DE102011085843A1

DE102011085843A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011085843A1
Application number: DE102011085843A
Authority: DE
Inventors: Alexander Brandt; Stephan Rittler; Olaf Koerner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-11-08
Also published as: DE102011085843B4; KR20140092830A; US20140379222A1; WO2013068286A1; BR112014010745A2; JP2014530790A; EP2776287A1; CN103958283A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs (100). Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bestimmens eines die Kollision betreffenden Kollisionsbereichs (305) an dem Fahrzeug (100) basierend auf einem Drehwert (ωz), der eine Drehbewegung oder einen Drehzustand um eine Hochachse des Fahrzeugs (100) repräsentiert.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Bei einer Kollision eines Fahrzeugs kann ein Insasse des Fahrzeugs durch einen Anprall an seitliche Strukturen des Fahrzeugs verletzt werden. Um dies zu verhindern, kann beispielsweise ein Seitenairbag eingesetzt werden.
Die DE 10 2009 002 922 A1 befasst sich mit einem Seitenairbag für ein Fahrzeug.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die Aktivierung von Rückhaltemitteln bei einer Fahrzeugkollision ist prinzipiell durch den Crashtyp und die Crashschwere bestimmt. Sowohl der Crashtyp als auch die zu erwartende Crashschwere können durch die kombinierte Signalauswertung von im Fahrzeug integrierten Beschleunigungs-, Wankraten- und Drucksensoren wie auch vorausschauende Sensoren, z. B. Radar, bewertet werden.
Über die Beschleunigungssensoren können die Signalverläufe und Geschwindigkeitsänderungen in longitudinaler und lateraler Richtung ausgewertet werden. Über die Wankrate kann der Fortlauf einer Fahrzeugüberrollbewegung um die Längsachse bewertet werden. Über Drucksensoren können flächige Kollisionskontakte schnell erkannt und über vorausschauende Sensoren im Wesentlichen die Kollisionsgeschwindigkeit und Kollisionsüberlappung detektiert werden. Auswertealgorithmen zur Auswertung von Sensorsignalen wie auch die Sensorkonfiguration kann anhand von standardisierten Crashtests ausgelegt und appliziert werden.
Die kombinierte Betrachtung von linearer und rotatorischer Bewegungsänderung spielt für die Crashklassifizierung standardisierter Crashtests bisher eine untergeordnete Rolle, während im Feld die Kombination von linearer und rotatorischer Bewegungsänderung im Crash häufig beobachtet werden kann. Die Krafteinleitung ins Fahrzeug während des Crashs kann im Falle kombinierter linearer und rotatorischer Beschleunigungen einen wesentlichen Einfluss auf die Insassenbewegung und damit auf die bestmögliche Aktivierung verschiedener Rückhaltemittel haben. Eine Crashtypklassifizierung soll daher nicht nur auf Basis linearer Bewegungsänderungen ausgerichtet sein, sondern soll auch die Krafteinleitung in Bezug auf eine crashinduzierte Gier-, Wank- und Rollbewegung berücksichtigen.
Durch eine Betrachtung, beispielsweise einer Gierrate des Fahrzeugs während einer Kollision des Fahrzeugs lässt sich bestimmen, wo sich der die Kollision auslösende Berührpunkt an dem Fahrzeug befindet. Durch Kenntnis des Berührpunktes lassen sich beispielsweise Insassenschutzmittel des Fahrzeugs gezielt ansteuern.
Aus dem Berührungspunkt lässt sich ein Abstand der die Kollision auslösenden Krafteinleitung zum Massenzentrum des getroffenen Fahrzeugs bestimmen, oder umgekehrt. Dies ermöglicht eine Crashsituations-Klassifizierung unter Berücksichtigung rotatorischer und linearer Bewegungsänderungen im Crash durch eine Erkennung des Abstandes der Krafteinleitung zum Massenzentrum des getroffenen Fahrzeugs. Dadurch kann ein frontaler „Iow overlap" Crash erkannt werden, das heißt, eine Kollision, bei der der frontale Kollisionspunkt deutlich von der Fahrzeugmitte abweicht.
Ein Verfahren zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs umfasst folgenden Schritt:
Bestimmen eines die Kollision betreffenden Kollisionsbereichs an dem Fahrzeug basierend auf einem Drehwert, der eine Drehbewegung oder einen Drehzustand um eine Hochachse des Fahrzeugs repräsentiert.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Die Kollision, oder anders ausgedrückt der Crash, kann durch einen Zusammenprall des Fahrzeugs mit einem weiteren Fahrzeug oder generell einem Objekt hervorgerufen werden. Durch die Kollision können an dem Fahrzeug für einen Insassen gefährliche Beschleunigungen oder Verformungen auftreten. Eine Verletzung des Insassen kann durch geeignete Insassenschutzmittel, beispielsweise einen Airbag, reduziert werden. Mittels des Verfahrens kann eine Klassifikation der Kollision durchgeführt werden. Basierend auf einem Ergebnis der Klassifikation können ein oder eine Mehrzahl geeigneter Insassenschutzmittel ausgewählt und zur Abmilderung der Folgen der Kollision ausgelöst werden. Die Klassifikation der Kollision kann basierend auf dem Kollisionsbereich durchgeführt werden. Der Kollisionsbereich kann derjenige Bereich des Fahrzeugs sein, der von der Kollision unmittelbar betroffen ist. Dabei kann es sich um einen Bereich in der Peripherie des Fahrzeugs oder einen Bereich einer Außenfläche des Fahrzeugs handeln. Der Kollisionsbereich kann eine Aufprallfläche umfassen, auf die ein durch die Kollision hervorgerufener Krafteintrag wirkt. Auch kann der Kollisionsbereich einen Berührungspunkt darstellen. Der Berührungspunkt kann beispielsweise einen Mittelpunkt oder Schwerpunkt der Aufprallfläche sein. Der Berührungspunkt kann einen Punkt repräsentieren, an dem eine die Kollision repräsentierende Krafteinleitung in das Fahrzeug erfolgt. Durch den Kollisionsbereich kann definiert werden, ob die Kollision durch einen mittig auf das Fahrzeug wirkenden Aufprall oder durch einen in Bezug auf eine Fahrzeugmitte seitlich versetzten Aufprall hervorgerufen wird. Der Drehwert kann einen Wert repräsentieren, der von einem Sensor des Fahrzeugs bereitgestellt oder aus einem oder aufeinanderfolgenden solcher Werte bestimmt wird. Somit kann der Kollisionsbereich auch basierend auf einer Änderungsrate des Drehwerts über die Zeit bestimmt werden. Der Drehwert kann während der Kollision bereitgestellt werden und somit durch die Kollision bestimmt oder beeinflusst sein. Eine Hochachse kann eine vertikal verlaufende Achse darstellen. Eine Hochachse kann durch einen Schwerpunkt des Fahrzeugs verlaufen. Der Drehwert kann einen Wert oder ein Signal repräsentieren, der von einem Sensor, beispielsweise einem Drehratensensor, oder einer Sensorauswerteschaltung bereitgestellt wird.
Die Drehbewegung kann eine Drehbeschleunigung oder eine Drehgeschwindigkeit darstellen. Es kann sich somit um eine Gierrate oder Gierbeschleunigung des Fahrzeugs handeln. Der Drehzustand kann einen Drehwinkel repräsentieren. Es kann sich somit um einen Gierwinkel handeln. Entsprechende Werte werden in Fahrzeugen bereits häufig erfasst, so das das Verfahren auf bereits vorhandene Sensorsignale aufsetzen kann.
Das Verfahren kann einen Schritt des Vergleichens einer Längsbeschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs mit einem Schwellwert umfassen. Über den Vergleich kann die Kollision erkannt werden. Die Längsbeschleunigung kann einen Wert oder ein Signal repräsentieren, das von einem Beschleunigungssensor des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Der Schwellwert kann einen Wert für eine Referenzbeschleunigung umfassen. Ist eine aktuelle Längsbeschleunigung des Fahrzeugs größer als der Schwellwert, so kann dies ein Hinweis auf die Kollision sein. Dabei kann die Kollision insbesondere durch einen Front- oder Heckaufprall geschehen sein. Wird die Kollision durch eine Auswertung der Längsbeschleunigung erkannt, so kann im Folgenden der Kollisionsbereich basierend auf einer Auswertung des Drehwerts bestimmt werden.
Dabei kann das Verfahren einen Schritt des Vergleichens einer Querbeschleunigung in einer Querrichtung des Fahrzeugs mit einem weiteren Schwellwert umfassen. Über den weiteren Vergleich kann eine auf der Längsbeschleunigung basierende Erkennung der Kollision plausibilisiert werden. Die Querbeschleunigung kann einen Wert oder ein Signal repräsentieren, das von einem weiteren Beschleunigungssensor des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Der weitere Schwellwert kann einen Wert für eine weitere Referenzbeschleunigung umfassen. Ist eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs größer als der weitere Schwellwert, so kann dies ein Hinweis auf eine Kollision sein, die durch einen Seitenaufprall hervorgerufen ist. Ist die aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs kleiner als der weitere Schwellwert, so kann dies ein Hinweis eine Kollision sein, die durch einen Front- oder Heckaufprall ausgelöst ist. Durch eine Auswertung sowohl der Längsbeschleunigung als auch der Querbeschleunigung kann zum einen die Kollision zuverlässig erkannt und zum anderen die Kollisionsart, also entweder Seitenkollision oder Front- bzw. Heckkollision, bestimmt werden. Der Kollisionsbereich kann somit basierend auf dem Drehwert unter Verwendung der Kenntnis über die Kollision und die Kollisionsart bestimmt werden. Dies ermöglicht eine sehr genaue Bestimmung des Kollisionsbereichs.
Das Verfahren kann einen Schritt des Vergleichens des Drehwerts mit mindestens einem Klassifizierungswert umfassen. Durch den Vergleich kann ein klassifizierter Drehwert erhalten werden. Im Schritt des Bestimmens kann der Kollisionsbereich basierend auf dem klassifizierten Drehwert bestimmt werden. Durch den mindestens einen Klassifizierungswert kann beispielsweise eine Größe des Drehwerts klassifiziert werden. Der mindestens eine Klassifizierungswert kann vorbestimmt sein. Auf diese Weise kann der Drehwert durch den Vergleich mit dem mindestens einen Klassifizierungswert einem von zumindest zwei vorbestimmten möglichen klassifizierten Drehwerten zugeordnet werden. Ebenso kann eine Zuordnung zwischen den zumindest zwei vorbestimmten möglichen klassifizierten Drehwerten und möglichen Kollisionsbereichen vorbestimmt sein. Auf diese Weise kann der Kollisionsbereich abhängig von einem Vergleichsergebnis aus dem Vergleich des Drehwerts mit dem mindestens einem Klassifizierungswert bestimmt werden. Je nachdem, ob der Drehwert größer oder kleiner als ein Klassifizierungswert ist, kann der Drehwert einer ersten Klasse oder einer zweiten Klasse zugeordnet werden. Der Klassifizierungswert kann somit eine Trennung zwischen zwei benachbarten Klassen darstellen.
Das Verfahren kann einen Schritt des Zuordnens des Drehwerts zu einer von zumindest zwei Klassen umfassen. Dabei kann jeder der zumindest zwei Klassen ein Bereich des Fahrzeugs zugeteilt sein. Im Schritt des Bestimmens kann der Kollisionsbereich als der Bereich des Fahrzeugs bestimmt werden, der derjenigen Klasse zugeteilt ist, der der Drehwert im Schritt des Zuordnens zugeordnet wird. Durch die Klassen kann festgelegt werden, wie viele Kollisionsbereiche vorgesehen werden. Ferner ermöglichen die Klassen eine einfache und schnelle Zuordnung zwischen Drehwert und Kollisionsbereich.
Im Schritt des Bestimmens kann der Kollisionsbereich ferner basierend auf einem Vorzeichen des Drehwerts und zusätzlich oder alternativ einem Vorzeichen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs bestimmt werden. Durch die Verwendung des Vorzeichens kann bestimmt werden, auf welcher Seite des Fahrzeugs der Kollisionsbereich angeordnet ist.
Das Verfahren kann einen Schritt des Auswählens zumindest eines dem Kollisionsbereich zugeordneten Insassenschutzmittels als aufgrund der Kollision zu aktivierendes Insassenschutzmittel umfassen. Das Fahrzeug kann eine Mehrzahl von aktivierbaren Insassenschutzmitteln umfassen. Wird eine Kollision und daraufhin ein Kollisionsbereich bestimmt, so können ausschließlich diejenigen der Mehrzahl von aktivierbaren Insassenschutzmitteln aktiviert werden, die dem für die Kollision bestimmten Kollisionsbereich zugeordnet sind. Der bestimmte Kollisionsbereich kann ein Kollisionsbereich aus einer Mehrzahl möglicher Kollisionsbereiche sein. Jedem der möglichen Kollisionsbereiche kann eine eigene Gruppe von Insassenschutzmitteln zugeordnet sein. Die Gruppen können sich in der Art und Anzahl von Insassenschutzmitteln unterscheiden. Eine Gruppe von Insassenschutzmitteln kann kein, ein, zwei, drei oder mehr Insassenschutzmittel umfassen. Ein Insassenschutzmittel aus der Mehrzahl von aktivierbaren Insassenschutzmitteln kann einem oder mehreren möglichen Kollisionsbereichen zugeordnet sein. Die Zuordnung zwischen Insassenschutzmitteln und Kollisionsbereichen kann vorbestimmt sein. Auf diese Weise können je nach Kollisionsbereich sehr schnell die geeigneten Insassenschutzmittel aktiviert werden. Ebenso kann eine unnötige Aktivierung einzelner Insassenschutzmittel vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät, beispielsweise ein Steuergerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 eine graphische Darstellung eines Kollisionsverlaufs.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 102 zur Analyse einer Kollision des Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 bewegt sich vorwärts in einer Fahrtrichtung 104. Dabei bewegt sich das Fahrzeug 100 auf ein Hindernis 106 zu. Das Hindernis 106 befindet sich in der in 1 gezeigten Situation in der Fahrtrichtung 104 vor dem Fahrzeug 100. Bewegt sich das Fahrzeug 100 in der Fahrtrichtung 104 weiter, so wird eine Kollision zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Hindernis 106 erfolgen.
Eine Fahrzeugfront des Fahrzeugs 100, beispielsweise ein vorderer Stoßfänger, ist in mehrere Bereiche 111, 113, 115 unterteilt. Die Fahrzeugfront ist dabei in horizontaler Richtung in die mehreren Bereiche 111, 113, 115 unterteilt. Die Bereiche 111, 113, 115 sind nebeneinander angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel überlappen sich die Bereiche 111, 113, 115 nicht. Der Bereich 113 ist in der Mitte der Fahrzeugfront angeordnet. Der Bereich 111 ist in der Fahrtrichtung 104 gesehen rechts neben dem Bereich 113 angeordnet. Der Bereich 115 ist in der Fahrtrichtung 104 gesehen links neben dem Bereich 113 angeordnet.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind drei Bereiche 111, 113, 115 vorgesehen. Es können auch mehr Bereiche oder weniger Bereiche vorgesehen sein. In entsprechender Weise kann auch das Fahrzeugheck in Bereiche unterteilt sein, so das der im Folgenden beschriebene Ansatz auch für eine am Fahrzeugheck erfolgende Kollision umgesetzt werden kann.
Bewegt sich das Fahrzeug 100 weiterhin in der Fahrtrichtung 104, so wird das Fahrzeug 100 mit dem Bereich 115 auf das Hindernis 106 treffen. Der Bereich 115 stellt somit den Kollisionsbereich für die Kollision des Fahrzeugs 100 mit dem Hindernis 106 da. Somit liegt ein Berührungspunkt zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Hindernis 106 innerhalb des Kollisionsbereichs 115.
Der Kollisionsbereich 115 kann mittels der Vorrichtung 102 zur Analyse einer Kollision des Fahrzeugs 100 bestimmt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 100 einen Sensor 120 und mehrere Insassenschutzmittel 124, 126, 128 auf. Die Vorrichtung 102 ist ausgebildet, um zumindest einen Drehwert von dem Sensor 120 zu empfangen und basierend auf zumindest einem nach Beginn der Kollision mit dem Hindernis 106 empfangenen Drehwert den Kollisionsbereich 115 zu bestimmen.
Jedem der Bereiche 111, 113, 115 können ein oder mehrere der Insassenschutzmittel 124, 126, 128 zugeordnet sein. Beispielsweise können dem Bereich 115 die Insassenschutzmittel 124, 126, dem Bereich 113 das Insassenschutzmittel 126 und dem Bereich 111 die Insassenschutzmittel 126, 128 zugeordnet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Insassenschutzmittel 124 um einen in der Fahrtrichtung 104 gesehen rechtsseitigen Seitenairbag, bei dem Insassenschutzmittel 126 um einen Frontairbag und bei dem Insassenschutzmittel 128 um einen in der Fahrtrichtung 104 gesehen linksseitigen Seitenairbag handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 120 ausgebildet, um eine Drehgeschwindigkeit oder Drehrate ω_z des Fahrzeugs 100 um eine Hochachse z des Fahrzeugs 100 zu erfassen und als Drehwert an die Vorrichtung 102 auszugeben. Die Hochachse z kann durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs 100 verlaufen. Somit kann es sich bei der Drehrate ω_z um eine Gierrate handeln. Alternativ oder zusätzlich zu der Drehrate ω_z kann als Drehwert eine Drehbeschleunigung um die Hochachse z oder ein Drehwinkel um die Hochachse z von der Vorrichtung 102 verwendet werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 120 ausgebildet, um eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 100 entlang einer Längsachse x des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Zudem ist der Sensor 120 ausgebildet, um eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 entlang einer Querachse y des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Der Sensor 120 ist ausgebildet, um Signale, die Werte der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung umfassen, an die Vorrichtung 102 auszugeben. Die Vorrichtung 120 ist ausgebildet, um basierend auf der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung eine Kollision zu erkennen und als eine Kollision von vorne, eine Kollision von hinten oder eine Kollision von der Seite zu klassifizieren.
Der Sensor 120 kann eine Sensoreinheit oder mehrere Sensoreinheiten umfassen, die auch an unterschiedlichen Positionen in dem Fahrzeug 100 angeordnet sein können.
Prallt das Fahrzeug 100 auf das Hindernis 106, so werden von dem Sensor 120 zunächst eine Längsbeschleunigung und anschließend eine Querbeschleunigung, die geringer als die Längsbeschleunigung ist, sowie eine Drehrate ω_z erfasst. Die Vorrichtung 102 ist ausgebildet, um basierend auf der Längsbeschleunigung und optional zusätzlich basierend auf der Querbeschleunigung zu erkennen, dass es sich bei der Kollision mit dem Hindernis 106 um einen Frontaufprall handelt. Durch eine Auswertung der Drehrate ω_z ist die Vorrichtung 102 ferner ausgebildet, um den Kollisionsbereich 115 als Berührungspunkt zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Hindernis 106 festzulegen. Zur Bestimmung der Kollisionsart und/oder des Kollisionsbereichs kann die Vorrichtung 102 ausgebildet sein, um absolute Werte der Beschleunigungen und der Drehrate ω_z auszuwerten und zusätzlich oder alternativ einen zeitlichen Verlauf einer Änderung Werte der Beschleunigungen und der Drehrate ω_z auszuwerten. Ferner kann die Vorrichtung 102 ausgebildet sein, um zur Bestimmung der Kollisionsart und/oder des Kollisionsbereichs einen zeitlichen Zusammenhang zwischen Veränderungen der Werte der Beschleunigungen und der Drehrate ω_z auszuwerten. Ferner kann die Vorrichtung 102 ausgebildet sein, um zur Bestimmung der Kollisionsart und/oder des Kollisionsbereichs ein Verhältnis zwischen der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung und/oder ein Verhältnis zwischen einer der Beschleunigungen und der Drehrate ω_z auszuwerten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Erkennung eines Frontcrash bzw. einer Frontalkollision über ein starkes Signal in x-Richtung, also der Fahrzeuglängsrichtung. Dabei kann es sich um eine Beschleunigung in der Längsrichtung handeln. Beispielsweise kann der Frontcrash als solcher erkannt werden, wenn die Beschleunigung in Längsrichtung (Acc_X) größer als eine Schwelle ist. Das Gierratensignal ω_z zeigt nach kurzer Verzögerung, hier von ca. 5 ms nach der Kollision des Fahrzeugs 100 mit dem Hindernis 106, ein starkes Signal, beispielsweise in Form eines eine vorgegebene Schwelle überschreitenden Ausschlags.
Weiterhin zeigt sich, dass die Beschleunigung in y-Richtung, also in Fahrzeugquerrichtung, im Vergleich zu einem Seitencrash bzw. zu einer Seitenkollision, egal in bei welchem Aufschlagpunkt, deutlich kleiner ist. Dennoch ist eine y-Beschleunigung, also eine Querbeschleunigung, zu erkennen. Die Querbeschleunigung kann als Plausibilisierung genutzt werden.
Die Schätzung des Berührungspunkts beruht nun auf dem Auswerten der Gierbeschleunigung. Ist eine starke Gierbeschleunigung zu identifizieren, so kann darauf geschlossen werden, dass der Auftreffpunkt sich aus dem Zentrum der Fahrzeugfront hin zur Seite, beispielsweise in Richtung eines Scheinwerfers oder Blinkers bewegt. Die Gierbeschleunigung kann nun in Klassen unterteilt werden, welche wiederum Frontbereichen zugeordnet sind. Die Gierbeschleunigung kann aus der Gierrate ω_z bestimmt werden, oder umgekehrt.
Die Drehrichtung bzw. ob sich der Berührungspunkt links oder rechts von der Fahrzeugmitte befindet, kann über das Vorzeichen der Gierrate ω_z und/oder der y-Beschleunigung ermittelt werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um das in 1 gezeigte Fahrzeug 100 handeln. Das Verfahren kann beispielsweise von der in 1 gezeigten Vorrichtung 102 umgesetzt werden.
In einem Schritt 201 wird eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs mit einem Schwellwert verglichen. Basierend auf einem sich aus dem Vergleich ergebenden Vergleichsergebnis kann ein Beginn der Kollision erkannt werden. Beispielsweise kann von einer Kollision ausgegangen werden, wenn ein Wert der Längsbeschleunigung erstmalig oder über einen vorbestimmten Zeitraum größer als der Schwellwert ist.
In einem Schritt 203 wird eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs mit einem weiteren Schwellwert verglichen. Basierend auf einem sich aus dem Vergleich ergebenden weiteren Vergleichsergebnis kann eine auf der Längsbeschleunigung basierende Erkennung der Kollision plausibilisiert werden. Beispielsweise kann die Querbeschleunigung mit dem weiteren Schwellwert zeitlich nach dem Erkennen des Beginns der Kollision basierend auf der Längsbeschleunigung durchgeführt werden. Ist die Querbeschleunigung zu einem Zeitpunkt nach Beginn der Kollision kleiner als die Längsbeschleunigung zu dem Zeitpunkt, so kann davon ausgegangen werden, dass es sich um eine Frontalkollision oder eine Heckkollision und nicht um eine Seitenkollision handelt. Der weitere Schwellwert kann vorbestimmt sein oder abhängig von einem Wert der Längsbeschleunigung eingestellt werden.
In einem Schritt 205 kann ein Drehwert, der eine Drehbewegung oder einen Drehzustand um eine Hochachse des Fahrzeugs repräsentiert, mit mindestens einem Klassifizierungswert verglichen werden, um einen klassifizierten Drehwert zu erhalten. Der Drehwert kann durch den Vergleich klassifiziert werden, also einer einer Mehrzahl von Klassen zugeordnet werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind drei Klassen 211, 213, 215 gezeigt. Jeder der Klassen 211, 213, 215 kann ein möglicher Kollisionsbereich des Fahrzeugs zugeordnet sein. Beispielsweise kann der Klasse 211 der in 1 gezeigte Bereich 111, der Klasse 213 der Bereich 113 und der Klasse 215 der Bereich 115 zugeordnet sein.
Jeder der Klassen 211, 213, 215 oder jedem durch eine Klasse definierten Kollisionsbereich ist eine Gruppe 221, 223, 225 von Insassenschutzmitteln zugeordnet. Beispielsweise können der Gruppe 225 die in 1 gezeigten Insassenschutzmittel 124, 126, der Gruppe 223 das Insassenschutzmittel 126 und der Gruppe 221 die Insassenschutzmittel 126, 128 zugeordnet sein. Durch eine Zuordnung des Drehwerts zu einer der Klassen 211, 213, 215 im Schritt 205 wird somit eine Gruppe 221, 223, 225 von Insassenschutzmitteln ausgewählt, die anschließend aktiviert werden kann.
Der Schritt 205 kann ansprechend auf ein Erkennen einer Kollision durch die Schritte 201, 203 durchgeführt werden. Dabei ist der Schritt 203 zur Plausibilisierung der Kollision optional. Die Schritte 201, 203 können beide optional ausgeführt werden. Beispielsweise können die Schritte 201, 203 entfallen, wenn eine Information über die Kollision auf eine andere Weise ermittelt wird oder bereits zur Verfügung steht.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um das in 1 gezeigte Fahrzeug 100 handeln. Das Fahrzeug 100 weist einen Masse-Schwerpunkt 300 auf. Gezeigt ist eine Einwirkung einer Kraft F durch eine Kollision des Fahrzeugs 100 mit einem Hindernis 106.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ein Berührungspunkt 305 zu Beginn der Kollision zwischen dem Hindernis 106 und dem Fahrzeug 100 in einem Kollisionsbereich an der Vorderseite des Fahrzeugs 100, und zwar auf der rechten Hälfte der Vorderseite. Die Kraft F wirkt daher seitlich versetzt zu dem Schwerpunkt 300 des Fahrzeugs 100. Es besteht somit ein seitlicher Versatz zwischen dem Schwerpunkt 300 und einem Berührungspunkt 305 zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug 100. Der Kraft F wirkt zunächst eine Trägheitskraft r des Fahrzeugs 100 entgegen. Die Trägheitskraft r wirkt in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100. Durch die Einwirkung der Kraft F, versetzt zum Schwerpunkt 300 wird das Fahrzeug 100 in Rotation versetzt. Eine Richtung einer daraus resultierende Gierrate ω_z ist durch einen Pfeil angedeutet.
Gemäß den beschrieben Ausführungsbeispielen erfolgt eine gemeinsame Bewertung von rotatorischen und linearen Beschleunigungsinformationen, die zur Erkennung diskreter Crashszenarien herangezogen werden. Dabei erfolgt eine Bestimmung eines universellen Merkmals komplexer Crashverläufe, die sowohl lineare und rotatorische Bewegungsänderungen beinhalten.
Ermittelt wird der Berührungspunkt 305 oder der Kollisionsbereich, welcher Rückschlüsse auf das folgende rotatorische Verhalten, beispielsweise der Gierrate ω_z im Crashverlauf zulässt. Ist ein großes rotatorisches Verhalten zu erwarten, sollte neben den herkömmlichen Front-Rückhaltemitteln wie Airbag und Gurtstraffer auch seitlich wirkende Insassenschutzmittel, wie ein Fensterairbag sowie, wenn vorhanden, sitzintegrierte Rückhaltemittel, wie z. B. ein crashaktiver Sitz mit einer Seitenhaltfunktion oder einer aktiven Sitzverstellung, aktiviert werden, da hier zu erwarten ist, dass der Kopf der Insassen eine Kurvenbahn beschreibt, welche in der näheren Umgebung der B-Säule endet.
Anstelle der Gierrate ω_z kann auch ein Derivat der Gierrate ω_z wie der Gierwinkel oder die Gierbeschleunigung verwendet werden.
Bei dem in 3 gezeigten Szenario kann es sich um eine „low overlap“ ähnliche Krafteinwirkung, also eine Krafteinwirkung mit einer geringen Überlappung handeln.
4 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Gierrate ω_z im Verhältnis zur Längsbeschleunigung DV_X gezeigt ist. Gezeigt ist ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse die Längsbeschleunigung DV_X und auf der Ordinate ein Betrag der Gierrate ω_z aufgetragen ist. Eine Schwelle 440 unterteilt den durch die Abszisse und die Ordinate aufgespannten Raum in zwei Unterräume 442, 444. Die Schwelle 440 wird durch eine Ursprungsgerade gebildet. Der Unterraum 442 stellt einen Bereich dar, dem Kollisionen vom Typ „low overlap crash“, also Kollisionen mit einer geringen Überlappung, zugeordnet sind. Der Unterraum 444 stellt einen Bereich dar, dem alle anderen Typen von Kollisionen zugeordnet sind, also beispielsweise ODB-Kollisionen (Offset Deformable Barrier-Kollision), Winkel-Kollisionen, FF-Kollisionen (Flat Frontal-Kollisionen) oder no Fire-Kollisionen, bei denen keine Insassenschutzmittel aktiviert werden.
Aufgetragen sind zwei Kennlinien 446, 448. Die Kennlinie 446 zeigt einen beispielhaften Verlauf eines Zusammenhangs zwischen dem Betrag der Gierrate ω_z und der Längsbeschleunigung DV_X während einer „low overlap“ Kollision, wie sie beispielsweise anhand der 1 und 3 beschrieben ist. Die Kennlinie 448 zeigt einen beispielhaften Verlauf eines Zusammenhangs zwischen dem Betrag der Gierrate ω_z und der Längsbeschleunigung DV_X während einer Kollision, bei der es sich nicht um eine „low overlap“ Kollision handelt.
Die Unterscheidung ob ein Aufprall auf das Heck oder die Front erfolgt ist, also ob die Kollision von vorne oder von hinten erfolgt ist, lasst sich durch einen Vorzeichenvergleich von Gierrate ω_z und Y-Beschleunigung, also der Querbeschleunigung, durchführen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele ermöglichen eine Low Overlap Crash Erkennung durch Auswertung des Gierratensignals ω_z. Der Ansatz kann beispielsweise in Steuergeräte-Ausführungen umgesetzt werden, in denen sowohl Drehratensensoren wie auch Beschleunigungssensoren in der entsprechenden Drehebene integriert sind. Zur Crashklassifizierung von rotatorischen Crashes erfolgt die Festlegung eines anschaulichen Crashmerkmals in Form des Kollisionsbereichs oder des Berührungspunkts für die Festlegung eines geeigneten Aktivierungskonzepts für Rückhaltemitteln in entsprechend komplexen Crashsituationen.
Der beschriebene Ansatz eignet sich für die Freigabe von Pfaden für gierratenbasierte Algorithmen zur Auslösung von Insassenschutzmitteln.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Die Verfahrensschritte können fortlaufend wiederholt ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009002922 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs (100), das die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines die Kollision betreffenden Kollisionsbereichs (115; 305) an dem Fahrzeug (100) basierend auf einem Drehwert (ω_z), der eine Drehbewegung oder einen Drehzustand um eine Hochachse (z) des Fahrzeugs repräsentiert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Drehbewegung eine Drehbeschleunigung oder eine Drehgeschwindigkeit (ω_z) und bei dem der Drehzustand einen Drehwinkel repräsentiert.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (201) des Vergleichens einer Längsbeschleunigung in einer Längsrichtung (x) des Fahrzeugs (100) mit einem Schwellwert, um die Kollision zu erkennen.
Verfahren gemäß Anspruch 3, mit einem Schritt (203) des Vergleichens einer Querbeschleunigung in einer Querrichtung (y) des Fahrzeugs (100) mit einem weiteren Schwellwert, um eine auf der Längsbeschleunigung basierende Erkennung der Kollision zu plausibilisieren.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (205) des Vergleichens des Drehwerts (ω_z) mit mindestens einem Klassifizierungswert, um einen klassifizierten Drehwert zu erhalten, und wobei im Schritt des Bestimmens der Kollisionsbereich basierend auf dem klassifizierten Drehwerts bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (205) des Zuordnens des Drehwerts (ω_z) zu einer von zumindest zwei Klassen (211, 213, 215), wobei jeder der zumindest zwei Klassen ein Bereich (111, 113, 115) des Fahrzeugs zugeteilt ist, und bei dem im Schritt des Bestimmens der Kollisionsbereich (115) als der Bereich des Fahrzeugs (100) bestimmt wird, der derjenigen Klasse zugeteilt ist, der der Drehwert im Schritt des Zuordnens zugeordnet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Bestimmens der Kollisionsbereich (115; 305) ferner basierend auf einem Vorzeichen des Drehwerts (ω_z) und/oder einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100) bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (221, 223, 225) des Auswählens zumindest eines dem Kollisionsbereich zugeordneten Insassenschutzmittels (124, 126, 128) als aufgrund der Kollision zu aktivierendes Insassenschutzmittel.
Vorrichtung (102) zur Analyse einer Kollision eines Fahrzeugs (100), die ausgebildet ist, um die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.