EP1755926A1 - Verfahren und vorrichtung zum erkennen einer überschlagssituation bei einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erkennen einer überschlagssituation bei einem kraftfahrzeug

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Publication number
EP1755926A1
EP1755926A1 EP05763952A EP05763952A EP1755926A1 EP 1755926 A1 EP1755926 A1 EP 1755926A1 EP 05763952 A EP05763952 A EP 05763952A EP 05763952 A EP05763952 A EP 05763952A EP 1755926 A1 EP1755926 A1 EP 1755926A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
rollover
rotation rate
inclination
situation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05763952A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Blos
Jochen Bonitz
Tomomi Yano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1755926A1 publication Critical patent/EP1755926A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0132—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0018—Roll-over
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2021/01327—Angular velocity or angular acceleration

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for recognizing a rollover situation in a motor vehicle.
  • Motor vehicles are being equipped with more and more passive restraint systems, such as belt tensioners, curtain side airbags, curtain airbags and front airbags. It is important for the safety of the respective vehicle occupants to reliably recognize an accident situation that makes it necessary to use the respective restraint. It must also be ensured that false triggering of the restraint is largely avoided in order to avoid necessary repairs.
  • passive restraint systems such as belt tensioners, curtain side airbags, curtain airbags and front airbags.
  • a particularly dangerous accident situation for vehicle occupants is a rollover of the vehicle about its longitudinal axis.
  • EP 0 327 853 B1 describes a method for activating a safety system which protects the occupants in a motor vehicle.
  • a signal describing the forward displacement of the occupants of the vehicle is derived from a signal from an acceleration sensor by means of double integration.
  • a route is predicted that the occupants will have traveled relative to the vehicle at a point in time in the future.
  • This path is composed of the path already covered from the zero position up to the current point in time, the speed, the further acceleration and the first derivative of the acceleration after the time. These are each weighted using appropriate factors and integrated in time.
  • a direction-dependent pre-storage is determined by appropriately taking into account measurement signals from accelerometers, which on the one hand the longitudinal acceleration acquisition and on the other hand to record the lateral acceleration.
  • an appropriate restraint is then activated, for example an airbag is triggered.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for recognizing a rollover situation in a vehicle, which enables robust and reliable detection of the rollover situation.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for recognizing a rollover situation in a vehicle, in which a rotation rate about a longitudinal axis of the vehicle and an inclination of the vehicle in the lateral direction are determined as the state variables.
  • suitable sensors are preferably arranged in the vehicle, depending on whose measurement signals the rate of rotation and the inclination can be determined.
  • An overturning situation is recognized when the state variables in the state pool spanned by them exceed a tripping threshold characteristic. Reliable detection of a large number of different rollover situations is thus easily possible, even in deviation from typical test rollover situations.
  • typical rollover situations are to be understood as predefined accident scenarios, such as, for example, the vehicle drifting sideways into soft soil or bumping against a curb at the side. In this way, robust and reliable detection of rollover situations can be easily guaranteed. A simple calibration is also possible.
  • the tripping threshold characteristic curve runs linearly in the state area between a dynamic and a static roll point.
  • the respective trigger threshold value is characteristic of the roll energy that is required in the respective point of the status area in order to cause the vehicle to roll over cause.
  • the static roll point is the one at which the rollover is caused essentially by the potential energy of the vehicle.
  • the dynamic roll point is the one at which the rollover of the vehicle is essentially caused by the kinetic energy of the vehicle. Due to the linear course between the static and the dynamic roll point of the characteristic of the tripping threshold characteristic, this is very simple and nevertheless represents very precisely the respective situations in which a rollover of the vehicle is to be expected.
  • the inclination of the vehicle is predicted. This enables a particularly early detection of an impending rollover of the vehicle, which has the advantage that there may be sufficient time to appropriately activate appropriate restraint devices.
  • the prediction of the inclination is dependent on a detected lateral or high acceleration of the vehicle. In this way a high quality of the prediction can be achieved.
  • the rotation rate is predicted. This enables a particularly early detection of an impending rollover of the vehicle, which has the advantage that there may be sufficient time to appropriately activate appropriate restraint devices.
  • the rotation rate is predicted as a function of a detected lateral and / or high acceleration of the vehicle.
  • high acceleration is understood to mean an acceleration in the direction of the vertical axis of the vehicle.
  • lateral acceleration means acceleration in the direction of the transverse axis of the vehicle. stood. In this way, a high quality of the prediction can easily be guaranteed.
  • the one state variable is corrected in such a way that the trigger threshold value characteristic is exceeded. This can easily ensure that typical rollover situations reliably trigger the respective restraint device.
  • a plausibility check is carried out as a function of the detected lateral and / or high acceleration of the vehicle as a further prerequisite that the rollover situation is finally recognized. In this way, the probability can easily be reduced that a rollover situation is detected incorrectly.
  • the inclination is determined as a function of the rotation rate.
  • this can be done simply by integrating the rotation rate.
  • the determination of the state variables can be carried out with a small number of sensors, preferably only one sensor.
  • FIG. 1 shows a vehicle with a device for detecting a rollover situation
  • Figure 2 is a block diagram of the device for recognizing the rollover situation.
  • a vehicle 1 which is in particular a motor vehicle, has a longitudinal axis x, a transverse axis y and a vertical axis z.
  • a rotation rate ⁇ is an angular velocity of a rotation about the vehicle longitudinal axis x.
  • a rotation rate sensor 3 which detects the rotation rate ⁇ , is preferably arranged in the vehicle.
  • the rotation rate ⁇ can also be determined by means of suitable other measured variables.
  • a first acceleration sensor 5 is provided, which detects a lateral acceleration g y .
  • a second acceleration sensor 7 is provided, which detects a high acceleration g z .
  • a control device 9 is arranged in the vehicle, which is designed to detect a rollover situation of the vehicle 1 as a function of the measurement signals from the sensors and which is also designed to correspondingly control one or more actuators 11 to activate one or more passive restraint devices, such as, for example, one or more several belt tensioners, one or more curtain side airbags, curtain airbags or other airbags.
  • the control device 9 is explained in more detail below with reference to the block diagram of FIG. 2 with a view to recognizing the rollover situation.
  • the rotation rate ⁇ , the lateral acceleration g y and the high acceleration g z are supplied to a block B1 as input variables.
  • the block B1 comprises a program which is stored in the control device and which is loaded and processed during the operation of the vehicle.
  • the program is started in a step S1, in which variables are initialized if necessary.
  • the rotation rate ⁇ is determined in a step S2. This is preferably done by means of a corresponding sampling of the measurement signal of the rotation rate sensor 3.
  • a step S4 an inclination ⁇ of the vehicle 1 in the lateral direction is then determined. If no separate sensor is provided for this, this can be done simply with sufficient accuracy by integrating the yaw rate ⁇ over time.
  • a first and / or second and / or third correction factor ki, 2 , k 3 are determined in a step S6.
  • the correction factors can be predefined, but they can also be dependent on the lateral acceleration g y and / or the high acceleration g z .
  • the determination of the first to third correction factors ki, 2 , k 3 as a function of the lateral acceleration g y and / or the high acceleration g 2 is preferably carried out by means of a map which was determined beforehand by corresponding tests with the vehicle or by simulations. Alternatively, however, the assignment can also be made using a corresponding analytical function.
  • a predicted rotation rate ⁇ pr ⁇ d is determined. This is preferably done according to the formula given in step S8, ⁇ denotes the time derivative of the rotation rate ⁇ .
  • T1, T2, T3 denote terms for test top beat situations.
  • Such test rollover situations are typical rollover situations that are specified for certain cases.
  • a first ter Tl is characteristic of the vehicle 1 sliding sideways into soft soil. In this case, the high acceleration g z is initially zero and the lateral acceleration g y has an almost constant value and at the beginning the rotation rate ⁇ also has a low value.
  • the first term T1 is assigned a characteristic value.
  • An example of a second term is the side impact on a curb or similar obstacle. In this case, the yaw rate ⁇ is still almost zero, but if there is already a very strong lateral acceleration g y . In this case, the second term T2 is then set to a characteristic value.
  • An example of a third term is a situation in which the vehicle 1 drives onto a ramp with one or then two wheels on one side of the vehicle, as can be the case, for example, with a guardrail on a road.
  • the vehicle 1 first experiences a strong acceleration in the direction of its vertical axis, that is to say a high acceleration g z, and the rotation rate ⁇ increases only after that. If corresponding values of the rotation rate ⁇ and the high acceleration g z are available, the third term is then assigned a corresponding characteristic value.
  • T1-T3 has a characteristic value
  • a predeterminable high additional value is added to the actual predicted rotation rate ⁇ p ed when determining the predicted rotation rate ⁇ pred .
  • the terms T1-T3 are taken into account accordingly or not.
  • the terms T1-T3 are preferably taken into account in step S8 when determining the predicted rotation rate ⁇ p red .
  • a predicted inclination ⁇ pre d is determined in a step SlO. This is preferably done using the formula given in step S10.
  • the inclination can be taken into account by taking the product of the third correction factor ⁇ k 3 and the time derivative ⁇ of the rotation rate ⁇ into account
  • this product can also be dispensed with.
  • steps S6 to S10 can also be omitted or one or more of steps S6 to S10 can be omitted.
  • a block B2 has the predicted rotation rate ⁇ P red and the inclination ⁇ as input variables.
  • the predicted yaw rate ⁇ pre d and the inclination ⁇ form state variables and span a state surface.
  • a tripping threshold characteristic curve THD runs linearly between a static and a dynamic roll point ST, D. Starting from the static roll point ST towards further increasing inclinations ⁇ , it has an almost constant, in particular a constant, curve with respect to the predicted rotation rate ⁇ pre , Starting from the dynamic roll point D, it has an almost constant, in particular constant, course towards increasing values of the predicted rotation rate ⁇ pred with regard to the inclination ⁇ .
  • a first rollover bay Ul is set when the state variables exceed the tripping threshold characteristic curve THD.
  • a first quadrant of the state flat is shown in block B2.
  • a block B4 is also provided, the input variables of which are the high acceleration g z and the lateral acceleration g y .
  • a plausibility check for a detection of a rollover situation is determined and, if the plausibility check indicates a plausible rollover situation, a second rollover flag U2 at the exit of the Blocks B4 set.
  • a block B5 is an AND gate at the output of which a third rollover flag U3 is set if both the first and the second rollover flags U1, U2 are set.
  • the inputs of block B5 can have holding elements with an adjustable holding time, which retain the setting of the first or second rollover flags for the adjustable holding time as input values of the AND element.
  • a block B7 is also preferably provided, the input variables of which are the yaw rate ⁇ and the predicted inclination ⁇ pre .
  • Block B7 is designed in accordance with block B2, • only the input variables being changed accordingly. Accordingly, block B7 is designed to set a fourth rollover flag U4 when its state variables exceed the triggering threshold characteristic curve THD.
  • a block B8 is also provided, in which the rollover situation is checked for plausibility in accordance with block B4 and a fifth rollover flag U5 is set as a function thereof if the rollover situation is plausible.
  • a block B9 is an AND gate at the output of which a sixth rollover flag U6 is set if both the fourth and the fifth rollover flags U4 and U5 are set on the input side. Corresponding holding members can also be provided here on the input side.
  • a block B1 is an OR gate at the output of which a seventh rollover flag U7 is set if at least one of the third or sixth rollover flags U3, U6 is set.
  • a block B12 represents a possibly redundant control device, which is provided for security purposes and which sets an eighth rollover flag U8 if it also detects the rollover situation.
  • the redundant control device is preferably constructed in exactly the same way as the system shown in the block diagram in FIG. If both the seventh and the eighth rollover flags U7, U8 are present at block B14, an actuating signal is generated FNF generated for the actuator 11, which then leads, for example, to the ignition of a curtain airbag.
  • the control device 9 can also comprise only one of the paths that are given by blocks B2, B4, B5 or blocks B7, B8, B9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Bags (AREA)
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Abstract

Als Zustandsgrößen werden eine Drehrate (omega) um eine Längsachse des Fahrzeugs und eine Neigung (Theta) des Fahrzeugs in seitlicher Richtung ermittelt. Eine Überschlagssituation wird erkannt, wenn die Zustandsgrößen in der von ihnen aufgespannten Zustandsfläche eine Auslöseschwellenweert-Kennlinie (THD) überschreiten.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Uberschlagssituation bei einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen einer Uberschlagssituation bei einem Kraftfahrzeug.
Kra t ahrzeuge werden mit immer mehr passiven Rückhaltesystemen ausgestattet, wie zum Beispiel Gurtstraf er, Vorhang- Seitenairbags, Kopfairbags und Frontairbags . Wichtig für die Sicherheit der jeweiligen Fahrzeuginsassen ist ein verlässliches Erkennen einer Unfallsituation, die den Einsatz des jeweiligen Rückhaltmittels notwendig macht. Es muss ferner sichergestellt werden, dass Fehlauslösungen der Rückhaltemittel weitgehend vermieden werden, um dann notwendige Reparaturen zu vermeiden.
Eine für Fahrzeuginsassen besonders gefährliche Unfallsituation ist ein Überschlagen des Fahrzeugs um seine Längsachse.
Aus der EP 0 327 853 Bl ist ein Verfahren zur Wirksamschaltung eines die Insassen in- einem Kra tfahrzeug schützenden Sicherheitssystems. Aus einem Signal eines Beschleunigungssensors wird durch doppelte Integration ein die Vorverlagerung der Insassen des Fahrzeugs beschreibendes Gefährdungssignal abgeleitet. Dazu wird ein Weg prognostiziert, den Insassen relativ zu dem Fahrzeug zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt zurückgelegt haben werden. Dieser Weg setzt sich zusammen aus dem von der Nullstellung bis zu dem aktuellen Zeitpunkt bereits zurückgelegten Weg, der Geschwindigkeit, der weiteren Beschleunigung und der ersten Ableitung der Beschleunigung nach der Zeit. Diese werden jeweils mittels entsprechender Faktoren gewichtet und zeitlich integriert. Eine richtungsabhängige Vorlagerung wird ermittelt, durch entsprechendes Berücksichtigen von Messsignalen von Beschleunigungsaufnehmern, die zum einen die Längsbesσhleuni- gung und zum anderen die Querbeschleunigung erfassen. Abhängig von der erwarteten Vorverlagerung wird dann ein entsprechendes Rückhaltemittel aktiviert, das heißt zum Beispiel ein Airbag gezündet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen einer Uberschlagssituation bei einem Fahrzeug zu schaffen, das beziehungsweise die ein robustes und sicheres Erkennen der Uberschlagssituation ermöglicht.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen einer Uberschlagssituation bei einem Fahrzeug, bei dem als Zustandsgroßen eine Drehrate um eine Längsachse des Fahrzeugs und eine Neigung des Fahrzeugs in seitlicher Richtung ermittelt werden. Zu diesem Zweck sind bevorzugt in dem Fahrzeug geeignete Sensoren angeordnet, abhängig von deren Messsignalen die Drehrate und die Neigung ermittelt werden kann. Eine Uberschlagssituation wird erkannt, wenn die Zustandsgroßen in der von ihnen aufgespannten Zustands lache eine Auslöseschwellenwert- Kennlinie überschreiten. Ein zuverlässiges Erkennen von einer Vielzahl an verschiedenen Überschlagssituationen ist so auch abweichend von typischen Test-ÜberschlagsSituationen einfach möglich. Unter typischen Überschlagssituationen sind in diesem Zusammenhang vorgegebene Unfallszenarien zu verstehen, wie beispielsweise das seitliche Abdriften des Fahrzeugs in weiches Erdreich oder das seitliche Anstoßen an einen Bordstein. Auf diese Weise kann so einfach eine robuste und sichere Erkennung von ÜberschlagsSituationen gewährleistet werden. Ein einfaches Kalibrieren ist ferner möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Auslöseschwellenwert-Kennlinie zwischen einem dynamischen und einem statischen Rollpunkt linear in der Zustandsflache. Der jeweilige Auslöseschwellenwert ist charakteristisch für die Roll-Energie, die in dem jeweiligen Punkt der Zustands- fläche notwendig ist, um ein Überschlagen des Fahrzeugs zu bewirken. Der statische Rollpunkt ist derjenige, bei dem der Überschlag im wesentlichen aufgrund der potentiellen Energie des Fahrzeugs verursacht ist. Der dynamische Rollpunkt ist derjenige, an dem der Überschlag des Fahrzeugs im wesentlichen durch die kinetische Energie des Fahrzeugs bewirkt wird. Durch den linearen Verlauf zwischen dem statischen und dem dynamischen Rollpunkt der Kennlinie des Auslöseschwellenwert- Kennlinie ist diese sehr einfach ausgestaltet und repräsentiert dennoch sehr präzise die jeweiligen Situationen bei denen ein Überschlag des Fahrzeugs zu erwarten ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Neigung des Fahrzeugs prädiziert. So ist ein besonders frühes Erkennen eines drohenden Überschlags des Fahrzeugs möglich, was den Vorteil hat, dass gegebenenfalls ausreichend Zeit vorhanden ist, um entsprechende Rückhaltemittel geeignet zu aktivieren.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Prädizie- ren der Neigung abhängig von einer erfassten Quer- oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs erfolgt. So kann eine hohe Güte der Prädiktion erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehrate prädiziert. So ist ein besonders frühes Erkennen eines drohenden Überschlags des Fahrzeugs möglich, was den Vorteil hat, dass gegebenenfalls ausreichend Zeit vorhanden ist, um entsprechende Rückhaltemittel geeignet zu aktivieren.
In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn das Prädizieren der Drehrate abhängig von einer erfassten Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs erfolgt. Unter der Hochbeschleunigung wird in diesem Zusammenhang eine Beschleunigung in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs verstanden. Unter der Querbeschleunigung wird in diesem Zusammenhang eine Beschleunigung in Richtung der Querachse des Fahrzeugs ver- standen. Auf diese Weise kann einfach eine hohe Güte der Prädiktion gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird beim Erkennen einer typischen Uberschlagssituation die eine Zustandsgröße derart korrigiert, dass die Auslöseschwellenwert-Kennlinie überschritten wird- Dadurch kann einfach sichergestellt werden, dass typische Überschlagssituationen sicher zu einem Auslösen des jeweiligen Rückhaltemittels führen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaf en Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Plausibilisieren abhängig von der erfassten Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs als weitere Voraussetzung, dass endgültig auf die Uberschlagssituation erkannt wird. So kann einfach die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass fehlerhaft eine Uberschlagssituation detek- tiert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilha ten Ausgestaltung der Erfindung wird die Neigung abhängig von der Drehrate ermittelt . Dies kann insbesondere einfach mittels Integration der Drehrate erfolgen. So kann das Ermitteln der Zustandsgroßen mit einer geringen Anzahl an Sensoren, bevorzugt nur einem Sensor er olgen .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Erkennen einer Uberschlagssituation und
Figur 2 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zum Erkennen der Uberschlagssituatio .
Ein Fahrzeug 1 (Figur 1) , das insbesondere ein Kraftfahrzeug ist, hat eine Längsachse x, eine Querachse y und eine Hoch- achse z. Eine Drehrate ω ist eine Winkelgeschwindigkeit einer Drehung um die Fahrzeuglängsachse x.
In dem Fahrzeug ist bevorzugt ein Drehratensensor 3 angeordnet, der die Drehrate ω erfasst. Alternativ kann die Drehrate ω auch mittels geeigneter anderer Messgrößen ermittelt werden.
Ferner ist ein erster Beschleunigungssensor 5 vorgesehen, der eine Querbeschleunigung gy erfasst. Ferner ist ein zweiter Beschleunigungssensor 7 vorgesehen, der eine Hochbeschleunigung gz erfasst. Ferner ist in dem Fahrzeug eine Steuervorrichtung 9 angeordnet, die ausgebildet ist zum Erkennen einer Uberschlagssituation des Fahrzeugs 1 abhängig von den Messsignalen der Sensoren und die ferner ausgebildet ist zum entsprechenden Ansteuern eines oder mehrerer Stellantriebe 11 zum Aktivieren eines oder mehrerer passiver Rückhaltemittel wie beispielsweise einem oder mehrerer Gurtstraffer, einem oder mehrerer Vorhang-Seitenairbags, Kopfairbags oder auch sonstigen Airbags .
Die Steuervorrichtung 9 wird im folgenden anhand des Blockschaltbildes der Figur 2 im Hinblick auf das Erkennen der Ü- berschlagssituation näher erläutert.
Einem Block Bl sind als Eingangsgrößen die Drehrate ω, die Querbeschleunigung gy und die Hochbeschleunigung gz zugeführt. Der Block Bl umfasst ein Programm, das in der Steuereinrichtung gespeichert ist und während des Betriebs des Fahrzeugs geladen und abgearbeitet wird. Das Programm wird in einem Schritt Sl gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
In einem Schritt S2 wird die Drehrate ω ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt mittels eines entsprechenden Äbtastens des Messsignals des Drehratensensors 3. In einem Schritt S4 wird anschließend eine Neigung Θ des Fahrzeugs 1 in seitlicher Richtung ermittelt. Falls dazu kein eigener Sensor vorgesehen ist, kann dies einfach mit ausreichender Genauigkeit durch Integrieren der Drehrate ω über die Zeit erfolgen.
In einem Schritt S6 werden ein erster und/oder zweiter und/oder dritter Korrekturfaktor ki, 2, k3 ermittelt. Die Korrekturfaktoren können fest vorgegeben sein, sie können jedoch auch abhängig sein von der Querbeschleunigung gy und/oder der Hochbeschleunigung gz. Das Ermitteln der ersten bis dritten Korrekturf ktoren ki, 2, k3 abhängig von der Querbeschleunigung gy und/oder der Hochbeschleunigung g2 erfolgt bevorzugt mittels eines Kennfeldes, das vorab durch entsprechende Versuche mit dem Fahrzeug oder durch Simulationen ermittelt wurde. Alternativ kann jedoch auch die Zuordnung mittels einer entsprechenden analytischen Funktion erfolgen.
In einem Schritt S8 wird eine prädizierte Drehrate ωprβd ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt entsprechend der in dem Schritt S8 angegebenen Formel, ώ bezeichnet die zeitliche Ableitung der Drehrate ω. Tl, T2, T3 bezeichnen Terme für Test-OberSchlagssituationen. Derartige Test- Überschlagssituationen sind typische Überschlagssituationen, die für bestimmte Fälle vorgegeben sind. So ist ein erster Ter Tl beispielsweise charakteristisch für ein seitliches Abrutschen des Fahrzeugs 1 in weiches Erdreich. In diesem Fall ist die Hochbeschleunάgung gz zunächst gleich Null und die Querbeschleunigung gy hat einen nahezu konstanten Wert und zu Beginn hat auch die Drehrate ω einen geringen Wert. Wenn jedoch die Hochbeschleunigung g-., die Querbeschleunigung gy und die Drehrate ω entsprechende charakteristische Verläufe haben ist ein Überschlag in dieser Situation zu erwarten und der erste Term Tl wird mit einem charakteristischen Wert belegt. Ein Beispiel für einen zweiten Term ist das seitliche Aufprallen auf einen Bordstein oder ein ähnliches Hindernis. In diesem Fall ist die Drehrate ω noch nahezu Null, wenn aber bereits eine sehr starke Querbeschleunigung gy vorliegt. Der zweite Term T2 wird in diesem Fall dann auf einen charakteristischen Wert gesetzt. Ein Beispiel für einen dritten Term ist eine Situation, in der das Fahrzeug 1 beispielsweise mit einem beziehungsweise dann zwei Rädern auf der einen Fahrzeugseite auf eine Rampe auffährt, wie dies zum Beispiel bei einer Leitplanke an einer Straße sein kann. In diesem Fall erfährt das Fahrzeug 1 zunächst eine starke Beschleunigung in Richtung seiner Hochachse, also eine Hochbeschleunigung gz und die Drehrate ω erhöht sich erst danach. Bei dem Vorliegen entsprechender Werte der Drehrate ω und der Hochbeschleunigung gz wird dann der dritte Term mit einem entsprechenden charakteristischen Wert belegt.
Wenn mindestens einer der Terme T1-T3 einen charakteristischen Wert aufweist, wird beim Ermitteln der prädizierten Drehrate ωpred ein vorgebbarer hoher Zusatzwert addiert zu der eigentlichen prädizierten Drehrate ωped. Je nach Ausgestaltung der Steuervorrichtung 9 kann bei dem Ermitteln der prädizierten Drehrate ωpred eine entsprechende Berücksichtigung der Terme T1-T3 erfolgen oder nicht. Bevorzugt werden in dem Schritt S8 beim Ermitteln der prädizierten Drehrate ωpred die Terme T1-T3 berücksichtigt.
In einem Schritt SlO wird eine prädizierte Neigung Θpred ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt anhand der in dem Schritt SlO angegebenen Formel . Durch das Berücksichtigen des Produkts aus dem dritten Korrekturfaktor ~k3 und der zeitlichen Ableitung ώ der Drehrate ω kann die Neigung
Θ besonders gut prädiziert werden. In einer einfachen Ausgestaltung kann auf das Berücksichtigen dieses Produkts jedoch auch verzichtet werden.
Das Programm verharrt anschließend in einem Schritt S12 für eine vorgebbare Wartezeitdauer T_W, die beispielsweise 1ms betragen kann, bevor die Bearbeitung in dem Schritt S2 erneut aufgenommen wird. Während der Wartezeitdauer T_W werden bevorzugt andere Funktionen in der Steuervorrichtung 9 abgearbeitet. In einer besonders einfachen Ausgestaltung des Programms kann auch auf die Schritte S6 bis SlO verzichtet werden oder auf einen oder mehrere der Schritte S6 bis SlO verzichtet werden.
Ein Block B2 hat als Eingangsgrößen die prädizierte Drehrate ωPred und die Neigung Θ. Die prädizierte Drehrate ωpred und die Neigung Θ bilden Zustandsgroßen und spannen eine Zustandsflä- che auf. Eine Auslöseschwellenwert-Kennlinie THD verläuft linear zwischen einem statischen und einem dynamischen Rollpunkt ST, D. Ausgehend von dem statischen Rollpunkt ST hin zu weiter zunehmenden Neigungen Θ weist sie in Bezug auf die prädizierte Drehrate ωpre einen nahezu konstanten, insbesondere einen konstanten, Verlauf auf. Ausgehend von dem dynamischen Rollpunkt D weist sie hin zu zunehmenden Werten der prädizierten Drehrate ωpred im Hinblick auf die Neigung Θ einen nahezu konstanten, insbesondere konstanten, Verlauf auf. Ein erster Überschlags erker Ul wird gesetzt, wenn die Zustandsgroßen die Auslöseschwellenwert-Kennlinie THD überschreiten. Dies ist beispielsweise in einem Punkt 12 der Fall. In dem Block B2 ist ein erster Quadrant der Zustands- flache dargestellt. Entsprechendes gilt auch für einen dritten Quadranten der Zustandsflache, in dem sowohl die Neigung Θ als auch die prädizierte Drehrate ωpre negative Vorzeichen haben.
Ferner ist ein Block B4 vorgesehen, dessen Eingangsgrößen die Hochbeschleunigung gz und die Querbeschleunigung gy sind. In dem Block B4 wird ein Plausibilisierungswert für ein Erkennen einer Uberschlagssituation ermittelt und dann, wenn der Plausibilisierungswert auf eine plausible Uberschlagssituation hindeutet ein zweiter Überschlagsmerker U2 am Ausgang des Blocks B4 gesetzt. Ein Block B5 ist ein UND-Glied an dessen Ausgang ein dritter Überschlagsmerker U3 gesetzt wird, wenn sowohl der erste als auch der zweite Überschlagsmerker Ul, U2 gesetzt sind. Die Eingänge des Blocks B5 können Halteglieder mit einer einstellbaren Haltedauer haben, die ein Setzen der ersten bzw. zweiten Überschlagsmerker für die einstellbare Haltedauer als Eingangswerte des UND-Glieds beibehalten.
Bevorzugt ist ferner ein Block B7 vorgesehen, dessen Eingangsgrößen die Drehrate ω und die prädizierte Neigung ©pre sind. Der Block B7 ist entsprechend Block B2 ausgebildet, • wobei lediglich die Eingangsgrößen entsprechend verändert sind. Dementsprechend ist der Block B7 ausgebildet zum Setzen eines vierten Überschlagmerkers U4, wenn seine Zustandsgroßen die Auslöseschwellenwert-Kennlinie THD überschreiten.
Ferner ist ein Block B8 vorgesehen, in dem ein dem Block B4 entsprechendes Plausibilisieren der Uberschlagssituation erfolgt und abhängig davon ein fünfter Überschlagsmerker U5 gesetzt wird, wenn die Uberschlagssituation plausibel ist. Ein Block B9 ist ein UND-Glied an dessen Ausgang einer sechster Überschlagsmerker U6 gesetzt wird, wenn eingangsseitig sowohl der vierte als auch der fünfte Überschlagsmerker U4 und U5 gesetzt sind. Auch hier können eingangsseitig entsprechende Halteglieder vorgesehen sein.
Ein Block Bll ist ein ODER-Glied an dessen Ausgang ein siebter Überschlagsmerker U7 gesetzt wird, wenn zumindest einer der dritten oder sechsten Überschlagsmerker U3, U6 gesetzt sind. Ein Block B12 repräsentiert eine gegebenenfalls redundant vorhandene Steuereinrichtung, die zu Sicherheitszwecken vorgesehen ist und die einen achten Überschlagsmerker U8 setzt, wenn sie die Uberschlagssituation ebenso erkennt. Die redundante Steuervorrichtung ist bevorzugt genauso aufgebaut wie das in dem Blockschaltbild der Figur 2 dargestellte System. Liegen an dem Block B14 sowohl der siebte als auch der achte Überschlagsmerker U7, U8 an, so wird ein Stellsignal FNF für den Stellantrieb 11 erzeugt, was dann zum Beispiel zum Zünden eines Vorhang-Airbags führt. Gegebenenfalls kann die Steuervorrichtung 9 auch nur einen der Pfade umfassen, die durch die Blöcke B2, B4, B5 beziehungsweise Blöcke B7, B8, B9 gegeben sind.

Claims

Patentansprüche
1. Ver ahren zum Erkennen einer Uberschlagssituation bei einem Fahrzeug, bei dem
- als Zustandsgroßen eine Drehrate (ω) um eine Längsachse (x) des Fahrzeugs (1) und eine Neigung (Θ) des Fahrzeugs (1) in seitlicher Richtung ermittelt werden und
- eine Uberschlagssituation erkannt wird, wenn die Zustandsgroßen in der von ihnen aufgespannten Zustandsfläche eine Auslöseschwellenwert-Kennlinie (THD) überschreiten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei die Auslöseschwellenwert-Kennlinie (THD) zwischen einem dynamischen und einem statischen Rollpunkt (ST, D) in der Zustandsfläche linear verläuft.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Neigung (Θ) des Fahrzeugs prädiziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Prädizieren der Neigung (Θ) abhängig von einer erfassten Quer- und/oder Hochbeschleunigung (gy, gz) des Fahrzeugs (1) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Drehrate (ω) prädiziert wird.
6. Verf hren nach Anspruch 5, bei dem das Prädizieren der Drehrate (ω) abhängig von einer erfassten Quer- und/oder Hochbeschleunigung (gv, gz) des Fahrzeugs (1) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem beim Erkennen einer typischen Uberschlagssituation die eine Zustandsgröße derart korrigiert wird, dass die Auslöseschwellenwert-Kennlinie (THD) überschritten wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Plausibilisieren abhängig von der erfassten Quer- und/oder Hochbeschleunigung (gy, gz) des Fahrzeugs (1) erfolgt als weitere Voraussetzung, dass endgültig auf die Uberschlagssituation erkannt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Neigung (Θ) abhängig von der Drehrate (ω) ermittelt wird.
10. Vorrichtung zum Erkennen einer Uberschlagssituation bei einem Fahrzeug, die ausgebildet ist
- zum Ermitteln einer Drehrate (ω) um eine Längsachse (x) des Fahrzeugs und einer Neigung (Θ) des Fahrzeugs (1) in seitlicher Richtung als Zustandsgroßen,
- zum Erkennen einer Uberschlagssituation, wenn die Zustandsgroßen in der von ihnen aufgespannten Zustandsflache eine Auslöseschwellenwert-Kennlinie (THD) überschreiten.
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