WO2014198404A1 - System und verfahren zum schutz einer person bei einer kollision mit einem kraftfahrzeug - Google Patents

System und verfahren zum schutz einer person bei einer kollision mit einem kraftfahrzeug Download PDF

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Verena Horz
Marc-Oliver FISHER
Kristin BLUM.
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Audi Ag
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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/02—Active or adaptive cruise control system; Distance control
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    • B60T2201/02—Active or adaptive cruise control system; Distance control
    • B60T2201/024—Collision mitigation systems

Definitions

  • the invention relates to a safety system for a motor vehicle, comprising at least one optical sensor for detecting a person located in a danger zone in front of or next to the motor vehicle.
  • active safety systems for example an upright front flap or an upwardly and rearwardly movable front flap, which increases the available deformation travel.
  • the invention is therefore based on the object to provide a safety system by which the risk of injury is reduced by a secondary impact.
  • a safety system of the type mentioned in the introduction in that it has a control device which is designed to evaluate the signals supplied by the optical sensor and to detect an imminent unavoidable collision, wherein the control device detects an imminent unavoidable collision an automatic braking operation can be triggered, wherein after a sensation of the impact, a defined braking profile with a lower delay compared to the delay before the collision can be controlled.
  • injuries to passers-by or cyclists can be reduced in cases when the person is at least partially and / or for a certain period on the front flap after the primary impact.
  • the driver often performs full braking or such abrupt braking is possibly automatically triggered in modern vehicles.
  • the casualty is "thrown off", which can result in additional, serious injury from the secondary impact.
  • an automatic braking operation is triggered, which preferably takes place with maximum delay.
  • the kinetic energy of the motor vehicle is reduced as much as possible, whereby the severity of the accident is reduced.
  • a collision of the person with the motor vehicle is detected by means of sensors.
  • This can be either an optical sensor, for example a camera, whose images are used to detect the impending impact. Alternatively, however, it may also be one or more contact sensors which are arranged in the front region of the motor vehicle. After detecting an impact by means of the sensors, a predetermined braking profile is triggered, in which the deceleration is less in comparison to the deceleration before the collision. In this way, the pedestrian is gently absorbed and taken on the hood. The eventual secondary impact, ie the contact with the road, can be alleviated or even avoided by the lower acceleration experienced by the pedestrian. Overall, the risk of serious injury can be significantly reduced by the safety system according to the invention.
  • a development of the invention can provide that .
  • the automatic braking process is associated with a maximum, high delay. Due to the automatic braking process with high deceleration, the kinetic energy of the motor vehicle is reduced, whereby the severity of the accident is reduced.
  • the security system comprises at least one contact sensor which is designed to detect a person located on the hood.
  • a contact sensor is integrated in the hood (front flap), so that after sensing a person on the hood, the specified braking profile can be controlled with less delay. The initial braking procedure with maximum deceleration will be carried out at the latest. ends when a person located on the hood has been detected by the contact sensor.
  • control device is designed to decelerate the motor vehicle according to the specified brake profile with little delay so that a person located on the hood person is taken.
  • the specified brake profile with a lesser delay, should be prevented that the person colliding with the vehicle is dropped and suffers a serious injury from this secondary impact.
  • the person is accelerated less so that it remains on the hood during the rest of the braking process.
  • the invention relates to a motor vehicle with such a security system.
  • the invention relates to a method for protecting a person in a collision with a motor vehicle.
  • the method according to the invention comprises the following steps: detection of a person in a danger area in front of or next to the motor vehicle by means of an optical sensor, evaluation of the signals delivered by the optical sensor by a control device, determination of whether an unavoidable collision is imminent, if so triggering an automatic sensor Braking by a controller, sensing the occurred collision; and driving a predetermined braking profile with less delay compared to the pre-collision delay.
  • the automatic braking operation takes place with maximum delay.
  • a person located on the hood is preferably detected by means of a contact sensor. It is also possible that an impact sensor and an additional sensor on the hood is present.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle with a security system according to the invention before a collision.
  • Fig. 2 shows the motor vehicle shown in Fig. 1 after a collision.
  • the motor vehicle 1 shown in FIG. 1 comprises a safety system comprising an optical sensor 2, which is designed as a camera, and monitors the area in front of the motor vehicle 1. In particular, by means of the optical sensor 2, a schematically illustrated person 3, which is located in front of the front 4 of the vehicle 1, are detected.
  • an optical sensor 2 which is designed as a camera
  • the optical sensor is coupled to a control device 5, in which the signals supplied by the optical sensor 2 in the form of image data are evaluated.
  • the optical sensor 2 can determine whether an unavoidable collision with the person 3, which is located in front of the motor vehicle 1, imminent.
  • the safety system is triggered and a brake system 6 of the motor vehicle 1 driven.
  • the braking system 6 shown only schematically in FIG. 1 is coupled to the individual wheel brakes and triggers an automatic braking process. This automatic braking is done with maximum possible delay, to reduce the kinetic energy of the motor vehicle 1 as much as possible.
  • FIG. 2 shows the motor vehicle 1 of FIG. 1 at the time of the collision with the person 3.
  • the impact is detected by a contact sensor 7 in the form of a pressure hose which extends transversely along the vehicle front 4.
  • the collision between the person 3 and the motor vehicle 1 causes in the hollow pressure hose characteristic pressure fluctuations, which are evaluated by the contact sensor 7, so that a collision with a pedestrian or cyclist accurately detected and from another impact event, for example, a collision with a standing obstacle can be distinguished.
  • a predetermined braking profile is controlled by the control device 5.
  • the individual wheel brakes are controlled so that the motor vehicle 1 is braked with a lower delay compared to the delay of the collision.
  • the person 3 Following the impact of the person 3 against the vehicle front 4 shown in FIG. 2, the person 3 is often taken along by the motor vehicle 1 for a certain distance and then thrown off, so that an impact on the roadway, the so-called secondary impact, occurs. Due to the safety system and the method performed thereby, therefore, the deceleration of the motor vehicle 1 takes place after the collision with a lesser delay, so that in many accident situations, the risk of injury can be reduced. The person 3 is thus taken for a short time after hitting the hood and moderately delayed with the motor vehicle 1.

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Abstract

Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstens einen optischen Sensor (2) zum Erfassen einer sich in einem Gefahrenbereich vor oder neben dem Kraftfahrzeug (1) befindenden Person (3), mit einer Steuerungseinrichtung (5), die zum Auswerten der von dem optischen Sensor (2) gelieferten Signale und zum Feststellen einer bevorstehenden unvermeidbaren Kollision ausgebildet ist, wobei durch die Steuerungseinrichtung (5) bei einer erkannten unvermeidbaren Kollision ein automatischer Bremsvorgang auslösbar ist, wobei nach einer Sensierung der Kollision ein festgelegtes Bremsprofil mit geringerer Verzögerung im Vergleich zu der Verzögerung vor der Kollision ansteuerbar ist.

Description

SYSTEM UND VERFAHREN ZUM SCHUTZ EINER PERSON BEI EINER KOLLISION MIT EINEM KRAFTFAHRZEUG
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen optischen Sensor zum Erfassen einer sich in einem Gefahrenbereich vor oder neben dem Kraftfahrzeug befindenden Person.
Um einen verbesserten Schutz von Fußgängern und/oder Radfahrern bei einer frontalen Kollision mit einem Kraftfahrzeug zu gewährleisten, sind bereits unterschiedliche Maßnahmen vorgeschlagen worden. Einerseits kann eine gezielte Auswahl von Werkstoffen für den Frontbereich eines Kraftfahrzeugs erfolgen, um die Folgen eines Aufpralls zu verringern, darüber hinaus kann die Geometrie von Fahrzeugen so entworfen werden, dass Deformationsräume an der Fahrzeugfront vorhanden sind, die nachteilige Folgen beim Aufprall einer Person auf die Fahrzeugfront verringern.
Daneben sind auch aktive Sicherheitssysteme bekannt, beispielsweise eine sich aufstellende Frontklappe bzw. eine nach oben und nach hinten verfahrbare Frontklappe, wodurch der zur Verfügung stehende Deformationsweg vergrößert wird.
Es sind auch an der Außenseite des Kraftfahrzeugs angebrachte Airbags vorgeschlagen worden, die nach einem Aufprall automatisch ausgelöst werden. Zur Auslösung der erwähnten aktiven Sicherheitssysteme werden zumeist Kontaktsensoren verwendet, beispielsweise Beschleunigungssensoren oder ein Druckschlauchsensor, der sich an der Fahrzeugfront in Querrichtung erstreckt und der in ein verformbares Material eingebettet sein kann. Bei diesen bekannten Sicherheitssystemen wird eine Kollision durch die Auswer-
BESTÄTIGUNGSKOPIE tung von Sensorsignalen sensiert, anschließend wird das aktive Sicherheitssystem ausgelöst.
Diese bekannten Sicherheitssysteme mindern die bei einem Primäraufprall auftretenden Verletzungen einer mit dem Kraftfahrzeug kollidierenden Person. Allerdings besteht auch in diesen Fällen das Risiko, dass ein Passant oder Radfahrer durch einen Sekundäraufprall verletzt wird. Als Sekundäraufprall wird der Kontakt eines Fußgängers mit der Fahrbahn nach einem Anstoß durch ein Fahrzeug bezeichnet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitssystem anzugeben, durch das die Gefahr von Verletzungen durch einen Sekundäraufprall verringert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Sicherheitssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass es eine Steuerungseinrichtung aufweist, die zum Auswerten der von dem optischen Sensor gelieferten Signale und zum Feststellen einer bevorstehenden unvermeidbaren Kollision ausgebildet ist, wobei durch die Steuerungseinrichtung bei einer bevorstehenden unvermeidbaren Kollision ein automatischer Bremsvorgang auslösbar ist, wobei nach einer Sensierung des Aufpralls ein festgelegtes Bremsprofil mit geringerer Verzögerung im Vergleich zu der Verzögerung vor der Kollision ansteuerbar ist.
Durch das erfindungsgemäße Sicherheitssystem können Verletzungen von Passanten oder Radfahrern in den Fällen verringert werden, wenn sich die Person nach dem Primäraufprall zumindest teilweise und/oder für einen bestimmten Zeitraum auf der Frontklappe befindet. In diesen Fällen führt der Fahrer häufig eine Vollbremsung durch oder eine derartige abrupte Bremsung wird bei modernen Fahrzeugen gegebenenfalls automatisch ausgelöst. Häufig wird das Unfallopfer dabei jedoch„abgeworfen", wodurch zusätzliche, schwerwiegende Verletzungen durch den Sekundäraufprall entstehen können. Erfindungsgemäß ist hingegen vorgesehen, dass zunächst, vor der Kollision mit dem Fußgänger oder Radfahrer, ein automatischer Bremsvorgang ausgelöst wird, der vorzugsweise mit maximaler Verzögerung erfolgt. Durch diese Notbremsung wird die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs soweit wie möglich verringert, wodurch auch die Unfallschwere reduziert wird. Eine Kollision der Person mit dem Kraftfahrzeug wird mittels Sensoren erfasst. Dabei kann es sich sowohl um einen optischen Sensor, beispielsweise eine Kamera, handeln, deren Bilder zum Feststellen des bevorstehenden Aufpralls genutzt werden. Alternativ kann es sich dabei jedoch auch um einen oder mehrere Kontaktsensoren handeln, die im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Nach dem Erfassen eines Aufpralls mittels der Sensoren wird ein festgelegtes Bremsprofil angesteuert, bei dem die Verzögerung geringer im Vergleich zu der Verzögerung vor der Kollision ist. Auf diese Weise wird der Fußgänger sanfter aufgenommen und auf der Motorhaube mitgenommen. Der eventuell folgende Sekundäraufprall, d. h. der Kontakt mit der Fahrbahn, kann durch die geringere Beschleunigung, die der Fußgänger erfährt, gelindert oder sogar vermieden werden. Insgesamt kann die Gefahr schwerer Verletzungen durch das erfindungsgemäße Sicherheitssystem deutlich reduziert werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass. dem automatischen Bremsvorgang eine maximale, hohe Verzögerung zugeordnet ist. Durch den automatischen Bremsvorgang mit hoher Verzögerung wird die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs verringert, wodurch die Unfallschwere gesenkt wird.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass das Sicherheitssystem wenigstens einen Kontaktsensor aufweist, der zum Erkennen einer auf der Motorhaube befindlichen Person ausgebildet ist. Vorzugsweise ist ein derartiger Kontaktsensor in die Motorhaube (Frontklappe) integriert, so dass nach dem Sensieren einer Person auf der Motorhaube das festgelegte Bremsprofil mit geringerer Verzögerung angesteuert werden kann. Der zunächst durchgeführte Bremsvorgang mit maximaler Verzögerung wird spätestens dann be- endet, wenn durch den Kontaktsensor eine sich auf der Motorhaube befindende Person erfasst worden ist.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug gemäß dem festgelegten Bremsprofil mit geringer Verzögerung so abzubremsen, dass eine auf der Motorhaube befindliche Person mitgenommen wird. Durch diese Maßnahme, das heißt durch das festgelegte Bremsprofil mit geringerer Verzögerung, soll verhindert werden, dass die mit dem Kraftfahrzeug kollidierende Person abgeworfen wird und eine schwere Verletzung durch diesen Sekundäraufprall erleidet. Durch das vergleichsweise sanfte Abbremsen wird die Person weniger beschleunigt, so dass sie während des restlichen Abbremsvorgangs auf der Motorhaube verbleibt.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Sicherheitssystem.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schutz einer Person bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erfassen einer sich in einem Gefahrenbereich vor oder neben dem Kraftfahrzeug befindenden Person mittels eines optischen Sensors, Auswerten der von dem optischen Sensor gelieferten Signale durch eine Steuerungseinrichtung, Feststellen, ob eine unvermeidbare Kollision bevorsteht, bejahendenfalls Auslösen eines automatischen Bremsvorgangs durch eine Steuerungseinrichtung, Sensieren der stattgefundenen Kollision; und Ansteuern eines festgelegten Bremsprofils mit geringerer Verzögerung im Vergleich zu der Verzögerung vor der Kollision.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass der automatische Bremsvorgang mit maximaler Verzögerung erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine auf der Motorhaube befindliche Person vorzugsweise mittels eines Kontaktsensors erfasst. Es ist auch möglich, dass ein Aufprallsensor und ein zusätzlicher Sensor auf der Motorhaube vorhanden ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem vor einer Kollision; und
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug nach einer Kollision.
Das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Sicherheitssystem, umfassend einen optischen Sensor 2, der als Kamera ausgebildet ist, und den Bereich vor dem Kraftfahrzeug 1 überwacht. Insbesondere kann mittels des optischen Sensors 2 eine schematisch dargestellte Person 3, die sich vor der Front 4 des Fahrzeugs 1 befindet, erfasst werden.
Der optische Sensor ist mit einer Steuerungseinrichtung 5 gekoppelt, in der die von dem optischen Sensor 2 in Form von Bilddaten gelieferten Signale ausgewertet werden. Mittels einer Bildauswertung kann der optische Sensor 2 feststellen, ob eine unvermeidbare Kollision mit der Person 3, die sich vor dem Kraftfahrzeug 1 befindet, bevorsteht.
In dem Fall, wenn die Auswertung ergeben hat, dass eine Kollision unvermeidbar ist, insbesondere wenn der verbleibende Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und der Person nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug vollständig zum Stillstand zu bringen, wird das Sicherheitssystem ausgelöst und ein Bremssystem 6 des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert. Das in Fig. 1 lediglich schematisch gezeigte Bremssystem 6 ist mit den einzelnen Radbremsen gekoppelt und löst einen automatischen Bremsvorgang aus. Dieser automatische Bremsvorgang wird mit maximal möglicher Verzögerung durchgeführt, um die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs 1 möglichst stark zu verringern. Durch das Sicherheitssystem erfolgt eine Kollision zwischen der Person 3 und dem Kraftfahrzeug 1 mit verringerter Aufprallenergie, da ein Teil der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 bereits durch den Bremsvorgang abgebaut wurde.
Fig. 2 zeigt das Kraftfahrzeug 1 von Fig. 1 zum Zeitpunkt der Kollision mit der Person 3. Der Aufprall wird durch einen Kontaktsensor 7 in Form eines Druckschlauchs festgestellt, der sich quer entlang der Fahrzeugfront 4 erstreckt. Die Kollision zwischen der Person 3 und dem Kraftfahrzeug 1 ruft in dem hohlen Druckschlauch charakteristische Druckschwankungen hervor, die von dem Kontaktsensor 7 ausgewertet werden, so dass eine Kollision mit einem Fußgänger oder Radfahrer exakt detektiert und von einem anderen Aufprallereignis, zum Beispiel einer Kollision mit einem stehenden Hindernis unterschieden werden können.
Unmittelbar nach der Sensierung des Aufpralls durch den Kontaktsensor 7 wird von der Steuerungseinrichtung 5 ein festgelegtes Bremsprofil angesteuert. Über das Bremssystem 6 werden die einzelnen Radbremsen so angesteuert, dass das Kraftfahrzeug 1 mit einer geringeren Verzögerung im Vergleich zu der Verzögerung von der Kollision gebremst wird.
Im Anschluss an den in Fig. 2 gezeigten Anprall der Person 3 gegen die Fahrzeugfront 4 wird die Person 3 häufig durch das Kraftfahrzeug 1 eine gewisse Strecke mitgenommen und anschließend abgeworfen, so dass es zu einem Aufprall auf die Fahrbahn, dem sogenannten Sekundäraufprall, kommt. Durch das Sicherheitssystem und das dadurch durchgeführte Verfahren erfolgt daher die Verzögerung des Kraftfahrzeugs 1 nach der Kollision mit geringerer Verzögerung, so dass in vielen Unfallsituationen das Verletzungsrisiko gesenkt werden kann. Die Person 3 wird somit nach dem Auftreffen auf die Motorhaube kurze Zeit mitgenommen und mit dem Kraftfahrzeug 1 moderat verzögert.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstens einen optischen Sensor
(2) zum Erfassen einer sich in einem Gefahrenbereich vor oder neben dem Kraftfahrzeug (1) befindenden Person
(3), dadurch gekennzeichnet,
dass es eine Steuerungseinrichtung (5) aufweist, die zum Auswerten der von dem optischen Sensor (2) gelieferten Signale und zum Feststellen einer bevorstehenden unvermeidbaren Kollision ausgebildet ist, wobei durch die Steuerungseinrichtung (5) bei einer erkannten unvermeidbaren Kollision ein automatischer Bremsvorgang auslösbar ist, wobei nach einer Sensierung der Kollision ein festgelegtes Bremsprofil mit geringerer Verzögerung im Vergleich zu der Verzögerung vor der Kollision ansteuerbar ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem automatischen Bremsvorgang eine maximal hohe Verzögerung zugeordnet ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass es wenigstens einen Kontaktsensor (7) aufweist, der zum Erkennen einer mit der Fahrzeugfront
(4) kollidierenden oder auf der Motorhaube befindlichen Person (3) ausgebildet ist.
Sicherheitssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerungseinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug (1) mit dem festgelegten Bremsprofil mit geringerer Verzögerung so abzubremsen, dass eine auf der Motorhaube befindliche Person (3) mitgenommen wird.
5. Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 - 4.
6. Verfahren zum Schutz einer Person (3) bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug (1), umfassend die folgenden Schritte:
- Erfassen einer sich in einem Gefahrenbereich vor oder neben dem Kraftfahrzeug (1) befindenden Person (3) mittels eines optischen Sensors (2);
- Auswerten der von dem optischen Sensor (2) gelieferten Signale durch eine Steuerungseinrichtung (5);
- Feststellen, ob eine unvermeidbare Kollision bevorsteht;
- bejahendenfalls Auslösen eines automatischen Bremsvorgang durch die Steuerungseinrichtung (5);
- Sensieren der Kollision;
- Ansteuern eines festgelegten Bremsprofils mit geringerer Verzögerung im Vergleich zu der Verzögerung vor der Kollision.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der automatische Bremsvorgang mit maximaler Verzögerung erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine auf der Motorhaube befindliche Person (3) mittels eines Kontaktsensors (7) erfasst wird.
PCT/EP2014/001564 2013-06-13 2014-06-10 System und verfahren zum schutz einer person bei einer kollision mit einem kraftfahrzeug WO2014198404A1 (de)

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