DE102011010242A1

DE102011010242A1 - Fahrzeugsicherheitssysteme und -verfahren

Info

Publication number: DE102011010242A1
Application number: DE102011010242A
Authority: DE
Inventors: James N. Mich. Nickolaou; Paul R. Mich. Williams
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2011-08-11
Also published as: US20110196568A1; US8600606B2

Abstract

Es werden Sicherheitssysteme und -verfahren zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Verschluss, der einen Schwenkbereich definiert, wenn er offen ist, geschaffen. Das Sicherheitssystem umfasst einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, Daten zu sammeln, die zu einem Objekt in einer Zielzone gehören, die das Fahrzeug zumindest teilweise umgibt; und einen Prozessor, der mit den Sensoren gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, auf der Basis einer Fahrzeugeigenschaft selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten. Der Prozessor ist dazu konfiguriert, im ersten Modus das Objekt zu detektieren und eine erste Warnung auf der Basis des Objekts zu erzeugen; und im zweiten Modus das Objekt zu detektieren und eine Kollisionsgefahr zwischen dem Objekt und dem Schwenkbereich des Verschlusses zu bestimmen und eine zweite Warnung auf der Basis der Kollisionsgefahr zu erzeugen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeugsicherheitssysteme und bezieht sich insbesondere auf Fahrzeugsicherheitssysteme, die Kollisionen zwischen externen Objekten und den Türen oder anderen Verschlüssen des Fahrzeugs verhindern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fahrzeuge sind zunehmend mit Sensoren ausgestattet; die Daten erzeugen, die die Außenumgebung und das umliegende Gelände beschreiben. Einige Fahrzeuge umfassen beispielsweise Sensorsysteme, die Bilder des Geländes und/oder anderer Objekte in der Nähe des Fahrzeugs liefern. Ferner wurden andere Sensorsysteme wie z. B. Radar verwendet, um die Anwesenheit und Position von Objekten im Weg des Fahrzeugs zu detektieren. Die durch diese Sensorsysteme erzeugten Daten können durch verschiedene Fahrzeugsysteme verwendet werden, um Fahrzeugsteuerung, Kollisionsvermeidung, adaptiven Tempomat, Kollisionsmilderung, Geschwindigkeitssteuersysteme, Fahrbahnabweichungssysteme, Parkunterstützungssysteme und andere aktive Sicherheitsmerkmale zu schaffen. An sich werden diese aktiven Sensorsysteme herkömmlich verwendet, um den Fahrer beim Fahren zu unterstützen, um in die Steuerung des Fahrzeugs einzugreifen, beispielsweise durch Bremsen oder Schaffen einer Bremsunterstützung.
Im Gegensatz zu den dynamischen Antworten von herkömmlichen Systemen beinhaltet ein anderer Typ von Unfallrisiko Kollisionen mit Objekten, wenn das Fahrzeug still steht. Ein Radfahrer, der an einem Auto vorbei fährt, kann beispielsweise eine Verletzung erleiden, wenn ein unaufmerksamer Fahrer die Tür im Weg des Radfahrers öffnet. Herkömmliche aktive Sicherheitssensorsysteme betrachten jedoch keine bewegungslosen oder langsamen Sicherheitssituationen.
Folglich ist es erwünscht, ein Fahrzeugsicherheitssystem zu schaffen, das Kollisionen, insbesondere Kollisionen mit Türen oder anderen Verschlüssen, verhindert, wenn das Fahrzeug still steht. Ferner werden andere erwünschte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Sicherheitssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Verschluss geschaffen, der einen Schwenkbereich definiert, wenn er offen ist. Das Sicherheitssystem umfasst einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, Daten zu sammeln, die zu einem Objekt in einer Zielzone gehören, die das Fahrzeug zumindest teilweise umgibt; und einen Prozessor, der mit den Sensoren gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, auf der Basis einer Fahrzeugeigenschaft selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten. Der Prozessor ist dazu konfiguriert, im ersten Modus das Objekt zu detektieren und eine erste Warnung auf der Basis des Objekts zu erzeugen; und im zweiten Modus das Objekt zu detektieren, eine Kollisionsgefahr zwischen dem Objekt und dem Schwenkbereich des Verschlusses zu bestimmen, und eine zweite Warnung auf der Basis der Kollisionsgefahr zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einer Zielzone eines Fahrzeugs mit einem Verschluss geschaffen, der einen Schwenkbereich definiert, wenn er offen ist. Das Verfahren umfasst das Bewerten einer Fahrzeugbetriebseigenschaft; das selektive Arbeiten in einem ersten Modus und einem zweiten Modus auf der Basis der Fahrzeugbetriebseigenschaft; im ersten Modus das Feststellen einer ersten Position des Objekts relativ zum Fahrzeug; im ersten Modus das Bewerten einer ersten Kollisionsgefahr auf der Basis der ersten Position; im ersten Modus das Erzeugen einer ersten Warnung auf der Basis der ersten Kollisionsgefahr; im zweiten Modus das Bestimmen einer zweiten Position des Objekts relativ zum Schwenkbereich des Verschlusses; im zweiten Modus das Bewerten einer zweiten Kollisionsgefahr auf der Basis der zweiten Position; und im zweiten Modus das Erzeugen einer zweiten Warnung auf der Basis der zweiten Kollisionsgefahr.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs mit einem Sicherheitssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
2 einen Zielbereich und eine Sensoranordnung des Sicherheitssystems von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt;
3 ein Ablaufplan eines beispielhaften Fahrzeugsicherheitsverfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende ausführliche Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung nicht begrenzen. Ferner besteht keine Absicht, an irgendeine ausgedrückte oder implizierte Theorie gebunden zu sein, die im vorangehenden technischen Gebiet, im vorangehenden Hintergrund, in der vorangehenden kurzen Zusammenfassung oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellt ist.
Im Umriss beziehen sich hierin erörterte beispielhafte Ausführungsformen auf Fahrzeugsicherheitssysteme und -verfahren. Das System kann ein integriertes Sicherheitssystem sein, das auf der Basis einer Fahrzeugbetriebseigenschaft wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit selektiv in zwei Modi arbeitet. In einem ersten Modus, wie z. B. wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet, überwacht das Sicherheitssystem einen Zielbereich auf Objekte und liefert Warnungen und dynamische Antworten auf der Basis des Objekts. In einem zweiten Modus, wie z. B. wenn das Fahrzeug still steht, überwacht das Sicherheitssystem einen Zielbereich auf Objekte und liefert eine Warnung und andere Antworten auf der Basis des Objekts. Im zweiten Modus kann das Fahrzeugsicherheitssystem beispielsweise unterbinden oder verhindern, dass eine Tür oder ein anderer Verschluss sich öffnet, um eine Kollision mit dem Objekt zu verhindern.
1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Fahrzeug 100 umfasst ein Fahrwerk 102, eine Karosserie 104, mindestens ein Rad 106 und mindestens eine Tür 108. Die Karosserie 104 ist auf dem Fahrgestell 102 angeordnet und umschließt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 104 und das Fahrgestell 102 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 106 sind jeweils mit dem Fahrgestell 102 nahe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 104 drehbar gekoppelt.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 100 vier Räder 106 und zwei Türen 108. Wie nachstehend genauer erörtert, können die Türen 108 jeweils eine Türbetätigungsvorrichtung 110 umfassen, die die Tür 108 öffnet und schließt. Die Türbetätigungsvorrichtung 110 kann außerdem zum Stoppen oder Verlangsamen der Öffnung der Tür 108 fungieren. Obwohl nicht gezeigt, kann das Fahrzeug 100 andere Verschlüsse, wie z. B. eine Motorhaube, eine Heckklappe oder eine Kofferraumtür und zugehörige Verschlussbetätigungsvorrichtungen, um das Öffnen dieser Verschlüsse zu verhindern oder zu unterbinden, umfassen. Aspekte der Tür 108 und der Türbetätigungsvorrichtung 110 werden nachstehend genauer beschrieben.
Das Fahrzeug 100 kann ein beliebiges von einer Anzahl von verschiedenen Typen von Kraftfahrzeugen sein, wie beispielsweise eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen oder ein Geländewagen (SUV) und kann ein Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Hinterradantrieb oder Vorderradantrieb), Vierradantrieb (4WD), Dreiradantrieb (3WD) oder Allradantrieb (AWD) sein. Das Fahrzeug 100 kann auch irgendeinen oder eine Kombination einer Anzahl von verschiedenen Typen von Maschinen (oder Aktuatoren) beinhalten, wie beispielsweise eine mit Benzin oder Diesel versorgte Brennkraftmaschine, eine Flex-Fuel-Fahrzeug-Maschine (FFV-Maschine) (d. h. unter Verwendung eines Gemisches von Benzin und Alkohol), eine mit einer gasförmigen Verbindung (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas) versorgte Maschine, eine Brennstoffzelle, eine Brennkraft/Elektromotor-Hybridmaschine oder einen Elektromotor.
Das Fahrzeug 100 kann ferner ein aktives Sicherheitssystem 150 umfassen, das einen Prozessor 120, einen Speicher 122, eine Warnvorrichtung 124, eine Navigationsvorrichtung 126, eine oder mehrere elektronische Steuereinheiten (ECUs) 128 und eine aktive Sensorgruppe 130 umfasst. Wie dargestellt, sind die Warnvorrichtung 124, die Navigationsvorrichtung 126, die ECUs 128 und die Sensorgruppe 130 jeweils mit dem Prozessor 120 über eine Datenkommunikationsverbindung 132 gekoppelt. In einer Ausführungsform umfasst die Datenkommunikationsverbindung 132 einen oder mehrere Borddatenkommunikationsbusse, die Daten, einen Zustand und andere Informationen oder Signale zwischen verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 100 übertragen. Die Borddatenkommunikationsverbindungen 132 können beliebige geeignete physikalische oder drahtlose Mechanismen zum Verbinden von Computersystemen und Komponenten umfassen.
Der Prozessor 120 kann einen beliebigen Typ von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen wie z. B. einen Mikroprozessor oder irgendeine geeignete Anzahl von integrierten Schaltungsvorrichtungen und/oder Leiterplatten, die in Zusammenwirkung arbeiten, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit zu bewerkstelligen, umfassen. Während des Betriebs führt der Prozessor 120 einen oder mehrere Befehle aus, die innerhalb des Speichers 122 gespeichert sind.
Der Speicher 122 kann ein beliebiger Typ von geeignetem Speicher sein, einschließlich verschiedener Typen eines dynamischen Direktzugriffsspeichers (DRAM), wie z. B. SDRAM, verschiedener Typen eines statischen RAM (SRAM) und verschiedener Typen eines nichtflüchtigen Speichers (PROM, EPROM und Flash). Wie vorstehend angegeben, speichert der Speicher 122 Befehle zum Ausführen von Befehlen, die zu den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren gehören.
Die Warnvorrichtung 124 kann ein beliebiger Typ von Vorrichtung sein, die eine Meldung für den Benutzer des Fahrzeugs 100 erzeugt. Die Warnvorrichtung 124 kann beispielsweise eine Anzeigevorrichtung sein, die verschiedene Bilder (textlich, graphisch oder ikonisch) innerhalb eines Anzeigebereichs in Ansprechen auf vom Prozessor 120 empfangene Befehle wiedergibt. Eine solche Anzeigevorrichtung kann unter Verwendung einer Flüssigkristallanzeige (LCD), einer Dünnschichttransistor-Anzeige (TFT-Anzeige), einer Plasmaanzeige, einer Leuchtdiodenanzeige (LED-Anzeige) oder dergleichen verwirklicht werden. In weiteren Ausführungsformen kann die Warnvorrichtung 124 eine akustische Vorrichtung sein, die ein hörbares Warnsignal an den Benutzer ausgibt, oder die Warnvorrichtung 124 kann eine haptische Vorrichtung sein, die vibriert, um ein Signal zum Benutzer zu liefern. In weiteren Ausführungsformen kann die Warnvorrichtung 124 weggelassen werden und/oder in die Türbetätigungsvorrichtung 110 integriert werden, beispielsweise um zu verhindern oder zu unterbinden, dass der Benutzer die Tür 108 öffnet.
Die Navigationsvorrichtung 126 erzeugt Daten, die der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 100 zugeordnet sind. In einer Ausführungsform umfasst die Navigationsvorrichtung 126 ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) und/oder eine oder mehrere Trägheitsmesseinheiten (IMUs) zum Bestimmen der gegenwärtigen Koordinaten des Fahrzeugs 100 auf der Basis von empfangenen GPS-Signalen und/oder Koppelnavigationsverfahren.
Die ECU 128 umfasst eine oder mehrere Kraftfahrzeugsteuereinheiten zum Steuern der verschiedenen Systeme des Fahrzeugs 100, wie z. B. eine Stabilitätssteuereinheit, eine Lenksteuereinheit und eine Bremssteuereinheit. An sich kann die ECU 128 einen oder mehrere Controller, Aktuatoren, Sensoren und/oder andere Komponenten umfassen, die den Betrieb, die Handhabung und andere Eigenschaften des Fahrzeugs 100 steuern.
Die Sensorgruppe 130 detektiert verschiedene Attribute der Umgebung, die das Fahrzeug 100 umgibt. Insbesondere kann die Sensorgruppe 130 einen oder mehrere Sensoren umfassen, die zusammenarbeiten, um Daten zu erzeugen, die das Gelände und andere Objekte innerhalb zumindest eines Teils des Bereichs, der das Fahrzeug 100 umgibt (nachstehend der ”Zielbereich”), beschreiben. Die Anordnung der Sensorgruppe 130 und der resultierende Zielbereich werden nachstehend mit Bezug auf 2 genauer erörtert.
Die Sensorgruppe 130 umfasst mehrere ähnliche oder unterschiedliche aktive Geländeerfassungsvorrichtungen, wie z. B. eine oder mehrere Lichtdetektions- und Entfernungsmessvorrichtungen (LIDAR-Vorrichtungen), Kameras, Radarvorrichtungen, Ultraschallvorrichtungen und 3D-Laufzeitlaser (TOF-Laser). Es ist zu erkennen, dass alternative Ausführungsformen ebenso andere Typen von Sensoren umfassen können. Als Beispiel erzeugen Kameras Bilder des Zielbereichs, einschließlich Bildern einer Straße, anderer Fahrzeuge und anderer Objekte innerhalb des Zielbereichs, und können ladungsgekoppelte Vorrichtungen (CCD) oder Videobildsensoren eines komplementären Metalloxid-Halbleiters (CMOS) umfassen. In einer Ausführungsform können Stereokameras Bilder erzeugen, die die Höhe/Erhebung und die Krümmung von Objekten im Zielbereich darstellen. Die Radarvorrichtung verwendet Funkwellen, um die Anwesenheit und Position von Objekten innerhalb des Zielbereichs zu erfassen. Als weiteres Beispiel senden LIDAR-Vorrichtungen Licht (z. B. Ultraviolett, sichtbares und Infrarot) in den Zielbereich und einiges von diesem Licht wird durch die Objekte im Zielbereich zurück reflektiert/gestreut. Dieses reflektierte Licht wird empfangen und analysiert, um verschiedene Attribute der Objekte im Zielbereich zu bestimmen. LIDAR-Vorrichtungen können beispielsweise die Nähe der Objekte innerhalb des Zielbereichs auf der Basis der Zeit, die erforderlich ist, damit das gesendete Licht zurückreflektiert wird, bestimmen.
2 stellt Aspekte des Sicherheitssystems 150 des Fahrzeugs 100 von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar. Folglich wird in der nachstehenden Erörterung außerdem auf 1 Bezug genommen.
2 stellt eine beispielhafte Anordnung der Sensorgruppe 130 dar, die Sensoren 270–280 umfasst. Die Sensoren 270–280 können jedoch in irgendeiner geeigneten Konfiguration angeordnet sein, einschließlich innerhalb oder außerhalb der Karosserie des Fahrzeugs 100. Als ein Beispiel umfasst die Sensorgruppe 130 einen Sensor 270 am vorderen Armaturenbrett des Fahrzeugs, vier Sensoren 272–275 im vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs 100, zwei Sensoren 271, 276 in den Vorderradkästen und vier Sensoren 277–280 im hinteren Stoßfänger. Im Allgemeinen kann die Sensorgruppe 130 ein Gemisch von Sensortypen umfassen und in dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die Sensorgruppe 130 sowohl Langstreckensensoren (z. B. Sensoren 270, 274) als auch Kurzstreckensensoren (z. B. Sensoren 271–273, 275, 280).
Wie vorstehend angegeben, wirken die Sensoren 270–280 zusammen, um einen Zielbereich 200 zu definieren, der das Fahrzeug 100 umgibt, so dass die Sensoren 270–280 Objekte oder Hindernisse (z. B. Objekte 250, 260) innerhalb des Zielbereichs 200 detektieren und überwachen. In einigen Ausführungsformen kann die Straße 220 als Objekt betrachtet werden, das durch das Sicherheitssystem 150 bewertet wird. Wie gezeigt, weist jeder Sensor 130 eine Reichweite auf, die einen Teil des Zielbereichs 200 bildet. Die Teile überlappen oder wirken anderweitig zusammen, um einen vollständigen Zielbereich 200 zu bilden, der das Fahrzeug umgibt. Obwohl 2 den Zielbereich 200 in einer Draufsicht darstellt, d. h. der sich in einer horizontalen oder seitlichen Richtung relativ zum Boden erstreckt, erstreckt sich der Zielbereich 200 auch in einer vertikalen oder Höhenrichtung relativ zum Boden, um tatsächlich eine 3D-Hüllkurve oder einen 3D-Kokon um das Fahrzeug 100 zu bilden. In 2 ist der Zielbereich 200 nicht notwendigerweise maßstäblich gezeichnet und kann auf der Basis von Fahrbedingungen und Benutzereinstellungen variieren. In einer Ausführungsform kann der Zielbereich 200 durch den Benutzer erweitert werden, wenn das Fahrzeug 100 beispielsweise einen Fahrradständer oder einen Gepäckträger trägt.
Wie nachstehend genauer erörtert, können die Objekte 250, 260 stationär oder beweglich sein und können innerhalb des Weges des Fahrzeugs 100, wie das Objekt 250, oder innerhalb des Zielbereichs 100, aber nicht innerhalb des Weges des Fahrzeugs 100, wie das Objekt 260, liegen. Wie in 2 gezeigt, ist das Objekt 250 ein Baum und das Objekt 260 ist ein Radfahrer. Im Allgemeinen können jedoch die Objekte 250, 260 ein beliebiges Objekt sein, das ein Kollisionsrisiko mit dem Fahrzeug 100 darstellt. Das Objekt kann beispielsweise andere Fahrzeuge, Fußgänger, Tiere, Wände, Masten, Parkuhren, ungleichmäßige Bodenfreiheiten und dergleichen sein.
Das Sicherheitssystem 150 kann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder anderen Betriebseigenschaften des Fahrzeugs 100 selektiv in einem von zwei Modi funktionieren. In einem ersten Modus fährt das Fahrzeug 100 im Allgemeinen über einer Schwellengeschwindigkeit und das Sicherheitssystem 150 funktioniert als aktives Fahrsystem. In einem zweiten Modus ist das Fahrzeug 100 gestoppt oder fährt unter der Schwellengeschwindigkeit und das Sicherheitssystem 150 funktioniert als aktives Türkollisionsverhinderungssystem. Die Schwellengeschwindigkeit kann eine beliebige geeignete Geschwindigkeit sein, bei der die Tür 108 des Fahrzeugs 100 geöffnet werden kann. Die Schwellengeschwindigkeit kann beispielsweise 0 mph sein. Die Schwellengeschwindigkeit kann jedoch auch relativ niedrige Geschwindigkeitsraten sein, wie z. B. 5 oder 10 mps. In einer weiteren Ausführungsform können die Modi auf der Basis einer anderen Fahrzeugeigenschaft ausgewählt werden. Der zweite Modus kann beispielsweise durch einen Fahrer oder Insassen ausgelöst werden, der ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit versucht, die Tür 108 zu öffnen. In dieser Situation kann die Türbetätigungsvorrichtung 110 ein Signal zum Prozessor 120 senden, um den zweiten Modus einzuleiten. Eine Beschreibung der dualen Modi des Sicherheitssystems 150 wird nun mit fortgesetztem Bezug auf 1 und 2 genauer erörtert.
Anfänglich empfängt der Prozessor 120 Informationen über die Geschwindigkeit oder eine andere Betriebseigenschaft des Fahrzeugs 100. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise durch die ECU 128, Raddrehzahlsensoren, einen Getriebeausgang oder andere Mechanismen bereitgestellt werden. Wenn die Geschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, betreibt der Prozessor 120 das Sicherheitssystem 150 im ersten Modus.
Im ersten Modus detektiert und überwacht das Sicherheitssystem 150 Objekte innerhalb der Zielzone 200. Insbesondere überwachen die Sensoren 270–280 des Sicherheitssystems 150 während der Fahrt den Zielbereich 200. Die Sensoren 270–280 können beispielsweise eine LIDAR-Vorrichtung sein, die Daten erzeugt, die die Topographie und Reflexionseigenschaften des Zielbereichs beschreiben. Solche LIDAR-Daten können mehrere Abtastungen umfassen, die sich über den Zielbereich 200 erstrecken. Jede Abtastlinie entspricht einem anderen Abtastwinkel von LIDAR und beschreibt die Topographie und Reflexionsintensität auf Oberflächen im Zielbereich 200. Attribute der Objekte innerhalb des Zielbereichs 200 können durch diese Reflexionsintensität der Abtastlinien unterschieden werden. Zusätzlich zu LIDAR-Daten können andere Sensordaten wie z. B. Kameradaten und 3D-Laser-Daten verwendet werden, um die Genauigkeit und/oder Geschwindigkeit des Sicherheitssystems 150 zu erhöhen. In dieser Weise stellen Sensordaten von den Sensoren 270–280 einen Schnappschuss des Zielbereichs 200 dar.
Auf der Basis der durch die Sensoren 270–280 gesammelten Daten im ersten Modus kann das Sicherheitssystem 150 Warnungen bereitstellen oder dynamische Antworten einleiten, die sich auf die Steuerung des fahrenden Fahrzeugs 100 beziehen. Das Sicherheitssystem 150 kann beispielsweise als Fahrbahnabweichungssystem fungieren, in dem der Prozessor 120 im Wesentlichen glatte oder flache Segmente innerhalb des Zielbereichs 200 identifiziert, die der Position der Straße 220 entsprechen, und der Prozessor 120 dann diese Segmente analysiert, um die Form und Krümmung der Straße 220 zu detektieren. Der Prozessor 120 kann dann Betriebsinformationen über das Fahrzeug 100 beispielsweise von der ECU 128 oder anderen Sensoren verwenden, um den gegenwärtigen und bevorstehenden Weg des Fahrzeugs 100 auf der Straße 220 zu vergleichen. Wenn der Weg des Fahrzeug 100 von der Straße 220 abweicht oder droht, von der Straße 220 abzuweichen, kann der Prozessor 120 ein Warnsignal von der Warnvorrichtung 124 einleiten. In einer anderen Ausführungsform kann der Prozessor 120 automatisch eine dynamische Antwort beispielsweise durch Erzeugen eines Signals für die ECU 128 einleiten, um die Lenkung zu korrigieren oder das Fahrzeug zu verlangsamen. Die dynamische Antwort des Sicherheitssystems 150 kann auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der drohenden Gefahr basieren. Andere Erwägungen können Betriebsaspekte des Fahrzeugs 100 umfassen, wie z. B. die Lenkposition, Gierrate, Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung. In diesem Zusammenhang können verschiedene Betriebswerte mit vordefinierten Sollwerten und den Sensordaten des Sicherheitssystems 150 verglichen werden, um dynamische Antworten einzuleiten, einschließlich Systemen wie z. B. eines Antiblockierbremssystems und/oder elektronischen Stabilitätsprogramms, die die Funktion haben, den Fahrer des Kraftfahrzeugs in kritischen Fahrsituationen zu unterstützen, um einen Unfall zu vermeiden.
In einer anderen Ausführungsform kann das Sicherheitssystem 150 im ersten Modus als Kollisionsvermeidungssystem fungieren, in dem der Prozessor 120 Hindernisse wie z. B. das Objekt 250 in der Zielzone 200 identifiziert. Der Prozessor 120 kann dann Betriebsinformationen über das Fahrzeug 100 beispielsweise von der ECU 128 oder anderen Sensoren verwenden, um den gegenwärtigen und bevorstehenden Weg des Fahrzeugs 100 zum Objekt 250 zu vergleichen. Wenn der Weg des Fahrzeugs 100 das Objekt 250 schneidet, kann der Prozessor 120 ein Warnsignal von der Warnvorrichtung 124 einleiten. In einer anderen Ausführungsform kann der Prozessor 120 eine dynamische Antwort durch automatisches Erzeugen eines Signals für die ECU 128 einleiten, um das Fahrzeug 100 vom Objekt 250 weg zu lenken oder das Fahrzeug 100 zu verlangsamen, um eine Kollision mit dem Objekt 250 zu verhindern. In weiteren Ausführungsformen kann das Sicherheitssystem 150 im ersten Modus außerdem als Sicherheitssystem eines adaptiven Tempomats, Parkunterstützungs-Sicherheitssystem, Sicherheitssystem zur Detektion des toten Winkels, Geschwindigkeitssteuersicherheitssystem oder anderes Fahrzeugsteuersicherheitssystem fungieren, das den Betrieb und die Steuerung des Fahrzeugs 100 als dynamische Antwort einstellt.
Wie vorstehend angegeben, betreibt der Prozessor 120, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 auf oder unter einer Schwellengeschwindigkeit liegt, das Sicherheitssystem 150 im zweiten Modus, damit es als aktives Verschlusskollisions-Verhinderungssystem fungiert.
Wie gezeigt, weist das Fahrzeug 100 zwei Türen 108 auf entgegengesetzten Seiten auf. In 2 befindet sich eine der Türen 108 in einer offenen Position. Die Tür 108 weist einen Schwenkbereich 230 auf, der durch Schraffierung angegeben ist, der sich in einem im Allgemeinen bekannten Abstand vom Fahrzeug 100 erstreckt. Die Tür 108 ist als Seitentür dargestellt; irgendein Fahrzeugverschluss oder irgendeine Fahrzeugtür wird jedoch in Betracht gezogen, einschließlich Schwingtüren oder Kofferraumdeckeln, Motorhauben, Schiebeseitentüren, Hebetüren, Heckklappen, Flügeltüren öder dergleichen. Die Größe, das Gewicht, die Geometrie und der maximale Öffnungswinkel der Tür 108 und folglich der Schwenkbereich 230 variieren von Fahrzeug zu Fahrzeug.
Im zweiten Modus überwachen die Sensoren 270–280 den Zielbereich 200 auf Objekte wie z. B. einen Radfahrer 260. Die Sensoren 270–280 liefern Daten, die zum Radfahrer 260 gehören, zum Prozessor 120. Der Prozessor 120 bestimmt dann die Nähe des Radfahrers 260, die beispielsweise auf einer einzelnen Detektion des Radfahrers 260 basieren kann. In anderen Ausführungsformen kann die Bewertung des Radfahrers 260 auf mehreren Sensormesswerten basieren, um eine Richtung, Geschwindigkeit und/oder Bahn des Radfahrers 260 vorzusehen. Diese mehreren Sensormesswerte können durch denselben Sensor zu verschiedenen Zeitpunkten oder verschiedene Sensoren erzeugt werden, wenn sich die Tür 108 und der Radfahrer 260 relativ zueinander bewegen. Tatsächlich können die Sensoren 270–280 eine Verschmelzung von mehreren Sensoren bereitstellen.
Die Position und Bahn des Radfahrers 260 werden mit dem Schwenkbereich 230 der Tür 108 verglichen, um festzustellen, ob eine Kollision bevorsteht. Obwohl die Bahn des Radfahrers 260 in Bezug auf eine einzelne Tür 108 dargestellt ist, kann der Prozessor 120 die Bahn des Radfahrers 260 in Bezug auf irgendeine der Türen 108 betrachten, um eine spezifische Antwort auf eine spezielle Tür bereitzustellen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Antwort des Sicherheitssystems 150 auf einer Gefahrenbewertung basieren, die die Betrachtung des Typs von Objekt, der Geschwindigkeit des Objekts und/oder des Fahrzeugs und eine Bestimmung der Zeit bis zur Kollision umfassen kann.
Wenn der Radfahrer 260 so projiziert wird, dass er mit der Tür 108 kollidiert, erzeugt das Sicherheitssystem 150 eine Warnung an der Warnvorrichtung 124. Wie vorstehend angegeben, kann die Warnvorrichtung 124 eine sichtbare Warnung, eine hörbare Warnung und/oder eine haptische Warnung sein, um die Kollisionsgefahr dem Fahrer oder Insassen anzuzeigen. Die Warnvorrichtung 124 kann beispielsweise auch ein sichtbares Licht in einem Rückspiegel am Fahrzeug 100 erzeugen.
In Abhängigkeit von der Gefahrenbewertung kann das Sicherheitssystem 150 auch eine Antwort an der Tür 108 erzeugen. In einigen Fällen kann diese Antwort nur eintreten, wenn ein Fahrer oder Insasse versucht, die Tür 108 zu öffnen, oder wenn ein solcher Versuch auf der Basis der Anwesenheit des Insassen oder Fahrers im Sitz benachbart zur Tür 108 droht. Der Prozessor 120 kann beispielsweise ein Signal zur Türbetätigungsvorrichtung 110 senden, um das Öffnen der Tür 108 zu verlangsamen oder zu verhindern, wenn der Schwenkbereich 230 die Bahn des Radfahrers 260 schneidet. An sich kann eine Kollision verhindert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Sensoren 270–280 folglich nicht am zugehörigen Verschluss angeordnet, d. h. keiner der Sensoren 270–280 ist an der Tür 108 angeordnet, trotz der Tatsache, dass die Sensoren 270–280 funktionieren, um Kollisionen zwischen dem Objekt 260 und der Tür 108 zu verhindern.
Die Türbetätigungsvorrichtung 110 kann einen Verriegelungsmechanismus umfassen, der verhindert, dass die Tür 108 geöffnet wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Türbetätigungsvorrichtung 110 eine mechanische Sperre sein, die verhindert oder begrenzt, dass die Tür 108 geöffnet wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Türbetätigungsvorrichtung 110 eine Kraft oder einen selektiv variablen Widerstand bereitstellen, der die Drehung der Tür 108 in Bezug auf das Fahrzeug 100 einschränkt. Der Widerstand kann verändert werden, um die Bewegung der Tür 108 relativ zum Radfahrer 260 beispielsweise als Funktion der Nähe, des Öffnungswinkels und/oder der Winkelgeschwindigkeit der Tür 108 allmählich einzuschränken oder zu verlangsamen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Türbetätigungsvorrichtung 110 eine Fluidvorrichtung oder einen Dämpfer, der die Bewegung einer Kolbenanordnung dämpft oder stoppt, wodurch die Drehung der Tür 108 eingeschränkt wird. Andere Türbetätigungsvorrichtungen 110 können elektromechanische Vorrichtungen, piezoelektrische Vorrichtungen, magnetische und/oder Materialien, die dazu konfiguriert sind, die selektiv variable Kraft aufzubringen, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Türbetätigungsvorrichtung 110 dazu konfiguriert sein, einer Übersteuerungskraft nachzugeben, so dass der Benutzer eine Kraft zuführen kann, die die variable Kraft der Türbetätigungsvorrichtung 110 überwindet, wodurch eine freie Bewegung der Tür 108 ermöglicht wird. Ähnliche Betätigungsvorrichtungen können an anderen Verschlüssen vorgesehen sein, einschließlich des Kofferraums, der Heckklappe, der Motorhaube und dergleichen.
Die Türbetätigungsvorrichtung 110 kann auch zum Einstellen von Seitenspiegeln in Ansprechen auf das Objekt 260 fungieren. Wenn beispielsweise das Sicherheitssystem 150 das Objekt 260 in der Nähe der geschlossenen Tür 108 detektiert und feststellt, dass das Objekt 260 auf den Seitenspiegel trifft, kann das Sicherheitssystem 150 den Spiegel in die Tür 108 einklappen, um eine Kollision zu verhindern.
Die obige Erörterung erörtert das Sicherheitssystem 150 im zweiten Modus mit Bezug auf einen Radfahrer 260, der an einem geparkten Fahrzeug 100 vorbei fährt. Das Sicherheitssystem 150 kann jedoch außerdem in verschiedenen Szenarios verwendet werden. Das detektierte Objekt kann beispielsweise ein stationäres Objekt in einer Position sein, so dass sich das Objekt bereits innerhalb des Schwenkbereichs 230 befindet. In diesem Fall würde die ”Bahn” des Objekts auch das Sicherheitssystem 150 auffordern, eine Warnung auszugeben und/oder eine Antwort zu veranlassen, um die Bewegung der Tür 108 zu verhindern oder zu unterbinden. An sich kann das Sicherheitssystem 150, wenn ein Fahrer das Fahrzeug 100 in einen Parkplatz fährt, verhindern, dass die Tür 108 auf ein benachbartes Auto, eine Wand oder einen Pfosten trifft. Als weiteres Beispiel kann das Sicherheitssystem 150 im zweiten Modus verhindern, dass das Fahrzeug 100 ein teilweise angehobenes Garagentor trifft, wenn in eine Garage eingefahren oder aus dieser ausgefahren wird, oder verhindern, dass eine Fahrzeugmotorhaube ein Objekt über dem Fahrzeug trifft. Das Sicherheitssystem 150 kann auch erweitert werden, um zu verhindern, dass ein Fahrzeugdachträger auf ein Garagendach oder eine Barriere trifft.
3 ist ein Ablaufplan eines beispielhaften Fahrzeugsicherheitsverfahrens 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Außerdem wird auf 1 und 2 Bezug genommen.
In einem ersten Schritt 305 bewertet das Sicherheitssystem 150 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100. Wenn das Fahrzeug 100 über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, schreitet das Verfahren 300 zu Schritt 310 fort, in dem das Sicherheitssystem 150 im ersten Modus funktioniert. Wenn das Fahrzeug 100 nicht über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, schreitet das Verfahren 300 zu Schritt 330 fort, in dem das Sicherheitssystem 150 im zweiten Modus funktioniert, wie nachstehend genauer erörtert.
Mit Bezug auf Schritt 315 überwachen die Sensoren 270–280 des Sicherheitssystems 150 den Zielbereich 200 auf Objekte. In Schritt 320 bewertet der Prozessor 120 irgendein Objekt innerhalb des Zielbereichs 200 und stellt fest, ob das Objekt eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 100 darstellt. Wenn das Objekt keine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 100 darstellt, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 305 zurück, in dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erneut bestimmt wird. Wenn das Objekt eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 100 darstellt, leitet der Prozessor 120 eine Warnung an der Warnvorrichtung 124 ein. Auf der Basis des Gefahrenniveaus, der Betriebsbedingungen und von Benutzereinstellungen kann der Prozessor 120 auch der ECU 128 signalisieren, eine dynamische Antwort zu erzeugen, wodurch das Fahrzeug 100 verlangsamt wird oder dessen Weg oder verändert wird.
Mit erneutem Bezug auf Schritt 330 schreitet das Verfahren 300 dann, wenn sich das Sicherheitssystem 150 im zweiten Modus befindet, zu Schritt 335 fort, in dem der Prozessor 120 irgendein Objekt innerhalb des Zielbereichs 200 bewertet und feststellt, ob das Objekt eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 100, insbesondere die Tür 108 des Fahrzeugs 100, darstellt. Wenn das Objekt keine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 100 darstellt, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 305 zurück, in dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 erneut bestimmt wird. Wenn das Objekt eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 100 darstellt, leitet der Prozessor 120 eine Warnung an der Warnvorrichtung 124 ein. Auf der Basis des Gefahrenniveaus, der Betriebsbedingungen und von Benutzereinstellungen kann der Prozessor 120 auch der Türbetätigungsvorrichtung 110 signalisieren, das Öffnen der Tür 108 zu verhindern oder zu unterbinden. Die Warnung und Betätigung verhindert, dass die Tür 108 mit dem Fahrzeug 100 kollidiert.
An sich werden Fahrzeugsicherheitssysteme und -verfahren geschaffen. Die Systeme und das Verfahren können ein integriertes Sicherheitssystem und -verfahren sein, die selektiv eine dynamische Antwort oder eine Türbetätigungsantwort auf der Basis der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs schaffen.
Obwohl mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, sollte erkannt werden, dass eine ungeheure Anzahl von Variationen existieren. Es sollte auch erkannt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und den Schutzbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung keineswegs begrenzen sollen. Vielmehr versieht die vorangehende ausführliche Beschreibung den Fachmann auf dem Gebiet mit einem zweckmäßigen Fahrplan zum Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen. Selbstverständlich können verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung von Elementen durchgeführt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen und deren gesetzlichen Äquivalenten dargelegt, abzuweichen.

Claims

Sicherheitssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Schwenkverschluss mit einem Bewegungsbereich aufweist, wobei das Sicherheitssystem umfasst: einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, Daten zu sammeln, die zu einem Objekt in einer Zielzone gehören, die das Fahrzeug zumindest teilweise umgibt; und einen mit den Sensoren gekoppelten Prozessor, der dazu konfiguriert ist, auf der Basis einer Fahrzeugeigenschaft selektiv in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, im ersten Modus das Objekt zu detektieren und eine erste Warnung auf der Basis einer Eigenschaft des Objekts zu erzeugen; und im zweiten Modus das Objekt zu detektieren, eine Kollisionsgefahr zwischen dem Objekt und dem Schwenkbereich des Verschlusses zu bestimmen und eine zweite Warnung auf der Basis der Kollisionsgefahr zu erzeugen.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor im ersten Modus dazu konfiguriert ist, eine dynamische Antwort des Fahrzeugs auf der Basis des Objekts einzuleiten, wobei die dynamische Antwort insbesondere das Verlangsamen des Fahrzeugs umfasst.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugeigenschaft die Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, im ersten Modus zu arbeiten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Schwellenwert liegt, und im zweiten Modus zu arbeiten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht über dem Schwellenwert liegt, wobei der Schwellenwert insbesondere ungefähr null ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen dreidimensionalen Laufzeitlaser (TOF-Laser) umfasst, oder wobei der Sensor einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen LIDAR-Sensor umfasst.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor im zweiten Modus dazu konfiguriert ist, auf der Basis der Kollisionsgefahr zu verhindern, dass sich der Verschluss öffnet, oder wobei der Prozessor im zweiten Modus dazu konfiguriert ist, auf der Basis der Kollisionsgefahr zu unterbinden, dass sich der Verschluss öffnet, und/oder wobei der Prozessor im zweiten Modus dazu konfiguriert ist, eine Bahn des Objekts zu bestimmen, wobei die Kollisionsgefahr die Bahn des Objekts relativ zum Schwenkbereich des Verschlusses einbezieht.
Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einer Zielzone eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Schwenkverschluss mit einem Bewegungsbereich aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bewerten einer Fahrzeugbetriebseigenschaft; selektives Arbeiten in einem ersten Modus und einem zweiten Modus auf der Basis der Fahrzeugbetriebseigenschaft; im ersten Modus Bestimmen einer ersten Position des Objekts relativ zum Fahrzeug; im ersten Modus Bewerten einer ersten Kollisionsgefahr des Fahrzeugs mit dem Objekt auf der Basis der ersten Position; im ersten Modus Erzeugen einer ersten Warnung auf der Basis der ersten Kollisionsgefahr; im zweiten Modus Bestimmen einer zweiten Position des Objekts relativ zum Schwenkbereich des Verschlusses; im zweiten Modus Bewerten einer zweiten Kollisionsgefahr des Verschlusses mit dem Objekt auf der Basis der zweiten Position; und im zweiten Modus Erzeugen einer zweiten Warnung auf der Basis der zweiten Kollisionsgefahr, wobei das Verfahren insbesondere ferner das Einleiten einer dynamischen Antwort des Fahrzeugs auf der Basis der ersten Kollisionsgefahr im ersten Modus umfasst, wobei der Einleitungsschritt vorzugsweise das Verlangsamen des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Bewertens der Fahrzeugbetriebseigenschaft das Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Schwellenwert umfasst und wobei der Schritt des selektiven Arbeitens das Arbeiten im ersten Modus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Schwellenwert liegt, und das Arbeiten im zweiten Modus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht über dem Schwellenwert liegt, umfasst, und/oder wobei der Schritt des Bewertens der Fahrzeugbetriebseigenschaft das Feststellen, ob das Fahrzeug in Bewegung ist, umfasst, und wobei der Schritt des selektiven Arbeitens das Arbeiten im ersten Modus, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, und das Arbeiten im zweiten Modus, wenn das Fahrzeug nicht in Bewegung ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schritt des Bestimmens der ersten Position im ersten Modus das Bestimmen der ersten Position mit einem dreidimensionalen Laufzeitlaser (TOF-Laser) umfasst; und wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Position im zweiten Modus das Bestimmen der zweiten Position mit dem dreidimensionalen Laufzeitlaser (TOF-Laser) umfasst, und/oder wobei der Schritt des Bestimmens der ersten Position im ersten Modus das Bestimmen der ersten Position mit einem LIDAR-Sensor umfasst; und wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Position im zweiten Modus das Bestimmen der zweiten Position mit dem LIDAR-Sensor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, das ferner den Schritt umfasst: Verhindern, dass sich der Verschluss öffnet, auf der Basis der zweiten Kollisionsgefahr im zweiten Modus, oder das ferner den Schritt umfasst: Unterbinden, dass sich der Verschluss öffnet, auf der Basis der zweiten Kollisionsgefahr im zweiten Modus.
Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einer Zielzone eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Schwenkverschluss mit einem Bewegungsbereich aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bewerten einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; selektives Arbeiten in einem ersten Modus, wenn die Geschwindigkeit über einem Schwellenwert liegt, und in einem zweiten Modus, wenn die Geschwindigkeit nicht über dem Schwellenwert liegt; Bestimmen einer Position des Objekts relativ zum Fahrzeug; im ersten Modus Bewerten einer ersten Kollisionsgefahr des Fahrzeugs mit dem Objekt auf der Basis der ersten Position; im ersten Modus Erzeugen einer ersten Warnung auf der Basis der ersten Kollisionsgefahr; im zweiten Modus Bewerten einer zweiten Kollisionsgefahr des Verschlusses mit dem Objekt auf der Basis der zweiten Position; und im zweiten Modus Erzeugen einer zweiten Warnung auf der Basis der zweiten Kollisionsgefahr und Unterbinden der Bewegung des Verschlusses auf der Basis der zweiten Kollisionsgefahr.