Verfahren zur Niveauregulierung eines Kraftfahrzeugs in Unfallsituationen
BESCHREIBUNG:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niveauregulierung eines Kraftfahrzeugs in Unfallsituationen, wobei Verfahren zum Betreiben von Kraftfahrzeugen bereits aus den Druckschriften DE 199 23 708 und DE 100 64 249 entnommen werden können.
Die aus diesen Druckschriften bekannten Verfahren ermöglichen es, durch Ansteuern von Stellern die Lage des Kraftfahrzeugs bezüglich der Fahrbahn zu verändern und es ist daraus auch bekannt, im Falle eines drohenden Auf¬ pralls des Fahrzeugs auf ein Hindernis die Lage des Fahrzeugs derart anzu¬ passen, dass die Wirkung lastaufnehmender Elemente optimiert wird.
Dies geschieht insbesondere dadurch, dass das Fahrzeug auf das aufpral¬ lende Hindernis hin ausgerichtet wird, so dass lastaufnehmende Elemente, wie Längsträger und Stoßfänger, zuerst auf das Hindernis auftreffen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die Aufprallsituation des Fahr¬ zeugs dann zu verbessern, wenn das Aufprallobjekt ein weiteres Fahrzeug ist.
Fahrzeuge weisen unterschiedliche Höhen der passiven Sicherheitseinrich- tungen und der optimalen Lastaufnahmebereiche im Hinblick auf die passive Sicherheit hin auf. Dabei sind diese Unterschiede insbesondere im Hinblick auf die Höhe oberhalb der Fahrbahnoberfläche nicht nur fahrsituationsbe- dingt, sondern variiert in großen Bereichen auch aufgrund konstruktiver Aus¬ bildung der Fahrzeuge, insbesondere beispielsweise zwischen Personen- kraftwagen und Nutzfahrzeugen.
Durch die vorliegende Erfindung wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass bei der Kollision zwischen zwei Fahrzeugen ein Anpassen der Auftreff¬ punkte der Fahrzeuge aufeinander an die unterschiedlichen Fahrzeuge und
den voraussichtlichen Auftreffpunkt der Fahrzeuge aufeinander angepasst wird.
Dies wird gemäß der Erfindung bei einem Kraftfahrzeug, welches Stellein- richtungen zum Beeinflussen der Lage des Fahrzeugs gegenüber der Fahr¬ bahn und über Erfassungseinrichtungen zum Erfassen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug aufweist, wodurch ein Beeinflussen der Lage des Fahrzeugs gegenüber dem anderen Fahrzeug im Sinne des Optimierens der Wirkung lastaufnehmender Elemente erfolgt, da- durch ermöglicht, dass die Erfassungseinrichtungen die Kontur des anderen Fahrzeugs erfassen und die relative Lage zum eigenen Fahrzeug ermittelt. Danach wird die Lage des Fahrzeugs gegenüber der Fahrbahn derart be¬ stimmt, dass die Höhe der Fahrzeuge zueinander so gewählt ist, dass die passiven Sicherheitseinrichtungen beider Fahrzeuge auf gleicher Höhe zu- einander sind.
Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass die lastaufnehmenden Elemente beider Fahrzeuge ihre optimale Wirkung entfalten können und zur Minderung der Unfallfolgen beitragen können.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird insbesondere auch der Raum seitlich des Fahrzeugs durch Erfassungseinrichtungen überwacht und bei einem bevorstehenden Seitenaufprall eines anderen Fahrzeugs auf das Fahrzeug das Fahrzeug gegenüber der Fahrbahn derart ausgerichtet, dass es eben ist. Insbesondere durch diese Maßnahme wird bei einem Sei¬ tenaufprall, insbesondere bei Kurvenfahrt, sichergestellt, dass die Aufprall¬ höhe des aufprallenden Fahrzeuges in Bereichen der Karosserie erfolgt, welche besonders zur Aufnahme von Last ausgebildet sind, wie beispiels¬ weise die Seitenschweller. Dabei ist zu beachten, dass bei vielen Fahrzeu- gen die Lage der Seitenschweller tiefer liegt, wie die Höhe von lastaufneh¬ menden Elementen wie Stoßstangen im vorderen und hinteren Fahrzeugbe¬ reich.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Nachführen der Lage entsprechend der Lageänderung des Gegners derart erfolgt, dass die erwünschte Relativlage auch im Aufprallzeitpunkt auf¬ rechterhalten bleibt. Durch ein Bestimmen der Stellgeschwindigkeit wird si¬ chergestellt, dass zum einen ein vollständiges Anfahren der erwünschten Aufprallposition erfolgt, zum anderen aber nicht durch weitere dynamische
Vorgänge ein Verlassen der erwünschten Position eintritt, bevor der Aufprall erfolgte. Solche Störanregungen, die ein Herausfahren aus der optimierten Position bewirken könnten, sind beispielsweise Hindernisse auf der Fahr¬ bahn oder andere Schwingungsanregungen, welche sich von der Fahrbahn auf den Fahrzeugaufbau übertragen.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Kurvenfahrt die Lage des Fahrzeugs derart bestimmt wird, dass ein fliehkraftbedingtes Wankverhalten kompensiert ist. Durch diese Kompensati- on wird sichergestellt, dass die Lage des Fahrzeugs im Zeitpunkt des Auf¬ pralls des anderen Fahrzeugs oder auf das andere Fahrzeug eine ebene Fahrzeugsausrichtung bezüglich der Fahrbahn aufweist. Durch diese Ma߬ nahme werden kurvenfahrtbedingte Nachteile in der Aufprallsituation vermie¬ den und die Fahrzeuge sind zueinander eben und fluchtend ausgerichtet; dies gilt auch für die Schwerpunktlage des Gesamtfahrzeugs.
Gemäß anderer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird aus der Kon¬ tur des anderen Fah rzeugs, welche von den Erfassungseinrichtungen ermit¬ telt wird, auf die Lage dessen Stoßstangen und Seitenschwellem geschlos- sen. Es wird also von der Kontur des Fahrzeuges auf die relative Lage be¬ stimmter lastaufnehrnender Elemente an diesem Fahrzeug geschlossen. Diese Maßnahme ermöglicht es, nicht nur eine optimale Ausrichtung der lastaufnehmenden Elemente beider Fahrzeuge zueinander durchzuführen. Die gegenseitige Ausrichtung der Lastaufnahmen auf eine gemeinsame Hö- he verbessert die Lastaufnahme und das kontrollierte Abfangen und Abbau¬ en der eingetragenen Energie in besonders dazu vorgesehenen Bereichen der Karosserie und somit die Gefahr von auftretenden Verletzungen für die Fahrzeuginsassen durch Deformation in der Fahrgastzelle.
Es entspricht dabei vorteilhafter Ausgestaltung, wenn als Erfassungseinrich¬ tung ein Neigungssensor und/oder eine Objekterkennungseinrichtung, wie ein Lager, ein Radar oder eine Videokamera, verwendet werden. Dabei kön¬ nen hieraus insbesondere die Größen Entfernung und Relativwinkel, Kontur, Höhe oder Geschwindigkeit des anderen Fahrzeugs ermittelt und zum Er- zeugen der Stellbewegungen verwendet werden.
Im Übrigen ist die Erfindung auch anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
Figuren 1 bis 4 jeweils unterschiedliche Konfigurationen, wie sie bei Zu¬ sammenstößen zwischen zwei Fahrzeugen auftreten kön¬ nen, wenn das erfindungsgemäße Fahrzeug keine Anwen¬ dung findet,
Figur 5 die Prinzipdarstellung einer Fahrsituation bei Kurvenfahrt vor einer Kollision; und
Figur 6 die Situation, wie sie durch ein erfindungsgemäßes Verfah- ren herbeigeführt wird.
In der Figur 1 ist zu sehen, dass das Fahrzeug gegenüber dem anderen Fahrzeug 20 eine versetzte Positionierung der lastaufnehmenden Elemente für den Crashfall aufweist. Dabei handelt es sich beispielsweise bei dem Fahrzeug 10 um einen Geländewagen mit seinen vorne und hinten angeord¬ neten Stoßfängern 11 - mit zugehörigem Längsträger (nachfolgend Stoßfän¬ ger genannt) und lastübertragenden Elementen - und seinen Seitenschwel- lern 12 als lastaufnehmenden Einheiten, während das andere Fahrzeug 20 eine herkömmliche Limousine ist, welche ebenfalls die Stoßfänger 21 und die Seitenschweller 22 als vordere und hintere bzw. seitliche Lastaufnahme¬ einrichtungen aufweist. Aus der Darstellung in der Zeichnung ist ersichtlich, dass sowohl die Lage der Seitenschweller 12 des Fahrzeugs zu den Sto߬ fängern 21 des anderen Fahrzeugs als auch die Lage der Stoßfänger 11 mit zugehörigem Längsträger des Fahrzeugs zu den Seitenschwellern 22 des anderen Fahrzeugs 20 bezüglich der Fahrbahnoberfläche einen Höhenver¬ satz aufweist, so dass im Falle eines Unfalles nicht die lastaufnehmenden Elemente der beiden Fahrzeuge aufeinander einwirken würden. Dies gilt ins¬ besondere für den Fall eines Seitencrashs, bei dem das eine Fahrzeug 10 seitlich auf das andere Fahrzeug 20 oder umgekehrt aufprallt, dies gilt auch im Falle eines Frontalcrashs, wie er unmittelbar bevorstehend in der Zeich¬ nung dargestellt wurde.
Die Figur 2 zeigt die gleiche Situation mit einem Fahrzeug 10 und einem an¬ deren Fahrzeug 20, wobei es sich diesmal beides Mal jeweils um eine Li- mousine handelt. Auch bei im Prinzip bautypähnlichen Fahrzeugen oder so¬ gar gleichen Fahrzeugen ist es so, dass die Lage der Seitenschweller 12 des Fahrzeugs 10 bezüglich der Fahrbahnoberfläche eine andere ist als die der Stoßfänger 21 des anderen Fahrzeugs, so dass auch hier keine optimale
Einleitung der Kräfte in kraftaufnehrnende Strukturen der Fahrzeuge gegen¬ seitig ermöglicht ist.
Noch deutlicher ist dies bei der in Figur 3 dargestellten Situation gezeigt, nämlich einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges 10, wobei das andere Fahrzeug
20 kurvenaußenseitig auf das Fahrzeug 10 aufprallt. Auch hier ist ein erheb¬ licher Höhenunterschied zwischen dem Stoßfänger 21 des anderen Fahr¬ zeugs und dem aufgrund der Kurvenneigung abgesenkten Niveaus des Sei- tenschwellers 12 des Fahrzeugs 10 gegeben.
Die Figur 4 zeigt die Situation, wie sie bei einem Frontalcrash und einseiti¬ gem Bremsnicken eines der beiden Fahrzeuge eintritt. Auch hier ist ein Hö¬ henversatz der kraftaufnehmenden Stoßfänger 11 und 21 zueinander gege¬ ben, wobei dieser aus dynamischen Lastveränderungen bei einem Fahrzeug resultiert, obgleich prinzipiell eine gleiche Höhenlage der Stoßfänger 11 und
21 der beiden Fahrzeuge gegeben wären.
Die Figur 5 zeigt die Situation vor ei nem bevorstehenden Seitencrash, wobei das Fahrzeug 10 über eine Einrichtung 15 verfügt, welche auch den Seiten- bereich 16 mit erfasst. Das Fahrzeug ist aufgrund der dynamischen Lastver¬ teilung und der Fliehkräfte zur kurvenaußenseitigen Seite hin geneigt. Diese Neigung wird über den Neigungssensor 17, der Teil der Einrichtung 15 ist, erfasst. Die Lage der Seitenschweller 12 auf der Aufprallseite des Fahrzeugs 10 ist dabei in der Höhe über der Fahrbahn geringer als die Lage der Stoß- fänger 21 des anderen Fahrzeugs 20. Die Crashsituation, wie sie in der Figur 3 auch dargestellt ist, wäre gegeben, wenn aufgrund der Einrichtung 15 nicht ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden könnte.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Situation herbeigeführt, wie sie in der Figur 6 gezeigt ist und unmittelbar vor dem Zusammenprall der beiden Fahrzeuge gegeben ist. Das Fahrzeug 10 wurde in seiner Höhenlage und seiner Neigungslage so verändert, dass es waagerecht zur Fahrbahn hin ausgerichtet ist und die Seitenschweller 12 sich auf der Höhe der Stoßfänger 21 des anderen Fahrzeugs befinden. Durch diese Maßnahme treffen die lastaufnehmenden Stoßfänger 21 des anderen Fahrzeuges auf die lastauf¬ nehmenden Seitenschweller 12 des Fahrzeugs 10, so dass eine optimale Lastaufnahme und Lastverteilung zwischen den beiden Fahrzeugen stattfin¬ den kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass über den Radarsensor 18 der Einrichtung 15 die Relativbewegung des anderen Fahrzeugs 20 zum Fahrzeug 10 hin erfasst und festgestellt wird, ob eine Kollision bevorsteht. Wird dies festgestellt, so wird zunächst der Kollisionszeitpunkt berechnet und daraus abgeleitet, mit welcher Geschwindigkeit ein Verstellen der Stellele¬ mente erfolgen soll, welches die Lage des Fahrzeugaufbaus zur Fahrbahn hin beeinflusst. Bei diesen Stellelementen 19 handelt es sich insbesondere um tiefe Verstelleinrichtungen, die auf die Federbeine und Dämpfer (auch bei einer Luftfederung) einwirken und deren Nulllage und Härte verstellen kön- nen, so dass sich eine andere Federwegkennlinie an den einzelnen Rädern ergibt und daraus resultierend auch eine andere Lage des Fahrzeugaufbaus bezüglich der Fahrbahn.
Dabei wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aus den Signalen, welche durch den Radarsensor empfangen werden, die Kontur des anderen Fahrzeugs 20 ermittelt und aus den Kontursignalen die Lage des Stoßfän¬ gers 21 des Fahrzeugs bezüglich der Fahrbahnoberfläche herausgerechnet. Durch entsprechende Betätigung der Stelleinrichtungen 19 erfolgt dann in entsprechender Geschwindigkeit ein Verändern der Lage des Fahrzeugauf- baus des in die in der Figur 6 gezeigte Lage, in der sich ein hinsichtlich der Unfallfolgen optimierter Aufprall der beiden Fahrzeuge zueinander ergibt.