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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug sowie ein System zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
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Heutzutage weist ein Kraftfahrzeug in der Regel ein Insassenrückhaltesystem auf. Ein derartiges Rückhaltesystem beschreibt eine Gesamtheit an Vorrichtungen betreffend eine passive Sicherheit im Kraftfahrzeug. Diese Vorrichtungen sind jeweils dazu ausgebildet, einen Fahrzeuginsassen auf seinem Fahrzeugsitz zu fixieren. Die einzelnen Vorrichtungen zur passiven Sicherheit dienen dazu, die Folgen eines Unfalls für alle daran Beteiligten zu reduzieren. Mit dem Rückhaltesystem soll nämlich zum einen der Fahrzeuginsasse durch das Fixieren auf dem Fahrzeugsitz vor der Wirkung zu großer Beschleunigungen und im Extremfall dem Herausschleudern aus dem Kraftfahrzeug geschützt werden. Zum anderen dient das Rückhaltesystem zum Schutz des Fahrzeuginsassen vor dem Zusammenprall mit Bestandteilen des Kraftfahrzeugs selbst, wie beispielsweise einem Lenkrad, einem Armaturenbrett und/oder einem Türrahmen. Beispiele für Vorrichtungen des Rückhaltesystems sind ein Mehrpunktsicherheitsgurt mit Gurtstraffer auf einzelnen Fahrzeugsitzen, ein Airbag, beispielsweise ein Fahrer- oder Beifahrerairbag, ein Seitenairbag, ein Kopfairbag, ein Knieairbag und/oder ein Fensterairbag, Sitzfunktionen, wie beispielsweise eine aktive Kopfstütze, und/oder ein Rollstuhlrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug zum Behindertentransport.
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Die
DE 10 2008 005 527 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung von Datensätzen für eine Datenbasis eines Maschinenlernvorgangs, welcher ein lernbasiertes Verfahrens zur Crashklassifikation ausführt.
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Die
DE 10 2009 012 407 B3 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern eines adaptiven Rückhaltesystems zum Schützen eines Insassen eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Recheneinheit zum prädikativen Berechnen einer Beschleunigungscharakteristik eines bevorstehenden Unfalls des Fahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt; eine Modelliereinheit zum physikalischen Modellieren des Insassen und zum Modellieren einer physikalischen Kopplung des Insassen mit dem Fahrzeug; und eine Steuereinheit zum Steuern des adaptiven Rückhaltesystems basierend auf Ergebnissen der Recheneinheit und/oder der Modelliereinheit; eine Crashversuch-Datenbank mit Deformationscharakteristika aus Crashversuchen, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, Kenngrößen zum Charakterisieren eines mechanischen Verhaltens des Fahrzeugs und des Kollisionsobjekts, insbesondere Kenngrößen zum Charakterisieren eines Deformationsverhaltens des Fahrzeugs und des Kollisionsobjekts bei einer Kollision, aus der Crashversuch-Datenbank zu entnehmen.
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Die
DE 10 2014 002 146 A1 offenbart ein Verfahren zur Simulation eines vorausschauenden Sicherheitssystems eines Fahrzeugs, bei dem mittels eines Auslösealgorithmus auf der Basis von Sensorsignalen wenigstens eines Pre-Crash-Sensors eine Bewertung hinsichtlich von Auslöse- und Nichtauslöse-Szenarien durchgeführt wird. Für den wenigstens einen Pre-Crash-Sensor wird ein Sensormodell auf der Basis von in einer Referenzdatenbank gespeicherte und Referenzszenarien darstellende Sensorsignale erstellt, wobei die Referenzdatenbank durch die Aufzeichnung und Speicherung von den Referenzszenarien entsprechenden Sensorsignalen eines in einem Fahrzeug montierten, dem Sensortyp des Pre-Crash-Sensor entsprechenden Referenzsensors erzeugt wird..
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Die
DE 10 2004 040 322 A1 zeigt eine dezentrale intelligente Steuereinheit für ein Rückhaltesystem in einem Fahrzeug mit einem Mikrocontroller zur Verarbeitung crashrelevanter Daten zum Erzeugen von Steuersignalen für mindestens eine reversible Rückhaltesystemkomponente. Die dezentrale intelligente Steuereinheit kann außerdem Endstufen zur Ansteuerung von konventionellen pyrotechnischen Zündern, wie sie beispielsweise für einen Gurtstraffer oder einen Gurtkraftbegrenzer vorgesehen sind, aufweisen.
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Die
DE 10 2009 020 074 A1 zeigt ein Verfahren zur Ansteuerung von Kraftfahrzeuginsassenschutzsystemen, in dessen Rahmen Fahrzeugzustandssignale als Kollisionsdaten erfasst werden und im Rahmen eines kollisionsspezifischen physikalischen Modells ausgewertet werden. Letztendlich wird hierbei ein Auslösesignal zur Ansteuerung des Kraftfahrzeuginsassenschutzsystems generiert.
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Die
AT 501 209 A2 zeigt ein Verfahren zur Untersuchung eines Verhaltens eines komplexen Systems, bei dem es sich bevorzugt um eine Brennkraftmaschine handelt. Im Rahmen dieses Verfahrens erfolgt eine Auswahl von ersten Vektoren sowie von zweiten Vektoren sowie weiteren Vektoren, wobei eine Blockvariable eingeführt wird, die für die ersten Vektoren auf einen ersten Wert und für die zweiten Vektoren auf einen zweiten Wert festgelegt wird. Letztendlich wird ein Regressionsmodell erstellt, mithilfe dessen letztendlich eine Eingangsgröße für die Brennkraftmaschine bestimmt wird.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels derer mit geringem Kalibrierungsaufwand ein Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bevor ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs betrieben werden kann oftmals ein aufwendiges Kalibrierungsverfahren durchlaufen wird. Denn zunächst müssen zahlreiche Kollisionsversuchsreihen durchgeführt werden, um ein Steuersignal für ein zuverlässig arbeitendes Rückhaltesystem erzeugen zu können. Einzelne Kollisionsversuche der Kollisionsversuchsreihen werden mittels einer Kollisionsversuchsumgebung, die oftmals als Crashtest-Umgebung bezeichnet wird, durchgeführt. Bei einem ersten Anlauf zum Bestimmen des Steuersignals erfolgen einige wenige Kollisionsversuche, die zunächst für eine erste Kalibrierung des Rückhaltesystems verwendet werden. Wird nun die aus diesen Versuchen gewonnene Information für das Rückhaltesystem auf andere Fahrzeugtypen, wie beispielsweise auf einen Sportwagen, übertragen, wobei die Kollisionsversuche beispielsweise mit einem Kleinwagen durchgeführt wurden, müssen in einem weiteren Anlauf neue und weitere Kollisionsversuche, beispielsweise mit dem Sportwagen, durchgeführt werden, um zuverlässige Informationen zum Betreiben des Rückhaltesystems für den Sportwagen gewinnen zu können. Es wird also eine weitere Kalibrierung des Rückhaltesystems für den Sportwagen benötigt, insbesondere wenn davor Kollisionsversuche beispielsweise hauptsächlich mit anderen Fahrzeugtypen durchgeführt wurden. Letztendlich müssen während des Kalibrierungsprozesses mehrere Male Kollisionsversuche durchgeführt werden, um dadurch Schritt für Schritt die finalen Einstellungen zum Betreiben des Rückhaltesystems ermitteln zu können. Hierdurch wird sowohl der Aufwand als auch die Komplexität des Ermittelns von Steuersignalen für das Rückhaltesystem sehr hoch. Um diesen Prozess zu vereinfachen, ist es sinnvoll auf Simulationsdaten sowie künstlich erzeugte Testdaten zurückzugreifen. Erfolgt dies, kann beispielsweise mithilfe von nur einem einzigen durchgeführten Kollisionsversuch oder zumindest nur einer kleinen Anzahl von Kollisionsversuchen bereits zuverlässig ein Steuersignal für das Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, und zwar für verschiedene Fahrzeugtypen und für verschiedene Märkte für Kraftfahrzeuge.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug umfasst folgende Schritte: In einem ersten Schritt erfolgt ein Durchführen zumindest eines Kollisionsversuchs mit einem Testfahrzeug in einer Kollisionsversuchsumgebung. Es wird also zunächst ein Crashtest mit einem dafür ausgestalteten Testfahrzeug durchgeführt. Ein derartiger Kollisionsversuch wird unter realistischen kontrollierten Bedingungen durchgeführt und wird typischerweise in der Automobilindustrie bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen und Sicherheitssystemen für diese Kraftfahrzeuge verwendet. Mittels eines Kollisionsversuchs können Erkenntnisse über ein Verhalten des Kraftfahrzeugs, seine Insassen und/oder eine Ladung des Kraftfahrzeugs bei unterschiedlichen Crashkonfigurationen gewonnen werden. Beim Kollisionsversuch wird das Fahrzeug, bei dem es sich um das Testfahrzeug handelt, unter definierten Bedingungen gegen ein feststehendes starres oder deformierbares Hindernis gefahren, wie beispielsweise eine Wand. Es gibt außerdem die Möglichkeit, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kollisionen zu fahren oder Kollisionen mit Fußgängern zu simulieren. Ein Kollisionsversuch findet meist in einer speziellen Versuchsanlage statt, die hier als Kollisionsversuchsumgebung bezeichnet wird.
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In einem nächsten Schritt erfolgt ein Erfassen von ein Verhalten des Testfahrzeugs während des zumindest einen Kollisionsversuchs beschreibenden Sensordaten mittels einer Sensorvorrichtung der Kollisionsversuchsumgebung. Die Sensorvorrichtung umfasst beispielsweise mehrere Sensoreinrichtungen, wie zum Beispiel einen am Testfahrzeug angeordneten Beschleunigungssensor und/oder Drucksensor und/oder eine auf das Testfahrzeug gerichtete Hochgeschwindigkeitskamera, die statische und/oder bewegte Bilder des Kollisionsversuchs aufnimmt. Die Sensordaten beschreiben zumindest eine physikalische Eigenschaft des Verhaltens des Testfahrzeugs. Umfasst die Sensorvorrichtung beispielsweise einen Beschleunigungssensor, können als Sensordaten Beschleunigungsdaten bereitgestellt werden, die eine Beschleunigung beschreiben, die das Testfahrzeug bei der Kollision mit beispielsweise einer Wand der Kollisionsversuchsumgebung erfährt. Alternativ oder zusätzlich dazu können mithilfe eines Drucksensors, der ebenfalls von der Sensorvorrichtung umfasst wird, Druckwerte als Sensordaten bereitgestellt werden, die beschreiben, welcher Druck beispielsweise an einer Fahrzeugfront des Testfahrzeugs während der Kollision mit der Wand der Kollisionsversuchsumgebung gemessen wird.
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In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt ein Erzeugen von Simulationsdaten. Die Simulationsdaten werden unter Anwendung eines Simulationsprogramms auf die erfassten Sensordaten erzeugt. Bei dem Simulationsprogramm handelt es sich beispielsweise um einen entsprechenden Simulationsalgorithmus, der beispielsweise speziell dafür ausgestaltet ist, Kollisionsversuche für Kraftfahrzeuge zu simulieren. Das Simulationsprogramm kann eine Finite-Element-Methode (FEM)-Simulation anwenden, um einen oder mehrere Kollisionsversuche für vorgegebene Testfahrzeuge zu simulieren. Hierfür kann auf ein bereits bekanntes und verfügbares Simulationsprogramm zur Simulation von Kollisionsversuchen zurückgegriffen werden. Die unter Anwendung des Simulationsprogramms erzeugten Simulationsdaten beschreiben die zumindest eine physikalische Eigenschaft des Verhaltens des Testfahrzeugs für zumindest ein simuliertes Testfahrzeug. Als Simulationsdaten werden also beispielsweise ebenfalls Beschleunigungsdaten und/oder Druckdaten generiert, wobei sich diese von den oben beschriebenen Sensordaten dahingehend unterscheiden, dass die gleichen physikalischen Eigenschaften für ein anderes Testfahrzeug rein rechnerisch erzeugt wurden. Falls es sich bei dem Testfahrzeug, mit dem der Kollisionsversuch durchgeführt wurde, beispielsweise um einen Kleinwagen handelt, kann das simulierte Testfahrzeug ebenfalls ein derartiger Kleinwagen sein. Es ist jedoch alternativ oder zusätzlich möglich, dass als simuliertes Testfahrzeug ein Testfahrzeug eines anderen Fahrzeugtyps verwendet wird, wie beispielsweise ein Sportwagen. Die entsprechenden Informationen betreffend das simulierte Testfahrzeug sind in dem Simulationsprogramm hinterlegt. Letztendlich liegen dem Simulationsprogramm Details über das Verhalten von verschiedenen Testfahrzeugen in verschiedenen Kollisionsversuchssituationen vor.
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Wird als Kollisionsversuch mit dem Testfahrzeug beispielsweise ein Aufprall auf eine Wand bei einer Fahrgeschwindigkeit von 50 Kilometern pro Stunde durchgeführt, können mithilfe des Simulationsprogramms Simulationsdaten erzeugt werden, bei denen das simulierte Testfahrzeug einen analogen Kollisionsversuch durchführt. Es ist jedoch alternativ und zusätzlich dazu möglich, dass die Simulationsdaten eine Variation der beim Kollisionsversuch erzeugten Kollisionsversuchssituationen beschreiben, wie beispielsweise einen Aufprall auf der Wand bei einer Geschwindigkeit von ebenfalls 50 Kilometern pro Stunde, wobei jedoch eine Materialeigenschaft von zumindest einer Komponente des Testfahrzeugs, eine Einbautoleranz betreffend die zumindest eine Komponente und/oder ein Bauteilversagekriterium der zumindest einen Komponente variiert wird. Innerhalb einer vorgegebenen Kollisionsversuchstoleranz kann alternativ oder zusätzlich dazu die Geschwindigkeit des Testfahrzeugs bei dem simulierten Kollisionsversuch variiert werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können sie Simulationsdaten den einen durchgeführten Kollisionsversuch und/oder die Variation des durchgeführten Kollisionsversuchs für zumindest ein Testfahrzeugs eines anderen Fahrzeugtyps beschreiben. Mittels der Durchführung der Simulation mithilfe des Simulationsprogramms werden also ausgehend von den Sensordaten als Simulationsdaten gestreute Daten erzeugt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Erzeugen von Merkmalsdaten unter Anwendung einer Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die Sensordaten und die erzeugten Simulationsdaten. Die Merkmalsdaten beschreiben weitere physikalische Eigenschaften des Verhaltens des Testfahrzeugs oder des zumindest einen simulierten Testfahrzeugs als die Sensordaten und/oder die Simulationsdaten. Durch eine Anwendung der Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die Sensordaten werden also Daten erzeugt, die weitere physikalische Eigenschaften beschreiben als die Sensordaten betreffend das Testfahrzeug. Analog dazu werden bei einer Anwendung der Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die erzeugten Simulationsdaten Daten erzeugt, die weitere physikalische Eigenschaften des Verhaltens des simulierten Testfahrzeugs beschreiben als die Simulationsdaten. Derartige Merkmalsdaten sind beispielsweise Geschwindigkeitswerte und/oder Verformungswerte. Der Verformungswert gibt beispielsweise an, um welche Strecke ein Punkt auf einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs von dessen ursprünglicher Position vor dem Kollisionsversuch zu einer Endposition nach dem Kollisionsversuch bewegt wurde, um dadurch die Verformung des Testfahrzeugs aufgrund des Kollisionsversuchs zu beschreiben. Derartige Daten betreffend eine Geschwindigkeit und eine Deformation können beispielsweise aus den Beschleunigungsdaten als Sensordaten beziehungsweise Simulationsdaten gewonnen werden. Es werden also zu jedem einzelnen Datenelement der Sensordaten sowie der Simulationsdaten mehrere weitere Daten, die sogenannten Merkmalsdaten, erzeugt, die aus diesen Sensordaten beziehungsweise Simulationsdaten erzeugt werden können.
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In einem nächsten Schritt erfolgt ein Ermitteln einer Rohdatenstreubreite unter Anwendung eines Streubreitenbestimmungskriteriums auf die erzeugten Simulationsdaten. Es wird also anhand der Simulationsdaten überprüft, über welchen Wertebereich die einzelnen erzeugten Simulationsdaten streuen. Das Streubreitenbestimmungskriterium basiert hierfür beispielsweise auf einer Methode, bei der die Streubandbreite über die Zeit ermittelt wird, wie zum Beispiel auf der Methode „Moving Min/Max“, die auf Daten in einem vorgegebenen Intervall und somit auf Signale in einem Signalfenster angewendet wird. Hier wird die Methode „Moving Min/Max“ auf die Simulationsdaten angewendet. Es wird also letztendlich eine gängige mathematische Methode verwendet, um die Streubandbreite der Simulationsdaten in einem vorgegebenen Zeitintervall bestimmen zu können. Alternativ dazu kann ein anderes mathematisches Modell im Streubreitenbestimmungskriterium zum Bestimmen der Rohdatenstreubreite hinterlegt sein.
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Basierend auf der Ermittlung der Rohdatenstreubreite erfolgt in einem nächsten Schritt ein Erzeugen von künstlichen Testdaten. Dies erfolgt unter Anwendung einer Testdatenerzeugungsvorschrift auf die Sensordaten. Die Testdatenerzeugungsvorschrift basiert beispielsweise auf der mathematischen Datengenerierungsvorschrift „Flächenabhängige Streuung“, die Informationen dazu enthält, wie aus den Sensordaten des Kollisionsversuchs die künstlichen Testdaten generiert werden. Alternativ dazu sind alternative Datengenerierungsvorschriften denkbar. Bei der Datengenerierungsvorschrift „Flächenabhängige Streuung“ besteht der Ansatz darin, dass jeweils eine Streufläche pro Sensoreinrichtung der Sensorvorrichtung in einem vorgegebenen Zeitfenster betrachtet wird, wobei diese betrachtete Fläche immer gleich bleibt beziehungsweise nur leicht und zufällig gestreut wird. Alternativ dazu kann als Datengenerierungsvorschrift beispielsweise auf eine Markov-Kette, eine Sinusmodulation, ein neuronales Netzwerk, eine zeitlich gerichtete Streuung, eine Sensorabhängigkeit, ein Band relativ zum Kollisionsversuch und/oder ein absolutes Simulationsband abgestellt werden. Die Testdatenerzeugungsvorschrift berücksichtigt die ermittelte Rohdatenstreubreite, sodass letztendlich eine Übertragung der Rohdatenstreubreite stattfindet, um die künstlichen Testdaten zu erzeugen. Es werden also künstliche Testdaten erzeugt, die über eine ähnliche Streubandbreite streuen wie die Rohdatenstreubreite. Die erzeugten künstlichen Testdaten beschreiben die physikalischen Eigenschaften des Verhaltens des Testfahrzeugs, die von den Sensordaten beschrieben werden. Ausgehend von dem zu Beginn durchgeführten Kollisionsversuch werden also unter Berücksichtigung der Rohdatenstreubreite die künstlichen Testdaten erzeugt. Diese beschreiben genau die physikalischen Eigenschaften, die bereits von den Sensordaten beschrieben wurden. Die künstlichen Testdaten beschreiben also beispielsweise Beschleunigungswerte und/oder Druckwerte, je nachdem, wie die Sensorvorrichtung der Kollisionsversuchsumgebung ausgestaltet ist.
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Basierend auf den künstlich erzeugten Testdaten wird in einem nächsten Schritt ein Erzeugen von künstlichen Merkmalsdaten durchgeführt. Dies erfolgt unter Anwendung der bereits oben beschriebenen Merkmalsdatenableitungsvorschrift. Diese wird jedoch nun auf die künstlichen Testdaten und nicht, wie oben beschrieben, auf die Sensordaten und/oder Simulationsdaten angewendet. Die künstlichen Merkmalsdaten beschreiben folglich die weiteren physikalischen Eigenschaften, das heißt die weiteren physikalischen Eigenschaften des Verhaltens des Testfahrzeugs, die aber darüber hinausgehen, was bereits mithilfe der Sensordaten beschrieben wurde. Die künstlichen Merkmalsdaten können also beispielsweise ebenfalls Geschwindigkeitsdaten und/oder Deformationsdaten umfassen.
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Nachdem nun die künstlichen Merkmalsdaten erzeugt wurden, erfolgt ein Ermitteln eines Gesamtbewertungswerts für jedes künstliche Merkmalsdatenelement der erzeugten künstlichen Merkmalsdaten. Hier wird angenommen, dass die künstlichen Merkmalsdaten in einzelne Merkmalsdatenelemente unterteilt werden können. Ein derartiges Merkmalsdatenelement ist beispielsweise ein einzelner Geschwindigkeitswert und/oder ein einzelner Deformationswert. Das Ermitteln des Gesamtbewertungswerts erfolgt durch Anwenden eines Gesamtbewertungskriteriums auf die erzeugten künstlichen Merkmalsdaten. Das Gesamtbewertungskriterium umfasst hierfür beispielsweise Vorschriften dahingehend, welche Art von Merkmalsdaten besonders relevant sind. Beispielsweise kann mithilfe des Gesamtbewertungskriteriums vorgegeben sein, dass ein spezifischer Geschwindigkeitswert eine höhere Relevanz und Wichtigkeit aufweist, als beispielsweise ein bestimmter Deformationswert.
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Abhängig von dem derart bestimmten Gesamtbewertungswert erfolgt ein Auswählen von zumindest dem künstlichen Merkmalsdatenelement, dessen Gesamtbewertungswert über einem vorgegebenen Minimalwert liegt. Es werden also letztendlich die künstlichen Merkmalsdaten ausgewählt, die die besten Ergebnisse bei der Gesamtbewertung erzielt haben. Hierfür wird ein entsprechender Grenzwert vorgegeben, ab dem ein spezifisches Merkmalsdatenelement diese hohe Bewertung erhält. Der Minimalwert kann hierbei beispielsweise dynamisch an die Gesamtbewertungswerte der vorhandenen künstlichen Merkmalsdatenelemente angepasst werden. Das heißt, es kann beispielsweise immer vorgesehen sein, dass eine bestimmte Anzahl an Merkmalsdatenelemente, wie zum Beispiel 100 künstliche Merkmalsdatenelemente, die die höchsten jeweiligen Gesamtbewertungswerte von allen erzeugten künstlichen Merkmalsdatenelementen aufweisen, ausgewählt werden. Ist dies der Fall wird der vorgegebene Minimalwert entsprechend gewählt.
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Daraufhin erfolgt ein Feststellen von zumindest einem Sensordatenelement der Sensordaten und/oder von zumindest einem Simulationsdatenelement der Simulationsdaten, aus dem das ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelement erzeugt wurde. Es wird also zurückverfolgt, welche Daten den ausgewählten Simulationsdatenelementen zugrunde liegen. Da letztendlich die künstlichen Testdaten basierend auf den Sensordaten erzeugt wurden, jedoch durch Übertragen der Rohdatenstreubreite auf die Streubreite der künstlichen Testdaten auch Informationen aus dem Bereich der erzeugten Simulationsdaten ausgewertet wurden, kann hierbei entweder ein Sensordatenelement und/oder ein Simulationsdatenelement ermittelt werden, auf dem das ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelement basiert. Es wird also beispielsweise festgestellt, dass eines der ausgewählten künstlichen Merkmalsdatenelemente auf einen spezifischen Beschleunigungswert der Sensorvorrichtung rückzuführen ist, der während des Kollisionsversuchs mit dem Testfahrzeug gemessen wurden.
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Daraufhin erfolgt ein Erzeugen von zumindest einem Steuersignal für das Rückhaltesystem unter Anwendung eines Rückhaltesystemalgorithmus auf das festgestellte zumindest eine Sensordatenelement und/oder Simulationsdatenelement. Bei dem genannten Beispiel wird nun dieser spezifische Beschleunigungswert dafür verwendet werden, mithilfe des Rückhaltesystemalgorithmus das Steuersignal für das Rückhaltesystem zu erzeugen. Falls das Rückhaltesystem beispielsweise einen Gurtstraffer sowie mehrere Airbags umfasst, wird also der spezifische Beschleunigungswert beim Anwenden des bereits vorhandenen Rückhaltesystemalgorithmus, das heißt beim Anwenden eines Rückhaltesystemprogramms, berücksichtigt. Mittels Anwenden des Rückhaltesystemalgorithmus kann also ein entsprechendes Steuersignal beispielsweise für den Gurtstraffer basierend auf dem spezifischen Beschleunigungswert erzeugen kann. Hierbei wird auf einen bereits bekannten Rückhaltesystemalgorithmus zurückgegriffen.
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Des Weiteren erfolgt ein Übermitteln des zumindest einen erzeugten Steuersignals an ein vorgegebenes Kraftfahrzeug. Bei diesem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt nicht um das Testfahrzeug, das oben bereits beschrieben wurde. Das Kraftfahrzeug weist das Rückhaltesystem und beispielsweise eine Steuereinrichtung für das Rückhaltesystem auf, wobei mithilfe der Steuereinrichtung der Gurtstraffer sowie die mehreren Airbags des Kraftfahrzeugs angesteuert werden können. In einem letzten Verfahrensschritt erfolgt nun ein Ansteuern des Rückhaltesystems des vorgegebenen Kraftfahrzeugs, das heißt des Kraftfahrzeugs, dem das erzeugte Steuersignal übermittelt wurde, gemäß dem zumindest einen ermittelten Steuersignal. Während das Kraftfahrzeug nun beispielsweise auf einer Straße fährt, kann im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs der Gurtstraffer und/oder einzelne oder mehrere der Airbags des Rückhaltesystems des Kraftfahrzeugs gemäß dem zuvor ermittelten Steuersignal angesteuert werden.
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Das beschriebene Verfahren hat den Vorteil, dass beispielsweise bereits nach nur einmaligem Durchführen des Verfahrens bereits ein zuverlässiges Steuersignal für das Rückhaltesystem bereitgestellt wird. Durch die Verwendung der Simulationsdaten kann außerdem für verschiedene Fahrzeugtypen ein passendes Steuersignal bereitgestellt werden. Es müssen also beispielsweise nicht für jeden einzelnen Fahrzeugtyp aufwendige Kollisionsversuche durchgeführt werden, sondern es kann beispielsweise basierend auf einem Kollisionsversuch mit einem Kleinwagen auch ein entsprechendes Steuersignal für einen Sportwagen erzeugt werden. Hierdurch wird letztendlich das Kalibrierverfahren für das Rückhaltesystem für das Kraftfahrzeug besonders komfortabel, da ein Aufwand für das Kalibrierverfahren deutlich reduziert wird. Denn sowohl eine Anzahl als auch eine Ausgestaltung der Kollisionsversuche kann nun deutlich vereinfacht werden. Voraussetzung hierfür ist, dass auf ein zuverlässiges Simulationsprogramm zurückgegriffen wird, mit dessen Hilfe die Simulationsdaten erzeugt werden. Außerdem ist es sinnvoll, auf einen zuverlässigen Rückhaltesystemalgorithmus zuzugreifen, sodass ein sinnvolles Steuersignal basierend auf dem festgestellten zumindest einen Sensordatenelement und/oder Simulationsdatenelement erzeugt werden kann. Letztendlich wird basierend auf der Ermittlung der Rohdatenstreubreite erreicht, dass ein besonders robustes Erzeugen des Steuersignals möglich wird. Hierfür werden die tatsächlich erfassten Sensordaten sowie die Simulationsdaten kombiniert, um die künstlichen Testdaten sowie die künstlichen Merkmalsdaten zu erzeugen. Es kann außerdem besonders zeitsparend das Steuersignal für das Rückhaltesystem bereitgestellt werden, da auf die zahlreichen aufwendigen Kollisionsversuche verzichtet werden kann.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausgestaltungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass beim Anwenden des Gesamtbewertungskriteriums eine Gewichtung jedes einzelnen künstlichen Merkmalsdatenelements unter Anwendung eines vorgegebenen Gewichtungskriteriums auf die künstlichen Merkmalsdaten durchgeführt wird. Das Gewichtungskriterium ordnet hierbei jedem künstlichen Merkmalsdatenelement einen Gewichtungswert zu. Der Gewichtungswert beschreibt eine vorgegebene Gewichtung des jeweiligen künstlichen Merkmalsdatenelements abhängig von der physikalischen Eigenschaft, die von dem jeweiligen künstlichen Merkmalsdatenelement beschrieben wird. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass Geschwindigkeitsdaten eine höhere Gewichtung aufweisen sollen als beispielsweise Deformationsdaten. Das Gewichtungskriterium enthält hierfür entsprechende Informationen, sodass jedem künstlichen Merkmalsdatenelement der entsprechende Gewichtungswert direkt zugeordnet werden kann. Das Gewichtungskriterium kann fest vorgegeben sein. Das Gewichtungskriterium kann alternativ oder zusätzlich dazu mittels vorhergehender Simulationen und/oder Berechnungen ermittelt werden, indem beispielsweise die Daten von mehreren nacheinander bei variierten Einstellungen erfolgten Kollisionsversuchsreihen ausgewertet werden und beim Auswerten festgestellt wird, welche einzelnen mit jeweiligen Datenelementen gekoppelten Einstellungen sich wie auf die einzelnen Kollisionsversuchsreihen ausgewirkt haben. Hierfür kann auf das Simulationsprogramm, den Rückhaltesystemalgorithmus und/oder ein alternatives entsprechendes Auswerteprogramm zurückgegriffen werden. Der Gewichtungswert gibt letztendlich an, wie wichtig ein spezifisches künstliches Merkmalsdatenelement ist. Dem Ermitteln des Gewichtungswerts liegt die Erkenntnis zugrunde, dass einige Merkmalsdatenelemente relevanter sind als andere und daher eine höhere Gewichtung benötigen, weil sie beispielsweise schwieriger zu validieren sind als andere Merkmalsdatenelemente. Letztendlich wird hierdurch erreicht, dass von vornherein die Merkmalsdatenelemente bevorzugt ausgewählt werden, die aufgrund der physikalischen Eigenschaften, die sie beschreiben, als besonders wichtig anzusehen sind und daher einen entsprechend hohen Gewichtungswert zugeordnet bekommen haben. Hierfür kann auf bereits bei zahlreichen Kollisionsversuchen ermitteltes Wissen zurückgegriffen werden, sodass hierdurch das beschriebene Verfahren zusätzlich vereinfacht wird, wodurch unter anderem eine Zeitersparnis erreicht sowie eine Zuverlässigkeit bei der Auswahl des zumindest einen künstlichen Merkmalsdatenelements verbessert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass zunächst eine Merkmalsdatenstreubreite erzeugt wird. Dies erfolgt unter Anwendung des Streubreitenbestimmungskriteriums auf die aus den Simulationsdaten erzeugten Merkmalsdaten. Es wird also nicht nur die Rohdatenstreubreite der erzeugten Simulationsdaten ermittelt, sondern auch die Merkmalsdatenstreubreite der erzeugten Merkmalsdaten. Hierbei wird auf die Merkmalsdaten zurückgegriffen, die aus den Simulationsdaten erzeugt wurden. Das Streubreitenbestimmungskriterium kann hierbei wieder auf der Methode „Moving Min/Max“ basieren. Ist die Merkmalsdatenstreubreite bekannt, kann beim Anwenden des Gesamtbewertungskriteriums eine Einzelmerkmalsbewertung jedes einzelnen künstlichen Merkmaldatenelements durchgeführt werden. Dies erfolgt unter Anwendung eines Einzelbewertungskriteriums. Das Einzelbewertungskriterium wird auf jedes einzelne künstliche Merkmalsdatenelement der künstlichen Merkmalsdaten angewendet. Das Einzelbewertungskriterium ordnet jedem künstlichen Merkmalsdatenelement einen Einzelmerkmalsbewertungswert zu. Der Einzelmerkmalsbewertungswert gibt an, inwiefern das jeweilige künstliche Merkmalsdatenelement unter Berücksichtigung der ermittelten Merkmalsdatenstreubreite berücksichtigungswürdig ist. Es wird also, anders formuliert, überprüft, wie gut das jeweilige künstliche Merkmalsdatenelement in die Merkmalsdatenstreubreite passt. Weicht beispielsweise ein jeweiliges künstliches Merkmalsdatenelement deutlich von der Merkmalsdatenstreubreite ab, kann dieser Wert mit einem besonders niedrigen Einzelmerkmalsbewertungswert bewertet werden. Befindet sich ein spezifisches künstliches Merkmalsdatenelement jedoch beispielsweise in einem Bereich, in dem auch zahlreiche erzeugte Merkmalsdatenelemente innerhalb der Merkmalsdatenstreubreite streuen, kann dem entsprechenden künstlichen Merkmalsdatenelement ein hoher Einzelmerkmalsbewertungswert zugeordnet werden. Letztendlich kann basierend auf dem Einzelmerkmalsbewertungswert und gegebenenfalls zusätzlich des Gewichtungswerts der Gesamtbewertungswert erzeugt werden, basierend auf dem das Auswählen des zumindest einen künstlichen Merkmalsdatenelements erfolgt. Das Verhalten der erzeugten Merkmalsdaten wird hierbei in gewisser Weise auf die künstlichen Merkmalsdaten übertragen, indem die Merkmalsdatenstreubreite berücksichtigt wird. Hierdurch wird eine Bewertung der künstlichen Merkmalsdaten unter Berücksichtigung der Erfahrung aus den tatsächlichen Kollisionsversuchen ermöglicht. Dies trägt weit zur Verbesserung der Genauigkeit der Auswahl des zumindest einen künstlichen Merkmalsdatenelements bei, sodass letztendlich besonders zuverlässig das Steuersignal für das Rückhaltesystem ermittelt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform ist es vorgesehen, dass unter Anwendung einer Datenauswahlvorschrift aus den erfassten Sensordaten und den erzeugten Simulationsdaten Basisdaten ausgewählt werden. Die Datenauswahlvorschrift kann beispielsweise vorsehen, dass nur alle 100 Millisekunden ein Messwert berücksichtigt wird, sodass beispielsweise zahlreiche einzelne Sensordatenelemente oder Simulationsdatenelemente aussortiert werden, die nicht dieser Vorgabe entsprechen, da beispielsweise mithilfe der Sensorvorrichtung alle zehn Millisekunden ein Messwert aufgenommen wurde. Darüber hinaus kann die Datenauswahlvorschrift Informationen dahingehend enthalten, in welchem Messbereich der Sensorvorrichtung Daten erzeugt werden, die im Folgenden als Basisdaten berücksichtigt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass nur Messwerte, die bei einem Betrieb des Drucksensors bei einer Frequenz von bis zu 180 Hertz gemessen werden, berücksichtigt werden, jedoch elektrische Signale, die bei einer höheren Frequenz gemessen wurden, ausgefiltert werden. Letztendlich stellen die Basisdaten gefilterte Sensordaten und Simulationsdaten dar.
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Unter Anwendung der Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die ausgewählten Basisdaten werden daraufhin die Merkmalsdaten erzeugt. Gegen Ende des oben beschriebenen Verfahrens, bei dem das zumindest eine Sensordatenelement der Sensordaten und/oder Simulationsdatenelement der Simulationsdaten festgestellt wird, aus dem das ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelemente erzeugt wird, kann nun analog zumindest ein Basisdatenelement der Basisdaten festgestellt werden, aus dem das zumindest eine ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelement erzeugt wurde. Unter Anwendung des Rückhaltesystemalgorithmus auf das zumindest eine festgestellte Basisdatenelement wird dann das zumindest eine Steuersignal für das Rückhaltesystem erzeugt. Es kann also auf Ebene der Sensordaten und der Simulationsdaten vor dem Erzeugen der Merkmalsdaten bereits eine Selektion an Daten erfolgen, sodass nur die als besonders zuverlässig und sinnvoll geltenden Daten in Form der Basisdaten bei der Erzeugung der Merkmalsdaten sowie der weiteren die Simulations- beziehungsweise Sensordaten betreffenden Schritte berücksichtigt werden. Als Rohdatenstreubreite wird dann eine Streubreite der von den Basisdaten umfassten Simulationsdaten bestimmt. Hierdurch können weitere Details hinsichtlich zuverlässiger Rohdaten berücksichtigt werden, sodass beispielsweise typischerweise mit hohen Messunsicherheiten behaftete Rohdaten als Sensordaten und/oder Simulationsdaten vorab ausgefiltert werden können. Hierdurch wird das Ergebnis des Verfahrens besonders zuverlässig.
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Des Weiteren ist es als eine Ausgestaltungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Sensordaten jeweils von einer von mehreren Sensoreinrichtungen der Sensorvorrichtung erfasst werden. Eine derartige Sensoreinrichtung kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor und/oder ein Drucksensor sein. Bei der Anwendung der Datenauswahlvorschrift werden nun sensoreinrichtungsabhängig aus den erfassten Sensordaten der jeweiligen Sensoreinrichtung und den erzeugten Simulationsdaten, die unter Anwendung des Simulationsprogramms auf die mittels der jeweiligen Sensoreinrichtung erfassten Sensordaten erzeugt werden, die Basisdaten ausgewählt. Die einzelnen in der Datenauswahlvorschrift hinterlegten Informationen, wie beispielsweise ein Frequenzbereich, in dem elektrische Signale berücksichtigt werden oder nicht, kann somit sensorspezifisch vorgegeben sein. Für die mit dem Beschleunigungssensor gekoppelten Daten kann somit eine andere Auswahlvorschrift für die Auswahl an Basisdaten gelten als dies für die mit dem Drucksensor als Sensoreinrichtung gekoppelten Daten der Fall ist. Durch dieses Berücksichtigen von sensorabhängigen Details betreffend sinnvolle Sensordaten beziehungsweise Simulationsdaten kann letztendlich die Erzeugung der Merkmalsdaten und damit verbunden die Rohdatenstreubreite sowie die Merkmalsdatenstreubreite so genau und optimal wie möglich ermittelt werden.
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Außerdem ist es in einer Ausgestaltungsform vorgesehen, dass das Simulationsprogramm zumindest zwei verschiedene Fahrzeugtypen als jeweiliges simuliertes Testfahrzeug beim Erzeugen der Simulationsdaten berücksichtigt. Das Simulationsprogramm ist also explizit dazu ausgebildet, nicht nur beispielsweise Simulationsdaten betreffend einen Kleinwagen zu simulieren, sondern beispielsweise ebenfalls ein Verhalten eines Sportwagens, einer Limousine und/oder eines Cabriolets. Die Simulationsdaten beschreiben somit ein Verhalten von unterschiedlichen Fahrzeugen, die jeweils eine andere Form, Gewichtsverteilung, Ausstattung und/oder ein anderes Fahrverhalten aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass das Verfahren nicht nur für einen Fahrzeugtyp, und zwar einen Fahrzeugtyp des Testfahrzeugs, zu einem sinnvollen Steuersignal für das Rückhaltesystem führt, sondern dass für verschiedene Fahrzeugtypen mit nur einmaligem Durchführen des beschriebenen Verfahrens bereits ein sinnvolles Steuersignal für das Rückhaltesystem eines beliebigen Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann. Dies trägt maßgeblich zum Komfort des beschriebenen Betreibens des Rückhaltesystems bei.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltungsform ist es vorgesehen, dass das Ansteuern des Rückhaltesystems des vorgegebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem zumindest einen ermittelten Steuersignal während des Durchführens eines weiteren Kollisionsversuchs mit dem vorgegebenen Kraftfahrzeug als Testfahrzeug erfolgt. Daraufhin wird das Verfahren zum Betreiben des Rückhaltesystems, wie es oben beschrieben wurde, für die bei dem weiteren Kollisionsversuch erfassten Sensordaten erneut durchgeführt. Falls es bei einmaligem Durchführen des Verfahrens nicht zu einem ausreichend präzisen Steuersignal für das Rückhaltesystem kommt, kann also das Verfahren beliebig oft wiederholt werden. Letztendlich ist es hierdurch möglich, dass mehrere Kollisionsversuchsreihen durchgeführt werden, sodass je nach Sicherheitsanforderung an das Rückhaltesystem unterschiedlich präzise das Steuersignal für das Rückhaltesystem bereitgestellt und ermittelt werden kann. Das Verfahren ist somit besonders vielseitig einsetzbar.
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Das erfindungsgemäße System zum Betreiben eines Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine Recheneinrichtung, das Kraftfahrzeug, eine Kollisionsversuchsumgebung und ein Testfahrzeug. Das System ist dazu ausgebildet, ein Verfahren, wie es oben beschrieben wurde, durchzuführen. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße System. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße System ist also dazu eingerichtet, die folgenden Dinge durchzuführen. Zum einen ist das Testfahrzeug dazu ausgebildet, zumindest einen Kollisionsversuch in der Kollisionsversuchsumgebung durchzuführen. Die Kollisionsversuchsumgebung ist dazu ausgebildet, ein Verhalten des Testfahrzeugs während des zumindest einen Kollisionsversuchs zu erfassen, und zwar indem das Verhalten des Testfahrzeugs während des zumindest einen Kollisionsversuchs beschreibende Sensordaten mittels einer Sensorvorrichtung der Kollisionsversuchsumgebung erfasst werden. Die Sensordaten beschreiben zumindest eine physikalische Eigenschaft des Verhaltens des Testfahrzeugs.
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Die Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, Simulationsdaten unter Anwendung eines Simulationsprogramms auf die erfassten Sensordaten zu erzeugen, wobei die Simulationsdaten die zumindest eine physikalische Eigenschaft des Verhaltens des Testfahrzeugs sowie zumindest eines simulierten Testfahrzeugs beschreiben. Des Weiteren ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet, Merkmalsdaten unter Anwendung einer Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die Sensordaten und/oder die Simulationsdaten zu erzeugen, wobei die Merkmalsdaten weitere physikalische Eigenschaften des Verhaltens des Testfahrzeugs oder des zumindest einen simulierten Testfahrzeugs beschreiben als die Sensordaten und/oder die Simulationsdaten. Außerdem ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet, eine Rohdatenstreubreite unter Anwendung eines Streubreitenbestimmungskriteriums auf die erzeugten Simulationsdaten zu ermitteln und künstliche Testdaten unter Anwendung einer Testdatenerzeugungsvorschrift auf die Sensordaten zu erzeugen. Die Testdatenerzeugungsvorschrift berücksichtigt die ermittelte Rohdatenstreubreite und die erzeugten künstlichen Testdaten beschreiben die physikalischen Eigenschaften des Verhaltens des Testfahrzeugs, die von den Sensordaten beschrieben werden. Die Recheneinrichtung ist zudem dazu ausgebildet, künstliche Merkmalsdaten unter Anwendung der Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die künstlichen Testdaten zu erzeugen, wobei die künstlichen Merkmalsdaten die weiteren physikalischen Eigenschaften beschreiben. Die Recheneinrichtung ist ferner dazu ausgebildet, einen Gesamtbewertungswert für jedes künstliche Merkmalsdatenelement der erzeugten künstlichen Merkmalsdaten durch Anwenden eines Gesamtbewertungskriteriums auf die erzeugten künstlichen Merkmalsdaten zu ermitteln und zumindest das künstliche Merkmalsdatenelement auszuwählen, dessen Gesamtbewertungswert über einem vorgegebenen Minimalwert liegt. Abschließend ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet festzustellen, aus welchem zumindest einen Sensordatenelement der Sensordaten und/oder welchem zumindest einen Simulationsdatenelement der Simulationsdaten das ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelement erzeugt wurde. Die Recheneinrichtung ist abschließend dazu ausgebildet, zumindest ein Steuersignal für das Rückhaltesystem unter Anwendung eines Rückhaltesystemalgorithmus auf das festgestellte zumindest eine Sensordatenelement und/oder Simulationsdatenelement zu erzeugen und das zumindest eine erzeugte Steuersignal an das Kraftfahrzeug zu übermitteln.
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Das Kraftfahrzeug ist dazu ausgebildet, das Rückhaltesystem gemäß dem zumindest einen ermittelten Steuersignal anzusteuern. Das Testfahrzeug und/oder das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehört auch die Recheneinrichtung des Systems. Die Recheneinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, entsprechende Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die entsprechenden Schritte der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Systems zum Betreiben eines Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsform umfassen. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In der einzigen Figur ist ein System 10 skizziert, das eine Recheneinrichtung 12, ein Kraftfahrzeug 14, eine Kollisionsversuchsumgebung 16 und ein Testfahrzeug 18 für die Kollisionsversuchsumgebung 16 umfasst. Das System 10 dient dem Betreiben eines Rückhaltesystems 20 des Kraftfahrzeugs 14 des Systems 10.
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Das Rückhaltesystem 20 des Kraftfahrzeugs 14 umfasst eine Steuereinrichtung 22 für das Rückhaltesystem 20 sowie zwei Komponenten des Rückhaltesystems 20, bei denen es sich um einen Gurtstraffer 24 und zumindest einen Airbag 26 des Kraftfahrzeugs 14 handelt. Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug 14 eine Kommunikationsschnittstelle 28 auf.
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Das Testfahrzeug 18 umfasst eine Sensorvorrichtung 30. Die Sensorvorrichtung 30 umfasst wiederum zwei Sensoreinrichtungen 32. Bei diesen handelt es sich hier um einen Beschleunigungssensor 32 und einen Drucksensor 32'. Alternativ oder zusätzlich dazu kann als Sensoreinrichtung 32 eine auf das Testfahrzeug 18 gerichtete Hochgeschwindigkeitskamera und/oder ein anderer typischerweise bei einem Kollisionsversuch verwendeter Sensor vorgesehen sein. Die Sensorvorrichtung 30 ist hier in einem Frontbereich des Testfahrzeugs 18 angeordnet, kann jedoch alternativ oder zusätzlich dazu in einem Seitenbereich und/oder Heckbereich des Testfahrzeugs 18 angeordnet sein. Im Rahmen eines Kollisionsversuchs mithilfe der Kollisionsversuchsumgebung 16 und dem Testfahrzeug 18 kommt es zu einem frontalen Aufprall auf einer Wand 34, wobei sich das Testfahrzeug 18 mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 50 Kilometern pro Stunde der Wand 34 nähert. Eine hierbei durchgeführte Bewegungsrichtung 35 ist in Form eines Pfeils skizziert. Das Testfahrzeug 18, das bereits mit der Wand 34 kollidiert ist, ist als Testfahrzeug 18' ebenfalls in der Figur skizziert. Das Testfahrzeug 18 weist zudem ebenfalls die Kommunikationsschnittstelle 28 auf.
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Die Recheneinrichtung 12 weist zumindest ein Simulationsprogramm 36 sowie einen Rückhaltesystemalgorithmus 38 auf. Des Weiteren umfasst die Recheneinrichtung 12 ebenfalls die Kommunikationsschnittstelle 28. Einzelne Kommunikationsverbindungen 29 zwischen der Kommunikationsschnittstelle 28 der Recheneinrichtung 12 und den jeweiligen Kommunikationsschnittstellen 28 des Testfahrzeugs 18 sowie des Kraftfahrzeugs 14 sind als drahtlose Kommunikationsverbindungen 29 möglich. Die jeweilige Kommunikationsverbindung 29 kann über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN für Wireless Local Area Network), eine Bluetooth-Verbindung und/oder ein mobiles Datennetzwerk, beispielsweise basierend auf dem Mobilfunkstandard Longterm Evolution (LTE), Longterm Evolution Advanced (LTE-A) oder Fifth Generation (5G), basieren.
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Zum Betreiben des Rückhaltesystems 20 werden nun mehrere Verfahrensschritte durchgeführt. In einem ersten Schritt S1 wird zumindest ein Kollisionsversuch, wie er oben beschrieben wurde, mit dem Testfahrzeug 18 in der Kollisionsversuchsumgebung 16 durchgeführt. In einem Schritt S2 erfolgt hierbei ein Erfassen von einem Verhalten des Testfahrzeugs 18 während des zumindest einen Kollisionsversuchs beschreibenden Sensordaten mittels der Sensorvorrichtung 30 der Kollisionsversuchsumgebung 16. Diese Sensordaten, die hier von dem Beschleunigungssensor 32 und dem Drucksensor 32` in Form von Beschleunigungsdaten und Druckdaten erfasst werden, beschreiben somit physikalische Eigenschaften des Verhaltens des Testfahrzeugs 18 während des Kollisionsversuchs. Diese Daten werden daraufhin über die Kommunikationsverbindung 29 an die Recheneinrichtung 12 übermittelt.
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Die Recheneinrichtung 12 erzeugt dann in einem Schritt S3 unter Anwendung des Simulationsprogramms 36 auf die übermittelten Sensordaten Simulationsdaten. Die Simulationsdaten beschreiben hierbei die gleichen physikalischen Eigenschaften wie die Sensordaten. Das Simulationsprogramm 36 berücksichtigt zumindest zwei verschiedene Fahrzeugtypen als jeweiliges simuliertes Testfahrzeug 18 bei dem Erzeugen der Simulationsdaten. Handelt es sich bei dem Testfahrzeug 18 um einen Kleinwagen, kann mithilfe des Simulationsprogramms 36 ein entsprechendes Verhalten für einen Sportwagen, ein Cabriolet und/oder eine Limousine sowie beliebige weitere Fahrzeugtypen simuliert werden. Die Erzeugung der Simulationsdaten wird von der Recheneinrichtung 12 durchgeführt. Auch die weiteren folgenden Schritte werden zunächst alle von der Recheneinrichtung 12 durchgeführt.
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In einem nächsten Schritt S4 werden Merkmalsdaten unter Anwendung einer Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die Sensordaten und/oder die Simulationsdaten erzeugt. Die Merkmalsdaten beschreiben weitere physikalische Eigenschaften als die Sensordaten und/oder die Simulationsdaten. Bei den Merkmalsdaten handelt es sich hier um Geschwindigkeitsdaten und/oder Deformationsdaten, die das Verhalten des Testfahrzeugs 18 beim Kollisionsversuch weiter beschreiben, jedoch nicht direkt mittels der Sensorvorrichtung 30 erfasst wurden sondern aus den Sensordaten und/oder den Simulationsdaten berechnet werden. Außerdem wird in einem Schritt S5 eine Rohdatenstreubreite der erzeugten Simulationsdaten ermittelt. Dies erfolgt unter Anwendung eines Streubreitenbestimmungskriteriums.
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Die ermittelte Rohdatenstreubreite wird daraufhin zum Erzeugen von künstlichen Testdaten übertragen. Hierfür werden in einem Schritt S6 künstliche Testdaten unter Anwendung einer Testdatenerzeugungsvorschrift auf die Sensordaten erzeugt. Es wird also nun auf die tatsächlich erfassten Daten, das heißt die Sensordaten, zurückgegriffen. Beim Erzeugen der künstlichen Testdaten wird jedoch die ermittelte Rohdatenstreubreite berücksichtigt. Es werden also ausgehend von den Sensordaten derartige künstliche Testdaten erzeugt, die ein ähnliches Streuverhalten aufweisen wie das Streuverhalten der erzeugten Simulationsdaten. Die künstlichen Testdaten beschreiben hierbei dieselben physikalischen Eigenschaften wie die Sensordaten. Es werden also hier als künstliche Testdaten, Beschleunigungsdaten und/oder Druckdaten generiert.
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Basierend auf den künstlichen Testdaten werden in einem nächsten Schritt S7 künstliche Merkmalsdaten unter erneuter Anwendung der Merkmalsdatenableitungsvorschrift auf die künstlichen Testdaten erzeugt. Die künstlichen Merkmalsdaten beschreiben die weiteren physikalischen Eigenschaften, also hier eine Geschwindigkeit und/oder eine Deformation des Testfahrzeugs 18.
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Alternativ kann hierbei eine von der Merkmalsdatenableitungsvorschrift abweichende weitere Merkmalsdatenableitungsvorschrift angewendet werden.
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In einem Schritt S8 erfolgt ein Ermitteln eines Gesamtbewertungswerts für jedes künstliche Merkmalsdatenelement der erzeugten künstlichen Merkmalsdaten. Hierfür wird ein Gesamtbewertungskriterium auf die erzeugten künstlichen Merkmalsdaten angewendet. Der Gesamtbewertungswert kann sich hier aus zwei Einzelwerten zusammensetzen, und zwar aus einem Gewichtungswert und einem Einzelmerkmalsbewertungswert. Der Gewichtungswert wird in einem Schritt S9 unter Anwendung eines vorgegebenen Gewichtungskriteriums auf die künstlichen Merkmalsdaten ermittelt, wobei das Gewichtungskriterium jedem künstlichen Merkmalsdatenelement den Gewichtungswert zuordnen, der eine vorgegebene Gewichtung des jeweiligen künstlichen Merkmalsdatenelements abhängig von der physikalischen Eigenschaft beschreibt, die von dem jeweiligen künstlichen Merkmalsdatenelement beschrieben wird. Im Rahmen des Gewichtungskriteriums kann also vorgesehen sein, dass generell ein Geschwindigkeitswert mit einem höheren Gewichtungswert bewertet wird als ein Deformationswert.
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Der Einzelmerkmalsbewertungswert wird durch Anwendung eines Einzelbewertungskriteriums auf jedes einzelne künstliche Merkmalsdatenelement für dieses jeweilige einzelne Merkmalsdatenelement ermittelt. Der einzelne Merkmalsbewertungswert gibt an, inwiefern das jeweilige künstliche Merkmalsdatenelement unter Berücksichtigung einer Merkmalsdatenstreubreite berücksichtigungswürdig ist. Hierfür wird zunächst in einem Schritt S10 unter Anwendung des Streubreitenbestimmungskriteriums oder eines alternativen entsprechenden Bestimmungskriteriums auf die aus den Simulationsdaten erzeugten Merkmalsdaten die Merkmalsdatenstreubreite ermittelt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Streubreitenbestimmungskriterium auf die aus den Sensordaten erzeugten Merkmalsdaten zum Ermitteln der Merkmalsdatenstreubreite angewendet werden. Im Rahmen des Anwendens des Einzelmerkmalsbewertungskriteriums auf die künstlichen Merkmalsdaten in einem Schritt S11 wird die Merkmalsdatenstreubreite auf die künstlichen Merkmalsdaten übertragen. Der Einzelmerkmalsbewertungswert gibt letztendlich an, wie gut das jeweilige künstliche Merkmalsdatenelement in die auf die künstlichen Merkmalsdaten übertragene Merkmalsdatenstreubreite passt. Hierdurch können die Geschwindigkeitswerte und/oder Deformationswerte als jeweiliges Merkmalsdatenelement ausgewählt werden, die gut innerhalb der Merkmalsdatenstreubreite liegen, wohingegen einzelne Ausreißer sowie am Rand der Merkmalsdatenstreubreite liegende Daten mit einem geringeren Einzelmerkmalbewertungswert bewertet und somit als weniger relevant eingestuft werden. Durch eine Addition des derart gewonnenen Einzelmerkmalbewertungswerts und des Gewichtungswerts kann somit der Gesamtbewertungswert für jedes künstliche Merkmalsdatenelement im Schritt S8 ermittelt werden.
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In einem Schritt S12 erfolgt daraufhin ein Auswählen von zumindest dem künstlichen Merkmalsdatenelement, dessen Gesamtbewertungswert über einem vorgegebenen Minimalwert liegt. Es kann vorgesehen sein, dass eine vorgegebene Anzahl an besten da am höchsten bewerteten Merkmalsdatenelemente hierbei ausgewählt wird, wobei der Minimalwert entsprechend gewählt wird. Der Minimalwert kann also als fest vorgegebener Wert vorliegen oder dynamisch angepasst werden.
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In einem Schritt S13 wird zurückverfolgt, aus welchem zumindest einen Sensordatenelement der Sensordaten und/oder Simulationsdatenelement der Simulationsdaten das zumindest eine ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelement erzeugt wurde. In einem Schritt S14 werden genau diese Sensordatenelemente und/oder Simulationsdatenelemente zum Erzeugen eines Steuersignals für das Rückhaltesystem 20 verwendet. Hierfür wird auf den Rückhaltesystemalgorithmus 38, der der Recheneinrichtung 12 bereitgestellt ist, zurückgegriffen. Alternativ zu der hier skizzierten Recheneinrichtung 12 kann zum Durchführen des Rückhaltesystemalgorithmus 38 auf eine weitere Recheneinrichtung 12 des Systems 10 zurückgegriffen werden, die separat von der Recheneinrichtung 12, die das Simulationsprogramm 36 aufweist, sein kann (nicht in der Figur skizziert). In diesem Fall findet eine Datenübertragung des zumindest einen festgestellten Sensordatenelements und/oder Simulationsdatenelements von der Recheneinrichtung 12 zu der weiteren Recheneinrichtung 12 mit dem Rückhaltesystemalgorithmus 38 mittels einer entsprechenden Kommunikationsverbindung 29 statt.
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In einem nächsten Schritt S15 wird das zumindest eine erzeugte Steuersignal an das Kraftfahrzeug 14 übermittelt. Dies erfolgt über die Kommunikationsverbindung 29 zwischen den beiden entsprechenden Kommunikationsschnittstellen 28 der Recheneinrichtung 12 sowie des Kraftfahrzeugs 14. Dieser Schritt S15 wird hier als letzter Schritt des Verfahrens von der Recheneinrichtung 12 durchgeführt.
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Das Kraftfahrzeug 14 verwendet daraufhin das übermittelte Steuersignal zum Ansteuern seines Rückhaltesystems 20 mittels der Steuereinrichtung 22 des Rückhaltesystems 20 in einem Schritt S16. Es werden also daraufhin der Gurtstraffer 24 sowie die Airbags 26 des Kraftfahrzeugs 14 gemäß dem zuvor ermittelten Steuersignal angesteuert.
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Es kann außerdem vorgesehen sein, dass nicht die erfassten Daten und die erzeugten Simulationsdaten an sich alle verwendet werden, sondern dass zunächst durch Anwenden einer Datenauswahlvorschrift Basisdaten ausgewählt werden. Die Sensordaten und Simulationsdaten werden somit zunächst gefiltert. Die Basisdaten umfassen nur Messwerte, die in einem bestimmten elektrischen Signalbereich von einer jeweiligen Sensoreinrichtung 32 der Sensorvorrichtung 30 erfasst wurden und/oder in einem bestimmten Zeitintervall erfasst wurden. Die Merkmalsdatenableitungsvorschrift wird daraufhin nicht auf die Sensordaten und/oder die Simulationsdaten selbst angewendet, sondern auf die ausgewählten Basisdaten. Als logische Konsequenz daraus wird letztendlich das zumindest eine Basisdatenelement der Basisdaten festgestellt, aus dem das zumindest eine ausgewählte künstliche Merkmalsdatenelement erzeugt wurde. Der Rückhaltesystemalgorithmus 38 wird dann letztendlich auf die festgestellten Basisdatenelemente angewendet. Die Datenauswahlvorschrift ist hierbei sensoreinrichtungsabhängig, das heißt es liegen unterschiedliche Datenauswahlvorschriften für den Beschleunigungssensor 32 und den Drucksensor 32` vor.
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Das Ansteuern des Rückhaltesystems 20 des Kraftfahrzeugs 14 gemäß dem ermittelten Steuersignal mittels der Steuereinrichtung 22 kann außerdem während des Durchführens eines weiteren Kollisionsversuchs mit dem vorgegebenen Kraftfahrzeug 14 als Testfahrzeug 18 erfolgen. Das oben beschriebene Verfahren gemäß der Verfahrensschritte S1 bis S16 kann daraufhin erneut für das Kraftfahrzeug 14 als neues Testfahrzeug 18 und ein weiteres Kraftfahrzeug 14 als neues Kraftfahrzeug 14 (nicht in der Figur skizziert) durchgeführt werden. Hierdurch kann letztendlich eine immer feinere und genauere Kalibrierung durchgeführt werden, sodass letztendlich ein vorteilhaftes Betreiben des Rückhaltesystems 20 für das Kraftfahrzeug 14 erreicht werden kann.
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Insgesamt zeigt das Beispiel eine Methode für die Erzeugung von künstlichen Daten für den Aufbau eines Rückhaltesystemalgorithmus 38, mithilfe dessen letztendlich das Rückhaltesystem 20 betrieben werden kann.
