DE102020205717A1

DE102020205717A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Insassenschutzmitteln für ein Fahrzeug bei einer Kollision des Fahrzeugs und Insassenschutzsystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020205717A1
Application number: DE102020205717.6A
Authority: DE
Inventors: Josef Kolatschek; Maja Wolkenstein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2021-11-11
Also published as: CN113619520B; CN113619520A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Insassenschutzmitteln (115) für ein Fahrzeug (100) bei einer Kollision des Fahrzeugs (100). Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens eines Beschleunigungssignals (103) und/oder eines Umfeldsignals (105), einen Schritt des Ermittelns einer für die Kollision spezifischen Größe (125) unter Verwendung des Beschleunigungssignals (103) und/oder des Umfeldsignals (105) nach einer Ermittlungsvorschrift (123) sowie einen Schritt des Einsetzens der ermittelten für die Kollision spezifischen Größe (125) für zumindest einen Parameter einer vordefinierten Modellvorschrift (127), um eine eingestellte Modellvorschrift (128) zu generieren. Ein idealer Aktivierungszeitpunkt (132) für ein Aktivieren der Insassenschutzmittel (115) wird unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift (128) bestimmt. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Erzeugens eines Steuersignals (135) zum Steuern der Insassenschutzmittel (115) unter Verwendung des idealen Aktivierungszeitpunkts (132).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Insassenschutzmittel, beispielsweise Rückhaltemittel der passiven Sicherheit, bieten Fahrzeuginsassen Schutz gegen Verletzungen in Fahrzeugen. Erreicht werden kann dies insbesondere durch eine Wirkung eines Sicherheitsgurtes und durch eine korrekte Ansteuerung von Aktoren wie z. B. Gurtstraffer und verschiedener Arten von Airbags. Ein optimaler Schutz der Insassen kann jedoch insbesondere dann erzielt werden, wenn Rückhaltemittel zu dem optimalen Zeitpunkt aktiviert werden. Üblicherweise kann der Zeitpunkt der Aktivierung der Rückhaltemittel dadurch bestimmt werden, dass das Rückhaltemittel genau dann aktiviert wird, wenn ein gemessenes und vorverarbeitetes Verzögerungssignal des Fahrzeuges, aufgetragen über der Zeit, eine vorgegebene oder errechnete Schwelle überschreitet.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere zum Steuern von Insassenschutzmitteln für ein Fahrzeug bzw. zum Bestimmen einer Auslösezeit bzw. eines Aktivierungszeitpunkts der Insassenschutzmittel, beispielsweise von Rückhaltemitteln für die passive Sicherheit, ein Modellsystem bzw. eine Modellvorschrift zur Bewertung bestimmter Merkmale bzw. Eigenschaften einer Fahrzeugkollision aus Signalen von Beschleunigungssensoren und zusätzlich oder alternativ von sogenannten Pre-Crash-Sensoren verwendet werden. Unter Verwendung solcher Merkmale und insbesondere einer geschätzten oder gemessenen initialen Insassenposition kann ein idealer Aktivierungszeitpunkt zum Aktivieren der Insassenschutzmittel beispielsweise in Echtzeit berechnet werden. Die verwendete Modellvorschrift kann die Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Objekt beispielsweise als jeweils einen Massenpunkt mit jeweils einer Feder abbilden, welche die Steifigkeit des Fahrzeuges und des gegnerischen Objektes repräsentieren können. Die Modellvorschrift kann einen Verlauf eines Beschleunigungssignals über der Zeit in einer Kollision insbesondere mit einem sinusförmigen Verlauf abbilden. Aus dem real gemessen Beschleunigungssignal können die Parameter bestimmt werden, die am gegebenen Signalverlauf am besten zu einem noch zu bestimmenden Signal, beispielsweise Sinussignal passen. Aus diesen wird dann wiederum, insbesondere unter Berücksichtigung einer Sitzposition und einer Aktivierungsdauer der Insassenschutzmittel, der ideale Auslösezeitpunkt der Insassenschutzmittel bzw. eine optimale Aktivierungszeit des Rückhaltemittels bestimmt. Dabei kann beispielsweise auch ein Näherungsverfahren angewendet werden. Wenn im Kollisionsverlauf eine dem bestimmten Zeitpunkt entsprechende Zeit seit Kollisionsbeginn vergangen ist, kann eine Aktivierung der Insassenschutzmittel angesteuert werden.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere der Aktivierungszeitpunkt bzw. die Auslösezeit direkt aus Eigenschaften des Beschleunigungssignals bestimmt werden, womit eine explizite Berücksichtigung einer speziellen Unfallsituation unnötig gemacht werden kann. Beispielsweise braucht dies während einer Kollision nur einmal vorgenommen zu werden und es kann von dieser bestimmten Größe ausgehend in einem einfachen Ablauf unabhängig für jeden Sitzplatz eine Bestimmung des optimalen Zündzeitpunktes bzw. des idealen Aktivierungszeitpunktes ausgeführt zu werden. Ein anderer Vorteil ist, dass diese Bestimmung des idealen Aktivierungszeitpunkts unabhängig von einer Bestimmung einer Kollisionsschwere erfolgen kann. Zudem kann eine besonders frühzeitige Bestimmung des Aktivierungszeitpunktes ermöglicht werden. So kann ein zuverlässiger und robuster Schutz von Fahrzeuginsassen realisiert werden. Auch kann eine Genauigkeit einer Bestimmung des Aktivierungszeitpunktes von Insassenschutzmittel bzw. des Zündzeitpunktes von Rückhaltemitteln der passiven Sicherheit erhöht werden und kann somit eine Verbesserung des Schutzes von Fahrzeuginsassen erzielt werden.
Es wird ein Verfahren zum Steuern von Insassenschutzmitteln für ein Fahrzeug bei einer Kollision des Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Einlesen eines Beschleunigungssignals von einer Schnittstelle zu einem Beschleunigungssensor des Fahrzeugs und/oder eines Umfeldsignals von einer Schnittstelle zu einem Umfeldsensor des Fahrzeugs;
Ermitteln einer für die Kollision spezifischen Größe unter Verwendung des Beschleunigungssignals und/oder des Umfeldsignals nach einer Ermittlungsvorschrift;
Einsetzen der ermittelten für die Kollision spezifischen Größe für zumindest einen Parameter einer vordefinierten Modellvorschrift, um eine eingestellte Modellvorschrift zu generieren, wobei die Modellvorschrift zum Modellieren von Kollisionen einen sinusförmigen Signalverlauf über der Zeit annimmt oder aufweist;
Bestimmen eines idealen Aktivierungszeitpunkts für ein Aktivieren der Insassenschutzmittel unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift; Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern der Insassenschutzmittel unter Verwendung des idealen Aktivierungszeitpunkts, wobei das Steuersignal einen Aktivierungsbefehl zum Aktivieren der Insassenschutzmittel umfasst; und
Bereitstellen des Steuersignals zur Ausgabe an eine Schnittstelle zu den Insassenschutzmitteln.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, beispielsweise ein Landfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Bei den Insassenschutzmitteln kann es sich um Rückhaltemittel der passiven Sicherheit handeln, insbesondere um Airbags. Bei der Kollision kann es zu einem Aufprall zwischen dem Fahrzeug und einem Kollisionsobjekt kommen, beispielsweise zumindest einem Fremdfahrzeug oder Hindernis. Das Betätigungssignal kann eine Beschleunigung des Fahrzeugs insbesondere während der Kollision repräsentieren. Das Umfeldsignal kann ein Umfeld des Fahrzeugs repräsentieren. Der Umfeldsensor kann eine Fahrzeugkamera, ein Radargerät, eine Lidar-Vorrichtung oder dergleichen aufweisen. Die für die Kollision spezifische Größe kann je nach Kollisionstyp, Kollisionsschwere oder dergleichen variieren. Unter Verwendung des Steuersignals kann seitens der Insassenschutzmittel eine Aktivierung derselben ausgelöst oder bewirkt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einsetzens die Größe für einen Parameter eingesetzt werden, der ein Produkt aus einer angenommenen Amplitude und einer angenommenen Kreisfrequenz repräsentiert. Die vordefinierte Modellvorschrift kann einen angenommenen Aktivierungszeitpunkt als eine Differenz zwischen der dritten Wurzel des Quotienten aus dem Sechsfachen eines vorgegebenen Abstandsmaßes und dem Parameter und einer vordefinierten Aktivierungszeitdauer der Insassenschutzmittel definieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auf einfache Weise eine exakte Bestimmung eines optimalen Aktivierungszeitpunktes ermöglicht wird.
Auch kann im Schritt des Ermittelns die Größe nach einer ersten Ermittlungsvorschrift als ein Quotient aus dem Zweifachen des numerisch integrierten Beschleunigungssignals und dem Quadrat der Zeit ermittelt werden. Die Zeit kann hierbei eine Zeitmarke eines jeweiligen Rechenzyklus oder Zeitschrittes repräsentieren. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Ermittelns die Größe nach einer zweiten Ermittlungsvorschrift als ein Produkt aus einer mittels des Umfeldsignals erkannten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und einem Kollisionspartner und einem Quotienten aus einer kombinierten Steifigkeit des Fahrzeugs und des Kollisionspartners und einer Masse des Fahrzeugs ermittelt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die kollisionsspezifische Größe schnell und zuverlässig anhand des Beschleunigungssignals ermittelt werden kann.
Dabei können im Schritt des Einsetzens die nach der ersten Ermittlungsvorschrift ermittelte Größe und die nach der zweiten Ermittlungsvorschrift ermittelte Größe getrennt voneinander für den Parameter in die vordefinierte Modellvorschrift eingesetzt werden, um eine erste eingestellte Modellvorschrift und eine zweite eingestellte Modellvorschrift zu generieren. Hierbei können im Schritt des Bestimmens unter Verwendung der ersten eingestellten Modellvorschrift ein erster Aktivierungszeitpunkt und unter Verwendung der zweiten eingestellten Modellvorschrift ein zweiter Aktivierungszeitpunkt generiert werden. Zudem kann der ideale Aktivierungszeitpunkt als ein gewichteter Mittelwert aus dem ersten Aktivierungszeitpunkt und dem zweiten Aktivierungszeitpunkt bestimmt werden. Ein Gewichtungsfaktor kann dabei von einer Qualität des Umfeldsignals abhängig sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Bestimmung des idealen Aktivierungszeitpunkts noch robuster und zuverlässiger erfolgen kann.
Ferner kann im Schritt des Bestimmens in jedem Zeitschritt unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift ein vorläufiger Aktivierungszeitpunkt generiert werden. Hierbei kann ein vorläufiger Aktivierungszeitpunkt als idealer Aktivierungszeitpunkt bestimmt werden, wenn eine seit Kollisionsbeginn vergangene Zeitdauer in einem Zeitschritt dem in diesem Zeitschritt generierten vorläufigen Aktivierungszeitpunkt entspricht. So kann ein tatsächlich idealer Aktivierungszeitpunkt auf einfache Weise gefunden werden.
Zudem kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal unter Verwendung einer mittels einer Schätzvorschrift geschätzten Aufprallgeschwindigkeit eines Insassen des Fahrzeugs auf die Insassenschutzmittel erzeugt werden. Hierbei kann die Schätzvorschrift die Aufprallgeschwindigkeit als das einfach integrierte Beschleunigungssignal mit eingesetztem idealem Aktivierungszeitpunkt definieren. Auf diese Weise kann eine Ansteuerung der Insassenschutzmittel auf geeignete Weise modifiziert werden, um eine Schutzwirkung derselben weiter zu erhöhen.
Auch kann im Schritt des Bestimmens der ideale Aktivierungszeitpunkt unter Verwendung einer Reihenentwicklung der eingestellten Modellvorschrift bestimmt werden. Insbesondere können dabei Entwicklungskoeffizienten der Reihenentwicklung einen Anschnallzustand und/oder eine Körpereigenschaft eines Insassen des Fahrzeugs berücksichtigen. Bei der Reihenentwicklung kann es sich um eine Reihenentwicklung zumindest erster Ordnung, beispielsweise auch zweiter Ordnung oder höherer Ordnung handeln. So kann der ideale Aktivierungszeitpunkt bereits frühzeitig vor Erreichen dieses Zeitpunkts auf exakte Weise bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Festlegens eines Schwellenwerts für ein zweifach integriertes vordefiniertes Referenz-Beschleunigungssignal unter Verwendung einer Referenzvorschrift für eine Referenzkollision mit einer für die Referenzkollision spezifischen Referenzgröße und einem für die Referenzkollision spezifischen Referenzaktivierungszeitpunkt aufweisen. Hierbei kann im Schritt des Ermittelns unter Verwendung des Beschleunigungssignals ein Überschreitungszeitpunkt eines Überschreitens des Schwellenwerts durch das zweifach integrierte Beschleunigungssignal ermittelt werden. Dabei kann im Schritt des Bestimmens der ideale Aktivierungszeitpunkt unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift als Korrekturfaktor für eine Bestimmungsvorschrift bestimmt werden. Die Bestimmungsvorschrift kann als eine Summe aus einer mit der eingestellten Modellvorschrift multiplizierten Differenz zwischen dem Überschreitungszeitpunkt und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als erstem Summanden und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als zweitem Summanden definiert sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Verbesserung der Qualität des auf der Basis einer Vorverlagerungsschwelle bzw. einer sogenannten ds-Schwelle berechneten Zündzeitpunktes erreicht werden kann. Insbesondere ergeben sich eine Verminderung der Komplexität, des Ressourcenverbrauchs und des Applikationsaufwandes sowie eine erweiterte Anwendbarkeit und erhöhte Genauigkeit hinsichtlich verschiedenen Unfalltypen und Unfallschweren.
Dabei kann im Schritt des Bestimmens die eingestellte Modellvorschrift einen abhängig von einem erkannten Kollisionstyp vordefinierten Korrekturfaktor repräsentieren. Auf diese Weise kann die Bestimmung des idealen Aktivierungszeitpunkts beschleunigt und vereinfacht werden.
Ferner kann im Schritt des Bestimmens eine relativ zu einer Standardsitzposition verschobene Sitzposition eines Insassen des Fahrzeugs in der eingestellten Modellvorschrift berücksichtigt werden. Hierbei kann die Standardsitzposition eine in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorderste mögliche Sitzposition repräsentieren. Insbesondere kann hierbei die verschobene Sitzposition eine unter Verwendung eines Innenraumsensorsignals eines Innenraumsensors des Fahrzeugs erkannte Sitzposition repräsentieren. Somit kann eine vorteilhafte Anpassung des Aktivierungszeitpunkts von Insassenschutzmitteln an die Position der Insassen für die passive Sicherheit realisiert werden. Es ergibt sich eine einfache Anpassung eines für eine vorgegebene Insassenposition berechneten Aktivierungszeitpunkts an eine beliebige andere Insassenposition. Hierbei ist es möglich, ausgehend von einem Aktivierungszeitpunkt für eine gegebene Sitzposition, optimale Aktivierungszeitpunkte für alle anderen Sitzpositionen zu bestimmen. Daraus ergeben sich beispielsweise Einsparungen im Applikationsaufwand, da auf eine separate Applikation für unterschiedliche Sitzpositionen verzichtet werden kann, Einsparungen in Rechnerressourcen, da weniger Schwellen im Speicher abzulegen sind, eine verbesserte Schutzwirkung für Insassen durch höhere Auflösung in der Anpassung des Aktivierungszeitpunkts an die Sitzposition, wobei eine Anzahl der verwendbaren Schwellen uneingeschränkt ist, eine einfache Anwendbarkeit auf andere oder alle Sitzplätze im Fahrzeug und eine Bestimmung unabhängig von der Unfallschwere. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch eine Insassenposition direkt als Eingangsgröße in die Bestimmung eingehen kann und daher eine weitere Schwellenabfrage bzw. viele unabhängige Schwellenabfragen für alle möglichen Insassenpositionen überflüssig gemacht werden kann bzw. können.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Steuerung von Insassenschutzmitteln eines Fahrzeugs, wie beispielsweise Airbags. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie Beschleunigungssignale von Beschleunigungssensoren und Umfeldsignale von Umfeldsensoren des Fahrzeugs zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie sind Einrichtungen, Gasgeneratoren oder dergleichen.
Es wird auch ein Insassenschutzsystem für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Insassenschutzsystem folgende Merkmale aufweist:

Insassenschutzmittel; und
eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung und die Insassenschutzmittel signalübertragungsfähig miteinander verbunden sind.

Die Vorrichtung kann in Verbindung mit dem Insassenschutzsystem vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um die Insassenschutzmittel im Fall einer Kollision des Fahrzeugs zu steuern. Dabei kann die Vorrichtung als ein Teil eines Steuergeräts für die Insassenschutzmittel ausgeführt sein.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Anders ausgedrückt kann somit insbesondere in einem im Fahrzeug verbauten Steuergerät bzw. einer Vorrichtung unter Verwendung von gemessenen Beschleunigungsdaten ein optimaler bzw. idealer Zündzeitpunkt bzw. Aktivierungszeitpunkt eines Rückhaltesystems bzw. von Insassenschutzmitteln bestimmt werden, wobei zum Beispiel auch eine initiale Position des Insassen und eine Schwere einer Kollision mit berücksichtigt werden können.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Insassenschutzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel;
4 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel;
5 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel;
6 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel;
7 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel;
8 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel; und
9 ein Beispieldiagramm von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eingehender erläutert sind, wird zunächst kurz auf Hintergründe und Vorteile von Ausführungsbeispielen eingegangen.
Gängige passive Rückhaltemittel bieten Fahrzeuginsassen Schutz gegen Verletzungen in Fahrzeugen. Erreicht wird dies durch die Wirkung des Sicherheitsgurtes und die korrekte Ansteuerung von Aktoren wie z. B. Gurtstraffer und verschiedene Arten von Airbags. Ein optimaler Schutz der Insassen ist jedoch nur dann gegeben, wenn die Rückhaltemittel bzw. Insassenschutzmittel zu einem idealen oder optimalen Zeitpunkt aktiviert werden. Üblicherweise wird der Zeitpunkt der Aktivierung der Rückhaltemittel z. B. dadurch bestimmt, dass das Rückhaltemittel genau dann aktiviert wird, wenn ein gemessenes und vorverarbeitetes Verzögerungssignal des Fahrzeuges, aufgetragen über der Zeit, dem Geschwindigkeitsabbau (dv, das erste Integral der Beschleunigung) oder ds, dem zweiten Integral der Beschleunigung eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Die Schwelle wird üblicherweise dabei so eingerichtet, dass die Zündung z. B. des Airbags so erfolgt, dass der Insasse aufgrund seiner durch eine Kollision verursachten Vorverlagerung mit dem Airbag genau in dem Augenblick in Kontakt kommt, wenn dieser fertig aufgeblasen ist. Dies ist die sogenannte 5-Zoll-Regel: Wenn der Insasse eine Standardposition innehat, soll die Zündung genauso erfolgen, dass der Airbag aufgeblasen ist, wenn der Insasse kollisionsbedingt 5 Zoll bzw. etwa 12,5 Zentimeter Vorverlagerung erfahren hat. Dabei wird implizit vorausgesetzt, dass der Insasse sich anfangs in einer Position befunden hat, die 12,5 Zentimeter von der Airbagkontaktseite entfernt war. Ein anderes Verfahren wertet direkt das zweite Integral der Beschleunigung (ds) aus. Wenn angenommen wird, dass in der initialen Unfallphase der Kopf des Insassen noch nicht durch den Sicherheitsgurt oder Reibungseffekte gebremst wird, stellt die Größe ds ein Maß für die von dem Kopf des Insassen zurückgelegte Strecke dar. Falls in diesem Fall ds einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat, kann die Auslösung des Airbags aktiviert werden. Anders als bei solchen Vorgehensweisen kann gemäß Ausführungsbeispielen der bestimmte Aktivierungszeitpunkt bzw. Zündzeitpunkt genau bestimmt werden und lediglich eine geringe Abweichung von einem Optimum aufweisen. Ebenso kann gemäß Ausführungsbeispielen eine unaufwändige Anpassung an von der Norm abweichende Sitzpositionen erreicht werden. Insbesondere ist es gemäß Ausführungsbeispielen mit minimalem Rechenaufwand möglich, Insassen auf verschiedenen Plätzen im Fahrzeug mit verschiedenen Sitzpositionen unabhängig optimal anzusteuern. Darüber hinaus kann gemäß Ausführungsbeispielen erreicht werden, dass der bestimmte ideale Aktivierungszeitpunkt nicht nur für einen Unfalltyp und eine Unfallschwere eine optimale Zündzeit liefert, sondern auch für andere Unfallsituationen der optimale Zeitpunkt genauer als lediglich näherungsweise erreicht wird. Anders als bei einer Bestimmung des Auslösezeitpunktes lediglich über eine Schwelle auf die Vorverlagerung ds können gemäß Ausführungsbeispielen für eine Mehrheit von Situationen Abweichungen vom idealen Zündzeitpunkt minimiert werden.
Eine weitere Methode zur Bestimmung des Zündzeitpunktes von Rückhaltemitteln der passiven Sicherheit besteht darin, dass im Falle einer Kollision die Aktivierung der Rückhaltemittel durch das Überschreiten von vorgegebenen Schwellen, die vom in der Kollision aufgetreten Beschleunigungssignal oder von anderen Größen abhängig sein können, durch ein vorverarbeitetes Beschleunigungssignal ausgelöst wird. Falls eine solche Schwelle überschritten wird, kann auch sofort das entsprechende Rückhaltemittel aktiviert werden. Der Zündzeitpunkt (TTF: Time to Fire) entspricht hierbei dem Zeitpunkt der Schwellenüberschreitung. Gemäß Ausführungsbeispielen kann im Hinblick auf eine solche Methode eine Komplexität verringert werden, kann eine Applizierbarkeit weniger aufwendig gemacht werden und kann ein Ressourcenaufwand gesenkt werden. Eine andere Methode beruht auf dem Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle durch das zweite Integral der Beschleunigung (ds). Im Gegensatz zu einer solchen Methode kann gemäß Ausführungsbeispielen der ideale Aktivierungszeitpunkt auch unabhängig von der expliziten Kenntnis einer Unfallschwere und eines Unfalltyps korrekt bestimmt werden.
Auch kann gemäß Ausführungsbeispielen zum Erhalten korrekter Aktivierungszeitpunkte darauf verzichtet werden, für jede Insassenposition eine eigene Schwelle zu definieren. Somit kann hinsichtlich einer Applikation ein Aufwand gesenkt werden, da jede Schwelle korrekte Zahlenwerte enthalten müsste, hinsichtlich Tests, da jede Schwelle separat getestet werden müsste, hinsichtlich eines Ressourcenverbrauchs, da für jede Schwelle Speicherplatz vorgehalten werden müsste, und hinsichtlich einer Genauigkeit, da herkömmlicherweise nur so viele unterschiedliche Sitzpositionen im Ansteuerverhalten unterschieden werden können, wie Schwellen vorgehalten werden. Mit verlängertem Aufwand kann somit gemäß Ausführungsbeispielen auch für jeden Insassen eine an der individuellen Sitzposition ausgerichtete Ansteuerung erfolgen.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Insassenschutzsystem 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Luftfahrzeug, hier insbesondere um ein Landfahrzeug, wie zum Beispiel einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Von dem Fahrzeug 100 sind in 1 ein Beschleunigungssensor 102, ein Umfeldsensor 104 und ein Insassenschutzsystem 110 gezeigt.
Der Beschleunigungssensor 102 des Fahrzeugs 100 ist ausgebildet, um eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100 zu erfassen und ein Beschleunigungssignal 103 bereitzustellen, das die erfasste Beschleunigung des Fahrzeugs 100 repräsentiert. Der Umfeldsensor 104 ist ausgebildet, um ein Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen und ein Umfeldsignal 105 bereitzustellen, welches das erfasste Umfeld des Fahrzeugs 100 repräsentiert. Der Umfeldsensor 104 ist insbesondere ausgebildet, um eine sogenannte Pre-Crash-Erkennung zu ermöglichen, d.h. eine Erkennung einer bevorstehenden Kollision. Hierbei umfasst der Umfeldsensor 104 beispielsweise eine Fahrzeugkamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor oder dergleichen mit einer entsprechenden Signalverarbeitungseinrichtung zur Erkennung einer bevorstehenden Kollision.
Das Insassenschutzsystem 110 umfasst Insassenschutzmittel 115 und eine Vorrichtung 120 zum Steuern der Insassenschutzmittel 115 bei einer Kollision des Fahrzeugs 100. Die Vorrichtung 120 und die Insassenschutzmittel 115 sind signalübertragungsfähig miteinander verbunden. Die Insassenschutzmittel 115 umfassen beispielweise Rückhaltemittel der passiven Sicherheit, insbesondere zumindest einen Airbag.
Die Vorrichtung 120 weist eine Eingangsschnittstelle 121, eine Einleseeinrichtung 122, eine Ermittlungseinrichtung 124, eine Einsetzeinrichtung 126, eine Bestimmungseinrichtung 130, eine Erzeugungseinrichtung 134, eine Bereitstellungseinrichtung 136 und eine Ausgangsschnittstelle 139 auf. Die Einleseeinrichtung 122 ist ausgebildet, um das Beschleunigungssignal 103 von der Eingangsschnittstelle 121 zu dem Beschleunigungssensor 102 einzulesen. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die Einleseeinrichtung 122 ausgebildet, um das Umfeldsignal 105 von der Eingangsschnittstelle 121 zu dem Umfeldsensor 104 einzulesen. Die Einleseeinrichtung 122 ist ferner ausgebildet, um das Beschleunigungssignal 103 und/oder das Umfeldsignal 105 an die Ermittlungseinrichtung 124 weiterzuleiten.
Die Ermittlungseinrichtung 124 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Beschleunigungssignals 103 und/oder des Umfeldsignals 105 sowie nach einer Ermittlungsvorschrift 123 eine für die Kollision spezifische Größe 125 zu ermitteln. Auch ist die Ermittlungseinrichtung 124 ausgebildet, um die ermittelte für die Kollision spezifische Größe 125 in Gestalt eines Signals an die Einsetzeinrichtung 126 weiterzuleiten. Die Einsetzeinrichtung 126 ist ausgebildet, um die ermittelte für die Kollision spezifische Größe 125 für zumindest einen Parameter einer vordefinierten Modellvorschrift 127 einzusetzen, um eine eingestellte Modellvorschrift 128 zu generieren. Die vordefinierte Modellvorschrift 127 nimmt hierbei zum Modellieren von Kollisionen einen sinusförmigen Signalverlauf über der Zeit an. Die Einsetzeinrichtung 126 ist ferner ausgebildet, um die eingestellte Modellvorschrift 128 in Gestalt eines Signals an die Bestimmungseinrichtung 130 weiterzuleiten.
Die Bestimmungseinrichtung 130 ist ausgebildet, um unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift 128 einen idealen Aktivierungszeitpunkt 132 für ein Aktivieren der Insassenschutzmittel 115 zu bestimmen. Die Bestimmungseinrichtung 130 ist auch ausgebildet, um den bestimmten idealen Aktivierungszeitpunkt 132 in Gestalt eines Signals an die Erzeugungseinrichtung 134 weiterzuleiten. Die Erzeugungseinrichtung 134 ist ausgebildet, um unter Verwendung des idealen Aktivierungszeitpunkts 132 ein Steuersignal 135 zum Steuern der Insassenschutzmittel 115 zu erzeugen. Das Steuersignal 135 umfasst einen Aktivierungsbefehl zum Aktivieren der Insassenschutzmittel 115. Die Erzeugungseinrichtung 134 ist zudem ausgebildet, um das Steuersignal 135 an die Bereitstellungseinrichtung 136 weiterzuleiten. Die Bereitstellungseinrichtung 136 ist ausgebildet, um das Steuersignal 135 zur Ausgabe an die Ausgangsschnittstelle 139 zu den Insassenschutzmitteln 115 bereitzustellen. Somit ist die Vorrichtung 120 ausgebildet, um das Steuersignal 135 über die Ausgangsschnittstelle 139 an die Insassenschutzmittel 115 auszugeben. Das Steuersignal 135 ist geeignet, um bei einer Verarbeitung bzw. Verwendung durch die Insassenschutzmittel 115 eine Aktivierung derselben zu bewirken.
Insbesondere ist die Einsetzeinrichtung 126 ausgebildet, um die für die Kollision spezifische Größe 125 für einen Parameter einzusetzen, der ein Produkt aus einer angenommenen Amplitude und einer angenommenen Kreisfrequenz repräsentiert. Hierbei definiert die vordefinierte Modellvorschrift 127 einen angenommenen Aktivierungszeitpunkt als eine Differenz zwischen der dritten Wurzel des Quotienten aus dem Sechsfachen eines vorgegebenen Abstandsmaßes 103 und dem Parameter und einer vordefinierten Aktivierungszeitdauer der Insassenschutzmittel 115.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ermittlungseinrichtung 124 ausgebildet, um die für die Kollision spezifische Größe 125 nach einer ersten Ermittlungsvorschrift als einen Quotienten aus dem Zweifachen des numerisch integrierten Beschleunigungssignals 103 und dem Quadrat der Zeit zu ermitteln. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die Ermittlungseinrichtung 124 ausgebildet, um die für die Kollision spezifische Größe 125 nach einer zweiten Ermittlungsvorschrift als ein Produkt aus einer mittels des Umfeldsignals 105 erkannten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Kollisionspartner und einem Quotienten aus einer kombinierten Steifigkeit des Fahrzeugs 100 und des Kollisionspartners und einer Masse des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Optional ist hierbei die Einsetzeinrichtung 126 ausgebildet, um die nach der ersten Ermittlungsvorschrift ermittelte Größe 125 und die nach der zweiten Ermittlungsvorschrift ermittelte Größe 124 getrennt voneinander für den Parameter in die vordefinierte Modellvorschrift 127 einzusetzen, um eine erste eingestellte Modellvorschrift 128 und eine zweite eingestellte Modellvorschrift 128 zu generieren. Dabei ist die Bestimmungseinrichtung 130 ausgebildet, um unter Verwendung der ersten eingestellten Modellvorschrift 128 einen ersten Aktivierungszeitpunkt zu generieren und unter Verwendung der zweiten eingestellten Modellvorschrift 128 einen zweiten Aktivierungszeitpunkt zu generieren und den idealen Aktivierungszeitpunkt 132 als einen gewichteten Mittelwert aus dem ersten Aktivierungszeitpunkt und dem zweiten Aktivierungszeitpunkt zu bestimmen. Hierbei ist ein Gewichtungsfaktor für den gewichteten Mittelwert optional abhängig von einer Qualität des Umfeldsignals 105.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 130 ausgebildet, um in jedem Zeitschritt unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift 128 einen vorläufigen Aktivierungszeitpunkt zu generieren. Dabei ist die Bestimmungseinrichtung 130 ausgebildet, um einen vorläufigen Aktivierungszeitpunkt als den idealen Aktivierungszeitpunkt 132 zu bestimmen, wenn eine seit Kollisionsbeginn vergangene Zeitdauer in einem Zeitschritt dem in diesem Zeitschritt generierten vorläufigen Aktivierungszeitpunkt entspricht. Zusätzlich oder alternativ dazu ist gemäß einem Ausführungsbeispiel die Bestimmungseinrichtung 130 ausgebildet, um den idealen Aktivierungszeitpunkt 132 unter Verwendung einer Reihenentwicklung der eingestellten Modellvorschrift 128 zu bestimmen. Optional berücksichtigen dabei Entwicklungskoeffizienten der Reihenentwicklung einen Anschnallzustand und/oder eine Körpereigenschaft eines Insassen des Fahrzeugs. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die Erzeugungseinrichtung 134 ausgebildet, um das Steuersignal 135 unter Verwendung einer mittels einer Schätzvorschrift geschätzten Aufprallgeschwindigkeit eines Insassen des Fahrzeugs 100 auf die Insassenschutzmittel 115 zu erzeugen. Die Schätzvorschrift definiert die Aufprallgeschwindigkeit als das einfach integrierte Beschleunigungssignal 103 mit eingesetztem idealem Aktivierungszeitpunkt 132.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 120 auch ausgebildet, um unter Verwendung einer Referenzvorschrift für eine Referenzkollision mit einer für die Referenzkollision spezifischen Referenzgröße und einem für die Referenzkollision spezifischen Referenzaktivierungszeitpunkt einen Schwellenwert für ein zweifach integriertes vorbestimmtes Referenz-Beschleunigungssignal festzulegen. Hierbei ist die Ermittlungseinrichtung 124 ausgebildet, um unter Verwendung des Beschleunigungssignals 103 einen Überschreitungszeitpunkt eines Überschreitens des festgelegten Schwellenwerts durch das zweifach integrierte Beschleunigungssignal 103 zu ermitteln. Ferner ist hierbei die Bestimmungseinrichtung 130 ausgebildet, um den idealen Aktivierungszeitpunkt 132 unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift 128 als Korrekturfaktor für eine Bestimmungsvorschrift zu bestimmen, die als eine Summe aus einer mit der eingestellten Modellvorschrift 128 multiplizierten Differenz zwischen dem Überschreitungszeitpunkt und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als erstem Summanden und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als zweitem Summanden definiert ist. Optional zusätzlich repräsentiert die eingestellte Modellvorschrift 128 hierbei einen abhängig von einem erkannten Kollisionstyp vordefinierten Korrekturfaktor.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 130 auch ausgebildet, um eine relativ zu einer Standardsitzposition verschobene Sitzposition eines Insassen des Fahrzeugs 100 in der eingestellten Modellvorschrift 128 zu berücksichtigen. Die Standardsitzposition repräsentiert hierbei eine in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 vorderste mögliche Sitzposition. Die verschobene Sitzposition repräsentiert eine unter Verwendung eines Innenraumsensorsignals eines Innenraumsensors des Fahrzeugs 100 erkannte Sitzposition.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 200 zum Steuern ist ausführbar, um Insassenschutzmittel für ein Fahrzeug bei einer Kollision des Fahrzeugs zu steuern. Dabei ist das Verfahren 200 in Verbindung mit bzw. unter Verwendung von der Vorrichtung aus 1 oder einer ähnlichen Vorrichtung ausführbar. Somit ist das Verfahren 200 auch in Verbindung mit dem Insassenschutzsystem aus 1 oder einem ähnlichen System sowie dem Fahrzeug aus 1 oder einem ähnlichen Fahrzeug ausführbar. Das Verfahren 200 zum Steuern umfasst einen Schritt 210 des Einlesens, einen Schritt 220 des Ermittelns, einen Schritt 230 des Einsetzens, einen Schritt 240 des Bestimmens, einen Schritt 250 des Erzeugens und einen Schritt 260 des Bereitstellens.
In dem Schritt 210 des Einlesens wird ein Beschleunigungssignal von einer Schnittstelle zu einem Beschleunigungssensor des Fahrzeugs eingelesen und/oder wird ein Umfeldsignal von einer Schnittstelle zu einem Umfeldsensor des Fahrzeugs eingelesen. Nachfolgend wird in dem Schritt 220 des Ermittelns unter Verwendung des Beschleunigungssignals und/oder des Umfeldsignals nach einer Ermittlungsvorschrift eine für die Kollision spezifische Größe ermittelt. Wiederum nachfolgend wird in dem Schritt 230 des Einsetzens die ermittelte für die Kollision spezifische Größe für zumindest einen Parameter einer vordefinierten Modellvorschrift eingesetzt, um eine eingestellte Modellvorschrift zu generieren. Die vordefinierte Modellvorschrift nimmt zum Modellieren von Kollisionen einen sinusförmigen Signalverlauf über der Zeit an. Nachfolgend wird in dem Schritt 240 des Bestimmens unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift ein idealer Aktivierungszeitpunkt für ein Aktivieren der Insassenschutzmittel bestimmt. Wiederum nachfolgend wird in dem Schritt 250 des Erzeugens unter Verwendung des idealen Aktivierungszeitpunkts ein Steuersignal zum Steuern der Insassenschutzmittel erzeugt. Das Steuersignal umfasst einen Aktivierungsbefehl zum Aktivieren der Insassenschutzmittel. Schließlich wird in dem Schritt 260 des Bereitstellens das Steuersignal zur Ausgabe an eine Schnittstelle zu den Insassenschutzmitteln bereitgestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 zum Steuern auch einen Schritt 205 des Festlegens. Der Schritt 205 des Festlegens ist hierbei vorhergehend bezüglich des Schrittes 220 des Ermittelns ausführbar, insbesondere auch vorhergehend bezüglich des Schrittes 210 des Einlesens. In dem Schritt 205 des Festlegens wird unter Verwendung einer Referenzvorschrift für eine Referenzkollision mit einer für die Referenzkollision spezifischen Referenzgröße und einem für die Referenzkollision spezifischen Referenzaktivierungszeitpunkt hierbei ein Schwellenwert für ein zweifach integriertes vordefiniertes Referenz-Beschleunigungssignal festgelegt. Hierbei wird im Schritt 220 des Ermittelns unter Verwendung des Beschleunigungssignals ein Überschreitungszeitpunkt eines Überschreitens des im Schritt 205 des Festlegens festgelegten Schwellenwerts durch das zweifach integrierte Beschleunigungssignal ermittelt. Ferner wird hierbei im Schritt 240 des Bestimmens der ideale Aktivierungszeitpunkt unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift als Korrekturfaktor für eine Bestimmungsvorschrift bestimmt, die als eine Summe aus einer mit der eingestellten Modellvorschrift multiplizierten Differenz zwischen dem Überschreitungszeitpunkt und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als erstem Summanden und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als zweitem Summanden definiert ist.
3 zeigt ein Beispieldiagramm 300 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Hierbei ist an einer Abszissenachse des Beispieldiagramms 300 die Zeit t in Sekunden [s] aufgetragen und sind an einer Ordinatenachse des Beispieldiagramms 300 Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten oder Zündzeitpunkte TTF (Time To Fire) in Sekunden [s] aufgetragen. In das Beispieldiagramm 300 sind eine Mehrzahl von Graphen eingezeichnet, welche Kurven der Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten TTF über der Zeit t (TTF(t)-Kurven) für verschiedene reale Crashsignale bzw. Kollisionssignale oder Beschleunigungssignale während einer Kollision repräsentieren. Wenn diese Graphen eine Linie 302 der tatsächlichen Zeit schneiden, wobei Schnittpunkte jeweils hervorgehoben markiert sind, entspricht dies jeweils einer korrekten Zündzeit bzw. einem idealen Aktivierungszeitpunkt, wie einem unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren genannten Aktivierungszeitpunkt.
4 zeigt ein Beispieldiagramm 400 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Das Beispieldiagramm 400 entspricht hierbei dem Beispieldiagramm aus 3 mit Ausnahme dessen, dass die Graphen TTF-Kurven nach einer Taylorentwicklung 1. Ordnung repräsentieren. Hierbei ist ein flacherer Verlauf der Graphen im Bereich um den Schnittpunkt mit der Linie 302 der realen Zeit erkennbar. Diese Flachheit erlaubt es, den idealen Aktivierungszeitpunkt bzw. Zündzeitpunkt schon vor Erreichen der realen Zeit mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen. Anders ausgedrückt und unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren ist der ideale Aktivierungszeitpunkt unter Verwendung einer Reihenentwicklung, hier einer Taylorentwicklung 1. Ordnung, der eingestellten Modellvorschrift bestimmt.
5 zeigt ein Beispieldiagramm 500 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Hierbei ist an einer Abszissenachse des Beispieldiagramms 500 die für eine Kollision spezifische Größe bzw. ein Parameter k in Sekunden [m/s³] aufgetragen und sind an einer Ordinatenachse des Beispieldiagramms 500 reale Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten oder Zündzeitpunkte „real TTF“ (Time To Fire) in Sekunden [s] aufgetragen. Einträge in dem Beispieldiagramm 500 repräsentieren synthetische Daten für reale Aktivierungszeitpunkte in Abhängigkeit von der für die Kollision spezifischen Größe bzw. den Parameter k, variiert über einen Wertebereich. Bei der für die Kollision spezifischen Größe bzw. dem Parameter k handelt es sich beispielsweise um jene bzw. jenen aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren.
6 zeigt ein Beispieldiagramm 600 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Hierbei sind an einer Abszissenachse des Beispieldiagramms 600 die realen Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten oder Zündzeitpunkte „real TTF“ aus 5 in Sekunden [s] aufgetragen und sind an einer Ordinatenachse des Beispieldiagramms 600 Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten oder Zündzeitpunkte TTF (Time To Fire) in Sekunden [s] aufgetragen. Ferner ist eine Linie 602 eingezeichnet, die ein korrektes Zündverhalten repräsentiert.
7 zeigt ein Beispieldiagramm 700 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Dabei entspricht das Beispieldiagramm 700 dem Beispieldiagramm aus 6 mit Ausnahme dessen, dass sowohl gemäß einem herkömmlichen Verfahren gewonnene Aktivierungszeitpunkte TTF1 als auch gemäß einem Ausführungsbeispiel bestimmte Aktivierungszeitpunkte TTF2 eingezeichnet sind.
8 zeigt ein Beispieldiagramm 800 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Hierbei sind an einer Abszissenachse des Beispieldiagramms 800 als Referenz vorgesehen Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten oder Zündzeitpunkte „TTF_ref“ in Sekunden [s] aufgetragen und sind an einer Ordinatenachse des Beispieldiagramms 800 Aktivierungszeitpunkte bzw. Zündzeiten oder Zündzeitpunkte TTF (Time To Fire) in Sekunden [s] aufgetragen. Ferner ist eine Linie 802 eingezeichnet, die ein korrektes Zündverhalten repräsentiert. Eingetragen in das Beispieldiagramm 800 sind reale Daten für verschiedene Unfallschweren, insbesondere gemäß einem herkömmlichen Verfahren bestimmte Zündzeitpunkte.
9 zeigt ein Beispieldiagramm 900 von Aktivierungszeitpunkten für Insassenschutzmittel. Das Beispieldiagramm 900 entspricht hierbei dem Beispieldiagramm aus 8 mit Ausnahme dessen, dass gemäß einem Ausführungsbeispiel gewonnene reale bzw. ideale Aktivierungszeitpunkte für verschiedene Unfallschweren eingezeichnet sind und eine weitere Linie 904 einen weiteren Kollisionstyp repräsentiert.
Unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren werden Ausführungsbeispiele zusammenfassend und mit anderen Worten nachfolgend nochmals erläutert.
Modellbasiert bzw. gemäß der vordefinierten Modellvorschrift lässt sich das Beschleunigungssignal a(t) 103 über der Zeit t durch die Funktion $a (t) = A \cdot sin (ω t)$
darstellen. Dabei ist A die Maximalamplitude des Beschleunigungssignals 103 und ω dessen Kreisfrequenz. Die Zeit t wird dabei von Kollisionsbeginn an gezählt.
Durch Integration unter Berücksichtigung von Anfangsbedingungen lassen sich daraus der Geschwindigkeitsabbau des Fahrzeuges 100 seit Kollisionsbeginn, dv und die Vorverlagerung des Insassen relativ zum Fahrzeug 100, ds, berechnen. Im letzteren Fall unter der Annahme, dass der Insasse sich kräftefrei bewegt, was in der hier interessierenden initialen Kollisionsphase für den Kopf des Insassen eine verwendbare Näherung darstellt.
Für dv ergibt sich: $d v (t) = \frac{A}{ω} - \frac{A}{ω} cos (ω t)$
Für ds ergibt sich dann: $d s (t) = \frac{A}{ω} t - \frac{A}{ω^{2}} sin (ω t)$
Eine Auslösung des Rückhaltemittels bzw. der Insassenschutzmittel 115 soll so erfolgen, dass, wenn die Vorverlagerung des Insassen, ds genau den Abstand zu einem Insassenschutzmittel 115, z. B. zu einem Airbag, Δs zurückgelegt hat, dieser aufgeblasen sein soll. Damit gilt für das Abstandsmaß Δs: $Δ s (t) = \frac{A}{ω} t - \frac{A}{ω^{2}} sin (ω t)$
Da generell eine Aktivierung bzw. Zündung der Insassenschutzmittel 115 in einer frühen Kollisionsphase erfolgen soll, kann hier der „Sinus“ durch die ersten Glieder seiner Reihenentwicklung ersetzt werden. Es gilt dann näherungsweise: $Δ s (t) = \frac{A}{ω} t - \frac{A}{ω^{2}} (ω t - \frac{w^{3} t^{3}}{6})$
Auflösen nach der Zeit ergibt: $t =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{A ω}}$
Zu dieser Zeit findet also der ideale Kontakt zwischen Insassenschutzmittel 115 und Insasse statt. Falls die Entfaltung des Airbags die Zeit Δt benötigt, lässt sich der ideale Aktivierungszeitpunkt 132 bzw. Zündzeitpunkt TTF (Time to Fire) so bestimmen: $T T F =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{A ω}} - Δ t$
Zusätzlich lässt sich durch Einsetzen dieses Resultats in die Gleichung für den Geschwindigkeitsabbau eine Schätzung für die Aufprallgeschwindigkeit des Insassen auf den Airbag errechnen: $v_{i m p} = \frac{A}{ω} - \frac{A}{ω} cos (ω \cdot T T F) = \frac{A}{ω} - \frac{A}{ω} cos (ω \cdot (^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{A ω}} - Δ t))$
Das Verfahren 200 ermöglicht eine Bestimmung des idealen Aktivierungszeitpunkts 132 für reale Kollisionen u.a. auf der Basis der vorstehend genannten modellbasierten Gleichungen.
Im Wesentlichen besteht die Aufgabe zunächst darin, eine Bestimmung des Produktes k = A · ω als für die Kollision spezifischer Größe 125 aus dem Beschleunigungssignal 103 durchzuführen. Dazu werden, vorzugsweise in einem Echtzeitzyklus, folgende Berechnungsschritte durchgeführt. Die Variable t soll dabei im Folgenden auch für die Zeitmarke des jeweiligen Rechenzyklus stehen.

1. Das Beschleunigungssignal wird vorzugsweise einer initialen Filterung unterzogen.
2. Dieses so erhaltene Signal wird numerisch integriert. Man erhält ein Signal dv'(t).
3. Daraus wird mit folgender Vorschrift die Größe k(t) berechnet: $k (t) = 2 \cdot \frac{d v' (t)}{t^{2}}$
4. Durch Einsetzen erhält man in jedem Rechenzyklus t eine vorläufige Schätzung des Zündzeitpunktes, TTF(t): $T T F =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{k (t)}} - Δ t =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{2 \cdot \frac{d v' (t)}{t^{2}}}} - Δ t =^{3} \sqrt{\frac{3 Δ s \cdot t^{2}}{d v' (t)}} - Δ t$

Bei realen Beschleunigungssignalen wird die Funktion TTF(t) typischerweise im Zeitverlauf verschiedenen Werte annehmen, siehe hierzu auch 3. Der tatsächliche ideale Aktivierungszeitpunkt 132 bzw. Zündzeitpunkt TTF wird nun dadurch bestimmt, dass genau der Wert als idealer Zündzeitpunkt ausgewählt wird, für den in einem Rechenzyklus die real seit Kollisionsbeginn vergangene Zeit genau dem augenblicklich errechneten Funktionswert entspricht, also wenn gilt (Schnittpunkt): $T T F (t) = t$
Mit Hilfe dieses Wertes kann durch Anwendung der angegebenen Gleichung auch die voraussichtliche Aufprallgeschwindigkeit auf den Airbag bestimmt werden und zu Modifizierung der Ansteuerung verwendet werden.
Nachfolgend sind noch weitere Ausführungsbeispiele erläutert.
Falls ein Innenraumsensierungssystem in dem Fahrzeug 100 vorhanden ist, kann daraus ein Abstand zwischen einem Innenraumsensor und einem Kopf eines Insassen bestimmt werden. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass von der durch das Sensierungssystem bestimmten Größe eine andere Größe subtrahiert wird, so dass ein Ergebnis ein Maß für den initialen Abstand des Insassen zu beispielsweise einem entfalteten Airbag darstellt. Dieser Abstand soll dabei nicht unbedingt dem geometrischen Abstand des Kopfes zum Airbag entsprechen, sondern kann entsprechend vordefinierten technischen Anforderungen auch etwas geringer oder größer sein. Dadurch kann eine Rückhaltewirkung des Airbags weiter optimiert werden. Der Abstand braucht nicht unbedingt konstant zu sein, sondern kann auch von anderen Parametern, wie z. B. einer Unfallschwere, einer Aufprallgeschwindigkeit oder dergleichen abhängen. Falls kein Innenraumsensierungssystem vorhanden ist, kann beispielsweise ein Standardwert eingestellt sein, der z. B. der häufigsten Sitzposition entspricht oder der Sitzposition entspricht, die in Verbindung mit der Aktivierung der Insassenschutzmittel 115 und der Unfallschwere statistisch oder individuell zum niedrigsten Verletzungsrisiko der Insassen führt.
Der ideale Aktivierungszeitpunkt 132 kann für jede Sitzposition und Insassen des Fahrzeuges 100 separat gerechnet werden, unter Berücksichtigung der individuellen Position und Masse von Insassen. Optional kann hierbei die Masse des Insassen kann als Bruchteil der tatsächlichen Masse des Insassen angenommen werden. Falls die Masse des Insassen unbekannt ist, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Standardmasse angenommen werden. Diese kann z. B. abhängig von einer Unfallschwere, einer Aufprallgeschwindigkeit oder dergleichen bestimmt werden.
Der mittels der Vorrichtung 120 bzw. gemäß dem Verfahren 200 bestimmte Wert wird beispielsweise nur dann weiter verwendet, wenn zuvor die Beschleunigung eine vorgegebene minimale Schwelle überschritten hat.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Wert der für die Kollision spezifischen Größe 125 bzw. k = Aω auch direkt aus der Information bzw. dem Umfeldsignal 105 von Precrashsensoren wie dem Umfeldsensor 104 generiert werden. In diesem Fall werden folgende Beziehungen verwendet: $k = A \cdot ω = v_{r e l} \cdot \frac{D}{m_{1}}$
wobei v_rel die durch den Precrashsensor bzw. Umfeldsensor 104 bestimmte Relativgeschwindigkeit zwischen eigenem Fahrzeug 100 und einem Hindernis ist, m₁ die bekannte Masse des eigenen Fahrzeuges 100 ist und D die kombinierte Steifigkeit der Fahrzeuge in der Kollision ist, die sich aus dem voraussichtlichen Kollisionstyp und den Eigenschaften der Fahrzeuge, wie sie sich aus der Precrashinformation bestimmen lässt, ergibt. Der Ausdruck lässt sich dann umschreiben zu: $v_{r e l} \cdot \frac{1}{m_{1}} \frac{D_{1} \cdot D_{2}}{D_{1} + D_{2}} = k .$
Dabei sind D₁ und D₂ die wirksamen Steifigkeiten des eigenen Fahrzeugs, bzw. des gegnerischen Objekts. Daraus ergibt sich eine Bestimmung: $T T F_{p r e} =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s m_{1} (D_{1} + D_{2})}{v_{r e l} D_{1} D_{2}}} - Δ t$
Nun kann entweder diese Größe direkt als Aktivierungszeitpunkt verwendet werden, es kann aber auch die vorstehend unter Punkt 4 bestimmte Zündzeit TTF mit dieser fusioniert werden, indem ein gewichteter Mittelwert aus diesen Größen gebildet wird. Die Gewichtung richtet sich dabei vorzugsweise nach der Qualität der Precrashinformation. Ist diese hoch, wird sie höher gewichtet, ist diese gering, wird sie gering gewichtet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein tatsächlicher Zündzeitpunkt auch schon vor Erreichen des eigentlichen Zündzeitpunktes berechnet werden, siehe auch 4. Dabei kann folgendes Verfahren verwendet werden: Die zeitabhängige Funktion TTF(t) wird von dem momentanen Zeitpunkt, hier t₀ genannt, entwickelt: $T T F = {TTF}_{t_{0}} + \underset{a}{\underset{︸}{\frac{d T T F}{d t} |_{t 0}}} \cdot (t - t_{0}) + \underset{b}{\underset{︸}{\frac{1}{2} \frac{d T T F}{d t} |_{t 0}}} \cdot {(t - t_{0})}^{2},$
$T T F (t) = T T F_{t_{0}} + a \cdot (t - t_{0}) + b \cdot {(t - t_{0})}^{2} .$
Der Schnittpunkt ist bei TTF(t) = TTF_new(t) = t, also kann gesetzt werden $T T F (t) = t = T T F_{t_{0}} + a \cdot (t - t_{0}) + b \cdot {(t - t_{0})}^{2} .$
Auflösen nach t und ersetzen von t mit TTF_new(t).
Die Entwicklung erster Ordnung wird dann zu $t = T T F_{t_{0}} + a \cdot (t - t_{0}) .$
$T T F_{n e w} (t) = t = \frac{T T F (t_{0}) - a t_{0}}{1 - a} .$
Wahlweise kann auch die Entwicklung bis zur zweiten Ordnung verwendet werden $0 = t^{2} + \underset{p}{\underset{︸}{\frac{t \cdot a - 2 b t_{0} - 1}{b}}} \underset{q}{\underset{︸}{- \frac{a t_{0} - b t_{0}^{2} - T T F_{t_{0}} (t_{0})}{b}}}$
welche zwei mögliche Lösungen erlaubt: $T T F_{n e w 1,2} (t) = - \frac{p}{2} \pm \sqrt{{(\frac{p}{2})}^{2} - q} .$
Hier wird die physikalisch sinnvolle Lösung verwendet.
Die Zündzeit, die mit diesen Gleichungen bestimmt wird, wird dann verwendet, wenn ein zusätzliches Kriterium erfüllt ist. Dies kann sein: Die Differenz zwischen TTF_new und der aktuellen Zeit seit Kollisionsbeginn ist kleiner als ein bestimmter vorgegebener Wert. Die Differenz zwischen TTF_new und der aktuellen Zeit seit Kollisionsbeginn ist kleiner als ein bestimmter vorgegebener Wert, multipliziert mit einem Faktor.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Leistungsfähigkeit des Verfahrens 200 dadurch weiter verbessert werden, dass in der Gleichung $T T F (t) =^{3} \sqrt{\frac{3 Δ s \cdot t^{2}}{d v' (t)}} - Δ t$
statt Δs die Variable Δs* verwendet wird, also: $T T F (t) =^{3} \sqrt{\frac{3 Δ s * \cdot t^{2}}{d v' (t)}} - Δ t .$
Dabei hängt Δs* mit Δs zusammen über die Beziehung $Δ s * = \sum_{n = 1}^{k} (a_{n} Δ s^{n}),$
wobei die Ordnung k dieser Entwicklung und die Entwicklungskoeffizienten a_n nach den Anforderungen frei gewählt werden können oder alternativ als Funktion von Δs vorgegeben werden, also $\ddot{A} s * = \sum_{n = 1}^{k} (a_{n} (Δ s) \cdot Δ s^{n}),$
Insgesamt ergibt sich dadurch die anwendbare Beziehung $T T F =^{3} \sqrt{\frac{3 \sum_{n = 1}^{k} (a_{n} (Δ s) \cdot Δ s^{n}) \cdot t^{2}}{d v' (t)}} - Δ t .$
Vorteil dieser Formulierung ist, dass damit der Tatsache Rechnung getragen werden kann, dass die Annahme des freien Fluges nur eine Näherung ist. Durch das beschriebene Vorgehen kann die Übereinstimmung mit der Realität verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Leistungsfähigkeit des Systems dadurch weiter gesteigert werden, dass die Koeffizienten auch abhängig von einem Gurtzustand, d. h. Ob der Insasse angeschnallt ist oder nicht, oder anderen weiteren Parametern, wie z. B. der Insassenmasse oder der Insassengröße sind.
Zur Wiederholung sei nochmals angemerkt, dass sich durch Setzen von k = Aω der folgende Ausdruck ergibt: $T T F =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{k}} - Δ t .$
Für ein bestimmtes, vorgegebenes Beschleunigungssignal bzw. Referenzbeschleunigungssignal, charakterisiert durch eine Referenzgröße bzw. einen bestimmten Wert k*, ergibt gemäß einem Ausführungsbeispiel sich ein Referenzaktivierungszeitpunkt bzw. eine bestimmte Auslösezeit TTF*: $T T F * =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{k *}} - Δ t$
Aufgelöst nach k* erhält man: $k * = \frac{6 Δ s}{{(T T F * + Δ t)}^{3}} .$
Andererseits kann die Beschleunigung in der ersten Kollisionsphase durch einen linearen Ausdruck näherungsweise bestimmt werden: $a (t) = k \cdot t .$
Für die Geschwindigkeitsänderung dv ergibt sich dadurch durch Integration: $d v = \frac{1}{2} k t^{2}$
Und für die Vorverlagerung ds des Insassen durch nochmalige Integration $d s = \frac{1}{6} k t^{3} .$
Wenn hier für k das k* der vorangegangen Rechnung eingesetzt wird, welches für TTF* gültig ist, ergibt sich $d s * = \frac{1}{6} k * \cdot T T F *^{3}$
ds* kann nun mit einer konstanten Schwelle bzw. einem Schwellenwert THD auf die Vorverlagerung identifiziert werden: $\frac{1}{6} k * \cdot T T F *^{3} = T H D$
Der Referenzaktivierungszeitpunkt bzw. die Zündzeit TTF* ergibt sich im allgemeinen Fall zu: $T T F' =^{3} \sqrt{6 \cdot \frac{T H D}{k}} .$
Wenn man den Ausdruck für die Schwelle hier einsetzt ergibt sich: $T T F' =^{3} \sqrt{6 \cdot \frac{\frac{1}{6} k * \cdot T T F *^{3}}{k}},$
also $T T F' =^{3} \sqrt{\frac{k *}{k}} \cdot T T F * .$
Dieser Ausdruck beschreibt im Wesentlichen die Eigenschaften einer herkömmlichen ds-basierten TTF-Bestimmung: Falls das Beschleunigungssignal den selben Wert für k hat, wie das Signal, anhand dessen man die Schwelle ausgerichtet hat, also k = k*, dann entspricht die so erhaltene Zündzeit TTF' der korrekten Zündzeit TTF*. Für alle anderen ergeben sich Abweichungen. Insbesondere zeigt das Beispieldiagramm 600 in 6 eine Abweichung der TTF eines herkömmlichen ds-basierten Verfahrens vom korrekten Wert. Hierbei kann TTF einem Wert TTF' entsprechen. Für TTF = 10 ms stimmt der erhaltene Wert in 6 beispielhaft mit dem korrekten Wert überein.
Um über den ganzen Bereich von k korrekte TTF zu erreichen, wird nun TTF' mittels des Verfahrens 200 wie folgt korrigiert:
Es wird angenommen, dass gilt: $T T F_{r e a l} - T T F * = R \cdot (T T F' - T T F *)$
wobei TTF_real die korrekte Zündzeit darstellen soll. Für R ergibt sich dann: $R = \frac{T T F_{r e a l} - T T F *}{T T F' - T T F *},$
also $R = \frac{^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{k}} - Δ t - T T F *}{T T F * (^{3} \sqrt{\frac{k *}{k}} - 1)}$
R kann hierbei die eingestellte Modellvorschrift 128 repräsentieren und als Korrekturfaktor bezeichnet werden.
Die korrekte Zündzeit ist somit: $T T F_{r e a l} = R \cdot (T T F' - T T F *) + T T F * .$
In einem konkreten Anwendungsfall ergibt sich damit folgendes Vorgehen: Für eine bestimmte Referenzkollision mit dem Wert k* wird der Schwellenwert THD auf ds so eingestellt, dass der Überschreitungszeitpunkt bzw. Zeitpunkt des Überschreitens der Schwelle die korrekte Auslösezeit TTF* ergibt.
Beispielsweise wird als Referenzkollision eine Kollision mit möglichst kleiner Auslösezeit ausgewählt. In der tatsächlichen Kollision, die von der Referenzkollision abweicht, wird aus dem Crashsignal bzw.
Beschleunigungssignal 103 die für die Kollision spezifische Größe k bestimmt und der entsprechende Korrekturfaktor R berechnet. Überschreitet während der Kollision ds den Schwellenwert THD, wird diese Zeit als TTF' gespeichert und mittels TTF_real = R . (TTF' - TTF*) + TTF* wird der korrekte Aktivierungszeitpunkt berechnet. Sobald die Zeit seit Kollisionsbeginn TTF_real beträgt, werden die Insassenschutzmittel 115 aktiviert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Bestimmung des Korrekturfaktor R dadurch vereinfacht werden, dass der Wert von R als konstant angenähert wird. Dies ist eine sinnvolle Näherung unter der Annahme, dass der Kollisionstyp bzw. Unfalltyp konstant ist. In 7 wurde für R ein konstanter Wert angesetzt.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können für verschiedene Unfalltypen verschiedene Werte für R hinterlegt werden, wobei z. B. für die Unfalltypen „volle Überdeckung“, „teilweise Überdeckung“, oder „Frontalunfall mit kleiner Winkelabweichung“ jeweils eigene Werte für R abgespeichert werden können und, wenn jeweils die entsprechende Unfallsituation erkannt wird, z. B. durch Precrashsensorik, Upfrontsensorik oder dergleichen, zur Berechnung verwendet werden können. Bezogen auf 9 würden mit der Wahl eines anderen Korrekturfaktor R für den durch die weitere Linie 904 repräsentierten Kollisionstyp die eingetragenen Werte auch in ein diesbezüglich korrektes Verhalten überführt.
Nochmals sei zur Wiederholung kurz angemerkt, dass sich durch Setzen von k = Aω folgende Ausdruck ergibt: $T T F_{s t d} =^{3} \sqrt{\frac{6 Δ s}{k}} - Δ t .$
Die Sitzposition wird dabei durch das Abstandsmaß Δs, welches eine Standardsitzposition relativ zum Insassenschutzmittel 115, zum Beispiel Airbag, ausgedrückt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ergibt sich für eine gegenüber der Position Δs um den Betrag s' verschobene Sitzposition der folgende Ausdruck: $T T F' =^{3} \sqrt{\frac{6 (Δ s + s')}{k}} - Δ t .$
Aus der Gleichung für TTF_std kann die für die Kollision spezifische Größe k berechnet werden: $k = \frac{6 Δ s}{{(T T F_{s t d} + Δ t)}^{3}} .$
Eingesetzt in die Gleichung für TTF' ergibt sich: $T T F' =^{3} \sqrt{\frac{\frac{6 (Δ s + s')}{6 Δ s}}{{(T T F_{s t d} + Δ t)}^{3}}} - Δ t$
und somit $T T F' = (T T F_{s t d} + Δ t) \cdot^{3} \sqrt{\frac{(Δ s + s')}{Δ s}} - Δ t .$
Mit dieser Gleichung lässt sich aus dem für eine Standardposition, ausgedrückt durch Δs, bestimmten Aktivierungszeitpunkt TTF_std ein für einen um den Wert s' verschobene Sitzposition angepassten idealen Aktivierungszeitpunkt TTF' umrechnen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Standardposition, für welche die Berechnung der Standardzündzeit durchgeführt wird, so gewählt, dass sie der vordersten Sitzposition entspricht. Dies hat den Vorteil, dass alle anderen Sitzpositionen weiter hinten sind und entsprechend alle korrigierten bzw. idealen Zündzeitpunkte später sind. Dadurch kann durch ein einfaches Verzögern der Zündung bis zu diesem Zeitpunkt ein optimales Ansteuerverhalten realisiert werden. Auch dies kann mit geringem Rechenaufwand für jeden einzelnen Sitzplatz im Fahrzeug 100 durchgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Verfahren (200) zum Steuern von Insassenschutzmitteln (115) für ein Fahrzeug (100) bei einer Kollision des Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (200) folgende Schritte aufweist: Einlesen (210) eines Beschleunigungssignals (103) von einer Schnittstelle (121) zu einem Beschleunigungssensor (102) des Fahrzeugs (100) und/oder eines Umfeldsignals (105) von einer Schnittstelle (121) zu einem Umfeldsensor (104) des Fahrzeugs (100); Ermitteln (220) einer für die Kollision spezifischen Größe (125) unter Verwendung des Beschleunigungssignals (103) und/oder des Umfeldsignals (105) nach einer Ermittlungsvorschrift (123); Einsetzen (230) der ermittelten für die Kollision spezifischen Größe (125) für zumindest einen Parameter einer vordefinierten Modellvorschrift (127), um eine eingestellte Modellvorschrift (128) zu generieren, wobei die Modellvorschrift (127) zum Modellieren von Kollisionen einen sinusförmigen Signalverlauf über der Zeit aufweist; Bestimmen (240) eines idealen Aktivierungszeitpunkts (132) für ein Aktivieren der Insassenschutzmittel (115) unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift (128); Erzeugen (250) eines Steuersignals (135) zum Steuern der Insassenschutzmittel (115) unter Verwendung des idealen Aktivierungszeitpunkts (132), wobei das Steuersignal (135) einen Aktivierungsbefehl zum Aktivieren der Insassenschutzmittel (115) umfasst; und Bereitstellen (260) des Steuersignals (135) zur Ausgabe an eine Schnittstelle (139) zu den Insassenschutzmitteln (115).
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (230) des Einsetzens die Größe (125) für einen Parameter eingesetzt wird, der ein Produkt aus einer angenommenen Amplitude und einer angenommenen Kreisfrequenz repräsentiert, wobei die vordefinierte Modellvorschrift (127) einen angenommenen Aktivierungszeitpunkt als eine Differenz zwischen der dritten Wurzel des Quotienten aus dem Sechsfachen eines vorgegebenen Abstandsmaßes und dem Parameter und einer vordefinierten Aktivierungszeitdauer der Insassenschutzmittel (115) definiert.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (220) des Ermittelns die Größe (125) nach einer ersten Ermittlungsvorschrift (123) als ein Quotient aus dem Zweifachen des numerisch integrierten Beschleunigungssignals (103) und dem Quadrat der Zeit und/oder nach einer zweiten Ermittlungsvorschrift (123) als ein Produkt aus einer mittels des Umfeldsignals (105) erkannten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug (100) und einem Kollisionspartner und einem Quotienten aus einer kombinierten Steifigkeit des Fahrzeugs (100) und des Kollisionspartners und einer Masse des Fahrzeugs (100) ermittelt wird.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 3, bei dem im Schritt (230) des Einsetzens die nach der ersten Ermittlungsvorschrift (123) ermittelte Größe (125) und die nach der zweiten Ermittlungsvorschrift (123) ermittelte Größe (125) getrennt voneinander für den Parameter in die vordefinierte Modellvorschrift (127) eingesetzt werden, um eine erste eingestellte Modellvorschrift (128) und eine zweite eingestellte Modellvorschrift (128) zu generieren, wobei im Schritt (240) des Bestimmens unter Verwendung der ersten eingestellten Modellvorschrift (128) ein erster Aktivierungszeitpunkt generiert wird und unter Verwendung der zweiten eingestellten Modellvorschrift (128) ein zweiter Aktivierungszeitpunkt generiert wird und der ideale Aktivierungszeitpunkt (132) als ein gewichteter Mittelwert aus dem ersten Aktivierungszeitpunkt und dem zweiten Aktivierungszeitpunkt bestimmt wird, wobei ein Gewichtungsfaktor abhängig von einer Qualität des Umfeldsignals (105) ist.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (240) des Bestimmens in jedem Zeitschritt unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift (128) ein vorläufiger Aktivierungszeitpunkt generiert wird, wobei ein vorläufiger Aktivierungszeitpunkt als idealer Aktivierungszeitpunkt (132) bestimmt wird, wenn eine seit Kollisionsbeginn vergangene Zeitdauer in einem Zeitschritt dem in diesem Zeitschritt generierten vorläufigen Aktivierungszeitpunkt entspricht.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (250) des Erzeugens das Steuersignal (135) unter Verwendung einer mittels einer Schätzvorschrift geschätzten Aufprallgeschwindigkeit eines Insassen des Fahrzeugs (100) auf die Insassenschutzmittel (115) erzeugt wird, wobei die Schätzvorschrift die Aufprallgeschwindigkeit als das einfach integrierte Beschleunigungssignal (103) mit eingesetztem idealem Aktivierungszeitpunkt (132) definiert.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (240) des Bestimmens der ideale Aktivierungszeitpunkt (132) unter Verwendung einer Reihenentwicklung der eingestellten Modellvorschrift (128) bestimmt wird, insbesondere wobei Entwicklungskoeffizienten der Reihenentwicklung einen Anschnallzustand und/oder eine Körpereigenschaft eines Insassen des Fahrzeugs (100) berücksichtigen.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (205) des Festlegens eines Schwellenwerts für ein zweifach integriertes vordefiniertes Referenz-Beschleunigungssignal unter Verwendung einer Referenzvorschrift für eine Referenzkollision mit einer für die Referenzkollision spezifischen Referenzgröße und einem für die Referenzkollision spezifischen Referenzaktivierungszeitpunkt, wobei im Schritt (220) des Ermittelns unter Verwendung des Beschleunigungssignals (103) ein Überschreitungszeitpunkt eines Überschreitens des Schwellenwerts durch das zweifach integrierte Beschleunigungssignal (103) ermittelt wird, wobei im Schritt (240) des Bestimmens der ideale Aktivierungszeitpunkt (132) unter Verwendung der eingestellten Modellvorschrift (128) als Korrekturfaktor für eine Bestimmungsvorschrift bestimmt wird, wobei die Bestimmungsvorschrift als eine Summe aus einer mit der eingestellten Modellvorschrift (128) multiplizierten Differenz zwischen dem Überschreitungszeitpunkt und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als erstem Summanden und dem Referenzaktivierungszeitpunkt als zweitem Summanden definiert ist.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 8, bei dem im Schritt (240) des Bestimmens die eingestellte Modellvorschrift (128) einen abhängig von einem erkannten Kollisionstyp vordefinierten Korrekturfaktor repräsentiert.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (240) des Bestimmens eine relativ zu einer Standardsitzposition verschobene Sitzposition eines Insassen des Fahrzeugs (100) in der eingestellten Modellvorschrift (128) berücksichtigt wird, wobei die Standardsitzposition eine in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (100) vorderste mögliche Sitzposition repräsentiert, insbesondere wobei die verschobene Sitzposition eine unter Verwendung eines Innenraumsensorsignals eines Innenraumsensors des Fahrzeugs erkannte Sitzposition repräsentiert.
Vorrichtung (120), die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (122, 124, 126, 130, 134, 136) auszuführen und/oder anzusteuern.
Insassenschutzsystem (110) für ein Fahrzeug (100), wobei das Insassenschutzsystem (110) folgende Merkmale aufweist: Insassenschutzmittel (115); und eine Vorrichtung (120) gemäß Anspruch 11, wobei die Vorrichtung (120) und die Insassenschutzmittel (115) signalübertragungsfähig miteinander verbunden sind.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.