-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern
eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug.
-
Bei
der Steuerung von Rückhaltesystemen wie z. B. Airbags ist
es im Hinblick auf die für die Auslösung des Rückhaltesystems
zur Verfügung stehende kurze Zeitspanne von großer
Bedeutung, rasch und zuverlässig zwischen vergleichsweise
schweren, z. B. eine Entfaltung des Airbags erfordernden Aufprallereignissen
und Situationen, die keine Aktivierung des Rückhaltesystems
notwendig machen, zu unterscheiden.
-
Aus
der
EP 0 715 991 B1 ist
ein Verfahren zur Filterung von Fahrzeugverzögerungsdaten
bekannt, bei welchem das Einsetzen eines Crash-Ereignisses durch
einen am Fahrzeug montierten Beschleunigungsmesser erfasst wird,
wenn die festgestellte Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten
Schwellenwert der Beschleunigung überschreitet. Nach dem
Einsetzen des Crash-Ereignisses wird ein Wert eines Crash-Heftigkeitsparameters
in vorbestimmten Intervallen als Funktion der vom Beschleunigungsmesser
erhaltenen Verzögerungsdaten berechnet und am Ende einer
vorbestimmten Zeitperiode mit einem vorbestimmten Schwellenwert
verglichen, wobei ein Wert, der geringer als der Schwellenwert oder
diesem gleich ist, einem leichten Crash-Ereignis ohne Entfaltung
entspricht.
-
Aus
der
US 6 095 554 A ist
ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erfassung von Seitenaufprallereignissen
bekannt, bei welchen ein Diskriminierungszusammenstosssensor für
die Detektion eines Seitenzusammenstossereignisses vorgesehen ist.
Ein von vorne nach hinten weisender Sicherungssensor und ein zur
Seite weisender Sicherungssensor sind an oder nahe einer zentralen
Stelle des Fahrzeugs montiert. Zur Diskriminierung eines Zuwerfens
der Tür von tatsächlichen seitlichen Zusammenstossereignissen
wird ein Schwellenwert für den seitlich weisenden Sicherungssensor
hoch genug eingestellt, so dass ein Zuschlagen der Tür
nicht detektiert wird. Ferner wird ein Schwellenwert für
den von vorne nach hinten weisenden Sicherungssensor niedrig genug
eingestellt, so dass eine Detektion eines seitlichen Zusammenstossereignisses
gesichert ist.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung zur Steuerung eines Rückhaltesystems
in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches bzw. welche eine rasche
und zuverlässige Bewertung von Aufprallereignissen ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen
des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung gemäß den
Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 gelöst.
-
Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern
eines Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug wird ein
Aufprallereignis basierend auf der Messung eines Beschleunigungssignals
des Kraftfahrzeuges bewertet, wobei auf Basis dieser Bewertung eine
Ansteuerung des Rückhaltesystems erfolgt.
-
Das
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes zeitliches
Integral des Beschleunigungssignals und ein zweites zeitliches Integral
des Beschleunigungssignals ermittelt werden, wobei zumindest auch
das erste zeitliche Integral und das zweite zeitliche Integral bei
der Bewertung des Aufprallereignisses herangezogen werden.
-
Gemäß der
Erfindung erfolgt somit zur Bewertung des Aufprallereignisses eine
Analyse des Messergebnisses im (3 + N)-dimensionalen Parameterraum,
wobei die Parameter dieses Zustandsraumes zumindest das jeweils
ermittelte Beschleunigungssignal (= ”da”), das
erste zeitliche Integral dieses Beschleunigungssignals – entsprechend
der Geschwindigkeit ”dv” – und das zweite
zeitliche Integral dieses Beschleunigungssignals – entsprechend
dem Weg ”ds” – umfassen. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann auf (3 + N)-Dimensionen erweitert bzw. verallgemeinert
werden, indem weitere Signale bei der Auswertung herangezogen werden.
-
Im
Ergebnis wird eine rasche und zuverlässige Unterscheidung
zwischen vergleichsweise schweren, eine Auslösung des Rückhaltesystems
erfordernden Aufprallereignissen und vergleichsweise leichten Aufprallereignissen
ermöglicht wird.
-
Gemäß einer
Ausführungsform werden bei der Erfindung konvexe Mengen
im drei- oder mehrdimensionalen Raum berechnet, wobei die Dimension des
mehrdimensionalen Raums durch die Anzahl der aus dem gemessenen
Beschleunigungssignal ermittelten Zustandsgrößen
(z. B. da, dv und ds im Falle des dreidimensionalen Zustandsraums)
gegeben ist. Hierbei wird unter einer konvexen Menge gemäß der üblichen
Terminologie eine solche Teilmenge des (3 + N)-dimensionalen Zustandsraumes
verstanden, welche die Eigenschaft hat, dass für je zwei
beliebige Punkte, die zu der jeweiligen Menge gehören,
auch stets deren Verbindungsstrecke ganz in der Menge liegt, mit
anderen Worten also an keiner Stelle der Menge eine konkave Einbuchtung
vorliegt. Insbesondere kann es sich bei den konvexen Mengen um Ellipsoide
handeln.
-
Gemäß einer
Ausführungsform weist das Verfahren folgende Schritte auf:
- – Definieren einer Mehrzahl konvexer
Mengen in einem (3 + N)-dimensionalen Zustandsraum (N = 0, 1, 2,
...), wobei die Parameter dieses Zustandsraumes zumindest das Beschleunigungssignal, das
erste zeitliche Integral dieses Beschleunigungssignals und das zweite
zeitliche Integral dieses Beschleunigungssignals umfassen;
- – Ermitteln, für das jeweilige Beschleunigungssignal,
in welchen dieser konvexen Mengen der dem Beschleunigungssignal
entsprechende Ort im (3 + N)-dimensionalen Zustandsraum (N = 0,
1, 2, ...) enthalten ist; und
- – Bewerten des Aufprallereignisses auf Basis dieser
Ermittlung.
-
Gemäß einer
Ausführungsform wird immer dann, wenn der dem Beschleunigungssignal
entsprechende Ort im (3 + N)-dimensionalen Zustandsraum (N = 0,
1, 2, ...) in einer der konvexen Mengen enthalten ist, ein Zählwert
erhöht. Dabei kann insbesondere das Aufprallereignis als
eine Auslösung des Rückhaltesystems erfordernd
bewertet werden, wenn dieser Zählwert einen Schwellenwert überschreitet.
-
Gemäß einer
Ausführungsform wird jeder dieser konvexen Mengen jeweils
ein Gewichtungsfaktor zugeordnet. Dabei kann die o. g. Erhöhung
des Zählwertes für die betreffende konvexe Menge
von diesem Gewichtungsfaktor abhängig sein, wodurch eine
unterschiedliche Relevanz der zunächst ausgewerteten Aufprallereignisse
berücksichtigt werden kann.
-
Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Steuerung eines Rückhaltesystems
in einem Kraftfahrzeug, welche dahingehend ausgebildet ist, ein
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Zu bevorzugten Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die obigen
Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
Bezug genommen.
-
Weitere
Ausgestaltungen sind der Beschreibung sowie in den Unteransprüchen
zu entnehmen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher
erläutert. Es zeigen:
-
1 ein
Flussdiagramm des Ablaufs des erfindungsgemäßen
Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
-
2a–b
beispielhafte Crash-Test-Messergebnisse sowohl in zweidimensionaler
Darstellung (2a) als auch bei erfindungsgemäßer
Analyse im dreidimensionalen (”da, dv, ds”) Raum;
-
3a–b
Darstellungen zur Erläuterung der gemäß einer
Ausführungsform erfolgenden quantitativen Auswertung einzelner
Ellipsoide;
-
4 beispielhafte
Verläufe eines Zählwertes für unterschiedliche
Crash-Test-Messungen bzw. Aufprallereignisse und das Überschreiten
bzw. Nicht-Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes;
und
-
5–7 beispielhafte
Ergebnisse von Crash-Test-Messungen unter Auftragung eines mittels
eines am Kraftfahrzeug angebrachten Beschleunigungsmessers ermittelten
Beschleunigungssignals.
-
5–7 zeigen
beispielhafte Ergebnisse von Crash-Test-Messungen, wobei jeweils
ein mittels eines am Kraftfahrzeug angebrachten Beschleunigungsmessers
ermitteltes Beschleunigungssignal aufgetragen ist.
-
Es
zeigt sich, dass eine Unterscheidung zwischen vergleichsweise schweren,
eine Entfaltung des Airbags erfordernden Aufprallereignissen und vergleichsweise
leichten Aufprallereignissen innerhalb der zur Verfügung
stehenden, kurzen Zeitspanne nicht (vgl. 6, wo eine
Unterscheidung erst nach etwa T = 41 ms erfolgt) oder nicht mit
hinreichender Robustheit (vgl. 7, wo keine
Unterscheidung für das Aufprallereignis FFBMD_2 erfolgt)
möglich ist.
-
1 zeigt
ein Flussdiagramm eines typischen Ablaufs des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
-
Nach
Start des Verfahrens (Schritt S10) wird im Schritt S20 mittels eines
am Kraftfahrzeug angebrachten Beschleunigungsmessers ein Beschleunigungssignal
(= ”da”, in Einheiten von m/s2)
ermittelt.
-
Dann
wird im Schritt S30 ein erstes zeitliches Integral des Beschleunigungssignals,
entsprechend der Geschwindigkeit (= ”dv”, in Einheiten
von m/s), und im Schritt S40 ein zweites zeitliches Integral des Beschleunigungssignals,
entsprechend dem Weg (= ”ds”, in Einheiten von
m), wie folgt berechnet:
-
Wie
am besten aus 2b ersichtlich ist, erfolgt
nunmehr zur Bewertung des Aufprallereignisses eine Analyse des Messergebnisses
im dreidimensionalen Parameterraum der Parameter da, dv und ds, wodurch
eine rasche und zuverlässige Unterscheidung zwischen vergleichsweise
schweren, eine Auslösung des Rückhaltesystems
erfordernden Aufprallereignissen und vergleichsweise leichten Aufprallereignissen
ermöglicht wird.
-
Wie
im Weiteren näher erläutert, erfolgt die quantitative
Auswertung in diesem dreidimensionalen Raum jeweils innerhalb einzelner
Ellipsoide, welche jeweils durch die Ellipsoid-Gleichung
(λ – c)T·A·(λ – c)
= 1 (3)definiert
sind. Hierbei bezeichnet c einen die Koordinaten des Ellipsoidmittelpunktes
des betreffenden Ellipsoids enthaltenden Vektors, und A ist gegeben durch
A = UΛU–1 (4)wobei U eine
die Hauptachsen des betreffenden Ellipsoids enthaltene Matrix und
A eine die Längen dieser Hauptachsen des betreffenden Ellipsoids
enthaltende Diagonalmatrix ist. λ wird im Schritt S50 ermittelt
und stellt einen die Parameter da, dv und ds enthaltenden Vektor
dar, ist also gegeben durch
λ =
(da ds dv)T (5)A und c lassen
sich ermitteln durch Lösung des Optimierungsproblems
wobei V das Ellipsoidvolumen
und λ
i die Messwerte bzw. Abtastwerte
innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls des zugrundeliegenden
Crashtests bezeichnen.
-
Gemäß 3b lässt
sich vorab jeder Kurve, welche einem eine Auslösung des
Rückhaltesystems erfordernden Aufprallereignis zugeordnet
sind (im Folgenden als MD-Ereignisse, MD = ”must deploy” = ”Auslösung
erforderlich” bezeichnet), jeweils ein Ellipsoid j von
insgesamt M Ellipsoiden (j = 1, ..., M) zuordnen, wobei wiederum
jedem dieser Ellipsoide j ein Gewichtungsfaktor εj zugeordnet wird. Jedes dieser j Ellipsoide
ist durch ein Wertepaar (Aj, cj)
gekennzeichnet, wobei A und c wie oben definiert sind.
-
Mit
anderen Worten werden zunächst geeignete konvexe Mengen
im dreidimensionalen (oder (3 + N)-dimensionalen) Zustandsraum ermittelt,
woraufhin dann die Analyse des ermittelten Beschleunigungssignals
in diesem dreidimensionalen (oder (3 + N)-dimensionalen) Zustandsraum
erfolgt.
-
Um
nun zwischen einem eine Auslösung des Rückhaltesystems
erfordernden, schweren Aufprallereignis und einem leichten, d. h.
keine Auslösung des Rückhaltesystems erfordernden
Aufprallereignis (ND = ”no deploy” = ”keine Auslösung”)
zu unterscheiden, wird im Schritt S60 wird für den jeweiligen Index
j (j = 1, ..., M) jeweils der Wert fj = (λ – cj)T·Aj·(λ – cj) (7)ermittelt.
-
Ergibt
die Abfrage im Schritt S70, ob fj ≤ 1, die
Antwort ”Nein”, werden die Schritte S20–S70
erneut (für den nächsten Wert des Indizes j) durchlaufen.
-
Ergibt
jedoch die Abfrage im Schritt S70 (d. h. die Abfrage, ob fj ≤ 1), die Antwort ”Ja”,
so dass sich also der betreffende Wert des die Parameter da, dv
und ds enthaltenden Vektors λ innerhalb des jeweiligen
Ellipsoids j befindet, wird der Zählwert um den o. g. Gewichtungsfaktor εj erhöht.
-
In
diesem Falle erfolgt im Schritt S80 jeweils die Abfrage, ob der
entsprechend um den Gewichtungsfaktor εj erhöhte
Zählwert einen Schwellenwert überschreitet, in
welchem Falle dann der Airbag ausgelöst wird. Anderenfalls
erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S20, d. h. der Algorithmus
wird erneut (für den nächsten Wert des Indizes
j) durchlaufen.
-
In 4 ist
ein beispielhafter Verlauf des Zählwertes für
unterschiedliche Crash-Test-Messungen bzw. Aufprallereignisse dargestellt,
wobei mit der Zeit für die ”MD-Ereignisse” ein Überschreiten
des Schwellenwertes und für die ”ND-Ereignisse” kein Überschreiten
des Schwellenwertes erfolgt.
-
Wenngleich
in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Analyse
im dreidimensionalen Raum erfolgte, kann das erfindungsgemäße Verfahren
auf (3 + N)-Dimensionen erweitert bzw. verallgemeinert werden, indem
weitere Signale bei der Auswertung herangezogen werden.
-
Zusammenfassend
erfolgt somit für die Bewertung eines Aufprallereignisses
bzw. die Unterscheidung zwischen einem schweren, die Auslösung des
Rückhaltesystems erfordernden Aufprallereignis von einem
leichten Aufprallereignis die Berechnung geeigneter konvexer Mengen
(Ellipsoide) im (3 + N)-dimensionalen Zustands- bzw. Parameterraum, wobei
die Dimensionen dieses Zustands- bzw. Parameterraums zumindest das
jeweils ermittelte Beschleunigungssignal ”da”,
das erste zeitliche Integral dieses Beschleunigungssignals – entsprechend
der Geschwindigkeit ”dv” – und das zweite
zeitliche Integral dieses Beschleunigungssignals – entsprechend dem
Weg ”ds” – umfassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0715991
B1 [0003]
- - US 6095554 A [0004]