DE10333990A1

DE10333990A1 - Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Ansteuern einer Insassenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation

Info

Publication number: DE10333990A1
Application number: DE10333990A
Authority: DE
Inventors: Reiner Marchthaler; Frank Mack; Alfred Kuttenberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-10
Also published as: WO2005012047A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation bereit mit: zumindest einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16'''); einer ersten Einrichtung (10) zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; einer zweiten Einrichtung (12) zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest in einer zur Fahrzeugebene senkrechten Richtung; einer Auswerteeinrichtung (14) zum Auswerten der erfaßten Geschwindigkeit und der erfaßten Beschleunigung und zum Ausgeben eines Auswertesignals (14') in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs und einer Ansteuereinrichtung (15) für den Fall, daß das Auswertesignal (14') einen Schwellenwert, der eine kritische Fahrsituation anzeigt, überschreitet, ein Ansteuersignal (15', 15'', 15''') zum Auslösen zumindest einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16''') ausgibt. Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zum Ansteuern einer Insassenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Ansteuern einer Insassenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug jeweils zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation.

Insassenschutzsysteme für Fahrzeuge erhöhen bei einem Unfall die Sicherheit der Insassen. Ein System, welches durch Sensormittel und eine Auswerteelektronik eine kritische Fahrsituation, welche zu einem Unfall führen kann, vorzeitig erkennt, und reversible Insassenschutzeinrichtungen aufweist, wie beispielsweise reversible Gurtstraffer, die daraufhin bereits vor einem eigentlichen Unfall aktiviert werden, ist bekannt und wird z.B. unter dem Begriff "PRE-SAFE" von Mercedes Benz in Fahrzeugen angeboten.

Zur Detektion einer kritischen Fahrsituation dienen dabei Fahrdynamikdaten, wie z.B. der Lenkradwinkel, der Schwimmwinkel, die Gier-Rate oder der Bremsdruck. Aus diesen Daten kann auf ein Über- oder Untersteuern des Fahrzeugs oder auch auf eine Notbremsung geschlossen werden und daraufhin die reversiblen Insassenschutzeinrichtungen aktiviert werden. Eine weitere Möglichkeit zur Aktivierung der reversiblen Rückhaltemittel basiert auf der Detektion starker Regeleingriffe von im Fahrzeug vorhandenen Fahrdynamik-Sicherheitssystemen, wie ABS, ESP oder BAS (Bremsassistent). Zusätzlich bietet sich die Möglichkeit, eine Ansteuerung reversibler Insassenschutzeinrichtungen auf Basis der Auswertung von Radar-, Ultraschall- oder Video-Sensoren durchzuführen. Ein System der zuletzt genannten Art ist jedoch sehr aufwendig und die Detektion einer Gefahrensituation anhand eines solchen Systems ist sehr komplex. Ein Nachteil heutiger Systeme liegt u.a. darin begründet, daß bestimmte kritische Fahrsituationen nicht erkannt werden.

Eine solche kritische Fahrsituation tritt beispielsweise auf, wenn das Fahrzeug unbeabsichtigt von der Fahrbahn abkommt, es jedoch weder zu einer starken Über- oder Untersteuerung noch zu einer starken Bremsverzögerung kommt. Durch einen Fahrfehler mit anschließendem leichtem Untersteuern des Fahrzeugs, d.h. zu wenig Untersteuern, um vom System als kritische Fahrsituation erkannt zu werden, auf Grund eines Abkommens von der Fahrbahn wegen schlechter Sicht oder durch ein Einschlafen des Fahrers, kann eine solche Situation verursacht werden. Kritisch dabei für die Sicherheit der Fahr zeuginsassen ist das Abkommen von der Fahrbahn, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit auf unebenem Untergrund.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren zum Ansteuern einer Insassenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 5 weist gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, daß in einer kritischen Fahrsituation, wie dem Abkommen von der Fahrbahn, bereits die Ansteuerung reversibler Insassenschutzeinrichtungen ermöglicht wird. Dadurch wird ein Fahrzeuginsasse beispielsweise frühzeitig im Sitz fixiert und somit das Risiko einer schweren Verletzung herabgesetzt. Besonders von Vorteil ist, daß einzelne Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung und für das erfindungsgemäße Verfahren bereits in einem Fahrzeug zu anderen Zwecken vorhanden sind bzw. in absehbarer Zukunft in Fahrzeugen eingesetzt werden. Daraus resultiert kein zusätzlicher Kostenaufwand, da keine zusätzliche komplexe Hardware erforderlich ist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht im wesentlichen darin, daß neben der Fahrzeuggeschwindigkeit die Beschleunigung des Fahrzeugs in vertikaler Richtung erfaßt und ausgewertet wird, um eine reversible Insassenschutzeinrichtung gegebenenfalls anzusteuern.

Mit anderen Worten wird eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation bereitgestellt mit: zumindest einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung; einer ersten Einrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; einer zweiten Einrichtung zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest in einer zur Fahrebene senkrechten Richtung; einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der erfaßten Geschwindigkeit und der erfaßten Beschleunigung und zum Ausgeben eines Auswertesignals in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs; und einer Ansteuereinrichtung für den Fall, daß das Auswertesignal einen Schwellenwert, der eine kritische Fahrsituation anzeigt, überschreitet, ein Ansteuersignal zum Auslösen zumindest einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung ausgibt.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Insassenschutzvorrichtung und des im Anspruch 6 angegebenen Verfahrens zum Ansteuern einer Insassenschutzeinrichtung zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Einrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung in horizontaler Richtung vorgesehen. Dies birgt den Vorteil, daß ein in z-Richtung detektierter Beschleunigungswert für die Erkennung einer kritischen Fahrsituation mit einem Beschleunigungswert in horizontaler, d.h. in x- und/oder y-, Richtung verifiziert werden kann, um eine präzisere Auslösung einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung zu gewährleisten (Koordinatensystem nach DIN 70000).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die zumindest eine reversible Insassenschutzeinrichtung einen reversiblen Gurtstraffer auf. Auf diese Weise kann ein Fahrzeuginsasse vor einem möglichen Unfall im Sitz fixiert werden, um das Verletzungsrisiko herabzusetzen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die zumindeste eine Insassenschutzeinrichtung ein elektrisch betätigbares Schiebedach und/oder elektrisch betätigbare Vordersitze und/oder elektrisch betätigbare Seitenscheiben auf. Somit ist auf vorteilhafte Weise ein umfassendes Aktivieren diverser Insassenschutzeinrichtungen gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird als zumindest eine reversible Insassenschutzeinrichtung zumindest ein reversibler Gurtstraffer eingesetzt, dessen Gurtkraft in Abhängigkeit des Auswertesignals, insbesondere kontinuierlich, bestimmt wird. Von Vorteil dabei ist eine auf die Beschleunigung in vertikaler Richtung und auf die Fahrzeuggeschwindigkeit abgestimmte Aktivierung eines Gurtstraffers, so daß bei niedrigen Beschleunigungswerten nur eine niedrige Gurtkraft angelegt wird, um den Sitzkomfort für einen Insassen nicht unnötig zu beeinträchtigen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus den Raddrehzahlen bestimmt. Somit kann ein zusätzlicher Geschwindigkeitssensor im Fahrzeug eingespart werden, da für andere Systeme (ABS, ESP) eine Ermittlung der Raddrehzahlen permanent erfolgt.

ZEICHNUNGEN
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Insassenschutzvorrichtung zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
2 eine schematisch dargestellte Kurvenschar zur Erläuterung eines Details einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
In 1 ist schematisch ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug dargestellt. Eine Einrichtung 10 zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist an eine Verarbeitungseinrichtung 11 gekoppelt. Die Einrichtung 10 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann eine eigenständige Sensoreinrichtung aufweisen, erfaßt die Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch vorzugsweise aus den Raddrehzahlen des Fahrzeugs, welche für ein vorhandenes ABS- und/oder ESP-System (nicht dargestellt) generiert werden. Eine Einrichtung 12 zur Erfassung einer Beschleunigung in vertikaler, d.h. in z-, Richtung, ist ebenfalls an die Verarbeitungseinrichtung 11 gekoppelt. Vorzugsweise ist darüber hinaus eine Einrichtung 13 zum Erfassen einer Beschleunigung in horizontaler, d.h. in x- und/oder y-, Richtung, vorgesehen, welche ebenfalls an die Verarbeitungseinrichtung 11 gekoppelt ist.
Die Verarbeitungseinrichtung 11 weist eine Auswerteeinrichtung 14 auf, welche Signale 10', 12', 13' der entsprechenden Erfassungs- bzw. Detektionseinrichtungen 10, 12, 13 erfaßt und mittels eines Algorithmus auswertet. In der Auswerteeinrichtung 14 wird ein Auswertesignal 14' generiert, welches einer Ansteuereinrichtung 15 zugeführt wird. In dem Auswertesignal 14' sind beispielsweise Informationen enthalten, welche in der Ansteuereinrichtung 15 derart weitergeleitet werden, daß z.B. alle im Fahrzeug vorhandenen reversiblen Insassenschutzeinrichtungen 16, 16', 16'', 16'' über entsprechende Ansteuersignale 15', 15'', 15''' ausgelöst bzw. aktiviert werden. Die Informationen im Auswertesignal 14' können in der Ansteuereinrichtung 15' aber auch nur die Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers 16' mit einer vorbestimmten Gurtkraft über ein Ansteuersignal 15' bewirken. Über das von der Ansteuereinrichtung 15 ausgegebene Ansteuersignal 15'' wird beispielsweise eine elektrische Sitzverstellung der Sitze 16'' betätigt, um den Insassen eine sicherere Sitzposition in der von der Auswerteeinrichtung 14 detektierten kritischen Fahrsituation zu gewährleisten. Das Ansteuersignal 15''' der Ansteuereinrichtung 15 zur Aktivierung der Insassenschutzeinrichtung 16''' steht exemplarisch für die Betätigung weiterer Insassenschutzeinrichtungen, wie beispielsweise einem elektrisch betätigbaren Schiebedach oder elektrisch betätigbaren Seitenscheiben, usw.
Ein kritisches Verlassen der Fahrbahn liegt vor, wenn das Fahrzeug nach dem Verlassen der Fahrbahn mit sehr hoher Geschwindigkeit auf einen unebenen Untergrund trifft. Mit Hilfe des Beschleunigungswertes in z-Richtung und der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs, welche von den Erfassungseinrichtungen 10, 12 und vorzugsweise 13 detektiert wird, wird in der Auswerteeinrichtung 14 auf eine kritische Fahrsituation geschlossen, wenn eine solche vorliegt. Vorzugsweise wird in dem Auswerte-Algorithmus der Auswerteeinrichtung 14, ausgehend von dem Beschleunigungswert in z-Richtung und der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs die Gurtkraft bzw. das Anzugsmoment, mit welchem ein reversibler Gurtstraffer 16' über die Ansteuereinrichtung 15 aktiviert werden soll, bestimmt. Zusätzlich besteht beispielsweise die Möglichkeit, elektrisch einstellbare Sitze 16'' auf Basis des in der Auswerteeinrichtung generierten Auswertesignals 14' über die Ansteuereinrichtung 15 in ihrer Lage zu verstellen, um so die Insassen in eine günstige Sitzposition für einen Unfall zu bringen.
In 2 ist beispielhaft eine Kurvenschar dargestellt, welche die Gurtkraft in Prozent der von dem reversiblen Gurtstraffer 16' gemäß 1 möglichen maximalen Gurtkraft in Abhängigkeit der Beschleunigung in z-Richtung 17 und der Eigengeschwindigkeit 18 wiedergibt. Aus einem solchen in einer Speichereinrichtung (nicht dargestellt) hinterlegten Datenfeld kann in der Auswerteeinrichtung 14 anhand des Beschleunigungswertes in z-Richtung 17 und der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs 18, welche von den Erfassungseinrichtungen 10 und 12 detektiert werden, eine entsprechende Gurtkraft für den Gurtstraffer 16' ermittelt werden, welcher über die Ansteuereinrichtung 15 mittels des Ansteuersignals 15' entsprechend aktiviert wird. Da die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs eine wichtige Größe für Fahrzeugsysteme, wie ESP und ABS, ist, liegt diese Größe in aller Regel bereits vor und kann aus den Raddrehzahlen abgeschätzt werden. Bei modernen Fahrzeugen ist die Größe der Eigengeschwindigkeit über einen CAN-Bus zugänglich, und kann somit aus einem CAN-Bus-Signal extrahiert werden. Die Beschleunigung in z-Richtung kann mit einem Beschleunigungssensor gemessen werden, welcher beispielsweise in Airbag-Systemen mit Überroll-Erkennung vorgesehen ist.
Da es bei einer Fahrt auf unebener Straße auch zu Beschleunigungen in x- und/oder y-Richtung kommen kann, können Sensorsignale 13' von den x- und/oder y-Beschleunigungssensoren 13, vorzugsweise für eine Plausibilisierung der Entscheidung zur Ansteuerung eines oder mehrerer reversibler Insassenschutzeinrichtungen oder Rückhaltemittel, verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. So ist zum einen die Auswahl der reversiblen Insassenschutzeinrichtungen exemplarisch und weitere Insassenschutzeinrichtungen auch alternativ zu den genannten sind einsetzbar. Darüber hinaus kann die Auswerteeinrichtung 14 und die Ansteuereinrichtung 15 in einem Modul integriert, jedoch auch baulich vollständig getrennt voneinander bereitgestellt werden. Schließlich ist die Kurvenschar gemäß 2 zur Darstellung der Gurtkraft in Abhängigkeit der Beschleunigung in z-Richtung und der Eigengeschwindigkeit 18 des Fahrzeugs beispielhaft für einen Algorithmus in der Auswerteeinrichtung 14.

Claims

Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation mit: zumindest einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16'''); einer ersten Einrichtung (10) zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; einer zweiten Einrichtung (12) zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest in einer zur Fahrebene senkrechten Richtung; einer Auswerteeinrichtung (14) zum Auswerten der erfaßten Geschwindigkeit und der erfaßten Beschleunigung und zum Ausgeben eines Auswertesignals (14') in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs; und einer Ansteuereinrichtung (15) für den Fall, daß das Auswertesignal (14') einen Schwellenwert, der eine kritische Fahrsituation anzeigt, überschreitet, ein Ansteuersignal (15', 15'', 15''') zum Auslösen zumindest einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16''') ausgibt.
Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Einrichtung (13) zum Erfassen einer Beschleunigung in horizontaler Richtung, d.h. in Richtung der Fahrebene, vorgesehen ist.
Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine reversible Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16''') einen reversiblen Gurtstraffer (16') aufweist.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschleunigungssensor (12), vorzugsweise zur Überrollerkennung, zum Messen der Beschleunigung in vertikaler Richtung vorgesehen ist.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16''') ein elektrisch betätigbares Schiebedach (16''') und/oder elektrisch betätigbare Sitze (16'') und/oder elektrisch betätigbare Seitenscheiben (16'') aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Insassenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation, insbesondere mittels einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit den Schritten: (a) Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; (b) Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest in vertikaler Richtung; (c) Auswerten der erfaßten Geschwindigkeit und der erfaßten Beschleunigung; (d) Ausgeben eines Auswertesignals (14') in Abhängigkeit von der ausgewerteten Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs; (e) Vergleichen der Amplitude des Auswertesignals (14') mit einem vorbestimmten Schwellenwert, bei deren Überschreiten eine kritische Fahrsituation vorliegt; und (f) Ausgeben eines Ansteuersignals (15', 15'', 15''') zur Ansteuerung einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16'''), falls die Amplitude des Auswertesignals (14') den Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als zumindest eine reversible Insassenschutzeinrichtung (16, 16', 16'', 16''') zumindest ein reversibler Gurtstraffer (16') vorgesehen ist, wobei die Gurtkraft des reversiblen Gurtstraf fers (16') in Abhängigkeit von dem Auswertesignals (14'), insbesondere kontinuierlich, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus den Raddrehzahlen ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine horizontale Beschleunigung erfaßt wird, deren Wert zur Ermittlung des Auswertesignals (14') berücksichtigt wird.