DE102006048414B3 - Method and arrangement for detecting a rollover situation - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erkennen einer Rollover-Situation eines Fahrzeugs (1), bei dem eine Rollover-Situation ausschließlich in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigung (ay) des Fahrzeugs (1) und einer Rollrate (RR) um eine Längsachse des Fahrzeugs (1) ermittelt wird.Method for detecting a rollover situation of a vehicle (1), in which a rollover situation is determined exclusively as a function of a lateral acceleration (ay) of the vehicle (1) and a roll rate (RR) about a longitudinal axis of the vehicle (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erkennen einer Rollover-Situation eines Fahrzeugs.The The present invention relates to a method and an arrangement for detecting a rollover situation of a vehicle.
Um geeignete Sicherheits- und Rückhaltemittel in Kraftfahrzeugen auslösen zu können, ist es notwendig eine Überschlags- oder Rollover-Situation des Fahrzeugs rechtzeitig zu erkennen. Unter Rollover versteht man im Wesentlichen den Fahrzeugüberschlag durch eine Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Längsachse derart, dass das Fahrzeug auf seine Seite oder sein Dach umkippen kann. Dies kann beispielsweise beim Rutschen der Räder einer Seite des Fahrzeugs in ein Sandbett auftreten, wobei die in den Sand einfahrende Seite absinkt und sich eine Rotation um die Fahrzeuglängsachse ergeben kann. Ein weiteres Beispiel wäre das Auffahren bei hoher Geschwindigkeit gegen ein Hindernis wie z. B. ein Leitplankenende, wodurch die Räder einer Seite des Fahrzeugs in die Höhe geschleudert werden und eine Drehung um eine durch die zwei Radaufstandspunkte gegebene Achse der anderen Fahrzeugseite erfolgen kann. Je nach Heftigkeit des Ereignisses kann es dabei zu einer Rollover-Situation kommen. Ein derartiges Ereignis wird für die Algorithmusauslegung zur Detektion der jeweiligen kritischen Fahrzeugsituation und Auslöseentscheidung für ein Rückhaltesystem durch eine Rampenüberfahrt simuliert. Weitere Beispiele wären eine Böschungsfahrt oder ein Anrutschen des Fahrzeugs an einen Bordstein. Alle vier Ereignisse (Rutschen in ein Sandbett, Bordsteinanschlag, Böschungsfahrt und Rampenüberfahrt) können als repräsentativ für die Gesamtheit der Fahrzeugüberschlagsereignisse im Feld angenommen werden.Around suitable safety and restraint means in motor vehicles to be able to it is necessary a rollover or rollover situation of the vehicle in time to recognize. Rollover is understood essentially the vehicle rollover by a rotational movement of the vehicle about its longitudinal axis such that the vehicle on his side or his roof can tip over. This can be the case for example Slipping the wheels one side of the vehicle in a sand bed occur, with the in the sand entering side sinks and a rotation around the vehicle longitudinal axis can result. Another example would be driving up at high altitude Speed against an obstacle such as B. a crash barrier end, causing the wheels one side of the vehicle are thrown upwards and a rotation about one given by the two wheel contact points Axis of the other side of the vehicle can be done. Depending on the violence This event can lead to a rollover situation. Such an event will be for the algorithm interpretation for the detection of the respective critical ones Vehicle situation and triggering decision for a restraint system by a ramp crossing simulated. Further examples would be a slope drive or slipping the vehicle against a curb. All four Events (slides in a sand bed, curb stop, embankment drive and ramp crossing) can as representative for the Total of vehicle rollover events be accepted in the field.
Um in einer derartigen kritischen Fahr- oder Unfallsituation Sicherheits- und Rückhaltemaßnahmen für die Fahrzeuginsassen auszulösen, ist ein schnelles und zuverlässiges Erkennen der Rollover-Situation notwendig. In der Vergangenheit wurden dazu mehrere Beschleunigungssensoren und ein Drehratensensor im Fahrzeug verbaut. Entsprechende Beschleunigungssensoren liefern kontinuierlich Informationen zum Beispiel über die Neigung hinsichtlich einer ausgezeichneten Fahrzeugachse oder einer Beschleunigung in eine bestimmte Richtung. Um eine Rampenüberfahrt mit möglicher Rollover-Situation zu erkennen, ist bislang insbesondere ein Sensor notwendig, der eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs misst. Unter der Vertikalbeschleunigung versteht man in der Regel eine Beschleunigung in Z-Richtung, das heißt in Richtung der Erdbeschleunigung. Üblicherweise wird die Längsachse des Fahrzeugs als X-Achse bezeichnet und weist in Vorwärtsrichtung, eine Y-Achse verläuft dann normal zur üblichen Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs nach Links. Die Z-Achse des Fahrzeugs weist dann nach unten. Somit kann die X-Achse auch als Längsachse und die Y-Achse als Querachse des Fahrzeugs betrachtet werden.Around in such a critical driving or accident situation safety and restraint measures for the Cause vehicle occupants, is a fast and reliable Recognizing the rollover situation necessary. In the past For this purpose, several acceleration sensors and a rotation rate sensor were used installed in the vehicle. Provide corresponding acceleration sensors continuously information for example about the inclination regarding an excellent vehicle axle or acceleration in a certain direction. Around a ramp crossing with possible To recognize a rollover situation has so far been a sensor in particular necessary, which measures a vertical acceleration of the vehicle. Under the vertical acceleration is usually understood a Acceleration in Z-direction, that is in the direction of gravitational acceleration. Usually becomes the longitudinal axis the vehicle is referred to as X-axis and pointing in the forward direction, a Y-axis runs then normal to the usual forward movement the vehicle to the left. The Z-axis of the vehicle then shows below. Thus, the X-axis can also be used as a longitudinal axis and the Y-axis as Transverse axis of the vehicle to be considered.
In der Regel sind immer lineare Y-Beschleunigungssensoren Fahrzeugs vorhanden, da auf die entsprechenden Messdaten zur Auslösentscheidung für z. B. Lenkrad- oder Beifahrerairbags bzw. der Seitenairbags zurückgegriffen werden muss. Zusätzliche Z-Beschleunigungssensoren sind derzeit notwendig, um die Fensterairbags im Rolloverlastfall "Rampenüberfahrt" zu steuern. Alle anderen Lastfälle lassen sich allein aus einem Rollratensensor und der Erfassung der y-Beschleunigung heraus lösen. Der Z-Beschleunigungssensor trägt erheblich zu den Kosten derartiger Sicherheitssysteme bei. Unter Lastfall versteht man eine kritische Fahrzeugsituation in der eine Sicherheitseinrichtung, wie zum Beispiel ein Airbag, ausgelöst werden sollte.In The rule is always linear Y-acceleration vehicle available, as on the corresponding measurement data for trigger decision for z. B. steering wheel or passenger airbags or the side airbags used must become. additional Z-accelerometers are currently necessary to the window airbags in the rollover load case "ramp crossing" to control. All other load cases can be used alone from a roll rate sensor and the detection of Release y-acceleration. The Z-accelerometer bears significantly add to the cost of such security systems. Under Load case is a critical situation in the vehicle Safety device, such as an airbag, are triggered should.
Die
Die
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, dass zuverlässiger eine Rollover-Situation erkennt und dabei möglichst wenige Beschleunigungseingangsgrößen verwendet.It Therefore, an object of the present invention is a method indicate that more reliable one Detects a rollover situation and uses as few acceleration input variables as possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1.
Demgemäß ist ein
Verfahren zum Erkennen einer Rollover-Situation eines Fahrzeugs angegeben,
bei dem eine Rollover-Situation
ausschließlich
in Abhängigkeit
von einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einer Rollrate um
eine Längsachse
des Fahrzeugs (
Die Erfindung ermöglicht somit die Einsparung eines üblicherweise verwendeten Z-Beschleunigungssensors, was eine erhebliche finanzielle Ersparnis in Steuerungen von Sicherheitssystemen für Kraftfahrzeuge bedeutet. Es genügt die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kennen, beispielsweise Beschleunigungen, welche senkrecht zur Erdbeschleunigung wirken und nicht in Fahrtrichtung gemessen werden. Bei der Rollrate handelt es sich um die Winkelgeschwindigkeit einer Rollbewegung des Kraftfahrzeugs um eine Drehachse, die in der Regel parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft. Eine mögliche Drehachse ist beispielsweise die Achse durch die Auflagepunkte von zwei Rädern mit Bodenhaftung, während die auf der gegenüberliegenden Seite vorliegenden Räder des Fahrzeugs auf einer Rampe oder freischwebend liegen.The Invention allows thus the saving of one usually used Z-accelerometer, which is a significant financial Savings in controls of safety systems for motor vehicles means. It is sufficient to know the lateral acceleration of the vehicle, for example, accelerations, which act perpendicular to the acceleration of gravity and not in the direction of travel be measured. The roll rate is the angular velocity a rolling movement of the motor vehicle about an axis of rotation which in usually parallel to the vehicle's longitudinal axis runs. A possible For example, the axis of rotation is the axis through the support points of two wheels with traction while the one on the opposite Side present wheels of the vehicle on a ramp or floating.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert lediglich einen Drehratensensor oder einen Drehbeschleunigungssensor und einen Linearbeschleunigungssensor, wobei insbesondere der Linearbeschleunigungssensor in der Regel immer bereits im Fahrzeug vorhanden ist.The inventive method only requires a yaw rate sensor or a spin acceleration sensor and a linear acceleration sensor, wherein in particular the linear acceleration sensor usually always already exists in the vehicle.
Es wird eine Auslöseentscheidung für eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere einen Gurtstraffer, Seiten- und/oder Fensterairbag getroffen, falls die miteinander verknüpften Entscheidungsparameter den Schwellwert überschreiten. dass die Rollrate mittels einem Drehratensensor oder einem Drehbeschleunigungssensor, wobei eine Drehbeschleunigung zu der Drehrate aufintegriert wird, gemessen wird.It becomes a trigger decision for one Safety device, in particular a belt tensioner, side and / or window airbag hit, if the interlinked decision parameters exceed the threshold. in that the roll rate is determined by means of a rotation rate sensor or a spin acceleration sensor, wherein a spin is integrated to the spin rate, is measured.
Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, bekannte Rollover-Situationen entsprechenden Kombinationen zuzuordnen. Somit wird bevorzugt die kritische Kombination von Werten der Querbeschleunigung und der Rollrate durch Messen der Querbeschleunigung und der Rollrate in einer vorbestimmten Rollover-Situation des Fahrzeugs bestimmt.It is in the inventive method possible, Assign known rollover situations to appropriate combinations. Thus, the critical combination of lateral acceleration values is preferred and the roll rate by measuring the lateral acceleration and the roll rate determined in a predetermined rollover situation of the vehicle.
Vorzugsweise wird die gemessene Querbeschleunigung einer Tiefpassfilterung unterzogen, was hochfrequente Störanteile an der gemessenen Beschleunigung eliminiert. Damit werden störende Schwingungen, die beispielsweise durch Eigenschwingungen des Fahrzeugs oder kurzen Stößen auf die Stoßdämpfer auftreten können, nicht bei der Bewertung hinsichtlich dem Vorliegen einer Rollover-Situation berücksichtigt.Preferably the measured lateral acceleration is subjected to low-pass filtering, what high-frequency interference components eliminated at the measured acceleration. This disturbing vibrations, for example, due to natural oscillations of the vehicle or short Bumps up the shock absorbers occur can, not in the assessment of the existence of a rollover situation considered.
Die Querbeschleunigung wird vorzugsweise in der Nähe des Schwerpunkts des Fahrzeugs gemessen. Vorteilhaft kann auch eine Messung der Querbeschleunigung an einer besonders hohen Stelle des Fahrzeugs gemessen werden. Die Verwendung der Y-Linearbeschleunigung zum Erkennen der Rollover-Situation wird in der Regel verbessert, je höher diese am Fahrzeug gemessen wird.The Transverse acceleration is preferably near the center of gravity of the vehicle measured. Advantageously, a measurement of the lateral acceleration be measured at a particularly high point of the vehicle. The Use of Y-linear acceleration to detect the rollover situation is usually improved, The higher this is measured on the vehicle.
Bevorzugt werden zum Bestimmen der kritischen Kombination die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:
- a) Herbeiführen einer Rollover-Situation des Fahrzeugs;
- b) Messen der Rollrate um die X-Achse des Fahrzeugs und der Y-Beschleunigung des Fahrzeugs; und
- c) Speichern des ersten und zweiten Erkennungsparameters als kritische Kombination oder des dritten Erkennungsparameters als kritischen Schwellwert.
- a) causing a rollover situation of the vehicle;
- b) measuring the roll rate about the X-axis of the vehicle and the Y-acceleration of the vehicle; and
- c) storing the first and second detection parameters as the critical combination or the third detection parameter as the critical threshold.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zum Erkennen einer Rollover-Situation eines Fahrzeugs mit einem linearen Beschleunigungssensor zum Messen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs, einem Drehbeschleunigungssensor oder eines Drehratensensors zum Messen einer Rollrate des Fahrzeugs und einer Steuereinrichtung zum Auswerten der gemessenen Querbeschleunigung der Rollrate. Dabei führt die Steuereinrichtung ein oben genanntes Verfahren zum Erkennen einer Rollover-Situation eines Fahrzeugs durch.The The invention further relates to an arrangement for detecting a rollover situation a vehicle with a linear acceleration sensor for measuring a lateral acceleration of the vehicle, a spin acceleration sensor or a yaw rate sensor for measuring a roll rate of the vehicle and a control device for evaluating the measured lateral acceleration the roll rate. It leads the control means an above-mentioned method for detecting a rollover situation of a vehicle.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung weist die Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung mit abgespeicherten kritischen Kombinationen von Werten ersten und zweiten Entscheidungsparameters, beispielsweise der Querbeschleunigungen und der Rollrate auf. Bei Übereinstimmung einer gemessenen Kombination von Werten der Querbeschleunigung und der Rollrate mit einer der gespeicherten kritischen Kombinationen erzeugt die Steuereinrichtung ein Auslösesignal für eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere einen Seitenairbag des Fahrzeugs.In a preferred embodiment of the arrangement, the control device has a memory device with stored critical combinations of values of first and second decision parameters ters, for example, the lateral accelerations and the roll rate. If a measured combination of values of the lateral acceleration and the roll rate match one of the stored critical combinations, the control device generates a triggering signal for a safety device, in particular a side airbag of the vehicle.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments described below.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen des Verfahrens und der Anordnung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt dabei:in the Furthermore, the invention is based on embodiments of the method and the arrangement explained in more detail with reference to the figures. It shows:
In den Figuren sind – sofern nichts Anderes angegeben ist – gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In the figures are - if nothing else is stated - same or functionally identical elements provided with the same reference numerals Service.
In
der
Durch
zeitliches Ableiten ergibt sich die Bahnbeschleunigung a → an der Position
des Beschleunigungssensors
In herkömmlichen Systemen für die Erkennung einer Rollover-Situation wird die Z-Komponente der Bahnbeschleunigung detektiert, welche mit dem Bahnbeschleunigungsvektor r → einen Winkel α einschließt. Ein entsprechender linearer Z-Beschleunigungssensor wird durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens überflüssig.In usual Systems for the detection of a rollover situation the Z component of the orbit acceleration is detected, which with the web acceleration vector r → an angle α. A corresponding linear Z-acceleration sensor is unnecessary by application of the method according to the invention.
Die
Durch
die Steuereinrichtung
In
der
Aus
den sich aus der
Aus
der Gleichung 4 ergibt sich, dass allein durch Messen einer Y-Beschleunigung
auch die Drehbeschleunigung abgeleitet werden kann. Es ergibt sich
ferner, dass je höher
die Einbauposition des Querbeschleunigungssensors, also des Sensors
zum Messen der linearen Y-Beschleunigung, ist, desto mehr das Signal
der Y-Beschleunigung gegenüber
dem der Z-Beschleunigung überwiegt,
weil der absolute Winkel α größer ist.
Dies ist aus den
Erfindungsgemäß werden auf die Beschleunigungssignale herkömmlich anwendbare Entscheidungsalgorithmen gegebenenfalls in abgewandelter Form nur noch auf ein Y- Beschleunigungssensorsignal angewendet, um beispielsweise einen Rampencrash bzw. eine Rollover-Situation zu erkennen.According to the invention Decision algorithms conventionally applicable to the acceleration signals optionally in a modified form only to a Y-acceleration sensor signal applied to, for example, a ramp crash or a rollover situation to recognize.
In
der
Die
zeitlichen Verläufe
umfassen das Auffahren eines Fahrzeugs bei hoher Geschwindigkeit
auf eine einseitige Rampe. Dadurch vollzieht das Fahrzeug eine Linksdrehung,
was in
Um
die Sicherheitssysteme des Fahrzeugs zuverlässig und rechtzeitig auslösen zu müssen, muss eine
Auslöseentscheidung
bis zum Zeitpunkt RTTF (required time to fire) erfolgen. Dazu wird
von der Steuereinrichtung kontinuierlich überprüft, ob ein gewähltes Entscheidungskriterium
eine jeweilige Schwellwert überschreitet.
Zum Beispiel kann geprüft
werden, ob die Rollrate RR und die Y-Beschleunigung ay gleichzeitig
jeweilige Schwellwerte überschreiten.
Ist dies der Fall, sendet die Steuereinrichtung
Ein
geeignetes Kriterium bzw. ein möglicher
Entscheidungsparameter für
die Auslöseentscheidung
ist auch das Produkt oder die Summe aus der integrierten Y-Beschleunigung
mit der gemessenen Rollrate. Überschreitet
dann dieses Kriterium einen vorgegebenen Schwellwert erzeugt die
Steuereinrichtung
Anhand
der
Um
die Signalqualität
der Beschleunigungssensoren
Eine
Auslöseentscheidung
kann auch derart getroffen werden, dass zunächst in dem Speicher
Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert wurde,
ist sie nicht darauf beschränkt,
sondern vielfältig
modifizierbar. Insbesondere sind beliebige Ausführungen der Linearbeschleunigungssensoren
und der Drehraten- oder Drehbeschleunigungssensoren denkbar. Bei spielhaft
sei nur die Realisierung mit Piezoelementen oder mikromechanischen
Elementen auf Halbleiterbasis genannt. Ferner ist die in der
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |