WO2014075783A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer mit einem sicherheitsgurt verbundenen sicherheitsgurt-vorrichtung eines fahrzeugs mit einer vorausschauenden kollisionserkennungseinheit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer mit einem sicherheitsgurt verbundenen sicherheitsgurt-vorrichtung eines fahrzeugs mit einer vorausschauenden kollisionserkennungseinheit Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a safety belt device of a vehicle connected to a safety belt with a collision detection unit, which sensor units for detecting an "imminent collision with a vehicle-external collision object. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.
  • a generic method describes the US Pat. No. 6,085,151 B, by means of which a collision object, which is likely to collide with the vehicle, can be detected before an actual impact by means of a predictive collision detection unit of a vehicle. It estimates the time to impact of the collision object, identifies the type of accident and estimates the severity to control, for example, a belt tensioner, thereby increasing the safety of the vehicle occupants. The determination of the severity of the accident, on the other hand, is not described.
  • DE 103 45 726 A1 discloses a restraint system for restraining an occupant in a motor vehicle and a method for dynamically controlling such a restraint system.
  • both the vehicle situation by means of a situation detection device and the parameter data of the occupants are detected by means of a parameter detection device, wherein by means of a control device taking into account the vehicle situation and the in-vehicle
  • the belt tensioning force acting on the seatbelt is dynamically controlled according to the situation.
  • the force of the belt tensioner on the seat belt can be actively controlled and thus adapted to the current vehicle situation and occupant situation, for example the occupant position and the weight.
  • the situation detection device of this known restraint system is designed as an environmental sensor system for monitoring the surroundings of the vehicle, for example relevant accident objects. With the aid of this environmental sensor system, the impact velocity, the impact time, angle, location and overlap can be determined. In addition, the situation detection device may also be designed as an accident sensor system for detecting the accident acceleration, the accident severity, the accident type, or the like. Thus, these data can be taken into account in the dynamic control of the force of the belt tensioner.
  • the parameter detecting means for detecting the parameter data of the occupants is formed in this known restraint system as occupant sensor system for detecting the occupant position, the occupant weight, the size of the occupants, the seat adjustment, the seat belt extension length or the like. Furthermore, it is provided that from the acquired data, for example in a pre-accident phase, determines the potential hazard and determined in an accident phase, the survival space between the occupant and, for example, the airbag and the force of the belt tensioner controlled so dynamically is that the entire available survival space of the occupant is exploited.
  • the survival space is the space between the occupant and any object, for example an airbag, a steering wheel or a glove box, on which the occupant can hit.
  • the determination of the hazard potential in the pre-accident phase is not explained in this document DE 03 45 726 A1.
  • the first object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
  • Such a method for controlling a seat belt device of a vehicle with a safety belt connected to a collision detection unit, which sensor units for detecting an imminent collision with a collision object outside the vehicle, is characterized according to the invention in that
  • the collision object is classified with respect to an object class and a weight class by means of an object recognition unit,
  • the maximum advancement path of a vehicle occupant is determined by means of a forward displacement sensor
  • the seat belt device is driven in dependence on the value of the severity of the accident and the determined maximum Vorverlagerungsweges.
  • the collision time is estimated by means of the collision detection unit, the speed of the collision object and the speed of the vehicle determined at the time of collision, and determines the value of the severity of the collision time. This leads to improved control of the belt tensioner to achieve a minimum occupant load in the accident phase.
  • the severity of the accident is determined proportionally to the relative speed of the vehicle and of the collision object.
  • the severity of the accident is additionally determined proportionally to the sum of the kinetic energy of the vehicle and of the collision partner.
  • a measure of severity of the impending collision is achieved, which essentially corresponds to the actual accident severity of the impending collision.
  • the seat belt device is driven at least in dependence on the relative speed of the vehicle and the collision object and the Vorverlagerungsweges.
  • the safety belt device is formed with a belt tensioner and a belt force limiter or belt extension control actuator, wherein it is provided according to further development that the belt tensioner is driven to reduce a belt slack when an imminent collision is detected.
  • the belt force limiter is activated as a function of the value of the severity of the accident and of the maximum forward displacement determined, it being particularly advantageous if further training is required. is controlled according to the belt force limiter in addition depending on the applied belt force or the Gurtauszugs Kunststoffaktor depending on a ratio
  • the Gurtauszugs Kunststoffaktor is driven depending on the value of the accident severity and the determined maximum Vorverlagerungsweges it being particularly advantageous if the Gurtauszugs Kunststoffaktor is controlled so that at collision end just enough belt pullout was allowed that the maximum available Vorverlagerungsweg almost or completely achieved.
  • Such a device for controlling a safety belt connected to a seat belt device of a vehicle with a collision detection unit, which sensor units for detecting an imminent collision with a vehicle-external collision object, according to the invention is characterized in that
  • an object recognition unit for classifying the collision object with regard to an object class and a weight class
  • the collision detection unit is designed to determine a value for an accident severity of the impending collision, at least from the object class of the collision object, its weight class and its speed on the one hand, and the speed and vehicle mass of the vehicle on the other hand;
  • a vehicle occupant detection unit which determines the maximum forward displacement path of a vehicle occupant
  • the safety belt device comprises a belt tensioner for reducing a belt slack and a belt force limiter or a belt extension control actuator.
  • a belt extension control unit is provided for controlling the Gurtkraftbegrenzers or the Gurtauszugs Kunststoffaktors depending on the value of the accident severity and the determined maximum Vorverlagerungsweges.
  • the control of the belt force limiter by this belt extension control unit also takes place as a function of the applied belt force.
  • the control of the belt extension control actuator can be effected by this belt extraction control unit.
  • This device also has the advantages listed in connection with the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an apparatus for performing the method according to the invention.
  • a vehicle occupant detection unit 4 which determines the forward displacement path of a vehicle occupant with a forward displacement sensor 5.
  • the Vorverlagerungsweg is the distance between the occupant and the steering wheel, the glove box or dashboard of the vehicle 10th
  • An evaluation unit 6 evaluates the signals supplied by the collision detection unit 2 and the forward displacement sensor 5 and supplies the evaluation results to a belt extraction control unit 7, which in turn drives the seat belt device 1.
  • This seat belt device 1 comprises a belt tensioner for reducing a belt slack in the event of a detected imminent collision and a belt force limiter or a belt extension control actuator.
  • the collision detection unit 2 By means of the collision detection unit 2, an object in the environment of the vehicle 10 is detected, with which the vehicle 10 will collide. In order to determine the accident severity of this imminent collision, the collision object of an object class is assigned to this collision detection unit 2 by means of an object recognition unit 2a. Passenger cars (cars), trucks (trucks), cyclists or pedestrians are defined as object classes.
  • weight classes are assigned to the objects of an object class, for example a value range for the weight of the objects of an object class or a maximum weight value. For example, a maximum value of 150 kg can be assigned to a pedestrian and a cyclist, while a passenger car can be assigned a value range between 800 kg and 2500 kg.
  • the collision time is estimated by means of the collision detection unit 2, the speed of the collision object and the speed of the vehicle 10 are determined at the collision time.
  • the severity of the impending collision is determined, assuming that the kinetic energy of the vehicle 10 as well that of the collision object is completely degraded during the crash process.
  • the severity of the accident depends proportionally on the relative velocity ⁇ between the vehicle 10 and the collision object as well as the sum of the kinetic energy of the vehicle 10 and the collision object. This achieves a measure of the severity of the collision, which essentially corresponds to the actual accident severity of the impending collision.
  • the severity of the accident may be determined on the assumption that the collision object has infinite stiffness and infinite mass so that collision with these assumptions would correspond to a vehicle impact on a rigid wall.
  • the value of the severity of the accident as well as the maximum possible forward displacement path determined with the vehicle occupant detection unit 4 by means of the forward displacement sensor is supplied to the evaluation unit 6 in order to determine an index for optimum control of the seat belt device 1 on the basis of this data.
  • the belt force limiter or the belt withdrawal control actuator of the seatbelt device 1 is actuated by the evaluation unit 6 in such a way that the force acting on the vehicle occupant by the safety belt has a value which utilizes the maximum forward displacement path, so that always one minimal load for the vehicle occupant adapted to the severity of the accident is generated. This means that just enough belt pullout was allowed at the end of the collision that the maximum available forward travel was almost or completely achieved.
  • the code can also take into account the applied belt force and other sizes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung (1) eines Fahrzeugs (10) mit einer Kollisionserkennungseinheit (2), welche Sensoreinheiten (3) zur Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Kollisionsobjekt aufweist, erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kollisionsobjekt hinsichtlich einer Objektklasse und einer Gewichtsklasse mittels einer Objekterkennungseinheit (2a) klassifiziert wird, wenigstens aus der Objektklasse des Kollisionsobjektes, dessen Gewichtsklasse und dessen Geschwindigkeit einerseits sowie der Geschwindigkeit und der Fahrzeugmasse des Fahrzeugs (10) andererseits ein Wert für eine Unfallschwere der bevorstehenden Kollision bestimmt wird, der maximale Vorverlagerungsweges eines Fahrzeuginsassen mittels eines Vorverlagerungssensors (5) bestimmt wird, und die Sicherheitsgurt-Vorrichtung (1) in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung eines Fahrzeugs mit einer vorausschauenden Kollisionserkennungseinheit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung eines Fahrzeugs mit einer Kollisionserkennungseinheit, welche Sensoreinheiten zur Erfassung einer „bevorstehenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Kollisionsobjekt aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein gattungsbildendes Verfahren beschreibt die US 6,085,151 B, mit welchem mittels einer vorausschauenden Kollisionserkennungseinheit eines Fahrzeugs ein mit dem Fahrzeug voraussichtlich kollidierendes Kollisionsob- jekt vor einem tatsächlichen Aufprall erkannt werden kann. Es wird die Zeit bis zum Aufprall des Kollisionsobjekts geschätzt, der Unfalltyp identifiziert und die Unfallschwere (severity) abgeschätzt, um bspw. einen Gurtstraffer zu steuern, und so die Sicherheit der Fahrzeuginsassen zu erhöhen. Die Bestimmung der Unfallschwere wird dagegen nicht beschrieben.
Ferner ist aus der DE 103 45 726 A1 ein Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen in einem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum dynamischen Steuern eines derartigen Rückhaltesystems bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden sowohl die Fahrzeug-Situation mittels einer Situa- tions-Erfassungseinrichtung als auch die Parameter-Daten der Insassen mittels einer Parameter-Erfassungseinrichtung erfasst, wobei mittels eines Steuergerätes unter Berücksichtigung der Fahrzeug-Situation und der Insas- sen-Parameter die den Sicherheitsgurt beaufschlagende Kraft des Gurtstraf- fers situationsangepasst dynamisch gesteuert wird. So kann vor oder während eines Unfalls die Kraft des Gurtstraffers auf den Sicherheitsgurt aktiv gesteuert und somit an die augenblickliche Fahrzeug-Situation und Insassen- Situation, beispielsweise der Insassen-Position und des Gewichtes, ange- passt werden kann. Ferner kann bei Erkennung eines hohen Gefährdungspotentials die Kraft des Gurtstraffers erhöht werden und bei anschließender Erkennung einer Entspannung bzw. einer Verringerung des Gefährdungspotentials die Kraft des Gurtstraffers wiederum entsprechend verringert werden. Die Situations-Erfassungseinrichtung dieses bekannten Rückhaltesystems ist als Umfeld-Sensorik zum Überwachen der Umgebung des Fahrzeuges, beispielsweise relevanter Unfall-Objekte, ausgebildet. Mit Hilfe dieser Umfeld- Sensorik kann die Aufprallgeschwindigkeit, der Aufprallzeitpunkt, -winkel, -ort und -Überlappung ermittelt werden. Zusätzlich kann die Situations- Erfassungseinrichtung auch als Unfall-Sensorik zum Erfassen der Unfall- Beschleunigung, der Unfall-Schwere, des Unfall-Typs, oder dergleichen ausgebildet sein. Damit können diese Daten bei der dynamischen Steuerung der Kraft des Gurtstraffers berücksichtigt werden.
Die Parameter-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Parameter-Daten der Insassen ist bei diesem bekannten Rückhaltesystem als Insassen- Sensorik zum Erfassen der Insassen-Position, des Insassen-Gewichtes, der Größe der Insassen, der Sitzeinstellung, der Sicherheitsgurt-Auszugslänge oder dergleichen ausgebildet. Ferner ist es vorgesehen, dass aus den er- fassten Daten, beispielsweise in einer Vor-Unfall-Phase, das Gefährdungspotential bestimmt und in einer Unfall-Phase der Überlebensraum zwischen dem Insassen und beispielsweise dem Airbag ermittelt wird und die Kraft des Gurtstraffers so dynamisch steuerbar ist, dass der gesamte zur Verfügung stehenden Überlebensraum des Insassen ausgenutzt wird. Der Überlebensraum ist dabei der Raum zwischen dem Insassen und einem etwaigen Objekt, bspw. einem Airbag, einem Lenkrad oder einem Handschuhfach, auf das der Insasse auftreffen kann. Die Ermittlung des Gefährdungspotentials in der Vor-Unfall-Phase wird in dieser Druckschrift DE 03 45 726 A1 nicht erläutert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung das eingangs genannte Verfahren derart weiterzubilden, dass der Gurtstraffer bereits vor der Unfallphase in Abhängigkeit der Unfallschwere einer bevorstehenden Kollision unter Ausnutzung des maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert werden kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung es erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Eine solches Verfahren zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung eines Fahrzeugs mit einer Kollisions- erkennungseinheit, welche Sensoreinheiten zur Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Kollisionsobjekt aufweist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- das Kollisionsobjekt hinsichtlich einer Objektklasse und einer Gewichtsklasse mittels einer Objekterke.nnungseinheit klassifiziert wird,
- wenigstens aus der Objektklasse des Kollisionsobjektes, dessen Gewichtsklasse und dessen Geschwindigkeit einerseits sowie der Geschwindigkeit und der Fahrzeugmasse des Fahrzeugs andererseits ein Wert für eine Unfallschwere der bevorstehenden Kollision bestimmt wird,
- der maximale Vorverlagerungsweges eines Fahrzeuginsassen mittels eines Vorverlagerungssensors bestimmt wird, und
- die Sicherheitsgurt-Vorrichtung in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert wird. Durch die Nutzung des maximal möglichen Vorverlagerungsweges für die Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit des Wertes der ermittelten Unfallschwere werden die Gurtbelastungen des Fahrzeuginsassen minimiert.
In Ausgestaltung der Erfindung wird mittels der Kollisionserkennungseinheit der Kollisionszeitpunkt geschätzt, die Geschwindigkeit des Kollisionsobjektes und die Geschwindigkeit der Fahrzeuges im Kollisionszeitpunkt bestimmt, und der Wert der Unfallschwere zum Kollisionszeitpunkt bestimmt. Dies führt zu einer verbesserten Steuerung des Gurtstraffers zu Erreichung einer minimalen Insassenbelastung in der Unfallphase.
Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Unfallschwere proportional zur Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs und des Kollisionsobjektes bestimmt wird. Vorzugsweise wird die Unfallschwere zusätzlich proportional zur Summe der kinetischen Energie des Fahrzeugs und des Kollisionspartners bestimmt. Damit wird ein Maß Unfallschwere der bevorstehenden Kollision erreicht, welches im Wesentlichen der tatsächlichen Unfallschwere der bevorstehenden Kollision entspricht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs und des Kollisionsobjektes sowie des Vorverlagerungsweges die Sicherheitsgurt-Vorrichtung angesteuert.
Vorzugsweise wird die Sicherheitsgurt-Vorrichtung mit einem Gurtstraffer und einem Gurtkraftbegrenzer oder Gurtauszugssteueraktor ausgebildet, wobei es weiterbildungsgemäß vorgesehen ist, dass zur Reduktion einer Gurtlose der Gurtstraffer angesteuert wird, wenn eine bevorstehende Kollision erkannt wird.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der Gurtkraftbegrenzer in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn weiterbildungs- gemäß der Gurtkraftbegrenzer zusätzlich in Abhängigkeit der anliegenden Gurtkraft oder der Gurtauszugssteueraktor in Abhängigkeit einer Kennzahl gesteuert wird
Gemäß einer anderen Ausgestaltung wird der Gurtauszugssteueraktor in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der Gurtauszugssteueraktor so angesteuert wird, dass bei Kollisionsende gerade so viel Gurtauszug zugelassen wurde, dass der maximal zur Verfügung stehende Vorverlagerungsweg nahezu oder vollständig erreicht wurde.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 10.
Eine solche Vorrichtung zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung eines Fahrzeugs mit einer Kollisions- erkennungseinheit, welche Sensoreinheiten zur Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Kollisionsobjekt aufweist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- eine Objekterkennungseinheit zur Klassifizierung des Kollisionsobjektes hinsichtlich einer Objektklasse und einer Gewichtsklasse vorgesehen ist,
- die Kollisionserkennungseinheit ausgebildet ist, wenigstens aus der Objektklasse des Kollisionsobjektes, dessen Gewichtsklasse und dessen Geschwindigkeit einerseits sowie der Geschwindigkeit und der Fahrzeugmasse des Fahrzeugs andererseits einen Wert für eine Unfallschwere der bevorstehenden Kollision zu bestimmen,
- eine Fahrzeuginsassenerfassungseinheit vorgesehen ist, welche den maximalen Vorverlagerungsweges eines Fahrzeuginsassen ermittelt, und
- eine Auswerteeinheit (6) zur Ansteuerung der Sicherheitsgurt-Vorrichtung in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges vorgesehen ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Sicherheitsgurt-Vorrichtung einen Gurtstraffer zur Reduzierung einer Gurtlose und einen Gurtkraftbegrenzer oder einen Gurtauszugssteueraktor. Zur Ansteuerung des Gurtkraftbegrenzers oder des Gurtauszugssteueraktors in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges ist eine Gurtauszugs-Steuereinheit vorgesehen. Zusätzlich erfolgt auch in Abhängigkeit der anliegenden Gurtkraft die Steuerung des Gurtkraftbegrenzers durch diese Gurtauszugs-Steuereinheit. Zusätzlich kann in Abhängigkeit einer Kennzahl die Steuerung des Gurtauszugssteueraktor durch diese Gurtauszugs-Steuereinheit erfolgen.
Diese Vorrichtung weist ebenso die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführten Vorteile auf.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Diese in der Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung 1 eines Fahrzeugs 10 umfasst eine Kollisionserkennungseinheit 2 mit einer Objekterkennungseinheit 2a, welcher Sensorsignale von Sensoreinheiten 3 zugeführt werden.
Ferner ist eine Fahrzeuginsassenerfassungseinheit 4 vorgesehen, welche mit einem Vorverlagerungssensor 5 den Vorverlagerungsweg eines Fahrzeuginsassen bestimmt. Der Vorverlagerungsweg ist der Abstand zwischen dem Insassen und dem Lenkrad, dem Handschuhfach oder der Armaturentafel des Fahrzeugs 10. Eine Auswerteeinheit 6 wertet die von der Kollisionserkennungseinheit 2 und des Vorverlagerungssensors 5 zugeführten Signale aus und führt die Auswerteergebnisse einer Gurtauszugs-Steuereinheit 7 zu, die ihrerseits die Sicherheitsgurt-Vorrichtung 1 ansteuert. Diese Sicherheitsgurt-Vorrichtung 1 umfasst einen Gurtstraffer zur Reduzierung einer Gurtlose im Falle einer erkannten bevorstehenden Kollision sowie einen Gurtkraftbegrenzer oder einen Gurtauszugssteueraktor.
Mittels der Kollisionserkennungseinheit 2 wird ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs 10 detektiert, mit welchem das Fahrzeug 10 kollidieren wird. Um die Unfallschwere dieser bevorstehenden Kollision zu ermitteln, wird mittels einer Objekterkennungseinheit 2a dieser Kollisionserkennungseinheit 2 das Kollisionsobjekt einer Objektklasse zugeordnet. Als Objektklassen werden Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Fahrradfahrer oder Fußgänger definiert.
Ferner werden den Objekten einer Objektklasse Gewichtsklassen zugeordnet, bspw. ein Wertebereich für das Gewicht der Objekte einer Objektklasse oder ein maximaler Gewichtswert. So kann beispielsweise einem Fußgänger und einem Radfahrer ein maximaler Wert von 150 kg, während einem Personenkraftwagen ein Wertebereich zwischen 800 kg und 2500 kg zugeordnet werden.
Ferner wird mittels der Kollisionserkennungseinheit 2 der Kollisionszeitpunkt geschätzt, die Geschwindigkeit des Kollisionsobjektes und die Geschwindigkeit der Fahrzeuges 10 im Kollisionszeitpunkt bestimmt.
Aus diesen Daten sowie dem Fahrzeuggewicht des Fahrzeugs 10 und der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Kollisionsobjekt wird die Unfallschwere der bevorstehenden Kollision bestimmt, wobei davon ausgegangen wird, däss die kinetische Energie des Fahrzeugs 10 als auch diejenige des Kollisionsobjektes während des Crashvorganges vollständig abgebaut wird.
Die Unfallschwere hängt dabei proportional von der Relativgeschwindigkeit Δν zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Kollisionsobjekt sowie der Summe der kinetischen Energie des Fahrzeugs 10 und des Kollisionsobjektes ab. Damit wird ein Maß für die Unfallschwere der bevorstehenden Kollision erreicht, welches im Wesentlichen der tatsächlichen Unfallschwere der bevorstehenden Kollision entspricht.
Eine noch detailliertere Bestimmung der Unfallschwere ist durch Steifigkeits- annahmen über das Fahrzeug 10 und des Koalitionspartners, sowie bei Kenntnis der Richtungen der beteiligten Geschwindigkeiten und dem Überdeckungsgrad bei der Kollision möglich.
Alternativ kann die Unfallschwere mit der Annahme bestimmt werden, dass das Kollisionsobjekt eine unendliche Steifigkeit und eine unendliche Masse aufweist, so dass eine Kollision mit diesen Annahmen einem Fahrzeugaufprall auf eine starre Wand entsprechen würde.
Der Wert der Unfallschwere sowie der mit der Fahrzeuginsassenerfassungs- einheit 4 mittels des Vorverlagerungssensors bestimmte maximal mögliche Vorverlagerungsweg wird der Auswerteeinheit 6 zugeführt, um auf der Basis dieser Daten eine Kennzahl zur optimalen Ansteuerung der Sicherheitsgurt- Vorrichtung 1 zu bestimmen.
Hierzu wird von der Annahme ausgegangen, dass die während der Kollision auftretende Verzögerung a, die der Gurtkraftbegrenzer oder Gurtauszugs- steueraktor der Sicherheitsgurt-Vorrichtung 1 zulässt, konstant ist. Dann ergibt sich mit dem Wert so des maximalen Vorverlagerungsweges und der die Unfallschwere kennzeichnenden Relativgeschwindigkeit Δν gemäß folgender Formel für die Verzögerung a: a = Av/(2s0).
Mit diesem Wert a als Kennzahl wird der Gurtkraftbegrenzer oder der Gurt- auszugssteueraktor der Sicherheitsgurt-Vorrichtung 1 von der Auswerteeinheit 6 derart angesteuert, dass die auf den Fahrzeuginsassen durch den Sicherheitsgurt wirkende Kraft einen Wert aufweist, der den maximalen Vorverlagerungsweg ausnutzt, so dass immer eine an die Unfallschwere ange- passte minimale Belastung für den Fahrzeuginsassen erzeugt wird. Das bedeutet, dass bei Kollisionsende gerade so viel Gurtauszug zugelassen wurde, dass der maximal zur Verfügung stehende Vorverlagerungsweg nahezu oder vollständig erreicht wurde.
Die Kennzahl kann auch zusätzlich die anliegende Gurtkraft sowie weitere Größen berücksichtigen.
Bezugszeichen
1 Sicherheitsgurtvorrichtung
2 Kollisionserkennungseinheit
2a Objekterkennungseinheit der Kollisionserkennungseinheit 2
3 Sensoreinheiten
4 Fahrzeuginsassenerfassungseinheit
5 Vorverlagerungssensor
6 Auswerteeinheit
7 Gurtauszugs-Steuereinheit

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt- Vorrichtung (1) eines Fahrzeugs (10) mit einer Kollisi- onserkennungseinheit (2), welche Sensoreinheiten (3) zur Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Kollisionsobjekt aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Kollisionsobjekt hinsichtlich einer Objektklasse und einer Gewichtsklasse mittels einer Objekterkennungseinheit (2a) klassifiziert wird,
- wenigstens aus der Objektklasse des Kollisionsobjektes, dessen Gewichtsklasse und dessen Geschwindigkeit einerseits sowie der Geschwindigkeit und der Fahrzeugmasse des Fahrzeugs (10) andererseits ein Wert für eine, Unfallschwere der bevorstehenden Kollision bestimmt wird,
- der maximale Vorverlagerungsweg^ö eines Fahrzeuginsassen mittels eines Vorverlagerungssensors (5) bestimmt wird, und
- die Sicherheitsgurt- Vorrichtung (1) in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- mittels der Kollisionserkennungseinheit (2) der Kollisionszeitpunkt geschätzt wird,
- die Geschwindigkeit des Kollisionsobjektes und die Geschwindigkeit der Fahrzeuges (10) im Kollisionszeitpunkt bestimmt wird, und
- der Wert der Unfallschwere zum Kollisionszeitpunkt bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Unfallschwere proportional zur Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs (10) und des Kollisionsobjektes bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Unfallschwere proportional zur Summe der kinetischen Energie des Fahrzeugs (10) und des Kollisionspartners bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs (10) und des Kollisionsobjektes sowie des Vorverlagerungsweges die Sicherheitsgurt- Vorrichtung (1) angesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sicherheitsgurt-Vorrichtung (1) mit einem Gurtstraffer und einem Gurtkraftbegrenzer oder Gurtauszugssteueraktor ausgebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Reduktion einer Gurtlose der Gurtstraffer bei einer bevorstehenden Kollision angesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Gurtkraftbegrenzer oder Gurtauszugssteueraktor in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges angesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Gurtkraftbegrenzer in Abhängigkeit der anliegenden Gurtkraft angesteuert wird oder dass der Gurtauszugssteueraktor in Abhängigkeit einer Kennzahl angesteuert wird. 0. Vorrichtung zur Auslösung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung (1) eines Fahrzeugs (10) mit einer Kollisionserkennungseinheit (2), welche Sensoreinheiten (3) zur Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Kollisionsobjekt aufweist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Objekterkennungseinheit (2a) zur Klassifizierung des Kollisionsobjektes hinsichtlich einer Objektklasse und einer Gewichtsklasse vorgesehen ist,
- die Kollisionserkennungseinheit (2) ausgebildet ist, wenigstens aus der Objektklasse des Kollisionsobjektes, dessen Gewichtsklasse und dessen Geschwindigkeit einerseits sowie der Geschwindigkeit und der Fahrzeugmasse des Fahrzeugs
(10) andererseits einen Wert für eine Unfallschwere der bevorstehenden Kollision zu bestimmen,
- eine Fahrzeuginsassenerfassungseinheit (4) vorgesehen ist, welche den maximalen Vorverlagerungsweges eines Fahrzeuginsassen ermittelt, und
- eine Auswerteeinheit (6) zur Ansteuerung der Sicherheitsgurt- Vorrichtung (1) in Abhängigkeit des Wertes der Unfallschwere und des ermittelten maximalen Vorverlagerungsweges vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sicherheitsgurt-Vorrichtung (1) einen Gurtstraffer und einen Gurt- kraftbeg renzer oder Gurtauszugssteueraktor umfasst, wobei zur An- Steuerung des Gurtkraftbegrenzers oder des Gurtauszugssteueraktor eine Gurtauszugs-Steuereinheit (7) vorgesehen ist.
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