WO2018091176A1 - Verfahren und vorrichtung zum bewerten einer beschleunigung - Google Patents

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Anne-Helene Kindsvater
Andreas Westendorf
Matthias HASERT
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    • B60R2021/0027—Post collision measures, e.g. notifying emergency services

Definitions

  • the present invention relates to a method for evaluating a
  • the present invention further relates to a corresponding device, a corresponding computer program and a corresponding
  • a permanently installed measuring device sends an electrical impulse to various further control devices, which in turn can activate various occupant protection systems, via the bus of the respective vehicle during a considerable vibration.
  • these include airbags,
  • crash sensors of simple design only recognize the damage event as such and activate said occupant protection systems as soon as a predetermined threshold of vehicle deceleration is exceeded, while more advanced measuring devices are also able to detect the impact severity.
  • the prior art also includes permanently installed or retrofittable telematics units for motor vehicles, which include such sensors and automatically transmit, for example, to a vehicle fleet operator or fleet.
  • DE2001138764 proposes an arrangement for detecting a frontal collision in a vehicle in which
  • Plausibility sensor at least one front sensor is used, the one
  • the front sensor is an acceleration sensor from which both the
  • Acceleration signal as well as the derived speed signal for plausibility is examined.
  • the results of this study are ORed to produce a plausibility signal.
  • it is provided to store the plausibility signal for a predetermined time in the control unit. This is of particular interest in the event of destruction of the front sensor for increased safety.
  • the invention provides a method for evaluating an acceleration of a land vehicle, a corresponding device, a corresponding one
  • an embodiment of the invention takes into account three aspects. Firstly, during acceleration of a land vehicle, strong accelerations sometimes occur in its yaw, vertical or vertical axis (Z) caused by potholes. Secondly, serious accidents typically take place dynamically in the plane (X-Y) spanned by the roll or longitudinal axis (X) and the pitch or transverse axis (Y) of the vehicle. Third, finally, for his occupants particularly accidents in the side area of the vehicle are dangerous, which by an acceleration along the
  • An advantage of the proposed method is therefore in the advantageous detection and assessment of vehicle-related accelerations even with a rough knowledge of the mounting position of the meter.
  • a preferred Embodiment of the invention makes it possible in this way to detect accidents without connection to the vehicle bus system.
  • a distinction between a light accident and a serious accident is necessary because the post-processing by the services differs in both cases.
  • FIG. 1 shows the flowchart of a method according to a first
  • Figure 2 is a bottom view of a land vehicle according to a second embodiment.
  • Figure 3 schematically a telematics unit according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 illustrates - referring to that shown in FIG.
  • Vehicle coordinate system the basic steps of a
  • the installation position angle of the measuring device is at first preparatory in this case, at least with regard to roll axis (f FG ) and pitch axis (V R ), preferably additionally with respect to the yaw axis
  • Mounting position for example, in a flash or otherwise
  • non-volatile memory of the meter be preconfigured, without departing from the scope of the invention.
  • a position measurement in the operation of the meter is dispensable in this way.
  • the meter During travel, the meter periodically measures its acceleration with respect to each of the three device coordinate axes (process 12).
  • Relevant sensors are those skilled in the art as acceleration sensors,
  • a gyro and acceleration sensor can be
  • MEMS microelectromechanical system
  • the measuring device From the measured acceleration components, the measuring device, knowing the installation position, can calculate the direction vector of the acceleration in a plane spanned by the roll axis ( ZG J and the pitch axis (F FZG j) (process 13), as illustrated graphically in Drawing 2. If the land vehicle is located on level ground, this level corresponds essentially to the mathematical horizon
  • Direction vector can now measure the measured acceleration not only quantitatively but also qualitatively (process 14) and in particular detect any accident of the land vehicle.
  • Direction vector depending on the internal representation for example, divided into X and Y share.
  • the direction vector according to FIG. 2 approximately reveals a clear external acceleration along the pitch axis (7) of the land vehicle, which indicates a critical accident for the occupants in the side area.
  • This method (10) can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a telematics unit or another control device, as the schematic representation of FIG. 3 illustrates. A detected accident event and its severity can be reported in this way wirelessly for further processing the server of a corresponding service provider.

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Abstract

Verfahren (10)zum Bewerten einer Beschleunigung eines Landfahrzeuges mittels eines mit dem Landfahrzeug starr verbundenen Messgerätes, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - bezüglich zumindest einer Wankachse und einer Nickachse des Landfahrzeuges wird jeweils ein Einbaulagewinkel des Messgerätes bestimmt (11), - entlang mehrerer auf das Messgerät bezogener Gerätekoordinatenachsen wird jeweils eine Beschleunigungskomponente des Messgerätes gemessen (12), - aus den gemessenen Beschleunigungskomponenten wird anhand der ermittelten Einbaulagewinkel ein Richtungsvektor der Beschleunigung in einer durch die Wankachse und die Nickachse aufgespannten Ebene berechnet (13) und - die Beschleunigung wird anhand des Richtungsvektors bewertet (14).

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Bewerten einer Beschleunigung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewerten einer
Beschleunigung eines Landfahrzeuges mittels eines Messgerätes. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes
Speichermedium.
Stand der Technik
In der Fahrzeugsicherheit hinlänglich bekannt sind sogenannte Crash- oder Aufprallsensoren, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden, um
verschiedenartige Zusammenstöße zu erkennen. Ein fest verbautes Messgerät beispielsweise sendet bei einer beträchtlichen Erschütterung über den Bus des jeweiligen Fahrzeuges einen elektrischen Impuls an verschiedene weitere Steuergeräte, die wiederum verschiedene Insassenschutzsysteme aktivieren können. Je nach Ausstattungsniveau zählen hierzu etwa Airbags,
Gurtkraftbegrenzer, Gurtstraffer und Überrollbügel des Fahrzeuges.
Crashsensoren einfacher Bauart erkennen dabei nur das Schadensereignis als solches und aktivieren die besagten Insassenschutzsysteme, sobald ein vorgegebener Schwellenwert der Fahrzeugverzögerung überschritten wird, während fortschrittlichere Messgeräte in der Lage sind, auch die Aufprallschwere zu erkennen.
Der Stand der Technik umfasst ebenfalls fest verbaute oder nachrüstbare Telematik- Einheiten für Kraftfahrzeuge, die derartige Sensorik umfassen und selbsttätig beispielsweise an einen Fahrzeugflottenbetreiber oder Fuhrpark übermitteln. So wird beispielsweise in DE2001138764 eine Anordnung zur Erkennung eines Frontalaufpralls bei einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem als
Plausibilitätssensor wenigstens ein Front-Sensor verwendet wird, der ein
Plausibilitätssignal für einen im Steuergerät angeordneten Aufprallsensor liefert. Der Front-Sensor ist ein Beschleunigungssensor, von dem sowohl das
Beschleunigungssignal als auch das davon abgeleitete Geschwindigkeitssignal für die Plausibilisierung untersucht wird. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden ODER-verknüpft, um ein Plausibilitätssignal zu erzeugen. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, das Plausibilitätssignal für eine vorgegebene Zeit im Steuergerät zu speichern. Dies ist insbesondere bei einer Zerstörung des Front-Sensors für eine erhöhte Sicherheit von Interesse.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Bewerten einer Beschleunigung eines Landfahrzeuges, eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes
Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Dem erfindungsgemäßen Ansatz liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass im Falle konventioneller Messgeräte eine Auswertung der Beschleunigungswerte bezüglich der Gerätekoordinatenachsen zumeist ohne Ansehung der Einbaulage des Gerätes erfolgt. Eine Ausführungsform der Erfindung hingegen berücksichtigt drei Aspekte: Erstens treten im Fahrbetrieb eines Landfahrzeuges mitunter starke Beschleunigungen in dessen Gier-, Hoch- oder Vertikalachse (Z) auf, die durch Schlaglöcher verursacht werden. Zweitens finden schwere Unfälle fahrdynamisch typischerweise in der von der Wank- oder Längsachse (X) und der Nick- oder Querachse (Y) des Fahrzeuges aufgespannten Ebene (X-Y) statt. Drittens schließlich sind für dessen Insassen besonders Unfälle im Seitenbereich des Fahrzeuges gefährlich, die durch eine Beschleunigung entlang der
Nickachse gekennzeichnet sind.
Ein Vorzug des vorgeschlagenen Verfahrens liegt demgemäß in der vorteilhaften Erkennung und Bewertung fahrzeugbezogener Beschleunigungen schon bei einer groben Kenntnis der Einbaulage des Messgerätes. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es auf diese Weise, ohne Anbindung an das Fahrzeugbussystem Unfälle zu detektieren.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen
Anspruch angegebenen Grundgedankens möglich. So kann vorgesehen sein, dass vom erfindungsgemäß berechneten Richtungsvektor der
Fremdbeschleunigung - insbesondere dessen längs zur Nickachse des
Landfahrzeuges gerichteten Y-Anteils - bei einem erkannten Unfall auf dessen Schwere geschlossen wird. Für die Anbindung an diverse Unfallmeldedienste ist eine derartige Unterscheidung zwischen leichtem Unfall und schwerem Unfall notwendig, da sich die Nachverarbeitung durch die Dienste in beiden Fällen unterscheidet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 das Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer ersten
Ausführungsform.
Figur 2 die Ansicht von unten eines Landfahrzeuges gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Figur 3 schematisch eine Telematik- Einheit gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 illustriert - bezugnehmend auf das in Figur 2 dargestellte
Fahrzeugkoordinatensystem - die grundlegenden Schritte eines
erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens zur Anwendung bei einem
Landfahrzeug. Vorbereitend wird hierbei zunächst die Einbaulagewinkel des Messgerätes zumindest bezüglich Wankachse ( fF G) und Nickachse (VR ), vorzugsweise zusätzlich auch bezüglich der Gierachse
gemessen (Prozess 11). Es versteht sich, dass die Einbaulage auch von
Hersteller, Erstausrüster (original equipment manufacturer, OEM) oder
Flottenbetreiber fest vorgegeben sein mag. In diesem Fall können die
Einbaulagewinkel beispielsweise in einem Flash- oder anderweitigen
nichtflüchtigen Speicher des Messgerätes vorkonfiguriert sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Eine Lagemessung im Betrieb des Messgerätes wird auf diese Weise verzichtbar.
Während der Fahrt misst das Messgerät periodisch seine Beschleunigung bezüglich jeder der drei Gerätekoordinatenachsen (Prozess 12). Einschlägige Messfühler sind dem Fachmann als Beschleunigungssensoren,
Beschleunigungsmesser, Accelerometer, Akzelerometer, B- Messer oder G- Sensoren vertraut. Ein Gyro- und Beschleunigungssensor lässt sich
beispielsweise als mikroelektromechanisches System (MEMS) realisieren, um die vorbereitende Einbaulagebestimmung in kleinstmöglicher Bauweise zu integrieren.
Aus den gemessenen Beschleunigungskomponenten kann das Messgerät in Kenntnis der Einbaulage sodann - wie Figur 2 zeichnerisch verdeutlicht - den Richtungsvektor der Beschleunigung in einer durch die Wankachse ( ZGJ und die Nickachse (FFZGj aufgespannten Ebene berechnen (Prozess 13). Befindet sich das Landfahrzeug auf ebenerdigem Untergrund, so entspricht diese Ebene im Wesentlichen dem mathematischen Horizont. Anhand dieses
Richtungsvektors lässt sich die gemessene Beschleunigung nun nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ bewerten (Prozess 14) und insbesondere ein etwaiger Unfall des Landfahrzeuges erkennen.
Nicht nur das Vorliegen, sondern auch die Schwere des Unfalls kann das Messgerät anhand des Richtungsvektors bestimmen. Hierzu wird der
Richtungsvektor abhängig von der internen Darstellung beispielsweise in X- und Y-Anteil zerlegt. Der Richtungsvektor gemäß Figur 2 etwa lässt eine deutliche Fremdbeschleunigung entlang der Nickachse (7^ ) des Landfahrzeuges erkennen, welche auf einen für die Insassen kritischen Unfall im Seitenbereich hindeutet. Dieses Verfahren (10) kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einer Telematik- Einheit oder einem anderweitigen Steuergerät implementiert sein, wie die schematische Darstellung der Figur 3 verdeutlicht. Ein erkanntes Unfallereignis und dessen Schwere können auf diese Weise drahtlos zur Weiterverarbeitung dem Server eines entsprechenden Dienstleisters gemeldet werden.

Claims

Verfahren (10) zum Bewerten einer Beschleunigung eines Landfahrzeuges mittels eines mit dem Landfahrzeug starr verbundenen Messgerätes (30),
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- bezüglich zumindest einer Wankachse ( ZG) unc' einer Nickachse (ipr-) des Landfahrzeuges wird jeweils ein Einbaulagewinkel des
Messgerätes (30) bestimmt (11),
- entlang mehrerer auf das Messgerät (30) bezogener
Gerätekoordinatenachsen wird jeweils eine
Beschleunigungskomponente des Messgerätes (30) gemessen (12),
- aus den gemessenen Beschleunigungskomponenten wird anhand der ermittelten Einbaulagewinkel ein Richtungsvektor der Beschleunigung in einer durch die Wankachse (jpZG) unc' die Nickachse ('/ρ^)
aufgespannten Ebene berechnet (13) und
- die Beschleunigung wird anhand des Richtungsvektors bewertet (14).
Verfahren (10) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
- anhand des Richtungsvektors wird fallweise ein Unfall des
Landfahrzeuges erkannt.
Verfahren (10) nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
- anhand des Richtungsvektors wird eine Schwere des Unfalls bestimmt und ein Schwereindex gebildet und
- der Schwereindex wird in Abhängigkeit des Einschlagwinkels in die Ebene X-Y erneut bewertet und ggf. verändert. Verfahren (10) nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- das Messgerät (30) ist eine Telematik- Einheit (30) und
- die Telematik- Einheit (30) meldet die Schwere des Unfalls einem Server oder die Telematik- Einheit (30) setzt selbständig einen Notruf ab.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
- ein weiterer Einbaulagewinkel wird bezüglich einer Gierachse (Z¥IG) des
Landfahrzeuges bestimmt (11).
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale:
- das Messgerät (30) bestimmt (11) die Einbaulagewinkel durch eine Messung oder
- das Messgerät (30) bestimmt (11) die Einbaulagewinkel anhand einer Konfiguration.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, das Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.
Vorrichtung (30), insbesondere Landfahrzeug oder Telematik- Einheit (30), die eingerichtet ist, das Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9
auszuführen.
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