bekannt. Üblicherweise umfassen derartige Sicherheitssysteme passive Sicherheitselemente wie Airbag oder Gurtstraffer, die durch eine Sensorik bei oder vor einem Unfall aktiviert werden. Zur Minimierung der Unfallfolgen wird angestrebt, möglichst frühzeitig das Sicherheitssystem zu aktivieren, um dessen Reaktionsfähigkeit zu erhöhen. Beispielsweise ist bereits angedacht worden, die Fahrzeugdynamikdaten zur Erfassung einer kritischen Situation auszuwerten und daraus ein Auslösesignal bzw. ein Vorkonditionierungssignal für die passiven Sicherheitselemente zu generieren.

Aus dem Fachartikel „Vision unfallfreies Fahren; Sicherheit aus einem Guss", abrufbar unter http:/www.daimlerchrysler.de/research/htr2001/pdf_g/driving2_g.pdf ist ein Sicherheitssystem bekannt, umfassend erste Mittel zur Erfassung eines kritischen Fahrzeugzustandes, mittels derer das Sicherheitssystem aktivierbar ist, zweite Mittel zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und passive Sicherheitselemente, wobei nach Aktivierung des Sicherheitssystems durch die ersten Mittel anhand der Signale der ersten und zweiten Mittel Ansteuersignale zur Vorkonditionierung der passiven Sicherheitselemente und/oder Crash-Voreinstellungen für die passiven Sicherheitselemente und/oder andere Elemente generierbar sind, wobei die zweiten Mittel die Sensorik eines Fahrspur-Assistenz-Systems umfassen. Die ersten Mittel zur Aktivierung des Sicherheitssystems sind als Fahrdynamik-System und als Bremssystem ausgebildet, d.h. kommt das Fahrzeug ins Schleudern oder leitet der Fahrer durch schnelles Drücken des Bremspedals eine Notbremsung ein, so wird das Sicherheitssystem aktiviert. Aufgrund der Aktivierung wird beispielsweise ein motorisch angetriebener Gurtstraffer angezogen. Weiter kann sich beispielsweise der Beifahrersitz in eine sichere Position bewegen. Die zweiten Mittel werden durch die Umfeldsensorik gebildet, wobei hierbei bevorzugt die auf vorhandene Sensorik von Fahrzeug-Assistenz-Systemen zurückgegriffen wird. Beispiele hierfür sind automatische Distanzregelsysteme, Tempomat, Brems-Assistenz-Systeme zur Unterstützung einer Vollbremsung sowie die bereits erwähnten Fahrspur-Assistenz-Systeme.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Sicherheitssystem weiter zu verbessern sowie ein zugehöriges Ansteuerverfahren bereitzustellen.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu ist das Sicherheitssystem mittels der Signale des Fahrspur-Assistenz-Systems aktivierbar, d.h. die ersten und zweiten Mittel zur Aktivierung und zur Ermittlung der Ansteuersignale zur Vorkonditionierung der passiven Sicherheitselemente und/oder der Crash-Voreinstellung für die passiven Sicherheitselemente und/oder andere Elemente fallen zusammen. Neben der Einsparung an Sensorik ist der primäre Vorteil, dass sehr häufig ein kritischer Fahrzeugzustand durch ein versehentliches Verlassen der Fahrspur zustande kommt, was jedoch kein Schleudern des Fahrzeuges oder eine Notbremsung zur Folge haben muss. Im Gegensatz zum Stand der Technik reagiert daher das erfindungsgemäße Sicherheitssystem bereits frühzeitiger, so dass die zur Verfügung stehende Zeit für die Sicherheitsmaßnahmen erheblich erhöht werden kann. Die Maßnahmen können dann in einer Vorkonditionierung der passiven Sicherheitselemente bestehen, wobei beispielsweise der Zündzeitpunkt und/oder der Füllungsgrad und/oder die Geschwindigkeit des Aufblasens eines Airbags auf die Situation angepasst eingestellt wird. Die Crash-Voreinstellungen der passiven Sicherheitselemente ist beispielsweise die Vorstraffung eines reversiblen, motorisch betriebenen Gurtstraffers. Die anderen Elemente, für die Ansteuersignale generiert werden, können beispielsweise die Fenster und/oder die Fahrzeugsitze sein. Des weiteren kann eine automatische Notbremsung und/oder ein Ausweichlenkmanöver aktiviert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden neue Lastpfade zur Aufnahme der Stoßenergie aktiviert. Beispiele hierfür sind die im Stand der Technik beschriebenen Crash-Boxen, die im gelösten Zustand wie Spiralfedern arbeiten, die weiche Stöße durch reversible Verformung schlucken. Bei mittlerer bzw. schwerer Aufprallstärke arretieren dagegen motorisch bewegte Bolzen die Crash-Box, so dass diese mit dem Längsträger starr verbunden ist. Die Crash-Box verformt sich nun irreversibel und absorbiert maximale Energie. Weiter ist es denkbar, einen Teil des Vorbaus reversibel nach vorn auszufahren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Sicherheitssystem zusätzlich durch die Signale mindestens eines Fahrzeugdynamik-Systems und/oder eines Bremspedal- und/oder Gaspedal-Systems aktiviert. Mittels der bekannten Fahrzeugdynamik-Systeme wird dabei beispielsweise ein Schleudern des Fahrzeuges erfasst oder aber auch Rückschlüsse auf den Fahrbahnuntergrund gezogen, beispielsweise ob die Fahrbahn glatt, nass oder trocken ist. Mittels des Bremspedal-Systems kann beispielsweise der Versuch einer Notbremsung erfasst werden. Besonders bevorzugt werden jedoch die Signale eines Gaspedal-Systems zur Aktivierung ausgewertet. Dabei umfasst das Gaspedal-System einen Wegsensor, der die Rückstellgeschwindigkeit des Gaspedals erfasst. Hiermit ist nämlich häufig bereits vor Einleitung des eigentlichen Bremsvorgangs auf einen kritischen Fahrzeugzustand schließbar, da eine panikartige Lösung des Gaspedals meist dem Bremsen vorangeht. Dabei muss nur durch geeignete Signalverknüpfung sichergestellt werden, dass das ruckartige Lösen des Gaspedals bei sportlichen Gangwechseln nicht zu einer Aktivierung des Sicherheitssystems führt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird anhand der Sensorik des Fahrspur-Assistenz-Systems der Grad einer Fahrspur-Überschreitung erfasst, wobei die Vorkonditionierung und/oder Auslösung des passiven Sicherheitselementes von dem erfassten Grad der Fahrspur-Überschreitung abhängig ist. Als alternatives oder ergänzendes Kriterium kann dabei auch die Geschwindigkeit bei der Fahrspur-Überschreitung berücksichtigt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Sicherheitssystems.
Das Sicherheitssystem 1 umfasst ein Fahrspur-Assistenz-System 2, ein Brems-Assistenz-System 3, ein elektronisches Fahrgas-System 4, ein elektronisches Stabilitätsprogramm-Steuergerät 5, eine Warneinrichtung 6, mindestens einen Airbag 7, mindestens einen reversiblen, motorischen Gurtstraffer 8, mindestens einen elektrischen Fensterheber 9, mindestens eine elektrische Sitzverstell-Aktuatorik 10 und mindestens eine schaltbare Crash-Box 11. Dem Fahrspur-Assistenz-System 2 ist mindestens eine Sensorik 12 zur Erfassung einer Fahrspur-Überschreitung zugeordnet. Dem Brems-Assistenz-System 3 ist ein Bremspedal 13 und dem elektronischen Fahrgas-System 4 ein Fahrpedal 14 zugeordnet. Die verschiedenen Steuergeräte und Aktuatoren sind über mindestens ein Bussystem 15 miteinander verbunden, wobei diese vorzugsweise in verschiedenen Bussystemen angeordnet sind, die dann über Gateways die Daten austauschen.
Erkennt nun das Fahrspur-Assistenz-System 2 anhand der Daten der Sensorik 12, die beispielsweise als Kamera ausgebildet ist, dass das Fahrzeug unbeabsichtigt die Fahrspur überschreitet, so werden verschiedene Maßnahmen eingeleitet. Ob das Überschreiten der Fahrspur unbeabsichtigt erfolgt ist, kann beispielsweise dadurch bestimmt werden, ob der Fahrtrichtungsanzeiger betätigt wurde oder nicht. Weitere Daten zur Erkennung eines unbeabsichtigten Fahrspurwechsels können beispielsweise die Geschwindigkeit, eine Beschleunigung oder der Lenkwinkel sein. Ebenso können andere Interaktionen des Fahrers ausgewertet werden, um dessen Aufmerksamkeitsgrad festzustellen. Bei einem unbeabsichtigten Überschreiten der Fahrspur wird zum einen die Warneinrichtung 6 aktiviert, die beispielsweise als optische, akustische und/oder haptische Warneinrichtung ausgebildet ist. Dies stellt die klassische Funktion eines Fahrspur-Assistenz-Systems dar. Weiter wird nun das Sicherheitssystem 1 aktiviert. Anhand der Sensorik 12 und gegebenenfalls weiterer Sensoren wird das Umfeld erfasst und eine Unfallgefahr und deren Schwere prognostiziert. Entsprechend dem prognostizierten Unfallszenario erfolgt nun die Ansteuerung der einzelnen Elemente. Hierzu wird der Airbag 7 vorkonditioniert, d.h. Auslöseschwelle bzw. Zündzeitpunkt, Füllungsgrad und Füllungsgeschwindigkeit werden an das prognostizierte Unfallgeschehen angepasst. Dabei kann die Vorkonditionierung auch gestuft erfolgen, wobei je nach Grad der Überschreitung die Vorkonditionierung nachgeregelt wird. Dabei kann die Vorkonditionierung für die verschiedenen Airbags 7 im Kraftfahrzeug unterschiedlich sein.
Zusätzlich werden Crash-Voreinstellungen vorgenommen. Hierzu wird der reversible motorische Gurtstraffer 8 vorgestrafft. Auch bei den Gurtstraffern 8 kann die Vorstraffung für die einzelnen Fahrzeugsitze unterschiedlich sein. Des weiteren werden die gegebenenfalls offenen Fahrzeugscheiben durch die elektrischen Fensterheber 9 geschlossen, so dass keine Gegenstände in das Fahrzeug eindringen können. Über die Sitzverstell-Aktuatorik 10 werden die Fahrzeugsitze in eine möglichst optimale Position bewegt. Je nach erwarteter Unfallschwere wird die Crash-Box 11 geschaltet. Des weiteren kann ein Signal an das Brems-Assistenz-System 3 übertragen werden, so dass dieses zur Reduzierung der Unfallschwere eine Notbremsung veranlasst. Sollte dann ein Unfall erfolgen, so sind die passiven Sicherheitselemente und die übrigen Elemente auf den Unfall optimal vorkonditioniert bzw. eingestellt. Sollte sich hingegen kein Unfall ereignen, so können die Vorkonditionierungen bzw. Crash-Voreinstellungen wieder rückgängig gemacht werden.
Zur weiteren Verbesserung des Sicherheitssystems 1 kann dieses auch durch das elektrische Stabilitätsprogramm-Steuergerät 5, das elektronische Fahrgas-System 4 und/oder das Brems-Assistenz-System 3 aktiviert werden. Erkennt beispielsweise der Fahrer ein zu dicht vor ihm fahrendes Fahrzeug und beginnt zu bremsen, so muss dies weder in einer Überschreitung der Fahrspur noch einem Schleudern des Fahrzeuges zum Ausdruck kommen. Hier wird jedoch das Sicherheitssystem durch das Brems-Assistenz-System 3 aktiviert.

Claims

Sicherheitssystem in einem Kraftfahrzeug, umfassend erste Mittel zur Erfassung eines kritischen Fahrzeugzustandes, mittels derer das Sicherheitssystem aktivierbar ist, zweite Mittel zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und passive Sicherheitselemente, wobei nach Aktivierung des Sicherheitssystems durch die ersten Mittel anhand der Signale der ersten und zweiten Mittel Ansteuersignale zur Vorkonditionierung der passiven Sicherheitselemente und/oder Crash-Voreinstellungen für die passiven Sicherheitselemente und/oder andere Elemente generierbar sind, wobei die zweiten Mittel die Sensorik eines Fahrspur-Assistenz-Systems umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel ein Fahrspur-Assistenz-System (2) umfassen, wobei mittels der Signale der Sensorik (12) des Fahrspur-Assistenz-Systems (2) das Sicherheitssystem (1) aktivierbar ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (1) zusätzlich durch die Signale eines Fahrzeugdynamik-Systems (5) und/oder eines Bremspedal- und/oder Gaspedal-Systems (3, 4) aktivierbar ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die passiven Sicherheitselemente als Airbag (7) und/oder Gurtstraffer (8) ausgebildet sind, deren Auslöseschwelle einstellbar ist.
Sicherheitssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Sensorik (12) des Fahrspur-Assistenz-Systems (2) der Grad einer Fahrspur-Überschreitung erfassbar ist, wobei die Vorkonditionierung und/oder Auslösung des passiven Sicherheitselementes von dem erfassten Grad der Fahrspur-Überschreitung abhängig ist.
Verfahren zum Ansteuern eines Sicherheitssystems (1), umfassend mindestens ein passives Sicherheitselement und mindestens ein Fahrspur-Assistenz-Systems (2), umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Erfassen eines unbeabsichtigten Verlassens der Fahrspur, b) Aktivieren des Sicherheitssystems (1) und c) Vorkonditionierung des passiven Sicherheitselementes und/oder d) Durchführen von Crash-Voreinstellungen für das passive Sicherheitselement und/oder andere Elemente.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Fahrspur-Überschreitung erfasst wird, wobei die Vorkonditionierung und/oder Auslösung des passiven Sicherheitselementes in Abhängigkeit von dem erfassten Grad der Fahrspur-Überschreitung gewählt wird.