DE102012107186A1 - Method for detecting hazardous situation of vehicle based on sensor, involves determining parameter for controllability of vehicle as result of lateral impact, where two acceleration sensors are arranged in plane parallel to track - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Gefährdungssituation eines Fahrzeugs anhand zumindest eines Sensors gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a method for detecting a risk situation of a vehicle based on at least one sensor according to the preamble of claim 1.
Inertialsensoren, wie beispielsweise Beschleunigungs- und Drehratensensoren werden seit Jahren zum Erkennen einer Gefährdungssituation eines Fahrzeugs eingesetzt, um bei Vorliegen eines schweren Unfalls entsprechend Sicherheitseinrichtungen, wie Airbags, Gurtstraffer oder dergleichen zu aktivieren. Bei diesen klassischen Gefährdungssituationen wird üblicherweise von einem schweren Unfall ausgegangen und sind die Auslöseschwellen für die irreversiblen Maßnahmen entsprechend hoch. Inertial sensors, such as acceleration and yaw rate sensors have been used for years to detect a hazardous situation of a vehicle to activate in the presence of a major accident accordingly safety devices such as airbags, belt tensioners or the like. In these classic hazardous situations, a serious accident is usually assumed and the triggering thresholds for the irreversible measures are correspondingly high.
Zudem werden zunehmend Umfeldsensoren, wie Radar- oder Lidar-Sensoren, aber auch Kamerasysteme eingesetzt, um eine Gefährdungssituation eines Fahrzeugs möglichst noch frühzeitiger zu erkennen, ggfs. sogar einen Unfall durch Eingriffe in die Längs- und Querführung des Fahrzeugs, also bspw. durch Bremsen und Lenken zu reduzieren oder zu vermeiden. Zudem können Signale von Umfeldsensoren und Inertialsensoren miteinander kombiniert, zur gegenseitigen Plausibilisierung und Anpassung der Algorithmik eingesetzt, beispielweise die Auslöseschwellen von Insassenschutzeinrichtungen herabgesetzt werden, sofern durch die Umfeldsensoren bereits ein drohender Zusammenstoß erkannt wird. In addition, increasingly environment sensors, such as radar or lidar sensors, but also camera systems are used to detect a risk situation of a vehicle as possible even earlier, if necessary. Even an accident by interference with the longitudinal and lateral guidance of the vehicle, so for example by braking and to reduce or avoid steering. In addition, signals from environmental sensors and inertial sensors can be combined with each other, used for mutual plausibility and adaptation of the algorithms, for example, the trigger thresholds of occupant protection devices can be reduced if an imminent collision is already detected by the environmental sensors.
Im realen Straßenverkehr treten jedoch auch Gefährdungssituationen auf, bei welchen das primäre Ereignis selbst keine unmittelbare Gefahr für die Fahrzeuginsassen darstellt, in deren Folge jedoch der Fahrer eventuell die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren kann. In real road traffic, however, there are also dangerous situations in which the primary event itself does not present an immediate danger to the vehicle occupants, as a result of which, however, the driver may possibly lose control of the vehicle.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine solche Situation frühzeitig zu erkennen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. The object of the present invention is therefore to recognize such a situation early on. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims, and combinations and developments of individual features are conceivable with each other.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass ein seitlicher Anprall an ein Hindernis, also eine Berührung eines Hindernisses an einer Fahrzeugseite bei gleichzeitig grundsätzlich fortgesetzten Fahrt in Fahrtrichtung mit herkömmlichen Seitenaufprallalgorithmen nicht erfasst wird, da im Gegensatz zu einem seitlich auf das Fahrzeug aufprallenden Objekt die Kräfte beim Anprall deutlich geringer sind. Dennoch führt auch ein seitlicher Anprall schon aufgrund der Geräusche und Erschütterungen oft zu Fehl- bzw. Schreckreaktion des Fahrers und einer nachfolgend noch höheren Gefährdungssituation, als der primäre seitliche Anprall selbst. Durch entsprechend ausgerichtete Sensoren können jedoch ein solcher seitlicher Anprall erkannt und Parameter für die verbleibende Kontrollierbarkeit bzw. Unkontrollierbarkeit der Situation gewonnen werden. Dafür können unterschiedliche, teils im Fahrzeug bereits vorhandene Sensoren genutzt werden. An essential idea of the invention is that a lateral impact on an obstacle, ie a touch of an obstacle on a vehicle side while basically continued driving in the direction of travel with conventional side impact algorithms is not detected, as in contrast to a laterally impacting the vehicle object Forces are significantly lower at impact. Nevertheless, even a side impact already due to the noise and vibration often leads to false or startle response of the driver and a subsequently even higher risk situation, as the primary side impact itself. By appropriately aligned sensors, however, such a lateral impact detected and parameters for the remaining controllability or uncontrollability of the situation. For this, different sensors, some already existing in the vehicle, can be used.
Umfeldsensoren ermöglichen, einen drohenden seitlichen Anprall frühzeitig zu erkennen, beispielsweise durch Erfassung des seitlichen Abstands, eines zu erwartenden Auftreffwinkels und evt. weiterer Umgebungsinformationen, wie beispielsweise dem Fahrspurverlauf. Das Signal des Inertialsensors wird mit zumindest einem vorgegebenen Schwellwert für einen seitlichen Anprall verglichen und daraus auf einen seitlichen Anprall geschlossen. Dabei ist dieser Schwellwert kleiner als üblicherweise für den Seitenaufprall vorgesehene Werte. Zudem ist für einen seitlichen Anprall vorzugsweise jeweils ein durch einen unteren und oberen Schwellwert gekennzeichneter Schwellwertbereich vorgegeben, wobei der Schwellwertbereich jeweils unterhalb des für eine Auslösung von Insassenschutzeinrichtungen üblichen Schwellwerts liegt. Darüber hinaus können noch weitere Sensoren berücksichtigt werden. Environmental sensors make it possible to detect an impending lateral impact at an early stage, for example by detecting the lateral distance, an expected angle of incidence and possibly further environmental information, such as the lane course. The signal of the inertial sensor is compared with at least one predetermined threshold value for a side impact, and from this a lateral impact is concluded. In this case, this threshold is smaller than usually provided for the side impact values. In addition, a threshold value range, which is characterized in each case by a lower and upper threshold value, is preferably predefined for a lateral impact, the threshold value range in each case being below the usual threshold value for triggering occupant protection devices. In addition, other sensors can be considered.
Ist eine solche Situation erkannt, können auch Parameter für die Kontrollierbarkeit ermittelt werden. If such a situation is detected, parameters for controllability can also be determined.
Sind beispielweise zumindest zwei Beschleunigungssensoren mit Empfindlichkeitsachsen in einer zur Fahrbahn parallelen Ebene, jedoch mit zueinander verschiedenem Winkel zur Fahrtrichtung angeordnet, wird aus den Signalen dieser Sensoren die Stärke und Richtung des Impulsvektors des Anpralls ermittelt und daraus die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs als Folge des seitlichen Anpralls bewertet. For example, if at least two acceleration sensors with sensitivity axes are arranged in a plane parallel to the road surface, the strength and direction of the momentum vector of the impact is determined from the signals of these sensors, and the controllability of the vehicle as a result of the lateral impact is assessed therefrom ,
Je steiler der Impulsvektor und höher dessen Stärke, desto weniger ist das Fahrzeug nach dem Anprall kontrollierbar und geht ein Anprall in einen klassischen primären Aufprall über, kommt es aber zudem auch bei entsprechend starrer Leitplanke zu einem Gegenimpuls auf das Fahrzeug und dessen Insassen und damit einem kaum mehr steuerbaren Fahrzeug. The steeper the momentum vector and the higher its strength, the less the vehicle is controllable after the impact and is a crash in a classic primary impact, but it also comes with a correspondingly rigid guardrail to a counterpulse on the vehicle and its occupants and thus one barely controllable vehicle.
So wird auch aus dem Signal der Winkel eines drohenden oder erfolgten Kontakts zwischen einem Hindernis und der Fahrzeuglängsachse bestimmt und aus der Größe des Winkels auf die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs als Folge des seitlichen Anpralls geschlossen. Auch hier sind höhere winkel als besonders kritisch einzustufen. Thus, the angle of impending or made contact between an obstacle and the vehicle longitudinal axis is also determined from the signal, and from the magnitude of the angle on the controllability of the vehicle as a result of the side impact is concluded. Here too, higher angles are to be classified as particularly critical.
Zudem wird vorzugsweise die Reaktion des Fahrers auf den Anprall erfasst und bei der Bewertung der Kontrollierbarkeit berücksichtigt. Reagiert der Fahrer durch maßvolles Gegenlenken und Bremseingriff, so ist die Kontrollierbarkeit noch hoch, wird die Lenkung verrissen, droht ein Verlust der Kontrollierbarkeit. In addition, the driver's reaction to the impact is preferably recorded and taken into account in the assessment of controllability. If the driver responds by moderate countersteering and braking intervention, the controllability is still high, the steering is torn, threatens a loss of controllability.
Zudem wird in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung die Gierrate oder eine daraus abgeleitete Größe bewertet und/oder die Restgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die Signale des Fahrdynamikregelsystems bewertet. In addition, in a further preferred refinement, the yaw rate or a variable derived therefrom is evaluated and / or the residual speed of the vehicle and / or the signals of the vehicle dynamics control system are evaluated.
Auch die Position des Fahrzeugs in der Fahrspur oder Straße und/oder der Abstand zum Fahrspur- oder Fahrbahnrand oder Hindernissen und/oder Fahrbahnbreite, die Verkehrssituation oder der verfügbare Freiraum werden beispielsweise durch Umfeldsensoren erfasst und bewertet. The position of the vehicle in the traffic lane or road and / or the distance to the lane or roadside or obstacles and / or roadway width, the traffic situation or the available free space are recorded and evaluated, for example, by environmental sensors.
Zudem wird vorzugsweise die Zeitdauer des Zusammenstoßes erfasst und bewertet. Leitplankenunfälle können einige 100 ms lang dauern – sehr viel länger als Standardaufprallunfälle. Ein Gierraten/-Lenkwinkelsprung oder ein Längs-/Quergeschwindigkeitsabbau wird zudem wohl um so schwieriger zu kontrollieren sein, je kürzer die Zeitdauer ist, während der dieses geschieht. In addition, preferably, the duration of the collision is detected and evaluated. Crash accidents can take several 100 ms - much longer than standard crash accidents. In addition, a yaw rate / steer angle jump or a longitudinal / lateral deceleration will be the more difficult to control the shorter the time that it takes to do so.
Zudem wird der Geschwindigkeitsabbau während des seitlichen Anpralls erfasst und bewertet, wobei der Einfluss eines aktiven Bremseingriffs durch den Fahrer oder einen autonomen Bremsassistenten berücksichtigt wird. Ein starker Geschwindigkeitsabbau, evtl. gekoppelt mit einer verbleibenden hohen Restgeschwindigkeit führen zu einer Unkontrollierbarkeit des Fahrzeugs. In addition, the speed reduction during lateral impact is detected and evaluated taking into account the influence of an active braking intervention by the driver or an autonomous brake assistant. A strong speed reduction, possibly coupled with a remaining high residual speed lead to an uncontrollability of the vehicle.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to embodiments.
Vorgestellt wird zunächst ein Verfahren zur Erkennung eines seitlichen Anpralls, auf Basis dessen beispielsweise dann eine Bewertung der daraus folgenden Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs möglich ist. Unter einem seitlichen Anprall wird hier der seitliche Kontakt unter einem spitzen Winkel mit einem stationären oder bewegten Objekt verstanden. Stumpfe Winkel führen meist zu einer hohen Crash-Schwere bzw. einem wesentlichen Geschwindigkeitsabbau und werden bereits durch bestehende Crashdetektionssysteme aus der passiven Sicherheit erkannt. First, a method for detecting a lateral impact, based on which, for example, then an assessment of the resulting controllability of the vehicle is possible. A side impact here means the lateral contact at an acute angle with a stationary or moving object. Dull angles usually lead to a high crash severity or a significant speed reduction and are already recognized by existing crash detection systems from passive safety.
Bei einem stationären Objekt handelt es sich vorwiegend um eine Fahrbahnbegrenzung, d.h. Schutzplanke/Leitplanke oder Wand aus Metall oder Beton. Bei einem bewegten Objekt handelt es sich vorwiegend um ein anderes Fahrzeug im mitfließenden Verkehr (PKW, LKW). Ein seitlicher Anprall mit einem bewegten Objekt kommt üblicherweise durch einen Spurwechsel zustande, wenn der Fahrer das Objekt in der Nebenspur übersieht oder Fahrzeug und Objekt gleichzeitig einen Spurwechsel in dieselbe Fahrspur von zwei verschiedenen Seiten durchführen. A stationary object is predominantly a lane boundary, i. Guardrail / guardrail or wall of metal or concrete. A moving object is predominantly another vehicle in the flowing traffic (cars, trucks). A lateral impact with a moving object is usually caused by a lane change when the driver overlooks the object in the side lane or vehicle and object simultaneously make a lane change in the same lane from two different sides.
Dieser Anprall unterscheidet sich signifikant von klassischen Front- oder Seitencrashereignissen und wird durch deren Algorithmen bisher nicht berücksichtigt. This impact is significantly different from classic front or side crash events and is not yet considered by their algorithms.
Mit dem vorgestellten Verfahren soll ein solcher Unfalltyp detektiert werden, um beispielweise dann in einem zweiten Schritt eine Bewertung der daraus folgenden Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs und/oder der Fahrsituation unmittelbar nach dem Anprall durchzuführen. Mit dieser Erkennung und abhängig von der Situationsbewertung kann daraufhin eine Aktivierung bzw. Adaptierung von aktiven Sicherheitssystemen (z.B. Spurhaltung, automatische Bremsung, Stabilitätsfunktionen (ESC)) und/oder passiven Insassenschutzsystemen (z.B. elektrische Gurtstraffer, Seitenairbags), mit dem Ziel der Erhöhung der Kontrollierbarkeit der Fahrsituation und/oder dem Schutz der Insassen, durchgeführt werden. Darüber hinaus können auch Funktionen zur Warnung/Information des Umfelds erfolgen, wie Aktivierung von Warnblinker, Hupe, Absetzen eines eCalls. With the presented method, such an accident type is to be detected in order, for example, then in a second step to carry out an assessment of the consequent controllability of the vehicle and / or the driving situation immediately after the impact. With this recognition and depending on the situation assessment can then be an activation or adaptation of active safety systems (eg tracking, automatic braking, stability functions (ESC)) and / or passive occupant protection systems (eg electric belt tensioners, side airbags), with the aim of increasing the controllability the driving situation and / or the protection of the occupants. In addition, functions for warning / informing the surroundings can also be carried out, such as activation of hazard warning lights, horns, stopping an eCall.
Dabei wird die Erkennung des Unfalltyps und auch die Bewertung der Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs und/oder der Fahrsituation während bzw. direkt nach dem seitlichen Anprall durchgeführt, basierend auf Crash-, Chassis-, Positionbestimmungs- und/oder Umfeldsensorinformationen bzw. deren (modellbasierte) Fusion. Auch die Status-Information eines Fahrdynamikregelsystems (z.B. ESP Regeleingriff) können für die Bewertung herangezogen werden. The detection of the type of accident and also the assessment of the controllability of the vehicle and / or the driving situation during or directly after the lateral impact is performed based on crash, chassis, position determination and / or environmental sensor information or their (model-based) fusion , The status information of a vehicle dynamics control system (for example ESP control intervention) can also be used for the evaluation.
Als Umfeldsensoren kommen dabei Frontradar, Seiten-/Heckradar, Frontkamera (mono/Stereo), Rückfahrkamera, Topview-Kameras, Lidar als auch Ultraschallsensoren oder deren Kombination in Betracht. Environment sensors include front radar, side / rear radar, front camera (mono / stereo), reversing camera, topview cameras, lidar and ultrasound sensors or their combination.
Für die Inertialsensorik kann auf die klassische Crashsensorik oder die Sensorik der Fahrdynamik zurückgegriffen werden. For inertial sensors, it is possible to fall back on classic crash sensors or vehicle dynamics sensors.
Die Crashsensorik besteht beispielsweise aus High-g-Beschleunigungssensoren zentral oder als Satelliten ausgeführt, High-g Drehratensensoren, Drucksensoren und/oder Körperschallsensoren (CISS). The crash sensor system consists, for example, of high-g acceleration sensors implemented centrally or as satellites, high-g yaw rate sensors, pressure sensors and / or structure-borne sound sensors (CISS).
Für die Fahrdynamik und Chassis Control sind oft auch verfügbar und hier möglich zu berücksichtigen die low-g Inertialsensorik (Beschleunigung, Drehraten, bis zu 6-Achsen), Raddrehzahlsensorik, Lenkwinkel, als auch die Pedalbetätigung, beispielsweise sofern Sensoren für Pedalwegsensor, Bremslichtschalter oder Drucksensorik, THZ oder dergleichen vorhanden sind. For driving dynamics and chassis control are often also available and possible here too consider the low-g inertial sensors (acceleration, yaw rate, up to 6-axis), wheel speed sensor, steering angle, as well as the pedal operation, for example, if there are sensors for pedal travel sensor, brake light switch or pressure sensor, THZ or the like.
Zudem können vorzugsweise auch noch Signale der Positionsbestimmung berücksichtigt werden, wie durch globale Satellitennavigationssysteme (GPS, Galileo ...) ggfs. verbessert sogar durch Signale der Inertialsensorik und Informationen über die Umgebung, wie digitale Karten- und Fahrspurinformationen. In addition, preferably also signals of the position determination can be taken into account, as by global navigation satellite systems (GPS, Galileo ...) if necessary. Even improved by signals from inertial sensors and information about the environment, such as digital map and lane information.
Zur Erkennung/Klassifizierung des seitlichen Anpralls werden folgende Informationen teilweise oder kombiniert ausgewertet bzw. berechnet. For the recognition / classification of the lateral impact, the following information is evaluated or calculated in part or in combination.
Einerseits wird einer geometrischer Anprallwinkel auf das Hindernis, beispielsweise die Leitplanke mittels Umfeldsensorik ermittelt, wobei dies beispielweise kamerabasiert erfolgt und diese Umfeldsensorik auch zur Randbebauungserkennung und Erkennung der Fahrbahnmarkierungen genutzt werden und diese Informationen mit berücksichtigt werden, oder aber Frontradar und/oder Seitenradar eingesetzt werden. On the one hand, a geometric impact angle on the obstacle, for example, the guardrail is determined by means of environment sensors, this is done for example camera-based and environment sensors are also used for edge development detection and recognition of the lane markings and this information is taken into account, or front radar and / or side radar are used.
Zudem wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Impulsvektor (vx, vy) des Anpralls auf die Leitplanke berechnet, z.B. aus Crash-Sensorik (z.B. high-g: vx ~ INT{ax}) und Chassis Sensorik (low-g; Drehraten), und mit zumindest einem vorgegebenen Schwellwert für einen seitlichen Anprall verglichen und bei einem entsprechend kleinen/flachen Winkel auf einen seitlichen Anprall geschlossen. In addition, in the preferred embodiment, the momentum vector (vx, vy) of the crash is calculated on the guardrail, e.g. from crash sensor technology (eg high-g: vx ~ INT {ax}) and chassis sensor technology (low-g, rotation rate), and compared with at least one predetermined threshold value for a side impact and at a correspondingly small / flat angle on a lateral one Impact closed.
Es erfolgt beispielsweise auch eine Kontakt-Erkennung und Ermittlung der Crash-Schwere auf Basis von CISS; Beschleunigungs- und/oder Druck-Seitensatelliten: oder einer low-g Inertialsensorik. For example, a contact detection and determination of the crash severity on the basis of CISS; Acceleration and / or pressure side satellites: or a low-g inertial sensor.
Zudem wird in einer bevorzugten Ausgestaltung der Geschwindigkeitsabbau während des Leitplankenkontakts bestimmt, z.B. anhand der Integration von Beschleunigungssensor-Signalen und/oder der Auswertung von Raddrehzahlsensorinformationen vor/nach dem Anprall, welcher nicht auf (fahrergetriggerte oder automatisierte) Bremseingriffe zurückzuführen ist. In addition, in a preferred embodiment, deceleration during guard rail contact is determined, e.g. based on the integration of acceleration sensor signals and / or the evaluation of wheel speed sensor information before / after the impact, which is not due to (driver-triggered or automated) braking interventions.
Auch die Dauer des Leitplankenkontakts wird bewertet, z.B. basierend auf Vibration erkannt über low-g Inertialsensorik, und/oder Umfeldsensorik, wie Seitenradar, seitlichem Ultraschall, Kamera- oder Radarsignalen und/oder Lenkwinkel des Fahrzeugs und/oder Positionsbestimmung. The duration of the guardrail contact is also evaluated, e.g. detected based on vibration via low-g inertial sensors, and / or environment sensors, such as side radar, lateral ultrasound, camera or radar signals and / or steering angle of the vehicle and / or position determination.
Auch vertikale Vibration bspw. im Falle eines Rand- oder Grünstreifen vor Leitplanke kann über Federwegsenoren und/oder low-g Inertialsensorik (z-Richtung) erkannt werden. Vertical vibration, for example, in the case of a border or green strip in front of guardrail, can also be detected via spring travel sensors and / or low-g inertial sensors (z-direction).
Zudem erfolgt eine Erkennung des Spurverlassens via Kamera oder satellitengestützter Positionserfassung. In addition, a recognition of lane departure via camera or satellite-based position detection takes place.
Die Erkennung erfolgt dabei je nach Sensortyp vor, während und/oder nach dem Anprall. Depending on the type of sensor, the detection takes place before, during and / or after the impact.
So wurde beispielsweise ein Testfahrzeug zur Erkennung eines seitlichen Anpralls ausgestattet mit einer Kamera zur Spurerkennung, einem Seitenradar sowie Seitensatelliten zur Messung von Druck- und/oder Beschleunigung, wobei hier bereits die Auswertung niedriger Ausschläge ggf. anhand der Rohsignale ohne Filter erfolgte. Thus, for example, a test vehicle for detecting a lateral impact was equipped with a camera for lane detection, a side radar and side satellites for measuring pressure and / or acceleration, in which case the evaluation of low deflections, possibly using the raw signals without filter.
Zudem kam als Inertialsensorik eine Standard-ESC-Sensorik mit Erfassung von Querbeschleunigung und Gierrate zum Einsatz und wurde zudem der Lenkwinkelsensor als auch Raddrehzahlsensoren ausgewertet. In addition, a standard ESC sensor system with detection of lateral acceleration and yaw rate was used as the inertial sensor system, and the steering angle sensor and wheel speed sensors were also evaluated.
Erkennt die Kamera ein Spurverlassen oder Spurwechsel und das Seitenradar ein seitliches Objekt, sei es stationär oder mitbewegt und eine Annäherung zu diesem, so wird die time-to-collision als auch vorzugsweise die Wahrscheinlichkeit für den Anprall berechnet, beispielsweise basierend auf Hypothesen, z.B. Crash 100%, wenn physikalisch trotz kooperativer Aktion von Fahrzeug und Objekt nicht mehr vermeidbar. If the camera recognizes a lane departure or lane change and the side radar detects a lateral object, be it stationary or moving and an approach to it, the time-to-collision and preferably the probability of the impact are calculated, for example based on hypotheses, e.g. Crash 100% if physically unavoidable despite cooperative action of vehicle and object.
Zeigen nun Seitensatelliten kleine Ausschläge (p und/oder g) und vorzugsweise in einem engen Zeitfenster dazu die low-g ESC Inertialsensoren Ausschläge für Querbeschleunigung und/oder Gierrate, so liegt ein Anprall. Side satellites now show small deflections (p and / or g) and preferably within a narrow time window the low-g ESC inertial sensors excite for lateral acceleration and / or yaw rate, so there is an impact.
Direkt nach dem vermuteten Anprall wird eine bzw. mehrere plötzliche Lenkaktionen des Fahrers erkannt (starke Lenkradwinkeländerungen) Ein Sprung in der Fahrrichtung bezogen auf die Fahrspuren wird über die Spurerkennung der Kamera bestätigt. Ggf. wird ein Spurverlassen erkannt. One or more sudden steering actions of the driver are detected immediately after the suspected impact (strong steering wheel angle changes) A jump in the direction of travel with respect to the lanes is confirmed by the lane detection of the camera. Possibly. a lane departure is detected.
Anhand von den Signalen wird ein Maß für die Erkennungssicherheit des seitlichen Anpralls bestimmt. So wird anhand der jeweiligen Qualität der fusionierten Sensorsignale ein Maß gebildet, welches die Güte der Erkennung des seitlichen Anpralls repräsentiert. Mit der Information der Erkennungsgüte können daraufhin verschiedene Eingriffsstufen aktiviert werden (z.B. leichte automatische Bremsung bei niedriger Erkennungsgüte, automatische Vollbremsung bei sehr hoher Erkennungsgüte). Dies ist im Hinblick auf Fehlauslösungen und Funktionaler Sicherheit relevant. Based on the signals, a measure of the detection reliability of the lateral impact is determined. Thus, based on the respective quality of the fused sensor signals, a measure is formed which represents the quality of the detection of the lateral impact. With the information of the recognition quality then different intervention levels can be activated (eg light automatic braking at low recognition quality, automatic full braking at very high recognition quality). This is in Relevant to false tripping and functional safety.
Als weitere Ergänzung dient eine Geschwindigkeitsschwelle des eigenen Fahrzeugs, welche vor Anprall überschritten sein muß. Damit kann die rein auf passiver Crashsensorik basierende Erkennung des Seitenanpralls sensibler gestaltet werden, ohne dass bestimmte Misuse/NoFire Fälle, die nur in niedrigen Geschwindigkeiten vorkommen (Curb, 30km/h), zu einer Fehlerkennung führen würden. As a further supplement is a speed threshold of the own vehicle, which must be exceeded before impact. Thus, the purely on passive crash sensor-based detection of side impact can be made more sensitive, without certain Misuse / NoFire cases that occur only at low speeds (Curb, 30km / h), would lead to an error detection.
Auch für Fusionsansätze die nicht nur auf reiner passiver Crashensorik basieren, kann eine solche Geschwindigkeitsschwelle hilfreich zum Ausschluss von Fehlerkennungen bei niedrigen Geschwindigkeiten sein. Also, for fusion approaches that are not based solely on pure passive crash sensors, such a speed threshold can be helpful in excluding low-speed false detection.
Zur Bewertung der Kontrollierbarkeit vor, während und nach dem seitlichen Anprall werden beispielsweise folgende Informationen teilweise oder kombiniert ausgewertet/berechnet:
Zunächst ist der Anprall selbst natürlich ein Ereignis, welches zu einer gewissen Reduzierung der Kontrollierbarkeit führt und aus seitlich gerichtetem Radar (SRR), Frontradar und/oder Mono oder Stereokamera oder einer seitlich gerichteten Kamera oder Rund-Um-Kamerasystem (Top View) erkennbar ist. In order to assess the controllability before, during and after the lateral impact, the following information, for example, is partially or combined evaluated / calculated:
First of all, of course, the impact itself is an event that leads to a certain reduction in controllability and can be recognized from side-directed radar (SRR), front radar and / or mono or stereo camera or a side-facing camera or round-top camera system (top view) ,
Wie bereits eingangs erläutert, wird der Impulsvektor (vx, vy) des Anpralls auf die Leitplanke z.B. berechnet aus Crash-Sensorik (z.B. high-g) und Chassis Sensorik (low-g; Drehraten). Je größer dieser Impulsvektor ist, desto schwerer kontrollierbar ist die Verkehrssituation noch für den Fahrer. As already explained at the outset, the momentum vector (vx, vy) of the impact on the guardrail is e.g. calculated from crash sensors (for example high-g) and chassis sensors (low-g; The larger this momentum vector is, the more difficult it is to control the traffic situation for the driver.
Ein weiterer Parameter bzw. Kriterium ist der geometrische Anprallwinkel auf die Leitplanke. Dessen Detektion erfolgt bspw. mittels Umfeldsensorik (Randbebauungserkennung Frontradar und/oder Stereokamera, Seitenradar (SRR); Erkennung der Fahrbahnmarkierungen oder Randbebauung durch Monokamera). Kontrollierbarkeit: Je größer dieser Winkel desto schwerer kontrollierbar ist die Verkehrssituation noch für den Fahrer. Another parameter or criterion is the geometric impact angle on the guardrail. Its detection takes place, for example, by means of environment sensors (edge development detection of the front radar and / or stereo camera, side radar (SRR), detection of the lane markings or edge development by monocamera). Controllability: The greater this angle, the more difficult it is to control the traffic situation for the driver.
Eine Fahrerzustandsbewertung basiert auf der Fahrerreaktion, also bspw. ob dieser passiv ist oder aktiv, also bremst, lenkt und versucht, dass Fahrzeug abzufangen und wie maßvoll diese Reaktion ausfällt. Große hektische Reaktionen insbesondere an der Lenkung (häufigster Fehler: Verreißen des Lenkrads) sind dabei ebenso als kritisch einzustufen wie eine völlige Passivität. A driver condition assessment is based on the driver's response, eg whether it is passive or active, so brakes, steers and tries to intercept the vehicle and how moderate this reaction is. Large hectic reactions, especially at the steering (most common mistake: tearing of the steering wheel) are classified as critical as well as a complete passivity.
Auftretende Giermomente bzw. ein Gierwinkelsprung ermöglichen die Abschätzung des „Headingwinkels“, also der Fahrtrichtung nach dem Leitplankenkontakt. Diese Größen sind aus der Crash- und Chassis-Sensorik zu erhalten. Eine große Fahrrichtungsänderung ist für einen Normalfahrer dabei in der Regel nicht beherrschbar. Occurring yawing moments or a yaw angle jump allow the estimation of the "heading angle", ie the direction of travel after the guardrail contact. These sizes are obtained from the crash and chassis sensors. A large change in direction is usually unmanageable for a normal driver.
Durch Erkennung des Spurverlassens nach Anprall bspw. mittels einer Kamera mit Spurerkennung und/oder satellitengestützter Navigation, evt. in Verbindung mit der Auswertung von Fahrdynamiksensoren kann ebenfalls ein kritischer Parameter gewonnen werden – ein Verlassen der Fahrspur deutet auf eine geringere Kontrollierbarkeit. By detecting the lane departure after impact eg. By means of a camera with lane detection and / or satellite navigation, possibly in conjunction with the evaluation of vehicle dynamics sensors also a critical parameter can be obtained - leaving the lane indicates a lower controllability.
Es wird zudem vorzugsweise ausgewertet die Restfahrzeuggeschwindigkeit nach dem Leitplankenaufprall, die bspw. via CAN aus dem Motorsteuergerät oder den Raddrehzahlsensoren erkannt wird. Je höher die Restgeschwindigkeit ist, desto schwerer ist die Kontrollierbarkeit. It is also preferably evaluated the residual vehicle speed after the guard rail collision, which is detected, for example, via CAN from the engine control unit or the wheel speed sensors. The higher the residual speed, the heavier the controllability.
Zudem kann der Geschwindigkeitsabbau über den Leitplankenanprall ermittelt werden, z.B. berechnet aus der Ausgangs-Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Anprall und der Restfahrzeuggeschwindigkeit oder durch Integration der Beschleunigungsinformation In addition, the speed reduction can be determined via the guard rail impact, e.g. calculated from the initial vehicle speed before the impact and the residual vehicle speed or by integration of the acceleration information
Auch der Status der Fahrdynamikregelsysteme nach dem Leitplankenaufprall ist ein bevorzugter Parameter und aus den Steuergerät(en) für ESC und ABS zu ermitteln. Eingriffe der Systeme in die Fahrdynamik sind Indikatoren für eine kritische Situation, in der die Kontrollierbarkeit potentiell herabgesetzt ist. Stellen diese Systeme Inplausibilität von Signalen (z.B. unterschiedliche Raddrehzahlen) nach dem Anprall fest, so besteht ebenfalls eine potentiell kritische Situation mit herabgesetzter Kontrollierbarkeit. The status of the driving dynamics control systems after the crash barrier impact is also a preferred parameter and must be determined from the control unit (s) for ESC and ABS. Systems interventions in vehicle dynamics are indicators of a critical situation in which controllability is potentially reduced. If these systems detect implausibility of signals (e.g., different wheel speeds) after impact there is also a potentially critical situation with reduced controllability.
Auch der Status weiterer Chassis-Systeme nach dem Leitplankenanprall, aslo bspw. der Lenkung, Vertikaldynamikregelung oder Dämpferregelung bietet Signale für die Kontrollierbarkeit – stellen die o.g. Systeme Inplausibilität z.B. von Signalen (z.B. unterschiedliche Raddrehzahlen) nach dem Anprall fest, so besteht eine potentiell kritische Situation mit herabgesetzter Kontrollierbarkeit. Also, the status of other chassis systems after the crash barrier, aslo example. The steering, vertical dynamics control or damper control provides signals for controllability - make the o.g. Systems implausibility e.g. of signals (e.g., different wheel speeds) after impact, there is a potentially critical situation with reduced controllability.
Auch die Anzahl der Fahrspuren bzw. Gesamtfahrbahnbreite bietet einen Parameter. Detektiert entweder via Kamerasystem oder anhand von GPS-Position und Kartenmaterial gilt für die Kontrollierbarkeit: Je geringer die Fahrbahnbreite, desto weniger Raum für stabilisierende Fahrmanöver. The number of lanes or overall lane width also provides a parameter. Detected either via the camera system or based on GPS position and map material applies to the controllability: the smaller the road width, the less space for stabilizing maneuvers.
Zudem kann die aktuelle Verkehrssituation insgesamt, also beispielsweise auch anhand nachfolgender/benachbarter Fahrzeuge, den verbleibenden Freiraum, Sicherheitsabstand untereinander in Fahrtrichtung als auch quer zur Fahrtrichtung berücksichtigt werden und kann die Verkehrssituation eventuell sogar aus der Historie bewertet werden oder aufgrund von Umfeldsensormessungen vor oder nach einer Zeitspanne. Je mehr Platz und Zeit der Fahrer hat, um das Fahrzeug abzufangen, d.h. je später ein
Jeder der voranstehend genannten Parameter ermöglicht für sich genommen eine Abschätzung, jedoch bildet eine Zusammenschau einer Mehrzahl solcher Parameter ein Gesamtbild und wird vorzugsweise eine Mehrzahl von Parametern erfasst und aus dem jeweiligen Maß der Kontrollierbarkeit ein Gesamtwert für die Kontrollierbarkeit abgeleitet und werden die Reaktionen anhand dieses Gesamtwerts angepasst. Each of the above-mentioned parameters makes an estimation per se, but a synopsis of a plurality of such parameters forms an overall picture and preferably a plurality of parameters are detected and a total controllability value is derived from the respective measure of controllability and the responses are based on this total value customized.
Sofern ein vorgegebenes Maß der Kontrollierbarkeit unterschritten wird, werden zumindest einzelne Schutzmaßnahmen aktiviert, wobei es je nach Art der erkannten Parameter und/oder Schwere unterschiedliche Maßnahmen gibt. If a predetermined degree of controllability is undercut, at least individual protective measures are activated, with different measures depending on the type of recognized parameters and / or severity.
Vorzugsweise wird eine automatische Bremsung eingeleitet, welche in Stärke und Rücknahme des Eingriffs aber vom Fahrerverhalten und der Gefährdungssituation abhängig angepasst werden kann. Preferably, an automatic braking is initiated, which in strength and withdrawal of the intervention but can be adjusted depending on the driver behavior and the risk situation.
Durch radindividuelle Bremseingriffe kann eine Stabilisierung der Fahrtrichtung bewirkt werden. Oder es werden die Regelschwellen eines ESC-Systems angepasst, um eine solche Stabilisierung zu erreichen. By wheel-individual braking interventions, a stabilization of the direction of travel can be effected. Or the thresholds of an ESC system are adjusted to achieve such stabilization.
Zusätzlich wird, insbesondere bei einer Paniklenkreaktion, die Lenkbewegung gedämpft oder durch Gegenmomente in eine vorgegebene Richtung geleitet. In addition, especially in a panic steering reaction, the steering movement is damped or directed by counter-moments in a predetermined direction.
Dazu wird vorzugsweise der Richtungsverlauf des seitlichen Hindernisses, insbesondere einer Leitplanke erfasst und durch radindividuelle Bremseingriffe und/oder Lenkungseingriffe eine Spurführung parallel zum Richtungsverlauf des seitlichen Hindernisses unterstützt. For this purpose, preferably the directional course of the lateral obstacle, in particular a guardrail is detected and supported by wheel-individual braking interventions and / or steering interventions a tracking parallel to the direction of the lateral obstacle.
Zudem werden vorzugsweise die Dämpferkennlinien einer adaptiven Fahrwerksdämpfung des Fahrzeugs angepasst, insbesondere die Dämpfung erhöht, um Radlastschwankungen zu reduzieren. Zudem können die Auslöseschwellen von reversiblen und/oder irreversiblen Insassenschutzsystemen angepasst, insbesondere herabgesetzt werden, um eine frühzeitige Auslösung im Falle eines sekundären Unfalls sicherzustellen. In addition, the damper characteristics of an adaptive chassis damping of the vehicle are preferably adjusted, in particular the damping is increased in order to reduce wheel load fluctuations. In addition, the tripping thresholds of reversible and / or irreversible occupant protection systems may be adjusted, in particular reduced, to ensure early tripping in the event of a secondary accident.
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