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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung
gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Auslösung
von zumindest einem irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittel
für einen Insassen in einem Fahrzeug gemäß Anspruch
9.
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In
Europa sind bereits gesetzliche Fußgängerschutzpflichten
eingeführt und es ist im Jahre 2010 mit dem Einsatz von
aktiven Fußgängerschutz-Systemen in Großserie
zu rechnen. Aufgrund der Selbstverpflichtung, die im Jahr 2008 in
Kraft getreten ist, versuchen einige OEMs (OEM = Original Equipment
Manufacturer = Originalteilehersteller) diese Anforderungen mittels
passiver Methoden zu erreichen. Durch die Problematik mit dem Front-End zeichnet
sich jedoch bereits ab, dass sich allein mit passiven Systemen die
gesetzlichen Anforderungen nicht erreichen lassen. Hinsichtlich
der Aktuatorik als auch der Sensorik existieren bereits einige Kombinationskonzepte.
Im Bereich der Sensorik hat sich mittlerweile die Beschleunigungssensorik
für den aktiven Fußgängerschutz, die
in die Stoßfänger-Verkleidung integriert wird,
als Standardsystem durchgesetzt. Andere Ansätze sind aufgrund
der erhöhten Kosten derzeit weniger im Fokus der OEMs.
Wesentlicher Vorteil dieses Beschleunigungssensorik-Systems ist
neben den Kosten die gute Use-/Misuse-Diskriminierung, die auf einem
physikalisch verständlichen Sensorsignal beruht. In herkömmlichen
Systemen werden 2 bis 3 Beschleunigungssensoren symmetrisch um die
x-Achse eines Fahrzeugs angeordnet. Die Sensorposition wird dabei
nach unterschiedlichen Kriterien ausgewählt.
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Im
Stand der Technik werden zur Verbesserung der Sicherheit unter anderem
die ausgelagerten Fußgängerschutzsensoren für
die Kollisionserkennung eingesetzt. Aus der
DE 10231364 A1 ist beispielsweise
eine Anordnung bekannt, die zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln
die im Frontbereich eingesetzte Sensorik mit der Zentralsensorik
kombiniert.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Auslösevorrichtung zur
Auslösung von zumindest einem irreversiblen und/oder reversiblen
Personenrückhaltemittel für einen Insassen in
einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfasst:
- – eine Fußgängersensorik-Schnittstelle
zum Empfangen von zumindest einem Fußgängersensorik-Signal
von einer Fußgängerschutz-Sensorik, wobei die
Fußgängerschutz-Sensorik zur Bereitstellung eines
Aktivierungssignals für ein Sicherheitsmittel in oder an
dem Fahrzeug zum Schutz einer Person außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet
sein kann;
- – eine Unfallsensorik-Schnittstelle zum Empfang von
zumindest einem Unfallsensorik-Signal von einer Unfallsensorik,
wobei die Unfallsensorik ausgebildet sein kann, um einen Aufprall
oder einen erwarteten Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug zu
detektieren; und
- – eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um ansprechend
auf ein empfangenes Fußgängersensorik-Signal eine
Auslösung eines irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittels für
eine vorbestimmte nachfolgende Zeitspanne vorzubereiten und das
irreversible und/oder reversible Personenrückhaltemittel
ansprechend auf ein innerhalb der vorbestimmten nachfolgenden Zeitspanne
empfangenes Unfallsensorik-Signal auszulösen.
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Ferner
schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Auslösung
von zumindest einem irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittel
für einen Insassen in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst:
- – Empfangen
von zumindest einem Fußgängersensorik-Signal einer
Fußgängerschutz-Sensorik, wobei die Fußgängerschutz-Sensorik
zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals für ein Sicherheitsmittel
in oder an dem Fahrzeug zum Schutz einer Person außerhalb
des Fahrzeugs ausgebildet sein kann;
- – Erhalten von zumindest einem Unfallsensorik-Signal
von einer Unfallsensorik, wobei die Unfallsensorik ausgebildet sein
kann, um einen Aufprall oder einen erwarteten Aufprall eines Objektes
auf das Fahrzeug zu detektieren; und
- – Vorbereiten einer Auslösung eines irreversiblen und/oder
reversiblen Personenrückhaltemittels für eine
vorbestimmte nachfolgende Zeitspanne ansprechend auf ein empfangenes
Fußgängersensorik-Signal und Auslösen
des irreversiblen und/oder reversiblen Personenrückhaltemittels, wenn
innerhalb der vorbestimmten nachfolgenden Zeitspannen zumindest
ein Unfallsensorik-Signal empfangen wird.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das
zur Ausführung von Schritten des vorstehend beschriebenen
Verfahrens ausgebildet ist. Unter einem Steuergerät kann
vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das
Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale
ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen,
die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein
kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können
die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs
sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es
ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene,
integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten
Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen
Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein,
die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen
vorhanden sind.
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Von
Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der
auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher,
einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert
ist und zur Durchführung von Schritten des Verfahrens nach
einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet
wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät oder einer
Datenverarbeitungsanlage ausgeführt wird.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die üblicherweise
bereits in Fahrzeugen vorgehaltene Fußgängerschutzsensorik,
die beispielsweise ein Signal zur Aktivierung eines Sicherheitsmittels
für eine Person außerhalb des Fahrzeugs liefern
kann auch zu Auslösung von Personenrückhaltemitteln
verwendet werden kann. insbesondere kann bei einer Mehrfachkollision,
bei der beispielsweise das Fahrzeug zunächst mit einem
Randstein oder einer Bake kollidiert, diese Primärkollision durch
die Fußgängersensorik erkannt werden. Eine derartige
Primärkollision liefert dabei meist jedoch keine ausreichend
starken Signale zur Auslösung von irreversiblen (oder auch
reversiblen) Personenrückhaltemitteln oder auch von Fußgängerschutzmitteln
wie einer Motorhauben-Anhebung. Bei einer Mehrfachkollision tritt
jedoch nach der Primärkollision eine Sekundärkollision
(bzw. eine Tertiärkollision, usw.) auf, die sich durch
einen zeitlichen Abstand nach der Primärkollision auszeichnet.
Die Sicherheit von Fahrzeuginsassen kann nun dadurch erhöht werden,
dass ein frühes jedoch schwaches Signal der Fußgängersensorik
verwendet wird, um zumindest ein Personenrückhaltemittel
für eine Auslösung vorzubereiten (beispielsweise
in einem kritischen Auslösestatus zu schalten oder ein
Trigger- oder Plausibilisierungssignal für die Auslösung
eines solchen irreversiblen Personenrückhaltemittels zu
liefern) und somit die Zeitspanne zwischen der Primär- und
Sekundärkollision (beispielsweise 50 oder 100 ms bis 1,5
s nach der Primärkollision) zur Vorbereitung der Auslösung
des Personenrückhaltemittels zu nutzen. Alternativ oder
zusätzlich können reversible Personenrückhaltemittel
(beispielsweise Gurtstraffer) bereits bei einem Vorliegen eines
Signals der Fußgängersensorik aktiviert und/oder
ausgelöst werden.
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Auf
diese Weise lässt sich vorteilhaft ein Sicherheitsgewinn
für die Insassen des Fahrzeugs erzielen, da eine Zeitspanne
zwischen einer Primärkollision, die in einer Sensorik lediglich
zu schwache Signale zur Auslösung von entsprechenden Personenrückhaltemittel
liefert, und einer deutlich stärkeren Sekundärkollision
(die beispielsweise durch den Aufprall des Fahrzeugs an einen Baum
gebildet wird) genutzt werden kann. Zugleich sind für diese
Erhöhung der Sicherheit keine zusätzlichen Komponenten
erforderlich, sondern es erfolgt lediglich eine Kombination von
Signalen von bereits im Fahrzeug eigenständig verwendeten
und verbauten Sensoreinheiten. Somit kann die Erhöhung
der Sicherheit bei nahezu bleibenden Kosten realisiert werden. Um
den meist langsamer arbeitenden reversiblen Personenrückhaltemitteln
(wie beispielsweise Gurtstraffern) eine ausreichende Vorlaufzeit
und eine frühzeitige Aktivierung zu ermöglichen,
kann auch die Steuereinheit ausgebildet sein, um ansprechend auf
das empfangene Fuß gängersensorik-Signal das reversibles
Personenrückhaltemittel für einen Insassen in
dem Fahrzeug auszulösen.
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Gemäß einer
günstigen Ausführungsform der Erfindung kann die
Steuereinheit ausgebildet sein, um das irreversible und/oder reversible
Personenrückhaltemittel ansprechend auf das Unfallsensorik-Signal
dann auszulösen, wenn das vorausgehende Fußgängersensorik-Signal
eine Kleinkollision repräsentiert, bei der ein Abbau einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorgegebenen Schwellenwert
(von beispielsweise weniger als 5 km/h) liegt. Eine derartige Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auch ein Signal
der Fußgängersensorik verwendbar ist, welches üblicherweise
als zu schwach betrachtet wird, um darauf ansprechend ein Sicherheitsmittel
zu aktivieren. Vielmehr kann über ein solches Signal eine Auslösung
eines Sicherheits- bzw. Rückhaltemittels insbesondere bei
einer Mehrfachkollision vorbereitet werden, so dass die Zeitspanne
zwischen zwei Kollisionen sicherheitstechnisch bestmöglich
ausgenutzt werden kann.
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Auch
kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um das irreversible und/oder
reversible Personenrückhaltemittel dann auszulösen,
wenn das Unfallsensorik-Signal zumindest eine vordefinierte Zeitspanne
nach dem Fußgängersensorik-Signal empfangen wird.
Auf diese Weise kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass durch
das Verstreichen der vordefinierten Zeitspanne nach der Primärkollision
von beispielsweise 100 bzw. 150 bis 200 Millisekunden tatsächlich
auch eine Mehrfachkollision vorliegt, die eine Auslösung
des betreffenden Personenrückhaltemittels erforderlich
macht.
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Ferner
kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung die
Steuereinheit ausgebildet sein, um aus dem Fußgängersensorik-Signal
und dem Unfallsensorik-Signal eine Zuordnung der Positionen der
entsprechenden signalbildenden Sensoren im Fahrzeug zu ermöglichen,
wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, um das Personenrückhaltemittel
dann auszulösen, wenn das Fußgängersensorik-Signal
und das Unfallsensorik-Signal von Sensoren stammen, die an unterschiedlichen
Positionen im Fahrzeug verbaut sind. Eine solche Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Drehung
oder ein Überschlag des Fahrzeugs erkannt werden kann und
entsprechend geeigne te Sicherheits- bzw. Rückhaltemittel
(wie beispielsweise ein Kopfairbag oder ein Überrollbügel) an
den jeweils betroffenen Seiten des Fahrzeugs aktiviert wird.
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Auch
kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um über die Schnittstelle
ein Unfallsensorik-Signal zu empfangen, das eine Beschleunigung
oder eine Änderung der Beschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert.
Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
bietet den Vorteil, dass auf vorausschauende (und meist sehr kostenintensive) Sensoren
für die Unfallsensorik verzichtet werden kann, so dass
eine frühzeitige Bereitstellung von entsprechenden Signalen
durch die Mehrfachverwendung von kostengünstigen Sensoren
ermöglicht werden kann.
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Um
den meist langsamer arbeitenden reversiblen Personenrückhaltemitteln
(wie beispielsweise Gurtstraffern) eine ausreichende Vorlaufzeit
und eine frühzeitige Aktivierung zu ermöglichen,
kann auch die Steuereinheit ausgebildet sein, um ansprechend auf
das empfangene Fußgängersensorik-Signal das reversibles
Personenrückhaltemittel für einen Insassen in
dem Fahrzeug auszulösen.
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Zur
weiteren Erhöhung der Fahrzeugsicherheit kann auch die
Steuereinheit ausgebildet sein, um das empfangene Fußgängersensorik-Signal
an eine weitere Fahrsicherheitseinheit wie beispielsweise ein ESP-
oder ABS-System des Fahrzeugs zu übermitteln. Dieses System
kann dann frühzeitig die erforderlichen Aktionen ergreifen,
um durch eventuell noch mögliche Fahrzeugstabilisierungsmaßnahmen einen
Unfall verhindern zu können oder zumindest die Wirkungen
eines bevorstehenden Unfalls noch soweit wie möglich abmildern
zu können.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um zumindest einen Parameter
eines Auslösealgorithmus für das irreversible
und/oder das reversible Personenrückhaltemittel ansprechend
auf ein empfangenes Fußgängersensorik-Signal zu
verändern. Hierdurch kann eine gezieltere Auslösung
des für die jeweils aufgetretene Fahrzeugbewegung erforderlichen
Sicherheitsmittels bzw. dessen Auslösestärke umgesetzt
werden.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen
beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Darstellung einer schematischen Anordnung von Sensoren und Sicherheitsmitteln
in einem Fahrzeug;
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2 eine
Darstellung einer Verteilung des Anprallorts bei einer Sekundärkollision,
bei der die Primärkollision im Frontbereich stattgefunden
hat, so dass gegebenenfalls eine Fußgängersensorik
bereits aktiviert wurde;
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3 eine
tabellarische Darstellung der in GIDAS gefundenen Simulationen zur
Abschätzung des Nutzens bei Mehrfachkollisionen im Frontbereich und
bei einer Aktivierung von reversiblen Systemen nach erfolgter Primärkollision;
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4 eine
schematische Darstellung einer zeitlichen Differenz (GIDAS) zwischen
Primär- und Sekundärkollision bei PKW-Fahrzeugen
mit Mehrfachkollisionen (bei einer Stichprobenanzahl n = 1124 PKWs);
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5 ein
Blockschaltbild einer ersten Ausführungsvariante der vorliegenden
Erfindung; und
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6 ein
Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung als Verfahren.
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Gleiche
oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden
Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen
sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet
wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung
sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination.
Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln
betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen
Kombinationen zusammengefasst werden können. Nachfolgend
genannte Dimensionen und Maße dienen nur der Veranschaulichung
der Beschreibung der Erfindung und sind nicht dahingehend zu verstehen,
dass die Erfindung auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt
ist.
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Umfasst
ein Ausführungsbeispiel oder ein Anspruch eine „und/oder”-Verknüpfung
zwischen einem ersten Merkmal und einem zweites Merkmal, so kann
dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer
Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite
Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform
entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt eine Sensor- und Sicherheitsmittelinfrastruktur,
wie sie exemplarisch in der in 1 dargestellten
schematischen Ansicht wiedergegeben ist. 1 zeigt
dabei ein Fahrzeug 100, welches im Frontbereich 110 Sensoren 120a und 120b einer
Fußgängerschutzsensorik umfasst. Die Sensoren 120a und 120b können
beispielsweise Kontaktsensoren sein, die einen Kontakt zwischen
dem Fahrzeug 100 und einem Fußgänger (oder
einem anderen Objekt) außerhalb im vorderen Bereich des
Fahrzeugs 100 erfassen. Die Sensoren 120a und 120b liefern
Signale an eine Auswerteeinheit 130, die beispielsweise
ein Sicherheitsmittel 140 zum Schutz der Fußgänger
außerhalb des Fahrzeugs 100 aktivieren. Dieses
Sicherheitsmittel 140 kann beispielsweise eine Vorrichtung
zur Anhebung der Motorhaube sein.
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Weiterhin
kann die Sensorinfrastruktur Sensoren 150a–d einer
Unfallsensorik umfassen, die beispielsweise im Frontbereich 110 (Sensoren 150a–b) oder
im Seitenbereich (Sensoren 150c–d) des Fahrzeugs 100 verbaut
sind. Diese Sensoren können ausgebildet sein, um einem
starken Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug 100 zur
detektieren oder vorherzusehen. Hierzu können die Sensoren 150 Beschleunigungssensoren,
Körperschallsensoren oder Sensoren auf der Basis von anderen
physikalischen Prinzipien zur Erfassung einer starken Kollision
eines Objektes mit dem Fahrzeuge 100 sein.
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Die
Auswerteeinheit 130, die auch als Steuergerät
bezeichnet werden kann, kann auf der Basis der Signale der Sensoren 120 der
Fußgängerschutzsensorik und/oder den Signalen
der Sensoren 150 der Unfallsensorik ein Auslösesignal
für ein Personenrückhaltemittel bereitstellen.
Das Personenrückhaltemittel kann dabei beispielsweise irreversibles Rückhaltemittel
wie beispielsweise ein Airbag 160 oder ein reversibles
Rückhaltemittel wie ein Gurtstraffer 170 für
einen Insassen 180 des Fahrzeugs 100 sein. Auch
kann in der Zentralsensorik 130 ein weiterer Sensor 150e enthalten
sein, der die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität
wie die peripheren Sensoren 150a–d hat.
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Die
im Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen beinhalten
immer eine Aktivierung von Rückhaltemitteln bei einer Primärkollision gegen
einen Fußgänger oder ein Objekt, bei denen der
zentrale Auslösealgorithmus im Steuergerät 130 (oder
in je einem entsprechenden Stand-Alone-Steuergerät für die
einzelnen Sicherheitsmittel) die entsprechenden Rückhaltesysteme
aktiviert, z. B. Anheben der Motorhaube beim Fußgängerschutz
oder der Zündung der Frontrückhaltemittel (Gurtstraffer
und Airbags).
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Alle
Ansätze im Stand der Technik haben daher die Gemeinsamkeit,
dass keine Aktivierung der Rückhaltemittel bei einer Primärkollision
stattfindet, die als nicht auslöserelevant eingestuft wird.
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Der
Anprallort eines Objektes bei einer Sekundär- oder Tertiärkollision
usw. kann natürlich an allen Fahrzeugseiten stattfinden
(Front, Seite, Heck, Dach, Fahrzeugboden, Überschlag).
Aktuell zeigt eine Auswertung der Unfalldatenbank GIDAS (2001–2006),
dass in rund 17,8% aller Fahrzeugkollisionen ein PKW in Mehrfachkollisionen
verwickelt ist. Das sind ca. 3024 PKWs von 17009 Fahrzeugen insgesamt.
Davon erleiden rund 1124 PKWs eine Primärkollision im Frontbereich,
die u. a. auch sogenannte Kleinkollisionen enthalten. Bei diesen
Kleinkollisionen fährt der PKW im Frontbereich gegen eine Bake
oder ein Verkehrszeichen und baut dabei wenig Energie/Geschwindigkeit
ab, so dass eine Auslösung der Airbags nicht notwendig
ist. Im weiteren Unfallverlauf, kollidiert das Fahrzeug dann wiederum
mit anderen Objekten. In Deutschland beispielsweise kollidieren
hier in 34% dieser PKWs im weiteren Kollisionsverlauf wiederum frontal
gegen ein anderes Objekt oder ein Fahrzeug, bei denen eine auslöserelevante
Situation eintreten kann oder aber auch nicht. Die Aufteilung hinsichtlich
des Sekundäranpralls zeigt 2 (34% Front,
44% Seite, 15% Heck, 5% Dach, 2% Fahrzeugboden). Ein sehr großer
Anteil sind ebenfalls Seitenkollisionen, die als zweite Kollision
auftreten.
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In 3 ist
eine Tabelle dargestellt, die eine Häufigkeit eines Sekundär-Anprallgegners
in Abhängigkeit vom Anprallgegner bei der Primärkollision wiedergegeben
ist. Die Kontrahenten der Primärkollision sind dabei in
den Zeilen der Tabelle aus 3 aufgetragen,
wogegen in den Spalten der Tabelle aus 3 die Kontrahenten
der Sekundär-Kollision eingetragen sind. In ca. 36% der
Kollisionen durch die Unfallkonstellation ein eher positiver Einfluss
durch eine Schwellenabsenkung der Auslöseschwelle für das
entsprechende Rückhaltemittel zu erwarten (d. h. ein leichtes
Misuse-Objekt gefolgt von einem schweren Kollisions-Objekt).
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Beispielhaft
ist hier ein Fall aus der GIDAS Datenbank bereitgestellt, der die
Situation entsprechend verdeutlicht: Ein Fahrzeugfahrer beabsichtigte nach
einem kurzen Bremsmanöver von der linken Fahrspur, über
die mittlere auf die rechte Fahrspur zu wechseln. Bei dem Versuch
kam er nach rechts in den Seitenraum ab, durchbrach einen Zaun (mit
einer Geschwindigkeit von 80 km/h und einer Verlangsamung um dV
= 1 km/h) und kollidiert anschließend frontal mittig mit
einen Baum (mit einer Geschwindigkeit von 78 km/h und einer Verlangsamung
von dV = 30 km/h). Im weiteren Verlauf hat sich das Fahrzeug überschlagen.
Der Fahrer- und Beifahrer-Airbag wurde ausgelöst und der
Fahrer erlitt leichte Verletzungen.
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Die
Kollision gegen den Zaun verursacht in der peripheren Sensorik (d.
h. beispielsweise der Fußgängerschutz-Sensorik)
ein entsprechendes Beschleunigungssignal, welches ausgewertet werden kann;
dieses Signal ist jedoch für die Zentralsensorik (beispielsweise
in einer Auswerteeinheit für die Airbag-Auslösung)
weniger von Bedeutung da ein Geschwindigkeitsabbau geringer als
5 km/h war. Jedoch lässt sich unter Verwendung des hier
vorgeschlagenen Ansatzes diese Information der peripheren Sensorik
als Pre-Crash Information für andere Systeme verwenden,
wie z. B. reversible Rückhaltemittel und entsprechende
Signal-Triggerung für das zentrale Airbag-Steuergerät,
so dass eine Information an diese Systeme erfolgt, dass möglicherweise
eine weitere Kollision in weniger Sekunden auftritt.
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Ein
Vorteil des vorliegenden Ansatzes besteht somit darin, dass die
peripheren Sensoren, die für einen Fußgängerschutz
eingesetzt werden, als Pre-Crash-Sensoren eingesetzt werden können
und ein Trigger-Signal bereitgestellt werden kann, wenn bei einem
Primäranprall eine nicht-auslöserelevante Situation
für irrreversible Rückhaltemittel eintritt. Diese
Situation ist beispielsweise, wie oben beschrieben, durch einen
Primäranprall gegen einen Zaun, eine Bake oder ein Verkehrszeichen
und weitere andere Kleinobjekte gegeben, bei der die Sensorik ein signifikantes
Signal erzeugt, diese Situation jedoch nicht auslöserelevant
für Airbags (oder auch Gurtstraffer) ist. Es handelt sich
hierbei auch um Objekte die für den Fußgängerschutz
als Misuse-Objekte eingestuft werden, so dass eine Auslösung
der Motorhaube nicht erfolgt. Weiterhin ist es ein Vorteil des hier
vorgestellten Ansatzes, auf Basis eines derartigen Signals eine
Auslöseentscheidung für reversible Rückhaltemittel
zu geben, so dass im Falle einer Primärkolli sion gegen
eine Bake bereits eine Aktivierung der reversiblen Gurtstraffer
und/oder der reversiblen Kniepolster oder anderer reversibler Rückhaltemittel
stattfinden kann.
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Im
Zuge dieser Überlegungen kamen immer mehr Ideen auf, die
im Front-End ausgelagerten Sensoren als Zusatzsensoren oder aber
als Ersatzsensorik für die sogenannten Upfront-Sensoren
einzusetzen. Die Upfront-Sensoren werden dabei im Motorraum verbaut
und liefern noch ca. 15 ms bis 20 ms nach einer Kollision Aussagen über
die Kollision. Dabei ist es möglich, diese Upfront-Sensoren
durch die Fußgängersensorik einzusparen, aber
deren Funktionalität für die passive Sicherheit
zu nutzen.
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Durch
den vorstehend beschriebenen Ansatz ist es mögliche, Kleinkollisionen
bei Mehrfachkollisionen (im Besonderen bei einer Primärkollision) durch
die periphere Sensorik zu erkennen, welche im Fußgängerschutzbereich
eingesetzt wird. Somit kann der Einsatz dieser Sensorik als Pre-Crash-Sensorik
ausgelegt sein. Weiterhin ist es ein Vorteil der Erfindung eine
Generierung eines Trigger-Signals zur Ansteuerung reversibler Rückhaltemittel
wie reversible Gurtstraffer und/oder reversible Kniepolster oder
andere reversible Systeme bereitzustellen. Auch besteht ein Vorteil
des hier vorgeschlagenen Ansatzes darin, ein Signal für
ein zentrales Rückhaltesystemsteuergerät zu generieren,
welches auf eine Kleinkollision mit geringem Geschwindigkeitsabbau schließen
lässt, so dass eine Adaption der Verfahren zur Ansteuerung
irrreversibler Aktuatorik beispielsweise durch ein zentrales Airbag-Steuergerät
erfolgen kann.
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Wird
die zeitliche Differenz zwischen Primär- und Sekundärkollision
aufgetragen und analysiert, dann lässt sich bei den PKWs
mit Mehrfachkollisionen eine Verteilung erhalten, wie sie in 4 dargestellt
ist. Dabei ist ersichtlich, dass in 79% der Fälle die Zeit
zwischen Primär- und Sekundärkollision länger
als 200 ms dauert. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhalts,
zeigt sich der Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes auch dahingehend,
dass die Zeit zwischen diesem Zeitraum nicht ungenützt
verstreicht und beispielsweise neben einer Vorbereitung einer Auslösung
eines irreversiblen Rückhaltemittels auch eine Aktivierung
von reversiblen Rückhaltesysteme durchgeführt
werden kann, wie beispielsweise reversible Gurtstraffer, die nach
heutigem Stand der Technik ca. 150 ms bis 200 ms Aktivierungszeit
benötigen.
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Weiterhin
ist ein wichtiger Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes, dass
eine optische oder eine andere vorausschauende Sensorik als Pre-Crash(Unfall-)Sensor
für derartige Fälle nicht zwingend benötigt
wird, da Systeme für den Fußgängerschutz
bereits in Serie sind und die Information dieser Systeme bereits
als Stand-Alone-Variante oder als integrierte Lösung im
Airbag-Steuergerät Einsatz findet. Daher sind keine Zusatzsensoren
für die Erhöhung des Insassenschutzes notwendig, wenn
die Daten dieser Fußgängerschutz-Sensorik zur
Detektion von Kleinkollisionen zusätzlich genutzt werden
können, wobei die für den vorliegenden Ansatz
verwendeten Daten der Fußgängerschutz-Sensorik
in der Regel weder für die Fußgängerschutz-Systeme
noch die Insassenrückhaltesysteme als auslöserelevant
eingestuft werden brauchen.
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Daher
ist ferner ein wichtiger Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes
darin zu sehen, dass geringe Zusatzkosten bei erhöhtem
Mehrnutzen entsteht, wenn die bereits in Serie verbaute (Fußgängerschutz-)Sensorik
weiter verwendet wird. Dies bedeutet ebenfalls einen Wettbewerbsvorteil
gegenüber Pre-Crash-Sensoren, da keine aufwändige
Objekterkennung stattfinden braucht. Im Weiteren kann die Anwendung
des hier vorgestellten Ansatzes auch dann erfolgen, wenn die Sekundärkollision
einen seitlichen Anprall darstellt, nachdem die Primärkollision
beispielsweise einem Anprall gegen eine Bake oder ein Verkehrszeichen
entspricht. Der potenzielle Nutzen wurde bei einer ersten Auswertung
auf rund 36% der 55 Kollisionen (siehe 3) abgeschätzt. Diesen
Zusammenhang ist exemplarisch nochmals durch die Darstellung aus
der Tabelle aus 3 wiedergegeben.
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Ein
konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Ansatzes ist in 5 wiedergegeben. Zunächst
werden die Fußgängerschutzsensoren 120a und 120b (die
beispielsweise zur störungsärmeren Signalauswertung
Signale von mindestens zwei Sensoren liefern) entsprechend ausgewertet. Dabei
werden die Signale wie folgt weiter verarbeitet. Die Signale der
beiden Sensoren 120a und 120b werden einem ersten
Block 500 zugeführt, der als Event-Trigger arbeitet
und dessen Aufgabe es ist, die Anzahl relevanter Kollisionen zu
ermitteln. Bei einer Primärkollision ist dieses Ereignis
(d. h. ein Event) in der Regel eine Kollision. Gleichzeitig erfolgt
eine t0-Erkennung in einem Block 510 zur
Ermittlung eines Zeitpunktes der (Primär-)Kollision bzw.
einer nachfolgenden (Sekundär-, Tertiär, ... usw.
Kollision). Die Ergebnisse dieser beiden Verarbeitungen wird einem Block 520 zugeführt,
welcher eine Bestimmung eines Zeitversatzes zwischen den erfassten
Kollisionen ermöglicht (d. h. eine Ermittlung einer Größe „Δ-T-Kollisionen” ermöglicht).
Aufgabe dieses Blocks 520 ist es somit die Zeitdifferenz
zwischen möglichen Mehrfachkollisionen zu ermitteln und
diese Information einem Auslösealgorithmus 555 entsprechend
mitzuteilen, damit der Auslösealgorithmus 555 die
erhaltenen Informationen des Blockes 520 für die
eigene Auswertung einsetzen kann.
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Parallel
zu diesen zeitlichen orientierten Verarbeitungsschritten, können
die Signale der Sensoren 120a und 120b der Fußgänger-Sensorik
sowohl für eine Crashschwere-Bestimmung in einem Block 530 eingesetzt
werden als auch für eine Offset-Erkennung in einem Block 540,
die beispielsweise ermöglicht, den Grad der Überdeckung
eines Aufpralls bezüglich einer Fahrzeugbreite zu ermitteln.
Die Resultate dieser Verarbeitungsschritte aus den Blöcken 530 und 540 können
dann beispielsweise in einem Klassifizierungsblock 550 weiterverarbeitet
werden, der in Abhängigkeit von einer in dem Block 520 ermittelten
Zeitspanne zwischen zwei Kollisionen zum Ersten ein entsprechendes
Signal zur Ansteuerung einer reversiblen Aktuatorik 560 (bzw. 170)
generiert oder diese Aktuatorik gar selbst ansteuert und zum Zweiten
ein Signal an einen Airbag-Auslöse- bzw. Airbagsteueralgorithmus 555 in
dem Airbag-Steuergerät 130 übermittelt.
Bei entsprechenden zeitlich kurz aufeinanderfolgenden Mehrfachkollisionen
ist es beispielsweise auch sinnvoll die Energiereserven zur Ansteuerung
der jeweiligen Rückhaltemittel ggf. anderen Verbrauchern
zukommen zu lassen, um eine optimale Schutzwirkung für
einen Insassen zu erhalten, wenn einzelne Schutzmittel in der Kürze
der Zeit nicht mehr die optimale Schutzwirkung entfalten können.
Natürlich können in dem Algorithmus 555, der
in dem Airbag-Steuergerät 130 ausgeführt
wird, auch andere Sensorinformation von Sensoren 150 der
Unfallsensorik verarbeitet werden, die eigentlich zur Auswertung
und Ansteuerung der irrreversibler Aktuatorik vorgesehen sind.
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Auch
kann ansprechend auf ein empfangenes Signal der Fußgängerschutzsensorik
eine Modifikation des in dem Steuergerät 130 ablaufenden
Algorithmus erfolgen. Eine solche mögliche Modifikation
im Airbag-Algorithmus 555 könnte beispielsweise durch
Anpassung der Auslösestrategie erfolgen. Konkret bedeutet
dies, dass eine Anpassung der Auslösestrategie durch entsprechende
Modifika tion der Auslöseschwellen auf die Beschleunigungssignale
und typisch abgeleitete Größen und Merkmale durchgeführt
wird. Eine solche Anpassung kann durch eine Verschiebung der Auslöseschwellen
für die nachfolgend beispielhaft genannten und von Sensoren
der Unfallsensorik (oder der Fußgängerschutz-Sensorik)
gelieferten Signale erfolgen:
- – erstes
Integral der Beschleunigung
- – zweites Integral der Beschleunigung
- – erstes Integral des Betrages
- – zweites Integral des Betrages
- – Gefilterte Größen
- – Fensterintegrale
- – Fensterintegrale des Betrages
- – Vergleich der oben genannten Werte über
Kanäle verschiedener Sensoren und/oder
- – Ableitungen oder Differenzen der Beschleunigung
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Ebenfalls
kann eine Modifikation des Auslösealgorithmus dahingehend
erfolgen, dass eine Verstärkung oder Abschwächung
eines Signals oder eine Addition, Subtraktion, Multiplikation oder
Division eines Zahlenwertes in Bezug zu einem bestehenden Signal
erfolgt. Ebenfalls kann dies zur Modifikation einer t0-Erkennung
verwendet werden oder eine Integration oder Mittelwertbildung kann
gestartet werden oder andere algorithmische Verfahren können
auf ein derart verändertes Signal angewendet werden.
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Eine
weitere Variante dieser Erfindung kann auch eine „Stand-Alone”-Ausführung
sein, bei der ein eigenes Steuergerät für den
Fußgängerschutz eine derartige Auswertung durchführt
und eine Ansteuerung reversibler Aktorik über z. B. einen
CAN-Bus oder ähnliches durchgeführt wird. Die
Auswertung kann auch in einem ausgelagerten Steuergerät durchgeführt
werden. Ebenfalls sind auch andere Sensoren denkbar, die neben einer
Beschleunigung auch eine optische Erfassung einer Deformation durchführen.
Weiterhin ist denkbar, dass die zeitliche Differenz zwischen Primär-
und Sekundärkollision auch anderen Systemen als Information
mitgeteilt wird, z. B. dem ESP System, so dass eine Kleinkollision
auch eine mögliche Vorbefüllung der Bremse einleitet
oder aber ggf. eine Bremsung veranlasst wird.
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Ferner
schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren 600 zur
Auslösung von zumindest einem irreversiblen Personenrückhaltemittel
für einen Insassen in einem Fahrzeug, wie es in einem beispielhaften
Ablaufdiagramm in 6 wiedergegeben ist. Hierbei
weist das Verfahren 600 einen ersten Schritt des Empfangens 610 von
zumindest einem Fußgängersensorik-Signal einer
Fußgängerschutz-Sensorik auf, wobei die Fußgängerschutz-Sensorik
zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals für ein Sicherheitsmittel
in oder an dem Fahrzeug zum Schutz einer Person außerhalb
des Fahrzeugs ausgebildet sein kann. Weiterhin umfasst das Verfahren
einen weiteren Schritt des Erhaltens 620 von zumindest
einem Unfallsensorik-Signal von einer Unfallsensorik, wobei die
Unfallsensorik ausgebildet sein kann, um einen Aufprall oder einen
erwarteten Aufprall eines Objektes auf das Fahrzeug zu detektieren.
Schließlich umfasst das Verfahren noch eine zusätzlichen
Schritt des Vorbereitens 630 einer Auslösung eines
irreversiblen Personenrückhaltemittels für eine
vorbestimmte nachfolgende Zeitspanne ansprechend auf ein empfangenes
Fußgängersensorik-Signal und ein Auslösen
des irreversiblen Personenrückhaltemittels, wenn innerhalb
der vorbestimmten nachfolgenden Zeitspannen zumindest ein Unfallsensorik-Signal
empfangen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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