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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von mindestens einem Insassen eines Kraftfahrzeugs im Fall einer bevorstehenden Kollision mit mindestens einem Kollisionsobjekt.
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Moderne Kraftfahrzeuge sind mit umfangreichen Sensoren und Überwachungseinrichtungen ausgestattet, mit dem Ziel, die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen und externe Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Auch im Zuge der Entwicklung von autonomen Fahrzeugen, die ohne Eingreifen eines Fahrers am Straßenverkehr teilnehmen, wurden und werden immer bessere Systeme zur Abtastung der Umgebung des Fahrzeugs entwickelt.
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Es ist auch bekannt, solche Systeme dazu einzusetzen, mögliche Kollisionen möglichst frühzeitig vorherzusehen, ihren Verlauf und ihre Schwere abzuschätzen und beim Unfallgeschehen rechtzeitig aktive Sicherheitssysteme des Fahrzeugs, wie beispielsweise Gurtstraffer, Sitzverstellungen und/oder Airbags auszulösen. Bei vielen bekannten Verfahren kann allerdings nicht ausreichend flexibel auf unterschiedlichste Unfallsituationen angepasst reagiert werden. Daher kommt es in bestimmten Unfallsituationen trotz Sicherheitsmaßnahmen regelmäßig zu schwersten Verletzungen der Insassen.
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Ausgehend hiervon offenbart Anspruch 1 ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Schutz von Insassen eines Kraftfahrzeugs. Die abhängigen Ansprüche geben besonders vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens an. Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend im Detail erläutert.
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Die angegebenen Verfahrensschritte a) bis c) werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen.
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In Schritt a) wird bevorzugt erkannt, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt bevorsteht. Dazu werden bevorzugt mögliche Kollisionsobjekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs derart erkannt, wobei gegebenenfalls jedem möglichen Kollisionsobjekt (insbesondere sofern es sich um ein sich bewegendes Objekt handelt) eine erwartete (zukünftige) Bewegungstrajektorie zugeordnet wird. Dazu wird bevorzugt eine aktuelle Position, eine aktuelle (relative oder absolute) Geschwindigkeit und/oder eine aktuelle (relative oder absolute) Bewegungsrichtung des möglichen Kollisionsobjekts ermittelt. Mit einer relativen Geschwindigkeit und einer relativen Bewegungsrichtung ist hier jeweils eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung relativ zum Kraftfahrzeug selbst gemeint. Mit einer absoluten Geschwindigkeit und einer absoluten Bewegungsrichtung ist hier jeweils eine Bewegungsrichtung im ruhenden Bezugsystem gemeint, in welchem sich auch das Kraftfahrzeug bewegt. Auch können zeitliche Ableitungen der Bewegung (wie z. B. eine Beschleunigung) ermittelt und berücksichtigt werden. Zur Bestimmung der erwarteten Trajektorie kann beispielsweise angenommen werden, dass das mögliche Kollisionsobjekt sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit in eine gleichbleibende Richtung weiter bewegen wird. Eine derartige Annahme kann insbesondere deshalb sinnvoll sein, weil das beschriebene Verfahren insbesondere während einer Reaktionszeit eines Fahrers des Kraftfahrzeugs eingreifen kann. Innerhalb einer entsprechenden Zeitspanne von beispielsweise einer Sekunde kann davon ausgegangen werden, dass das mögliche Kollisionsobjekt seine Geschwindigkeit und/oder seine Bewegungsrichtung nicht oder nur wenig ändert. Alternativ kann eine mögliche Änderung der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung des möglichen Kollisionsobjekts berücksichtigt werden. Dazu kann beispielsweise ein (räumlicher) Bereich bestimmt werden, innerhalb dessen sich die tatsächliche Trajektorie mit großer Wahrscheinlichkeit befinden wird. Weiter kann beispielsweise angenommen werden, dass sich die Geschwindigkeit des möglichen Kollisionsobjekts ausgehend von einem bekannten momentanen Wert verändert und mit großer Wahrscheinlichkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen wird. Es kann dabei angenommen werden, dass der Bereich mit größerem Abstand zum momentanen Zeitpunkt größer wird. Das bedeutet, dass eine Vorhersage der Geschwindigkeit als umso ungenauer angenommen wird, je weiter entfernt der betrachtete Zeitpunkt liegt. Eine relative Geschwindigkeit und eine relative Bewegungsrichtung eines Kollisionsobjektes können auch aus absoluter Geschwindigkeit und absoluter Bewegungsrichtung des Kollisionsobjektes und der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges ermittelt werden.
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Weiterhin wird gegebenenfalls eine erwartete (zukünftige) Trajektorie des Kraftfahrzeugs bestimmt. Dabei können insbesondere Informationen verwendet werden, die über Sensoren des Kraftfahrzeugs bestimmbar sind. Dabei kann es sich beispielsweise um einen bisherigen Verlauf der Geschwindigkeit, eine momentane Geschwindigkeit, einen bisherigen Verlauf der Bewegungsrichtung, eine momentane Bewegungsrichtung, einen Betriebszustand (z. B. eine Motordrehzahl oder einen aktuell eingelegten Gang eines Getriebes) und/oder eine Masse (insbesondere einschließlich einer Zuladung) des Kraftfahrzeugs und/oder um einen Zustand der Fahrbahn (insbesondere betreffend Glätte, Nässe, Haftung und/oder Gefälle) handeln. Durch die im Kraftfahrzeug vorhandenen Sensoren kann die erwartete Trajektorie des Kraftfahrzeugs besonders gut und insbesondere genauer bestimmt werden als die erwartete Trajektorie eines möglichen Kollisionsobjekts. Zusätzlich oder alternativ kann die Trajektorie des Kraftfahrzeugs eine zuvor geplante Trajektorie sein, die geplant war vom System Kraftfahrzeug abzufahren. Eine solche geplante Trajektorie existiert regelmäßig bei Fahrzeugen, die sich in einem Modus des automatisierten Fahrens befinden. Auch für das Kraftfahrzeug kann angenommen werden, dass es sich beispielsweise mit gleichbleibender Geschwindigkeit in eine gleichbleibende Richtung weiter bewegen wird. Auch kann eine mögliche Änderung der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs wie für das mögliche Kollisionsobjekt berücksichtigt werden.
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Bevorzugt wird die erwartete Trajektorie des Kraftfahrzeugs mit den erwarteten Trajektorien aller erkannten möglichen Kollisionsobjekte (zumindest implizit) verglichen. Eine zumindest teilweise Überschneidung der erwarteten Trajektorie des Kraftfahrzeugs mit einer erwarteten Trajektorie eines möglichen Kollisionsobjekts deutet dabei auf eine bevorstehende Kollision hin. Im Falle von einer Unsicherheit hinsichtlich einer möglichen Kollision wird ggf. auch noch eine Wahrscheinlichkeit einer Kollision bestimmt. Liegt diese Wahrscheinlichkeit über einem festgelegten Mindestwert, so wird bevorzugt angenommen, dass eine Kollision bevorsteht.
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In Schritt b) wird das mindestens eine Kollisionsobjekt bevorzugt derart analysiert, dass erkannt werden kann, ob von der bevorstehenden Kollision der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs betroffen sein wird. Im besonders sensiblen oberen Bereich des Kraftfahrzeugs können sich häufig beispielsweise Köpfe der Fahrzeuginsassen befinden, die beispielsweise bei Eindrücken der Windschutzscheibe verletzt werden können.
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Um insbesondere den besonders sensiblen oberen Bereich des Kraftfahrzeugs zu schützen, wird in Schritt b) bevorzugt insbesondere analysiert, wie groß das Kollisionsobjekt ist und/oder auf welcher Höhe sich ein Massenschwerpunkt des Kollisionsobjektes befindet. Bevorzugt wird auch analysiert, ob das Kollisionsobjekt einen hervorstehenden Bereich aufweist, unter den das Kraftfahrzeug bei einer Kollision geraten kann, so dass es zu einer besonders starken Beschädigung eines besonders sensiblen oberen Bereichs des Kraftfahrzeugs kommen kann.
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In dem Fall, dass in Schritt b) eine bevorstehende Kollision erkannt wird, bei der ein Schaden des besonders sensiblen oberen Bereichs des Kraftfahrzeugs zu erwarten ist, wird bevorzugt Schritt c) durchgeführt.
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Wird Schritt c) durchgeführt, so wird ein Auslösesignal eines für Kollisionen vorgesehenen Schutzmechanismus zumindest teilweise unterdrückt, um dem mindestens einen Insassen ein Ausweichen zu ermöglichen. Ein Schutzmechanismus ist hier insbesondere Gurtstraffungsmechanismus zur Straffung eines Gurtes. Es ist aber auch jeder andere Mechanismus umfasst, der dazu verwendet werden kann einen Insassen in eine geeignete Position für einen Unfall zu bringen bzw. die Bewegungsfreiheit eines Insassen in einer Unfallsituation zu reduzieren. Ein weiteres Beispiel für einen Schutzmechanismus ist beispielsweise ein Airbag und/oder ein elektromechanisch verstellbarer Sitz, der auch als Crash-aktiver Sitz bezeichnet werden kann.
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Der Gurtstraffungsmechanismus ist bevorzugt dazu bestimmt und eingerichtet, einen (Sicherheits-)Gurt eines Insassen bei einer Kollision zu straffen, d. h. zu verkürzen. Durch den Gurtstraffungsmechanismus wird der Insasse an den Sitz gedrückt und so in eine für einen (regulären) Unfall regelmäßig optimale aufrechte Sitzposition gebracht und in dieser gehalten. Solch ein regulärer Unfall ist üblicherweise ein Unfall mit einem anderen Kraftfahrzeug. Für solche regulären Unfälle sind die Sicherheitsfunktionen eines Kraftfahrzeugs normalerweise ausgelegt. Unfälle, in denen besonders sensible Bereiche eines Kraftfahrzeugs von einem Kollisionsobjekt getroffen werden, unterscheiden sich gelegentlich von solchen regulären Unfällen mit einem Kraftfahrzeug.
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Gegebenenfalls können in nachfolgenden Verfahrensschritten d) und e) (nachdem ein Insasse ausreichend Zeit zum Ausweichen hatte) noch nachträglich Gurtstraffungen erfolgen, um Gurtschlaufen (die auch als Gurtlose bezeichnet werden können) einzufahren. Gurtstraffungen erfolgen üblicherweise mit Gurtstraffungsmechanismen. Bei Gurtschlaufen handelt es sich um Bereiche des Gurts, an denen der Gurt vom Körper des Insassen beabstandet ist (z. B. bedingt durch Kleidung des Insassen). Im Falle einer Kollision kann es aufgrund der Gurtschlaufen zu Verletzungen des Insassen kommen, wenn sich der Insasse zunächst ungebremst bewegt und anschließend abrupt von dem Gurt aufgehalten wird. Derartige Verletzungen können vermieden oder jedenfalls reduziert werden, wenn die Gurtschlaufen durch den Gurtstraffungsmechanismus bereits vor der Kollision oder jedenfalls unmittelbar nach der Kollision hinreichend schnell eingefahren werden. Solche Gurtstraffungsmechanismen werden normalerweise bei Unfällen eingesetzt. Gurtstraffungsmechanismus kann beispielsweise eine pyrotechnische Vorrichtung umfassen, die für ein (schlagartiges) Aufrollen des Gurtes im Falle einer Kollision eingerichtet ist. Auch kann der Gurtstraffungsmechanismus pneumatisch, elektromechanisch und/oder mechanisch (beispielsweise mit einer vorgespannten Feder) angetrieben werden.
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Grundsätzlich kann der Gurtstraffungsmechanismus dazu beitragen, Verletzungen von Insassen bei Kollisionen des Kraftfahrzeugs zu vermeiden oder jedenfalls zu verringern. Es kann aber auch Unfallsituationen geben, in denen der Gurtstraffungsmechanismus die Verletzungsgefahr der Insassen sogar erhöht. Das kann insbesondere bei Kollisionen der Fall sein, von denen insbesondere der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs betroffen ist, d. h. insbesondere bei solchen bevorstehenden Kollisionen, die in Schritt b) bevorzugt erkannt werden. Sitzt beispielsweise ein Insasse nach vorn gebeugt auf seinem Sitz, so kann dieser aufgrund des Gurtstraffungsmechanismus in eine aufrechte und damit bei dieser Art von Kollision besonders gefährdete Sitzposition gebracht werden. Durchschlägt beispielsweise ein Kollisionsobjekt die Windschutzscheibe, ist der Insasse in der nach vorn gebeugten Position besser geschützt, insbesondere wenn sich in dieser Position der Kopf des Insassen außerhalb des besonders sensiblen oberen Bereichs des Kraftfahrzeugs befindet.
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Das beschriebene Verfahren kann dazu beitragen, die beschriebene Verletzungsgefahr durch den Gurtstraffungsmechanismus zu verringern. Das kann dadurch erreicht werden, dass gemäß Schritt c) ein Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus zumindest teilweise unterdrückt wird, wenn eine entsprechende bevorstehende Kollision erkannt wird. Unter einer entsprechenden bevorstehenden Kollision ist eine solche zu verstehen, von der der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs betroffen sein wird, d.h. insbesondere eine solche, die bevorzugt in Schritt b) erkannt wird.
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Bei einer entsprechenden Kollision kann sich der Insasse selbst beispielsweise durch Vorbeugen in eine Schutzposition bringen. Dabei kann insbesondere ein menschlicher Schutzreflex ausgenutzt werden. Ein derartiges Ausweichen kann gemäß Schritt c) dadurch ermöglicht werden, dass der hindernde Gurtstraffungsmechanismus nicht oder nur reduziert auslöst. Wird der Gurt nicht oder nur (im Vergleich zu einer ansonsten üblichen Straffung) reduziert gestrafft, kann der Insasse in der bereits eingenommenen Schutzposition verbleiben. Ist der Insasse beispielsweise nach vorn gebeugt und hält seinen Kopf unterhalb der Windschutzscheibe, so kann durch Schritt c) vermieden werden, dass der Insasse durch den Gurtstraffungsmechanismus in eine gefährdetere Sitzposition bewegt wird. Gegebenenfalls kann auch geprüft werden, ob der Insasse sich bereits in einer guten Schutzposition befindet und inwieweit durch eine Gurtstraffung der Insasse wieder aus dieser Schutzposition entfernt werden würde. Wenn eine Entfernung des Insassen aus einer guten Schutzposition nicht droht, kann die Gurtstraffung ggf. auch wie üblich durchgeführt werden.
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Das Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus erfolgt bevorzugt elektronisch, d.h. beispielsweise durch das Auslösesignal, das von einer Steuereinheit ausgegeben werden kann. Der Eingriff gemäß Schritt c), d. h. das zumindest teilweise Unterdrücken des Auslösens des Gurtstraffungsmechanismus, erfolgt bevorzugt in der Steuereinheit, indem das Auslösesignal zum Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus dort unterdrückt oder verändert wird. Ein verändertes Auslösesignal kann dabei insbesondere ein Signal zum reduzierten Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus sein. Das reduzierte Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus kann beispielsweise darin bestehen, dass der Gurt nur mit 50 % der ansonsten angewendeten Kraft gestrafft wird.
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Neben dem zumindest teilweisen Unterdrücken des Gurtstraffungsmechanismus wird bevorzugt auch das Auslösen eines Airbags und/oder eines weiteren Rückhaltesystems zumindest teilweise unterdrückt. Das gilt insbesondere für Airbags im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs, durch die Insassen auf den vorderen Sitzen beispielsweise bei einem Auffahrunfall zurückgehalten werden können. Damit kann verhindert werden, dass ein Insasse sich zwar aufgrund der unterdrückten Gurtstraffung in die Schutzposition bringen kann, er anschließend aber durch den Airbag wieder in eine aufrechtere und/oder ungünstigere Sitzposition gebracht wird oder von dem Airbag sogar in einer Position getroffen wird, in der der Insasse sich sehr leicht verletzen könnte.
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Bevorzugt wird durch das beschriebene Verfahren nur für Insassen in besonders gefährdeten Bereichen des Kraftfahrzeugs eingegriffen. Ist beispielsweide nur die linke Seite des Kraftfahrzeugs von einer Kollision (mit einer festgelegten Mindestwahrscheinlichkeit) betroffen, so wird eine Gurtstraffung des Gurtes des Fahrers (der links sitzt) bevorzugt unterdrückt, während der Gurt des Beifahrers bevorzugt gestrafft wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass eine Eindringtiefe der Kollision berücksichtigt wird. Das bedeutet, dass beispielsweise bei einer bevorstehenden Kollision mit nur geringer Aufprallgeschwindigkeit für die Insassen der hinteren Sitzreihe nicht über das beschriebene Verfahren eingegriffen wird und demnach keine Unterdrückung der Gurtstraffung erfolgt .
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt a) zumindest mittels eines Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs das Umfeld des Kraftfahrzeugs auf mögliche Kollisionsobjekte überwacht.
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Das Umfeld des Kraftfahrzeugs wird bevorzugt zumindest für die Dauer eines Betriebs des Kraftfahrzeugs überwacht. Der Umfeldsensor umfasst bevorzugt mindestens eine Außenkamera und/oder einen Infrarotsensor. Mit dem Umfeldsensor wird bevorzugt jedenfalls ein Bereich im Umkreis von 200 m, zumindest jedoch von 30 m [Metern] um das Kraftfahrzeug überwacht. Bevorzugt ist es, dass von einem derartigen Umkreis um das Kraftfahrzeug jedenfalls ein Winkelausschnitt von mindestens 90°, zumindest aber 40° überwacht wird, der sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindet. Der Umfeldsensor ist bevorzugt mit der Steuereinheit des Kraftfahrzeugs verbunden. Aus Signalen des Umfeldsensors kann durch die Steuereinheit bevorzugt mit einer Software ermittelt werden, ob sich mögliche Kollisionsobjekte im (überwachten) Umfeld des Kraftfahrzeugs befinden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens entspricht die in Schritt b) erkannte bevorstehende Kollision einer Unterfahrsituation, bei welcher zumindest ein Abschnitt des Kraftfahrzeugs unter das Kollisionsobjekt gelangt.
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Bei der Unterfahrsituation kann es sich beispielsweise um eine Unfallsituation handeln, in der insbesondere die Motorhaube des Kraftfahrzeugs unter einen hervorstehenden Teil des Kollisionsobjekts gerät. Bei dem hervorstehenden Teil des Kollisionsobjekts kann es sich insbesondere um einen Aufsatz eines Lastkraftwagens handeln, der über eine Hinterachse des Lastkraftwagens hinausragt. Auch kann es sich bei dem hervorstehenden Bereich beispielsweise um einen Balken handeln, der von einer Ladefläche eines Fahrzeugs hervorsteht. Bevorzugt ist das beschriebene Verfahren aber auch für unbewegliche Kollisionsobjekte mit einem entsprechenden hervorstehenden Bereich sensitiv, beispielsweise einem Fels- oder Mauervorsprung oder beispielsweise einem umgestürzten Baum.
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Wird das Kraftfahrzeug bei einem derartigen Unterfahren des Kollisionsobjekts nicht oder nur wenig abgebremst, kann die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs mit großer Geschwindigkeit auf den hervorstehenden Teil des Kollisionsobjekts auftreffen. Insbesondere bei derartigen Kollisionen kann das Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus nachteilig sein und wird daher bevorzugt gemäß Schritt c) zumindest teilweise unterdrückt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs ein Bereich oberhalb einer Motorhaube des Kraftfahrzeugs.
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Insbesondere umfasst der besonders sensible Bereich des Kraftfahrzeugs bevorzugt zumindest die Windschutzscheibe und A-Säulen (d. h. Karosseriestrukturen des Kraftfahrzeugs, die im Bereich der Windschutzscheibe ein Dach des Kraftfahrzeugs tragen). Durch einen Aufprall eines Teils eines Kollisionsobjekts auf die Windschutzscheibe und/oder auf die A-Säulen kann der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs erheblich beschädigt werden. Der obere Bereich des Kraftfahrzeugs ist unter anderem besonders sensibel, weil dieser Bereich besonders kurze Knautschzonen hat und daher im oberen Bereich besonders leicht Verformungen auftreten können, die eine Beeinträchtigung der im Kraftfahrzeug befindlichen Insassen verursachen. Der obere Bereich des Kraftfahrzeugs ist außerdem besonders sensibel, weil hier ein Eindringen von Kollisionsobjekten in das Kraftfahrzeug besonders leicht auftreten kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ermittelt, an welchen Stellen, beispielsweise links, rechts oder auf beiden Seiten, die Kollision mit dem besonders sensiblen Bereich stattfinden wird. Zusätzlich oder alternativ kann ermittelt werden wie weit das Eindringen in den besonders sensiblen Bereich erfolgen kann. Die Sitze, die durch ein Eindringen in den besonders sensiblen Bereich gefährdet sind, können mit dem vorliegenden Verfahren besonders gut geschützt werden, wobei für Sitze, die nicht durch ein mögliches Eindringen gefährdet sind, das vorliegende Verfahren nicht durchgeführt wird. Es erfolgt dann insbesondere keine Unterdrückung der Gurtstraffung. Dadurch werden besonders gefährdete Bereiche des Fahrzeugs durch das vorliegende Verfahren besonders geschützt und gleichzeitig Bereiche, die nicht gefährdet sind, durch bereits vorhandene Schutzmechanismen geschützt. Eine Anpassung an die einzelnen Sitze und Insassen bzw. Sitzpositionen im Fahrzeug ist demnach vorteilhaft.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die in Schritt b) erkannte bevorstehende Kollision eine Kollision mit einem Tier, dessen Schwerpunkt oberhalb der Motorhaube des Kraftfahrzeugs liegt.
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Insbesondere bei einer Kollision mit einem großen Tier als das Kollisionsobjekt können Insassen des Kraftfahrzeugs zu Schaden kommen. Das kann insbesondere dann der Fall sein, wenn Beine des Tieres derart lang sind, dass sich der Torso des Tieres (insbesondere vor der Kollision) auf einer Höhe einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs befindet. Das kann beispielsweise bei einem Elch, einem Pferd oder einer Kuh so sein. In dem Fall kann das Tier (und insbesondere dessen Torso) nahezu ungebremst auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs auftreffen. Dabei kann beispielsweise die Windschutzscheibe und weitere Bereiche oberhalb der Motorhaube stark deformiert, eingedrückt oder gar abgerissen werden, sodass die Insassen, wenn sie sich zumindest teilweise in dem Bereich befinden, stark verletzt werden können.
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Bei einem Kraftfahrzeug mit einer (im Wesentlichen) waagerecht angeordneten Motorhaube kann sich der Torso des Tieres nahezu ungebremst über die Motorhaube bewegen und auf die Windschutzscheibe auftreffen. Bei einem derartigen Kraftfahrzeug umfasst der besonders sensible obere Bereich daher bevorzugt zumindest den Bereich oberhalb der Motorhaube insbesondere den Innenraum des Fahrzeugs oberhalb der Motorhaube. Dies ist auch der Fall bei nicht waagrecht angeordneten oder (im Wesentlichen) senkrecht angeordneten Motorhauben und sehr kurzen Motorhauben der Fall, bei denen sich der Torso des Tieres beispielsweise direkt auf Höhe der Windschutzscheibe befindet und unmittelbar auf die Windschutzscheibe trifft, ohne sich zuvor entlang einer Wegstrecke über die Motorhaube des Kraftfahrzeugs bewegen zu müssen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die in Schritt b) erkannte bevorstehende Kollision eine Kollision mit einem Lastkraftwagen.
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Eine besonders große Verletzungsgefahr für Insassen eines Kraftfahrzeugs kann sich bei einer Kollision (insbesondere bei einem Auffahrunfall) mit einem Lastkraftwagen ergeben. Bei einer derartigen Kollision kann insbesondere der vordere Bereich des Kraftfahrzeugs mit der Motorhaube unter eine Ladefläche des Lastkraftwagens gelangen. Insbesondere wenn eine Ladekante des Lastkraftwagens (d.h. die hintere Kante der Ladefläche) besonders hoch und/oder besonders weit von einer Hinterachse des Lastkraftwagens entfernt angeordnet ist, kann die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs beispielsweise bei einem Auffahrunfall nahezu ungebremst auf die Ladekante des Lastkraftwagens auftreffen. Dabei kann der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs besonders stark beschädigt und die Insassen des Kraftfahrzeugs besonders schwer verletzt werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt c) eine bereits erfolgte Gurtstraffung wieder aufgehoben, wenn in Schritt b) eine entsprechende bevorstehende Kollision erkannt wurde.
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Es kann Situationen geben, in denen beispielsweise eine Gurtstraffung ausgelöst wurde, bevor erkannt wurde, dass von der bevorstehenden Kollision der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs betroffen sein wird. Wurde ein Gurt bereits gestrafft, kann dies den Insassen davon abhalten, sich von selbst in eine Schutzposition zu bringen. In dieser Ausführungsform des Verfahrens kann ein Ausweichen des Insassen auch dann noch ermöglicht werden, wenn eine Gurtstraffung bereits erfolgt ist. Dazu ist der Gurtstraffer bevorzugt als reversibler Gurtstraffer ausgeführt, bei dem insbesondere durch ein elektronisches Signal eine Gurtstraffung wieder aufgehoben werden kann.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt c) ein bereits erfolgtes Einrasten eines Gurtes wieder aufgehoben, wenn in Schritt b) eine entsprechende bevorstehende Kollision erkannt wurde.
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Um die Bewegungsfreiheit eines Insassen möglichst wenig einzuschränken, kann ein Gurt grundsätzlich längenveränderlich sein. Die Länge des Gurtes kann sich dabei an eine Sitzposition des Insassen anpassen. Beispielsweise unter Verwendung einer Feder kann ein Teil des Gurtes zur Längenänderung von einer Rolle auf- und abgewickelt werden. Bei ruckartigen Bewegungen des Insassen rastet der Gurt bevorzugt ein. Das bedeutet, dass der Gurt bevorzugt insbesondere nicht mehr verlängert werden kann. Dadurch kann im Falle einer Kollision (die die Ursache der ruckartigen Bewegung des Insassen sein kann) eine Bewegung des Insassen unterdrückt werden. Damit kann der Gurt den Insassen vor Aufprallverletzungen schützen. Wenn hier angegeben ist, dass der Gurt sich nicht mehr verlängern kann ist gemeint, dass Kräfte unterhalb eines vorgegebenen maximalen Kraftniveaus nicht mehr zu einem Ausfahren des Gurtes führen können. Als Sicherheitsfunktion ist es ggf. noch möglich, dass der Gurt bei größeren Kräften wieder ausfährt. Die vom Gurt maximal auf den Insassen ausgeübte Kraft ist somit begrenzt, beispielsweise auch um Verletzungen durch den Gurt zu vermeiden. Ggfs. kann ein solch maximales Kraftniveau im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens auch verändert (beispielsweise erhöht) werden, wenn eine Gurtstraffung unterdrückt wurde. Bevorzugt wird ein solches maximales Kraftniveau an veränderte Positionen der Insassen des Kraftfahrzeuges angepasst.
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Bei Kollisionen, von denen der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs betroffen ist, kann ein derartiges Einrasten die Verletzungsgefahr eines Insassen allerdings vergrößern, weil der Insasse sich nicht durch Ausweichen in eine Schutzposition bringen kann. Daher wird in dieser Ausführungsform das Einrasten des Gurtes bevorzugt aufgehoben. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Einrastvorrichtung durch Pyrotechnik oder beispielsweise über die Aktivierung eines Magneten gelöst wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Einrasten zumindest teilweise und/oder temporär unterbunden, wenn in Schritt b) eine entsprechende bevorstehende Kollision erkannt wurde.
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In dieser Ausführungsform können die beschriebenen nachteiligen Folgen des Einrastens des Gurtes auch in dem Fall vermieden werden, in dem das Einrasten des Gurtes noch nicht erfolgt ist. Dabei ist es bevorzugt, dass das Einrasten vollständig unterbunden wird, so dass bei einer entsprechenden Kollision zu keinem Zeitpunkt ein Einrasten erfolgt. Alternativ ist es bevorzugt, dass das Einrasten zumindest verzögert wird. Damit kann erreicht werden, dass der Insasse sich zunächst in eine Schutzposition bringen kann. Bevor aber die Kollision erfolgt, kann der Insasse durch Einrasten des Gurtes in seiner derart eingenommenen Schutzposition fixiert werden. Damit können Aufprallverletzungen vermieden oder jedenfalls verringert werden.
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Auch kann das Einrasten teilweise unterbunden werden oder es kann ein Einrastpunkt verschoben werden. Beispielsweise kann bei einer entsprechenden Kollision ermöglicht werden, dass der Insasse den Gurt zunächst um eine festgelegte Länge (von bevorzugt 10 cm bis 40 cm [Zentimeter]) verlängern kann, bevor der Gurt einrastet. Damit kann der Insasse sich in eine Schutzposition bringen, in der er durch das Einrasten des Gurtes zudem vor Aufprallverletzungen geschützt wird.
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Die Verlängerung des Gurtes kann beispielsweise durch ein elektromechanisches Anheben des Gurtschlosses erfolgen, wie es beispielsweise mit einer Gurtschloss-Zubringer-Funktion möglich ist,. Zusätzlich oder alternativ kann die Verlängerung des Gurtes durch Absenken des D-Ringes an der B-Säule durchgeführt werden, der als Umlenkpunkt für den Gurt dienen kann. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Gurtkraftbegrenzer so angepasst werden, dass mit nur wenig Kraftaufwand durch den Insassen ein wenig Gurt aus dem Gurtauslass, trotz möglicher Verriegelung, gezogen werden kann.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens finden nach Schritt c) folgende Schritte statt:
- d) Abwarten eines Zeitintervalls, bis der mindestens eine Insasse sich in eine Schutzposition begeben konnte, und
- e) Erzeugen eines Auslösesignals für eine zumindest reduzierte Auslösung eines Schutzmechanismus.
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Im dem Fall, dass der Schutzmechanismus ein Gurtstraffungsmechanismus ist kann die reduzierte Auslösung beispielsweise eine reduzierte Straffung des Gurtes sein, um Gurtschlaufen einzufahren. In dem Fall, dass der Schutzmechanismus ein Airbag ist ,kann die reduzierte Auslösung beispielsweise eine Zündung des Airbags mit einem reduzierten Druck sein.
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In dieser Ausführungsform wird das Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus (bzw. das entsprechende Auslösesignal) in Schritt c) bevorzugt zunächst vollständig unterdrückt. Damit kann der Insasse sich bestmöglich in die Schutzposition bringen. In Schritt d) wird dafür ein Zeitintervall abgewartet, bis der mindestens eine Insasse sich in eine Schutzposition begeben konnte. Das gemäß Schritt d) abgewartete Zeitintervall (in welchem der Gurt nicht gestrafft ist), ist bevorzugt derart bemessen, dass der Gurtstraffungsmechanismus gemäß Schritt e) auslöst, unmittelbar bevor das Kraftfahrzeug aufgrund der Kollision verzögert wird. In Schritt e) wird ein Auslösesignal für eine reduzierte Straffung des Gurtes erzeugt, um Gurtschlaufen einzufahren.
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Bei Gurtschlaufen handelt es sich um Bereiche des Gurts, an denen der Gurt vom Körper des Insassen beabstandet ist (z. B. bedingt durch Kleidung des Insassen). Im Falle einer Kollision kann es aufgrund der Gurtschlaufen zu Verletzungen des Insassen kommen, wenn sich der Insasse zunächst ungebremst bewegt und anschließend abrupt von dem Gurt aufgehalten bzw. die Verzögerung über eine kürzere Strecke, in der der Insasse an das Fahrzeug gekoppelt ist, durchgeführt wird. Derartige Verletzungen können vermieden oder jedenfalls reduziert werden, wenn die Gurtschlaufen durch den Gurtstraffungsmechanismus bereits vor der Kollision oder jedenfalls unmittelbar während der Kollision oder unmittelbar nach der Kollision hinreichend schnell eingefahren werden.
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In Schritt e) wird der Gurtstraffungsmechanismus bevorzugt derart ausgelöst (bzw. ein entsprechendes Auslösesignal von der Steuereinheit ausgegeben), dass die Gurtschlaufen zwar eingefahren werden, der Insasse aber nicht in eine aufrechte und damit gefährdete Sitzposition gebracht wird. Bevorzugt erfolgt die Straffung des Gurtes in Schritt e) mit einer Kraft von 30 % bis 70 %, insbesondere im Bereich von 40 % bis 60 % der ansonsten verwendeten Kraft (d. h. insbesondere der maximal möglichen Kraft, die durch den Gurtstraffungsmechanismus aufgebracht werden kann).
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In dieser Ausführungsform kann zum einen ermöglicht werden, dass der Insasse sich in die Schutzposition bringen kann. Zum anderen kann der Insasse in der Schutzposition durch Straffung des Gurtes vor Verletzungen durch den Aufprall auf den Gurt oder durch einen verkürzten Verzögerungsweg geschützt werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Gurt gelöst, wenn in Schritt b) eine entsprechende bevorstehende Kollision erkannt wurde.
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In dieser Ausführungsform kann der Insasse sich bestmöglich in eine Schutzposition bringen. Dabei wird allerdings vollständig auf den Schutz durch den Gurt verzichtet. Das kann sinnvoll sein, wenn die negativen Auswirkungen des Gurtes die positiven Auswirkungen der Schutzposition deutlich überwiegen. Beispielsweise kann das der Fall sein bei einer bevorstehenden Kollision, bei der das Kraftfahrzeug mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit mit einer großen Aufprallgeschwindigkeit unter das Kollisionsobjekt geraten wird. In einem solchen Fall kann es vorteilhaft sein, vollständig auf den Gurt zu verzichten. Bevorzugt wird der Gurt nur bei einer solchen bevorstehenden Kollision gelöst, von der mit einer Mindestwahrscheinlichkeit der besonders sensible obere Bereich des Kraftfahrzeugs betroffen sein wird und bei der die erwartete Verletzungsschwere, beispielsweise ermittelt an Hand der Aufprallgeschwindigkeit, einen Mindestwert übersteigt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Gurt verlängert, wenn in Schritt b) eine entsprechende bevorstehende Kollision erkannt wurde.
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In dieser Ausführungsform wird der Gurt bevorzugt derart verlängert, dass der Insasse sich besonders gut in eine Schutzposition bringen kann. Das Verlängern des Gurtes kann als das Gegenteil einer Gurtstraffung beschrieben werden. Beispielsweise kann der Gurt dadurch verlängert werden, dass eine Halterung und/oder eine Umlenkrolle des Gurtes verschoben wird. Auch kann das Gurtschloss entsprechend verschoben werden. Insbesondere kann die Verlängerung des Gurtes pyrotechnisch oder elektromechanisch erfolgen.
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Hier auch beschrieben werden sollen eine Auslöseschaltung für einen Airbag, welche zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist..
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Weitere Einzelheiten der Erfindung und ein Ausführungsbeispiel, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeugs und eines Tiers als Kollisionsobjekt,
- 2: eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeugs und eines Lastkraftwagens als Kollisionsobjekt,
- 3: eine schematische Darstellung der erwarteten Trajektorien des Kraftfahrzeugs und des Kollisionsobjekts, und
- 4: ein Ablaufdiagramm des beschriebenen Verfahrens.
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1 ist eine schematisch Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 und eines Kollisionsobjekts 2. Innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 befinden sich Insassen 20, von denen beispielhaft nur ein Fahrer 3 gezeigt ist. Insbesondere ist ein Kopf 4 des Fahrers 3 zu erkennen. Der Kopf 4 des Fahrers 3 befindet sich in einem besonders sensiblen oberen Bereich 5 des Kraftfahrzeugs 1. Mit einer gestrichelten Linie ist angedeutet, wie weit sich der besonders sensible obere Bereich 5 nach unten erstreckt. Bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Kollisionsobjekt 2 kann der besonders sensible obere Bereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 besonders stark beschädigt werden. Das kann insbesondere deshalb der Fall sein, weil das Kollisionsobjekt 2 ein Tier 8 ist, das insbesondere aufgrund von entsprechend langen Beinen 10 einen Massenschwerpunkt 11 oberhalb einer Motorhaube 7 des Kraftfahrzeugs 1 aufweist. Im Falle einer Kollision kann sich ein Torso 9 des Tieres 8 über die Motorhaube 7 des Kraftfahrzeugs 1 bewegen und (insbesondere nahezu ungebremst) auf eine Windschutzscheibe 6 des Kraftfahrzeugs 1 auftreffen. Um insbesondere einen Schaden des besonders sensiblen oberen Bereichs 5 des Kraftfahrzeugs 1 möglichst gering zu halten und die Insassen 20 besonders gut zu schützen, wird das beschriebene Verfahren für das Kraftfahrzeug 1 durchgeführt. Dazu weist das Kraftfahrzeug 1 einen Umfeldsensor 13 auf, der eine Außenkamera 14 umfasst. Damit kann das Kollisionsobjekt 2 erkannt und analysiert werden. Der Fahrer 3 ist mit einem Gurt 12 gesichert. Der Gurt 12 kann mit einem Gurtstraffungsmechanismus 18 im Falle einer Kollision gestrafft werden. Die Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Tier 8 entspricht einer Unterfahrsituation, bei welcher die Motorhaube 7 des Kraftfahrzeugs 1 unter das Tier 8 gelangt. Dabei wird das Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus 18 bevorzugt zumindest teilweise unterdrückt. Damit können Verletzungen der Insassen 20 vermieden oder zumindest verringert werden.
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2 zeigt das Kraftfahrzeug 1 aus 1. Das Kollisionsobjekt 2 ist hier im Gegensatz zu 1 ein (nur teilweise gezeigter) Lastkraftwagen 15. Der Lastkraftwagen 15 weist eine Ladefläche 21 mit einer Ladekante 22 auf. Gerät das Kraftfahrzeug 1 unter die Ladefläche 21, so trifft die Windschutzscheibe 6 des Kraftfahrzeugs 1 auf die Ladekante 22, bevor das Kraftfahrzeug auf ein Hinterrad 23 des Lastkraftwagens (das Teil einer nicht weiter gezeigten Hinterachse ist) auftrifft. Damit kann die Windschutzscheibe 6 nahezu unverzögert auf die Ladekante 22 auftreffen. Dies kann zu erheblichen Schäden des besonders sensiblen oberen Bereichs 5 des Kraftfahrzeugs führen. Die Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Lastkraftwagen 15 entspricht einer Unterfahrsituation, bei welcher die Motorhaube 7 des Kraftfahrzeugs 1 unter den Lastkraftwagen 15 gelangt. Dabei wird das Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus 18 bevorzugt zumindest teilweise unterdrückt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer erwarteten Trajektorie 16 eines Kraftfahrzeugs 1 und einer erwarteten Trajektorie 17 eines Kollisionsobjekts 2. Beispielhaft wird hier auf das Kraftfahrzeug aus 1 Bezug genommen, das mit einem Tier 8 als das Kollisionsobjekt 2 kollidiert. Das Kraftfahrzeug 1 und das Tier 8 sind jeweils in zwei Positionen eingezeichnet. Mit durchgezogenen Linien ist dargestellt, wo sich das Kraftfahrzeug 1 und das Tier 8 zu einem Ausgangszeitpunkt befinden. Der Ausgangszeitpunkt ist der Zeitpunkt, in dem das Tier 8 erkannt wird. Mit gepunkteten Linien ist dargestellt, wo sich das Kraftfahrzeug 1 und das Tier 8 zum Zeitpunkt der Kollision befinden. Weiterhin ist ein Ausschnitt eines Umfelds 19 des Kraftfahrzeugs 1 eingezeichnet. Der Ausschnitt des Umfelds 19 wird auf mögliche Kollisionsobjekte überwacht, wodurch erkannt wird, dass eine Kollision mit dem Tier 8 als das Kollisionsobjekt 2 bevorsteht. Weiter wird das Tier 8 bevorzugt analysiert, so dass erkannt werden kann, ob der in 1 gezeigte besonders sensible obere Bereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 von der Kollision zumindest teilweise betroffen sein wird. Ist dies der Fall, wird das Auslösen des Gurtstraffungsmechanismus 18 zumindest teilweise unterdrückt.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm des beschriebenen Verfahrens. Zu erkennen sind die Verfahrensschritte a) bis e), wobei die Verfahrensschritte a) bis c) nach Art einer Schleife (vorzugsweise während des gesamten Betriebs des Kraftfahrzeugs) wiederholt ausgeführt werden. Wenn in Schritt c) eine Unterdrückung eines Auslösesignals erfolgt, dann werden gegebenenfalls die Verfahrensschritte d) und e) eingeleitet.
