DE102005024319B3

DE102005024319B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102005024319B3
Application number: DE102005024319A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Brandmeier; Michael Feser; Michael KÖPPL
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-05-28
Also published as: CN101267966B; EP1883563A1; JP2008542087A; US20090276125A1; CN101267966A; JP4733178B2; KR101346163B1; KR20080017060A; US7774116B2; WO2006125719A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs beschrieben, die zumindest einen Körperschallsensor (4) zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen und eine Auswerteeinrichtung (2) zum Auswerten des von dem Körperschallsensor (4) gelieferten Körperschallsignals (s1) aufweist, so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können. Die Auswerteeinrichtung (2) ist dazu ausgebildet, das Körperschallsignal (s1) im Hinblick auf die darin enthaltenen Frequenzen zu analysieren, indem das in einem Signalabschnitt enthaltene Frequenzspektrum in eine Anzahl an Frequenzbändern aufgeteilt wird, für jedes Frequenzband die vorhandene Signalenergie ermittelt wird und eine Normierung der Signalenergie der Frequenzbänder vorgenommen wird. Ferner weist die Vorrichtung ein Personenschutzsystem (3) auf, das in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls betätigt werden kann. Die Auswerteeinrichtung (2) ist weiter dazu ausgebildet, bei der Normierung die Signalenergie jedes der Frequenzbänder zu der Signalenergie eines bestimmten Bezugs-Frequenzbands in Verhältnis zu setzen und die daraus resultierenden Verhältnisverläufe mit vorgegebenen Schwellwerten zu vergleichen.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 23.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Wenn in der nachfolgenden Erfindung von einem Personenschutzsystem die Rede ist, so wird hierunter sowohl ein Fußgängerschutzsystem als auch ein Insassenschutzsystem verstanden, wobei diese gemeinsam oder einzeln in einem Fahrzeug angeordnet sein können.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Offenbarung von einem Fußgänger die Rede ist, so ist dies sehr allgemein zu verstehen. Selbstverständlich können auch Fahrradfahrer, Rollschuhfahrer oder sonstige Verkehrsteilnehmer dem stellvertretend verwendeten Begriff Fußgänger untergeordnet werden.

Aus der DE 103 09 227 A1 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs bekannt. Diese umfasst eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten von Sensorsignalen, so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, das Sensorsignal im Hinblick auf die darin enthaltenen Frequenzen zu analysieren, indem das in einem Signalabschnitt enthaltene Frequenzspekt rum in eine Anzahl an Frequenzbändern aufgeteilt wird, für jedes Frequenzband die vorhandene Signalenergie ermittelt wird, und eine Normierung der Signalenergie der Frequenzbänder vorgenommen wird. In Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder der Charakteristik des Aufpralls kann ein Personenschutzsystem betätigt werden.

Die in dieser Schrift beschriebene Vorrichtung dient zur Erkennung eines Aufpralls, insbesondere eines Seitenaufpralls, für Insassenschutzmittel eines Kraftfahrzeugs. Bei diesem Verfahren wird kontinuierlich ein Signalabschnitt des Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors im Hinblick auf die darin enthaltenen Frequenzen analysiert.

Das Verfahren macht dabei von der Überlegung Gebrauch, dass verschiedene Nicht-Auslöse-Situationen, so genannter „Misuse" wie ein seitlicher Anprall des Fahrzeugs an einem Bordstein, ein Hammerschlag gegen das Fahrzeug, Türzuschlagen oder dergleichen, zum Teil Ausgangssignale mit Amplituden ähnlich hoch denen von Muss-Auslöse-Situationen erzeugen. Im Unterschied zu diesen enthalten sie jedoch meist nur ein oder zwei typische Frequenzen, die durch die Fahrzeugkonstruktion bestimmt sind, wie z.B. Schwingungen des Fahrwerks, Schwingungen im Fahrzeug, Resonanzen der Befestigungsstellen des Sensors oder ähnliches. Muss-Auslöse-Situationen sind dagegen durch die Intrusion, also dem Eindringen eines Objekts in das Fahrzeug und damit durch die Deformation der Seitenstruktur, gekennzeichnet. Diese Deformation führt im Ausgangssignal des Beschleunigungssensors zu einem breiten Spektrum vieler Frequenzen, verursacht durch die Verformung oder das Brechen von Strukturen des Fahrzeugs.

Die Verteilung der Frequenzen im Ausgangssignal des Beschleunigungssensors wird als ein Erkennungsmerkmal für Muss-Auslöse-Situationen herangezogen. Dazu wird das im Signalabschnitt enthaltene Frequenzspektrum in eine geeignete Anzahl Frequenzbänder bzw. -bereiche aufgeteilt. Anschließend wird für jedes Frequenzband die vorhandene Signalenergie ermittelt. Danach wird die partielle Signalenergie mit der gesamten Energie des betrachteten Signalabschnitts ins Verhältnis gesetzt. Die so gewonnenen relativen Aktivierungen der verschiedenen Frequenzbänder werden mit gegebenenfalls fest vorgegebenen Schwellwerten verglichen.

Der Nachteil dieses Vorgehens besteht darin, dass die Vorrichtung auf die Ansteuerung eines Insassenschutzsystems beschränkt ist. Insbesondere ermöglicht es die Art der Sensierung nicht, den Aufprall von Objekten mit stark unterschiedlicher Masse zu unterscheiden, um daran angepasste Schutzsysteme zu aktivieren.

Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, mittels Körperschallsensoren Karosserieschwingungen am Fahrzeug aufzunehmen und diese mittels einer Auswerteeinrichtung auszuwerten. Eine diesbezügliche Offenbarung findet sich beispielsweise in der DE 100 34 524 A1 , der DE 198 55 452 A1 oder der WO 2005/035318 A1.

Aus der DE 198 55 452 A1 geht eine Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs hervor, welche eine Sensorik zum Erfassen einer Kollision eines Objekts mit dem Fahrzeug umfasst. Eine Auswerteeinrichtung ist zum Auswerten der von der Sensorik gelieferten Signale vorgesehen, so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder über die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können. Es ist weiter ein Personenschutzsystem vorgesehen, das in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder über die Charakteristik des Aufpralls betätigt werden kann. Die Sensorik umfasst zumindest einen Aufprallsensor zum Erfassen eines Aufpralls des Objekts auf das Fahrzeug und zumindest einen Körperschallsensor zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen. Die Auswerteeinrichtung ist zur Unterscheidung zwischen einem Seitenaufprall und einem Frontaufprall dazu ausgebildet, das Frequenzspektrum des von dem Körperschallsensor abgegebenen Körperschallsignals auszuwerten und ein an die Aufprallsituation angepasstes Personenschutzsystem zu aktivieren.

Die DE 102 31 364 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeuges, das eine Sensorik zum Erfassen einer Kollision eines Objekts mit dem Fahrzeug und eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der Sensorik gelieferten Signale aufweist, so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder über die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können. Ein Personenschutzsystem ist vorgesehen, welches in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder über die Charakteristik des Aufpralls betätigt werden kann. Die Sensorik umfasst zumindest einen Aufprallsensor zum Erfassen eines Aufpralls des Objekts auf das Fahrzeug und zumindest einen Beschleunigungssensor zum Aufnehmen einer Verzögerung des Fahrzeugs. Die Auswerteeinrichtung ist zur Unterscheidung eines Fußgängeraufpralls von einem Crash dazu ausgebildet, die Fahrzeugverzögerung auszuwerten und ein an die Aufprallsituation bzw. Fahrzeugverzögerung entsprechend angepasstes Personenschutzsystem zu aktivieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs anzugeben, welche insbesondere eine zuverlässige Unterscheidung des Aufpralls eines Fußgängers von einem Crash ermöglichen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs umfasst zumindest einen Körper schallsensor zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen, sowie eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des von dem Körperschallsensor gelieferten Körperschallsignals, so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können, wobei die Auswerteinrichtung dazu ausgebildet ist, das Körperschallsignal im Hinblick auf die darin enthaltenen Frequenzen zu analysieren. Dabei wird das in einem Signalabschnitt enthaltene Frequenzspektrum in eine Anzahl an Frequenzbändern aufgeteilt, für jedes Frequenzband die vorhandene Signalenergie vermittelt und eine Normierung der Signalenergie der Frequenzbänder vorgenommen. Es ist weiter ein Personenschutzsystem vorgesehen, das in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls betätigt werden kann. Erfindungsgemäß ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, bei der Normierung die Signalenergie jedes der Frequenzbänder zu der Signalenergie eines bestimmten Bezugs-Frequenzbands ins Verhältnis zu setzen, und die daraus resultierenden Verhältnisverläufe mit vorgegebenen Schwellwerten zu vergleichen.

Der Körperschallsensor kann beispielsweise auf einem kapazitiven Beschleunigungsmessprinzip oder auf einem piezoelektrischen Prinzip basieren. Denkbar ist, eine größere Anzahl an Körperschallsensoren zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen vorzusehen und diese räumlich an einer zu überwachenden Aufprallfläche zu verteilen. Die Verwendung von Foliensensoren erlaubt die Anbringung einer räumlich ausgedehnten Sensorfläche mit einem einzigen Körperschallsensor.

Die Normierung der Signalenergie jedes der Frequenzbänder zu der Signalenergie vorzugsweise eines untersten Frequenzbandes und der Vergleich mit vorgegebenen Stellwerten ermöglicht ei ne einfache, rasche und zuverlässige Auswertung, ob es sich bei dem Aufprallobjekt um einen Fußgänger, ein anderes Fahrzeug oder ein anderes Objekt mit sehr hoher Masse handelt. Darüber hinaus erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung auch die Erkennung von Misuse-Situationen. Hierdurch wird es insbesondere möglich, das Personenschutzsystem situationsangepasst zu aktivieren.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip basiert dabei, wie aus dem Stand der Technik bekannt, auf einer Spektralanalyse des von dem Körperschallsensor gelieferten Körperschallsignals. Anhand von Versuchen konnte nachgewiesen werden, dass unterschiedliche Aufprallobjekte oder -situationen – Misuse oder Crash mit einem Fußgänger oder einem anderen Fahrzeug – zu einem unterschiedlichen Frequenzspektrum führt, welches als Indikator für Aufprallobjekt dient. Bei einem Anprall des Fahrzeuges an einen Bordstein, einem Hammerschlag oder einem Ballschlag gegen das Fahrzeug oder dergleichen entsteht ein Frequenzspektrum mit einem geringen Anteil an hochfrequenten Schwingungen, die zudem schnell abklingen. Im Gegensatz dazu weisen Kollisionen mit Fußgängern einen größeren Anteil an hochfrequenten Schwingungen auf, welche auch länger nachklingen. Durch die Intrusion eines Objektes (z.B. Fahrzeug oder Baum) in das Fahrzeug und damit durch die Deformation tragender Strukturen entstehen Frequenzspektren im hochfrequenten Bereich, die zudem für die Zeitdauer der Deformation anliegen. Die Normierung in der beschriebenen Weise ermöglicht eine zuverlässige Detektion und damit die situationsangepasste Aktivierung des Personenschutzsystems.

In einer Weiterbildung ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, das Frequenzspektrum neben dem Bezugs-Frequenzband in zumindest zwei weitere Frequenzbänder aufzuteilen, so dass bei der Normierung zumindest ein erster und ein zweiter Verhältnisverlauf resultieren. Die durch die Normierung erhaltenen zwei Verhältnisverläufe sind bereits ausreichend, eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einer Misuse-Situation, einem Fußgängeranprall und einem Crash vorzunehmen. Der erste Verhältnisverlauf ist bevorzugt durch eine Verhältnisbildung der Signalenergie eines mittleren Frequenzbandes zu dem Bezugs-Frequenzband ermittelt. Der zweite Verhältnisverlauf ist durch die Verhältnisbildung der Signalenergie eines hohen Frequenzbandes mit dem Bezugs-Frequenzband ermittelt.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass durch die Auswerteeinrichtung anhand eines Vergleichs des ersten Verhältnisverlaufs mit einem ersten Schwellwert eine Entscheidung treffbar ist, ob das Personenschutzsystem aktiviert wird oder nicht.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass durch die Auswerteeinrichtung anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem zweiten Schwellwert eine Entscheidung treffbar ist, ob ein Fußgängerschutzsystem aktiviert wird oder nicht.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass durch die Auswerteeinrichtung anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem dritten Schwellwert eine Entscheidung treffbar ist, ob ein Insassenschutzsystem aktiviert wird oder nicht.

Die durch die Auswerteeinrichtung vorgenommene Auswertung besteht somit darin, die durch eine Normierung ermittelten Verhältnisverläufe mit jeweiligen Schwellwerten zu vergleichen. Der Vergleich des ersten Verhältnisverlaufs mit einem ersten Schwellwert ermöglicht eine Unterscheidung, ob ein durch den Körperschallsensor abgegebenes Körperschallsignal durch einen Misuse hervorgerufen wurde oder nicht. Durch den Vergleich des zweiten Verhältnisverlaufs mit dem zweiten Schwellwert kann eine Unterscheidung zwischen einem Fußgängeraufprall und einem Crash vorgenommen werden. In Abhängigkeit hiervon ist durch die Auswerteeinrichtung die Entscheidung treffbar, ob ein Fußgängerschutzsystem aktiviert wird oder nicht. Wird der erste Schwellwert durch den ersten Verhältnisverlauf von einer festgelegten Anzahl an Überschreitungen überschritten, so wird ein Vergleich des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem zweiten Stellwert vorgenommen. Es kann ferner vorgesehen sein, den zweiten Verhältnisverlauf mit einem dritten Schwellwert zu vergleichen, der höher als der zweite Schwellwert ist, um auf die Schwere einer Kollision schließen zu können. Hierdurch kann eine Entscheidung darüber getroffen werden, ob und gegebenenfalls welches Insassenschutzsystem zu aktivieren ist.

Diesem Vorgehen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in solchen Kollisionssituationen, in denen das Fahrzeug z.B. mit einem anderen Fahrzeug oder einem schweren Objekt kollidiert, die Nichtauslösung eines Fußgängerschutzsystems für die Sicherheit der Insassen des Fahrzeuges von Vorteil ist. Die von dem Körperschallsensor gelieferten Körperschallsignale werden deshalb nicht nur zur Ermittlung der Art des Kollisionsobjekts herangezogen, sondern auch dazu, zu entscheiden, ob ein Fußgängerschutzsystem ausgelöst werden soll oder nicht, unabhängig davon, ob gegebenenfalls ein Insassenschutzsystem ausgelöst wird. Eine Auslösung des Fußgängerschutzsystems findet somit lediglich dann statt, wenn sich aus den Körperschallsignalen die Kollision mit einem Fußgänger ableiten lässt.

Die festgelegte Anzahl an Überschreitungen des betreffenden Schwellwertes kann dabei beliebig festgelegt sein. Je nach Auslegung der Vorrichtung kann bereits eine einmalige Überschreitung als Aufprall eines Fußgängers oder eines Crashs interpretiert werden. Um die Empfindlichkeit der Auswertung herabzusetzen, kann jedoch auch eine mehrmalige Überschreitung des Schwellwertes als Kriterium für eine weitere Auswertung festgelegt werden.

Die Festlegung des ersten, zweiten und dritten Schwellwerts ist Abhängig von der Karosseriestruktur des Fahrzeugs. Die Schwellwerte können beispielsweise anhand von Versuchen ermittelt werden. Dabei wird insbesondere die Steifigkeit, die Masse und das Deformationsverhalten des Fahrzeugs die Höhe der Schwellwerte beeinflussen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, den zeitlichen Verlauf des in dem Körperschallsignal enthaltenen Frequenzspektrums zu analysieren. Die Auswertung des zeitlichen Verlaufs des in dem Körperschallsignal enthaltenen Frequenzspektrums ermöglicht eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit bei der Auswertung. Diese vorteilhafte Variante beruht auf der Erkenntnis, dass der Anteil hochfrequenter Schwingungen umso größer ist, je größer die Masse des Kollisionsobjektes ist und gleichzeitig die Dauer des Anliegens hochfrequenter Schwingungen vergrößert ist. Es ist deshalb weiter vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Zeitdauer des Vorhandenseins von höher frequenten Anteilen in dem Körperschallsignal zu detektieren.

Hierzu kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, die in unterschiedlichen Zeitfenstern innerhalb des Signalab schnitts enthaltenen, insbesondere mittleren, Signalenergien zu ermitteln und zueinander ins Verhältnis zu setzen. Für eine aussagefähige Bewertung ist es vorteilhaft, wenn eine Normierung auf eines der Zeitfenster erfolgt.

Eine besonders zuverlässige Auswertung hinsichtlich der Ermittlung des Kollisionsobjekts innerhalb des bis zur Auslösung des Personenschutzsystems zur Verfügung stehenden Zeitraums von etwa 10 bis 15 ms ergibt sich dann, wenn der Körperschallsensor an einem nachgiebigen, bei einem Aufprall der Deformation unterworfenen Bauteil, insbesondere der Stoßfängerverkleidung, des Fahrzeugs angeordnet ist.

Durch das Vorsehen eines zusätzlichen Aufprallsensors, z.B. eines Deformationssensors, dessen Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung zuführbar und durch diese auswertbar ist, wobei anhand des von dem Aufprallsensor gelieferten Signals durch die Auswerteeinrichtung eine Entscheidung über die Auslösung des Personenschutzsystems treffbar ist, wobei die Entscheidung, ob das Personenschutzsystem oder das Insassenschutzsystem aktiviert werden soll, anhand des Körperschallsignals treffbar ist, erhöht sich die Zuverlässigkeit bei der Ermittlung des Aufprallobjekts weiter.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden.

Erfindungsgemäß wird bei der Normierung die Signalenergie jedes der Frequenzbänder zu der Signalenergie eines bestimmten Bezugs-Frequenzbands, insbesondere des untersten festgelegten Frequenzbands, ins Verhältnis gesetzt und das daraus resul tierende Verhältnis mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen. Unter dem „untersten Frequenzband" ist dasjenige definierte Frequenzband zu verstehen, in welches die tiefsten Frequenzen des in dem Körperschallsignal anliegenden Frequenzspektrums enthalten sind.

Dieses Verfahren ermöglicht eine Unterscheidung des Aufpralls eines Fußgängers, eines Crashs oder anderen Gegenständen (Misuse) innerhalb der bis zur Auslösung eines Personenschutzsystems zur Verfügung stehenden Zeit von ca. 10 bis 15 ms. Nachdem mit großer Zuverlässigkeit das Kollisionsobjekt identifizierbar ist, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, das geeignete Schutzsystem des Personenschutzsystems zu aktivieren. Im Falle des Aufpralls eines Misuse-Gegenstandes wird die Auslösung des Personenschutzsystems unterbunden. Ist das Aufprallobjekt ein Fußgänger, so wird ein Fußgängerschutzsystem aktiviert, während die Auslösung eines Insassenschutzsystems unterbunden wird. Handelt es sich jedoch um einen Crash, z.B. mit einem anderen Fahrzeug, einer Mauer oder einem Baum, so wird die Auslösung des Fußgängerschutzsystems unterdrückt, während lediglich Insassenschutzsysteme aktiviert werden. Die Nicht-Auslösung des Insassenschutzsystems erhöht in diesem Fall die Schutzwirkung für die Insassen des Kraftfahrzeuges, da die Karosseriestruktur durch die Nicht-Auslösung des Fußgängerschutzsystems nicht geschwächt wird.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Frequenzspektrum neben dem Bezugs-Frequenzband in zumindest zwei weitere Frequenzbänder aufgeteilt, so dass bei der Normierung zumindest ein erster und ein zweiter Verhältnisverlauf resultieren. Die Anzahl der Frequenzbänder und der dabei gewählte Frequenzbereich sind prinzipiell beliebig wählbar und können beispielsweise durch Versuche ermittelt werden.

Anhand eines Vergleichs des ersten Verhältnisverlaufs mit einem ersten Schwellwert wird entschieden, ob ein Personenschutzsystem aktiviert wird oder nicht. Wird der Schwellwert nicht überschritten, so handelt es sich um eine Misuse-Situation. Bei einer ein- oder mehrmaligen Überschreitung kann vom Aufprall eines Fußgängers oder einer Crash-Situation ausgegangen werden.

Im letzteren Fall wird anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem zweiten Schwellwert entschieden, ob ein Fußgängerschutzsystem aktiviert wird oder nicht. Weiterhin wird anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem dritten Schwellwert entschieden, ob ein Insassenschutzsystem aktiviert wird oder nicht. Der Vergleich des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem zweiten und dritten Schwellwert ermöglicht damit die situationsangepasste Auslösung des geeigneten Schutzsystems des Personenschutzsystems.

Die Entscheidung, ob das Personenschutzsystem bzw. das Fußgängerschutzsystem bzw. das Insassenschutzsystem aktiviert wird oder nicht, erfolgt gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens anhand einer festgelegten Anzahl an Über- oder Unterschreitungen des betreffenden Schwellwertes. Diese können beliebig festgelegt werden, wobei durch eine hohe festgelegte Anzahl die Empfindlichkeit des Ansprechens herabgesetzt wird.

Vorzugsweise wird weiterhin der zeitliche Verlauf des in dem Körperschallsignal enthaltenen Frequenzspektrums analysiert, um die Zuverlässigkeit der Auswertung weiter zu erhöhen.

Dabei wird insbesondere die Zeitdauer des Vorhandenseins von hochfrequenten Anteilen in dem Körperschallsignal analysiert. Hierdurch lässt sich ein Rückschluss auf die Art des Kollisionsobjektes ziehen, da mit zunehmender Masse des Kollisionsobjektes höherfrequente Schwingungen zunehmen. Gleichzeitig ist die Zeitdauer bis zum Abklingen der hochfrequenten Schwingungen vergrößert. Vorzugsweise werden die in unterschiedlichen Zeitfenstern innerhalb des Signalabschnitts enthaltenen, insbesondere mittleren, Signalenergien ermittelt und zueinander ins Verhältnis gesetzt.

Die Unterscheidung des Aufpralls eines Fußgängers mit einer Crash-Situation kann auch dadurch bewerkstelligt werden, dass als Sensorik zum Erfassen einer Kollision eines Objekts mit dem Fahrzeug ein Aufprallsensor zum Erfassen eines Aufpralls des Objekts auf das Fahrzeug und zumindest ein Körperschallsensor zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinrichtung zur Unterscheidung eines Fußgängeraufpralls von einem Crash dazu ausgebildet ist, das Frequenzspektrum des von dem Körperschallsensor abgegebenen Körperschallsignals auszuwerten und ein an die Aufprallsituation bzw. des Aufprallobjekts angepasstes Personenschutzsystem zu aktivieren.

Die Auswertung des Frequenzspektrums durch die Auswerteeinrichtung umfasst einen Vergleich von hochfrequenten Signalanteilen mit niederfrequenten Signalanteilen. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, den Körperschallsensor nicht nur im Bereich eines nachgiebigen, bei einem Aufprall der Deformation unterworfenen Bauteil des Fahrzeugs anzuordnen, sondern auch an einem festen Karosseriebauteil des Fahrzeugs anzuordnen. Die Anordnung des Körperschallsensors fern von der Aufprallstelle kann beispielsweise in einer Misuse- Situation dazu führen, dass nach Detektion eines Aufpralls durch den Aufprallsensor durch den Körperschallsensor keine hochfrequenten Schwingungen wahrgenommen werden. Eine Auslösung des Personenschutzsystems erfolgt damit nicht. Eine Nicht-Detektion von Körperschallsignalen kann ebenfalls dann auftreten, wenn durch den Aufprallsensor z.B. eine Deformation und damit die Kollision mit einem Objekt detektiert wurde und es sich bei dem Kollisionsobjekt um einen Fußgänger handelt, wodurch zentrale Karosseriebauteile nicht zum Schwingen angeregt werden. In diesem Fall wird eine Aktivierung des Fußgängerschutzsystems veranlasst und die Auslösung des Personenschutzsystems unterbunden. Das Vorhandensein von hochfrequenten Schwingungen an den Karosseriebauteilen aufgrund deren Deformation lässt jedoch auf einen Crash mit einem größeren, die Sicherheit der Insassen beeinträchtigenden Objekt schließen, wodurch das Insassenschutzsystem aktiviert wird.

Eine andere Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs, und insbesondere zur Unterscheidung eines Fußgängeraufpralls von einer Crash-Situation, sieht die Kombination zumindest eines Aufprallsensors zum Erfassen eines Aufprallobjekts auf das Fahrzeug und zumindest eines Beschleunigungssensors zum Aufnehmen einer Verzögerung des Fahrzeugs vor, wobei die Auswerteeinrichtung zur Unterscheidung eines Fußgängeraufpralls von einem Crash dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugverzögerung auszuwerten und ein an die Aufprallsituation bzw. die Fahrzeugsituation entsprechendes Personenschutzsystem zu aktivieren. Bei dem Aufprallsensor handelt es sich bevorzugt um einen Deformationssensor, der einen Aufprall anhand der Deformation des betreffenden Karosseriebauteils detektiert. Erkennt der Aufprallsensor einen Aufprall, so ist im weiteren die Fahrzeugverzögerung a werten. Durch den Beschleunigungssensor können die unterschiedlichen Massenverhältnisse bei einem Fußgängeraufprall und einer Crash-Situation ermittelt werden. Ein Fußgängeraufprall führt nicht zu einer signifikanten Verzögerung des Fahrzeugs aufgrund seiner geringen Masse, verglichen mit dem Fahrzeug. Im Falle keiner oder einer sehr niedrigen Verzögerung erfolgt dann die Aktivierung des Fußgängerschutzsystems. Im Falle einer signifikanten Verzögerung, z.B. bewertet durch einen Vergleich mit einer festen, auf das Fahrzeug angepassten Vergleichsschwelle, wird eine Auslösung des Fußgängerschutzsystems unterbunden und ein Insassenschutzsystem ausgelöst.

Die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass die zur Deformation eines Karosseriebauteils, insbesondere einer Stoßfängerverkleidung, führenden Objekte sich in dem beim Aufprall erzeugten Frequenzspektrum beträchtlich unterscheiden. So führen z.B. verschiedene Nicht-Auslöse-Objekte (Misuse) zur Anregung niederfrequenter Schwingungen. Fußgänger regen Schwingungen in einem mittleren Frequenzbereich an, sofern diese derart mit dem Fahrzeug kollidieren, dass ein Fußgängerschutzsystem auszulösen ist. Im Falle eines Crashs des Fahrzeugs ist eine sehr hochfrequente Anregung des Karosseriebauteils die Folge. Das Vorsehen von Körperschallsensoren, insbesondere an den der Kollision ausgesetzten Karosseriebauteilen, kann dieses Frequenzspektrum genau erfassen. Eine Bewertung des Frequenzspektrums durch eine Spektralanalyse und Normierung, bei der die erfassten Signale in mehrere Frequenzbänder zerlegt und auf ein Bezugs-Frequenzband bezogen werden, können nach einem Schwellwertvergleich unterschieden werden.

Die Kombination eines Aufprallsensors mit einem Körperschallsensor bzw. einem Beschleunigungssensor ermöglicht eine Erhöhung der Robustheit und der Auslösegenauigkeit eines Personenschutzsystems. Hierbei können die von dem Körperschall- oder Beschleunigungssensor gelieferten Signale einerseits zur Bestätigung einer Auslösung des Personenschutzsystems herangezogen werden und andererseits Informationen über die Art des Aufpralles liefern, wodurch eine gezielte Auslösung des Personenschutzsystems ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs,
2 einen beispielhaften Verhältnisverlauf einer Normierung eines mittlere Frequenzen aufweisenden Frequenzbandes auf ein Bezugs-Frequenzband,
3 einen beispielhaften Verhältnisverlauf einer Normierung eines hohe Frequenzen aufweisenden Frequenzbandes auf ein Bezugs-Frequenzband,
4 die zeitlichen Verläufe eines bei einem Hammerschlag und einem Fußgängeraufprall entstehenden Körperschallsignals über die Zeit und die sich bei mehreren Messungen ergebenden Verhältniswerte, und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs.
1 zeigt in schematischer Weise eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems. Eine Sensorik 1 zum Detektieren eines Aufpralls und zum Identifizieren eines Aufprallobjekts umfasst einen Körperschallsensor 4, der im Falle eines Aufpralls ein Körperschallsignal s1 an eine Auswerteeinrichtung 2 überträgt. Der Körperschallsensor 4 ist bevorzugt auf solchen Karosseriebauteilen aufgebracht, die bei einem Aufprall eines Objekts einer Verformung unterworfen sind. Dies kann beispielsweise die Stoßfängerverkleidung eines Stoßfängers sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass die durch einen Aufprall verursachten Schwingungen des Karosseriebauteils ohne größere Dämpfung unmittelbar durch den Körperschallsensor detektiert werden können.
Zur Signalerfassung kann ein auf einem kapazitiven Beschleunigungsmessprinzip basierender Körperschallsensor eingesetzt werden. Die Sensorik umfasst bei diesem Typ wenigstens einen, vorzugsweise drei oder mehr, Körperschallsensoren 4, die direkt auf die Stoßstangenverkleidung aufgebracht sind. Alternativ ist auch die Verwendung von Körperschallsensoren auf piezo-elektrischer Basis möglich. Diese z.B. als Foliensensoren ausgebildeten Körperschallsensoren erlauben die Anbringung einer räumlich ausgedehnten Sensorfläche mit einem einzigen Sensorelement, wodurch unabhängig vom Aufprallort des Objekts eine gute Signalübertragung bzw. -erfassung gewährleistet ist.
Die Auswerteeinrichtung 2 ist mit einem Personenschutzsystem 3 gekoppelt, wobei das Personenschutzsystem 3 durch diese gesteuert wird. Das Personenschutzsystem 3 umfasst ein Fußgängerschutzsystem 7 sowie ein Insassenschutzsystem 8. Das Fußgängerschutzsystem 7 und das Insassenschutzsystem 8 sind durch die Auswerteeinrichtung 2 getrennt über jeweilige Signale s3 bzw. s4 ansteuerbar. Das Fußgängerschutzsystem umfasst beispielsweise eine Vorrichtung zum Anheben der Motorhaube des Fahrzeugs. Durch das Anheben der Motorhaube wird im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger ein Freiraum von etwa 70 mm geschaffen, wodurch der Aufprall, insbesondere im Kopfbereich des Fußgängers, gedämpft wird. Das Insassenschutzsystem kann eine Vielzahl von Airbags, einen Gurtstraffer, aktive Kopfstützen und dergleichen umfassen, welche jeweils gezielt durch die Auswerteeinrichtung 2 ansteuerbar sind.
Zum Bereitstellen eines bestmöglichen Schutzes für die Insassen des Fahrzeuges bei einem Aufprall eines Objekts, insbesondere einem Crash mit einem anderen Fahrzeug, einer Mauer oder einem Baum, sowie dem Aufprall eines Fußgängers ist eine möglichst präzise Erkennung des Aufprallobjekts durch die Auswerteeinrichtung 2 erforderlich. Die Auswerteeinrichtung 2 muss weiterhin in der Lage sein, auch solche Situationen zu erkennen, bei denen beispielsweise ein Aufprall durch einen Hammerschlag oder einen Ball erfolgt, welche jedoch nicht zu einer Auslösung des Personenschutzsystems 3 führen dürfen.
Eine Unterscheidung und Identifikation der Kollisionsobjekte wird durch die Auswertung des von dem Körperschallsensor 4 abgegebenen Körperschallsignals s1 durch die Auswerteeinrichtung 2 ermöglicht. Hierzu wird ein Signalabschnitt betrachtet, der maximal von der Detektion des Aufpralls bis zum spätest möglichen Zeitpunkt der Entscheidung der Auslösung des Personenschutzsystems 3 lang, aber auch kürzer sein kann. Die Auswertung des Frequenzspektrums umfasst eine Spektralanalyse und eine Normierung. Das an die Auswerteeinrichtung 2 übertragene Körperschallsignal s1 wird in eine Mehrzahl an Fre quenzbändern aufgeteilt. Ausreichend ist es hierbei, drei Frequenzbänder, ein niedrige Frequenzen umfassendes unterstes Frequenzband als Bezugs-Frequenzband, ein mittlere Frequenzen umfassendes, mittleres oder erstes Frequenzband sowie ein hohe Frequenzen umfassendes, hohes oder zweites Frequenzband, aufzuteilen. Die beiden letztgenannten Frequenzbänder werden auf das die niedrigsten Frequenzen umfassende Bezugs-Frequenzband bezogen, d.h. es wird ein Verhältnis jeweiliger Signalenergien über die Zeit ermittelt und dann mit einem Schwellwert verglichen.
Die 2 und 3 zeigen jeweils Verhältnisverläufe zweier unterschiedlicher auf ein Bezugs-Frequenzband bezogener Frequenzbänder mit mittleren Frequenzen (2) und hohen Frequenzen (3). In dem Ausführungsbeispiel umfasst das Bezugs-Frequenzband einen Bereich von 1 kHz bis 5 kHz, das mittlere Frequenzband einen Bereich von 5 kHz bis 10 kHz und das hohe Frequenzen umfassende Frequenzband einen Bereich von 16 kHz bis 21 kHz.
In den Figuren sind jeweils Verhältnisverläufe eines Hammerschlags, eines Fußgängeraufpralls sowie zweier Crashs (Crash 1, Crash 2) über die Zeit dargestellt. Für jedes auf das Bezugs-Frequenzband normierte Frequenzband ist zumindest ein Schwellwert (in den Figuren als Grenze 1, Grenze 2, Grenze 3 bezeichnet) festgelegt, welcher mit dem durch den Aufprall resultierenden Verhältnisverlauf verglichen bzw. in Beziehung gesetzt wird. Wird der Schwellwert Grenze 1 des mittleren Frequenzbandes (3) durch den errechneten Verhältnisverlauf überschritten, jedoch nicht der Schwellwert Grenze 2 des oberen Frequenzbandes (2), so kann auf einen Fußgängeraufprall geschlossen werden. Wird der Schwellwert Grenze 2 des oberen Frequenzbandes auch überschritten, so handelt es sich um eine Crash-Situation, so dass die Auswerteeinrichtung 2 eine Auslösung des Fußgängerschutzsystems 7 unterbindet und ein Insassenschutzsystem 8 aktiviert.
Die Empfindlichkeit für eine Auslöseentscheidung des Personenschutzsystems kann hierbei derart festgelegt werden, dass bereits bei einem einmaligen Überschreiten eines betreffenden Schwellwertes durch den Verhältnisverlauf die oben beschriebenen Konsequenzen gezogen werden. Die Auswerteeinrichtung 2 kann jedoch auch dahingehend ausgelegt werden, dass zum Auslösen eines bestimmten Schutzsystems (Fußgängerschutzsystem 7 oder Insassenschutzsystem 8) eine mehrmalige Überschreitung des betreffenden Schwellwerts festgestellt werden muss. Abgesehen von einem Vergleich sind prinzipiell beliebige Bewertungen von Verhältnisverlauf und Grenzwerten zueinander denkbar.
In den 2 und 3 entspricht der mit Crash 1 bezeichnete Verhältnisverlauf einem Crash gemäß der Norm Euro-NCAP, bei welchem ein Insassenschutzsystem zum Schutz der Fahrzeuginsassen ausgelöst werden muss. Im Gegensatz dazu stellt der mit Crash 2 bezeichnete Verhältnisverlauf eine Situation dar, in welcher zwar ein Crash, z.B. mit einem anderen Fahrzeug, vorliegt, eine Auslösung des Insassenschutzsystems 8 nicht notwendig ist. Eine Auslösung würde den Schutz der Insassen nicht erhöhen, jedoch zu deutlich erhöhten Wiederinstandsetzungskosten des Fahrzeugs führen. Zur Unterscheidung dieser beiden Fälle ist in 2 ein mit Grenze 3 bezeichneter dritter Schwellwert eingeführt, welcher in Abhängigkeit der Schwere des Aufpralles eine situationsangepasste Aktivierung des Insassenschutzsystems 8 ermöglicht.
Eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Auswertung des Kollisionsobjekts ergibt sich durch die Betrachtung, wie lange höher frequente Anteile in einem Körperschallsignal vorliegen. Misuse-Situationen, wie ein Hammerschlag, führen zu einem sehr schnellen Abklingen des Körperschallsignals, ähnlich einer e-Funktion. Bei einem Fußgängeraufprall hingegen liegen die höher frequenten Signalanteile deutlich länger an. Dies kann durch Evaluierung des Körperschallsignals in zwei aufeinander folgenden Zeitfenstern ausgewertet werden (4). In dieser Figur sind in der linken Hälfte die von einem Körperschallsensor abgegebenen Körperschallsignale bei einem Hammerschlag und einem Fußgängeraufprall dargestellt. In der rechten Hälfte der Figur sind die sich durch eine Verhältnisbildung ergebenden Verhältniswerte bei insgesamt sechs verschiedenen Test-Messungen dargestellt. Jede Messung entspricht hierbei einem Aufprall. Zur Ermittlung jedes Messwertes sind die Beträge der Amplituden in einem Zeitraum von 0 bis 6 ms und einem Zeitraum von 6 bis 12 ms aufsummiert und gemittelt.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs. Zusätzlich zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Sensorik 1 einen Aufprallsensor 5 auf. Der Aufprallsensor 5 kann beispielsweise in Form eines faseroptischen Deformationssensors ausgebildet sein. Während die in 1 beschriebene Variante, welche ausschließlich einen Körperschallsensor zur Detektion des Aufprallobjekts umfasst, die Anordnung des Körperschallsensors unmittelbar an der Stoßfängeraußenhaut bedingt, kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Kollisionssensor auch an einem Karosseriebestandteil, beispielsweise dem Chassis, angebracht sein. Das zweite Ausführungsbeispiel ermöglicht ins besondere die Unterscheidung eines Fußgängers von einem Crash. Beim Feststellen einer Deformation durch den Aufprallsensor 4 wird der Körperschallsensor 5 aktiviert und überträgt ein Körperschallsignal s1 an die Auswerteeinrichtung 2. Die Bewertung des Körperschallsignals kann anhand eines einfachen Vergleichs von hochfrequenten Signalanteilen mit niederfrequenten Signalanteilen erfolgen. Dominieren die höher frequenten Signalanteile, so handelt es sich um eine Crash-Situation. Im anderen Fall liegt ein Fußgängeraufprall vor. Es wird dabei davon ausgegangen, dass durch eine Misuse-Situation eine ausreichende Deformation zum Ansprechen des Aufprallsensors 5 nicht möglich ist.
Sofern der Körperschallsensor 4 auf einem kapazitiven Beschleunigungsmessprinzip basiert, kann dieser auch zur Detektion der durch einen Aufprall verursachten Beschleunigungen herangezogen werden. Hierbei können durch die Auswerteeinrichtung 2 die unterschiedlichen Masseverhältnisse bei einem Crash und einem Fußgängeraufprall ausgewertet werden. Ein Fußgängeraufprall führt aufgrund der stark unterschiedlichen Massen des Fußgängers und des Fahrzeugs nicht zu einer signifikanten Verzögerung des Fahrzeugs, so dass bei Feststellen einer Deformation das Fußgängerschutzsystem 7 ausgelöst wird. Wird andererseits beim Erkennen einer Deformation eine sehr starke Verzögerung festgestellt, so lässt dies auf ein Kollisionsobjekt großer Masse schließen, wodurch die Auslösung des Fußgängerschutzsystems 7 unterdrückt und eine Aktivierung des Insassenschutzsystems 8 vorgenommen wird.
Selbstverständlich kann anstatt eines entsprechend angepassten Körperschallsensors 4 auch jeder andere Beschleunigungssensor zur Detektion der Verzögerung herangezogen werden.

Claims

Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs, mit – einer Auswerteeinrichtung (2) zum Auswerten von Sensorsignalen (s1), so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können, wobei die Auswerteeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, das Sensorsignal (s1) im Hinblick auf die darin enthaltenen Frequenzen zu analysieren, indem – das in einem Signalabschnitt enthaltene Frequenzspektrum in eine Anzahl an Frequenzbändern aufgeteilt wird, – für jedes Frequenzband die vorhandene Signalenergie ermittelt wird, und – eine Normierung der Signalenergie der Frequenzbänder vorgenommen wird, – einem Personenschutzsystem (3), das in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls betätigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest ein Körperschallsensor (4) zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen vorgesehen ist, – die von der Auswerteeinrichtung (2) ausgewerteten Signale Körperschallsignale sind, und – die Auswerteeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, bei der Normierung die Signalenergie jedes der Frequenzbänder zu der Signalenergie eines bestimmten Bezugs-Frequenzbands ins Verhältnis zu setzen, und die daraus resultierenden Verhältnisverläufe mit vorgegebenen Schwellwerten zu vergleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, das Frequenzspektrum neben dem Bezugs-Frequenzband in zumindest zwei weitere Frequenzbänder aufzuteilen, so dass bei der Normierung zumindest ein erster und ein zweiter Verhältnisverlauf resultieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswerteeinrichtung (2) anhand eines Vergleichs des ersten Verhältnisverlaufs mit einem ersten Schwellwert eine Entscheidung treffbar ist, ob das Personenschutzsystem aktiviert wird oder nicht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswerteeinrichtung (2) anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem zweiten Schwellwert eine Entscheidung treffbar ist, ob ein Fußgängerschutzsystem (7) aktiviert wird oder nicht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswerteeinrichtung (2) anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem dritten Schwellwert eine Entscheidung treffbar ist, ob ein Insassenschutzsystem (8) aktiviert wird oder nicht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung des ersten, zweiten und dritten Schwellwerts abhängig von der Karosseriestruktur des Fahrzeugs ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, den zeitlichen Verlauf des in dem Körperschallsignal enthaltenen Frequenzspektrums zu analysieren.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die Zeitdauer des Vorhandenseins von höherfrequenten Anteilen in dem Körperschallsignal zu detektieren.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die in unterschiedlichen Zeitfenstern innerhalb des Signalabschnitts enthaltenen, insbesondere mittleren, Signalenergien zu ermitteln und zueinander ins Verhältnis zu setzen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Normierung auf eines der Zeitfenster erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperschallsensor (4) an einem nachgiebigen, bei einem Aufprall der Deformation unterworfenen Bauteil des Fahrzeugs angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Aufprallsensor (5) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung (2) zuführbar und durch diese auswertbar ist, wobei anhand des von dem Aufprallsensor (5) gelieferten Signals durch die Auswerteeinrichtung (2) eine Entscheidung über die Auslösung des Personenschutzsystems treffbar ist, wobei die Entscheidung, ob das Fußgängerschutzsystem (7) oder das Insassenschutzsystem (8) aktiviert werden soll, anhand des Körperschallsignals (s1) treffbar ist.
Verfahren zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs, mit – zumindest einem Körperschallsensor (4) zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen, – einer Auswerteeinrichtung (2) zum Auswerten des von dem Körperschallsensor (4) gelieferten Körperschallsignal (s1), so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können, wobei die Auswerteeinrichtung (2) das Körperschallsignal im Hinblick auf die darin enthaltenen Frequenzen analysiert, indem – das in einem Signalabschnitt enthaltene Frequenzspektrum in eine Anzahl an Frequenzbändern aufgeteilt wird, – für jedes Frequenzband die vorhandene Signalenergie ermittelt wird, und – eine Normierung der Signalenergien der Frequenzbänder vorgenommen wird, – einem Personenschutzsystem (3), das in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder die Charakteristik des Aufpralls betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Normierung die Signalenergie jedes der Frequenzbänder zu der Signalenergie eines bestimmten Bezugs-Frequenzbands ins Verhältnis gesetzt wird und das daraus resultierende Verhältnis mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzspektrum neben dem Bezugs-Frequenzband in zumindest zwei weitere Frequenzbänder aufgeteilt wird, so dass bei der Normierung zumindest ein erster und ein zweiter Verhältnisverlauf resultieren.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Vergleichs des ersten Verhältnisverlaufs mit einem ersten Schwellwert entschieden wird, ob das Personenschutzsystem (3) aktiviert wird oder nicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem zweiten Schwellwert entschieden wird, ob ein Fußgängerschutzsystem (7) aktiviert wird oder nicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Vergleichs des zweiten Verhältnisverlaufs mit einem dritten Schwellwert entschieden wird, ob ein Insassenschutzsystem (8) aktiviert wird oder nicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidung, ob das Personenschutzsystem (3) bzw. das Fußgängerschutzsystem (7) bzw. das Insassenschutzsystem (8) aktiviert wird oder nicht, anhand einer festgelegten Anzahl an Über- oder Unterschreitungen des betreffenden Schwellwerts erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf des in dem Körperschallsignal (s1) enthaltenen Frequenzspektrums analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Vorhandenseins von höherfrequenten Anteilen in dem Körperschallsignal (s1) analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die in unterschiedlichen Zeitfenstern innerhalb des Signalabschnitts enthaltenen, insbesondere mittleren, Signalenergien ermittelt und zueinander ins Verhältnis gesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Normierung auf das erste, einem Aufprall folgende Zeitfenster vorgenommen wird.
Vorrichtung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Fahrzeugs, mit – einer Sensorik (1) zum Erfassen einer Kollision eines Objekts mit dem Fahrzeug, wobei die Sensorik (1) zumindest einen Aufprallsensor (5) zum Erfassen eines Aufpralls des Objekts auf das Fahrzeug und zumindest einen Körperschallsensor (4) zum Aufnehmen von Karosserieschwingungen umfasst, – einer Auswerteeinrichtung (2) zum Auswerten der von der Sensorik (1) gelieferten Signale (s1, s2), so dass Informationen über das Aufprallobjekt und/oder über die Charakteristik des Aufpralls geliefert werden können, und zum Aktivieren eines an die Aufprallsituation angepassten Personenschutzsystems (3), und – einem Personenschutzsystem (3), das in Abhängigkeit der Informationen über das Aufprallobjekt und/oder über die Charakteristik des Aufpralls betätigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) zur Unterscheidung eines Fußgängeraufpralls von einem Crash dazu ausgebildet ist, das Frequenzspektrum des von dem Körperschallsensor (4) abgegebenen Körperschallsignals (s1) auszuwerten und im Rahmen der Auswertung einen Vergleich von hochfrequenten Signalanteilen mit niederfrequenten Signalanteilen durchzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung des Körperschallsignals (s1) nach Detektion eines Aufpralls durch den Aufprallsensor (5) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperschallsensor (4) an einem festen Karosseriebauteil in dem Fahrzeug angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperschallsensor (4) an einem nachgiebigen, bei einem Aufprall einer Deformation unterworfenen Bauteil des Fahrzeugs angeordnet ist.