DE19827557B4

DE19827557B4 - Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeug-Crashes

Info

Publication number: DE19827557B4
Application number: DE19827557A
Authority: DE
Inventors: Michael Baeuerle; Klaus Ries-Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-06-20
Filing date: 1998-06-20
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2018-06-21
Also published as: DE19827557A1

Abstract

Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeug-Crashes, wobei in Abhängigkeit vom Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs über die Auslösung einer oder mehrerer Rückhalteeinrichtungen entschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhalten mindestens eines auf Beschleunigungen reagierenden, für die Motorsteuerung vorgesehenen, Sensors oder Stellers (K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD) erfaßt und ausgewertet wird und daß bei einem für einen Crash charakteristischen Verhalten dieses als Kriterium für ein Auslösen des (der) Rückhalteeinrichtung(en) herangezogen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeug-Crashes, wobei in Abhängigkeit vom Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs über die Auslösung einer oder mehrerer Rückhalteeinrichtungen entschieden wird.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 89/11986 bekannt. Um einen Fahrzeug-Crash zuverlässig zu erkennen, sind im Fahrzeug ein oder mehrere Beschleunigungssensoren installiert, mit denen eine plötzliche Beschleunigungsveränderung bzw. eine Verzögerung des Fahrzeugs gemessen wird. Ob die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs auf einen Fahrzeug-Crash zurückzuführen ist, der so stark ist, daß ein oder mehrere Rückhalteeinrichtungen (Airbags, Gurtstraffer) ausgelöst werden sollen, wird durch eine Schwellenwertentscheidung ermittelt, der die Ausgangssignale der Beschleunigungssensoren unterzogen werden. Durch Ausstattung des Fahrzeugs mit Sensoren, die eigens für die Crash-Erkennung vorgesehen sind, erhöht sich der Aufwand des Rückhaltesystems. Um eine möglichst hohe Zuverlässigkeit bei der Crash-Erkennung zu erzielen, kommt man nicht umhin, die Ausgangssignale der Crash-Sensoren auf Plausibilität zu untersuchen. Auch dazu wäre ein zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem der Aufwand im Bereich der Crash-Sensorik reduziert werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Verhalten mindestens eines auf Beschleunigungen reagierenden, für die Motorsteuerung vorgesehenen Sensors oder Stellers erfaßt und ausgewertet wird und daß bei einem für einen Crash charakteristischen Verhalten dieses als Kriterium für ein Auslösen der Rückhalteeinrichtung(en) herangezogen wird. Für die Crash-Erkennung werden also sowieso im Fahrzeug vorhandene, auf Beschleunigungen reagierende Bauelemente ausgenutzt, so daß zusätzliche Crash-Sensoren eingespart werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Danach wird nur dann das Auslösen der Rückhalteeinrichtung(en) veranlaßt, wenn mindestens zwei Sensoren oder Steller ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigen.

Das Verhalten des mindestens einen Sensors oder Stellers kann auch zur Plausibilitätsprüfung von zusätzlich im Fahrzeug installierten Crash-Sensoren herangezogen werden.

Für die Crash-Erkennung kann z.B. das Signal mindestens eines Klopfsensors ausgewertet werden. Oder es werden die Signale von mindestens zwei verschiedenen Zylindern zugeordneten Klopfsensoren ausgewertet und es liegt nur dann ein Auslösekriterium vor, wenn mindestens zwei Klopfsensorsignale ein gleichartiges crashcharakteristisches Verhalten zeigen.

Zur Crash-Erkennung kann auch das Signal eines Schlechtwegstreckensensors oder das Signal eines Lastsensors (z.B. Luftmassensensor, Luftmengensensor, Saugrohrdrucksensor) oder die. Bewegung der Drosselklappe, oder die Bewegung des Fahrpedals oder das Signal eines Kraftstoffdrucksensors ausgewertet werden.

Für die Auswertung kann der Ausgangssignalpegel des mindestens einen Sensors oder Stellers einer Schwellenwertentscheidung unterzogen werden. Oder es wird das Ausgangssignal des mindestens einen Sensors oder Stellers einer Spektralanalyse unterzogen und das ermittelte Spektrum wird mit einem oder mehreren für verschiedene Crash-Arten charakteristischen Spektren verglichen und bei einem vorgegebenen Ähnlichkeitsmaß auf Auslösung der Rückhalteeinrichtung(en) entschieden.

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Sensorsignalauswertung einer ersten Art,
2 ein Blockschaltbild einer Sensorsignalauswertung einer zweiten Art und
3 ein Blockschaltbild, das die Vernetzung mehrerer Sensorsignale zeigt.
Für die Motorsteuerung befinden sich in einem Fahrzeug mehrere Sensoren bzw. Steller, die unvermeidbar auch auf Beschleunigungen des Fahrzeugs reagieren, vor allem wenn diese, wie bei einem Crash, schlagartig zu- oder abnehmen. Zu solchen Sensoren bzw. Stellern gehören z.B. ein oder mehrere am Motorblock angeordnete Klopfsensoren, welche, wie in der US 4,418,567 beschrieben, dazu dienen, das durch stoßartige Verbrennung von Gemischteilen in den Zylindern entstehende Klopfen zu erkennen. Ein anderer Sensor, der auf Fahrzeugbeschleunigungen reagiert, ist ein Schlechtwegstreckensensor. Dieser sehr empfindlich auf ruckartige Fahrzeugbewegungen reagierende Sensor dient dazu, die Verbrennungsaussetzerkennung bei OBDII-Systemen auszublenden. Schlechtwegstrecksensoren sind z.B. aus der US 5,357,788 und der DE 42 29 487 A1 bekannt.
Ebenso reagieren Lastsensoren, die im Ansaugtrakt des Motors angeordnet sind, auf Fahrzeugbeschleunigungen. Zu den Lastsensoren gehören z.B. Luftmengen-, Luftmassen- oder Saugrohrdrucksensoren. Diese Sensortypen sind in „Bosch Technische Unterrichtung, Motormanagement Motronic", zweite Ausgabe August 93, Seiten 28 bis 32 beschrieben. Auch Steller, wie die Drosselklappe und das Fahrpedal, zeigen Reaktionen aufgrund starker Fahrzeugbeschleunigungen.
Falls ein Kraftstoffdrucksensor (siehe DE 195 47 647 A1 ) vorhanden ist, könnte auch seine Reaktion auf Fahrzeugbeschleunigungen für die Erkennung von Crashes ausgenutzt werden.
In den 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele einer Signalauswerteschaltung SS für das Ausgangssignal s eines der zuvor genannten Sensoren bzw. Steller SE dargestellt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Signalauswerteschaltung SS wird das Ausgangssignal s des Sensors bzw. Stellers SE zunächst einem Verstärker VS zugeführt. Darauf werden in einem Bandpaßfilter BP störende Signalanteile unterdrückt. Anschließend wird von einem Gleichrichter GR die Hüllkurve des gefilterten Signals ermittelt und diese daraufhin integriert IT. Der Integrator IT kann aber auch entfallen. Am Ende findet eine Schwellenwertentscheidung SES statt, wobei der Schwellenwertentscheider SES nur dann ein Ausgangssignal a abgibt, wenn das ihm zugeführte Eingangssignal eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Diese Schwelle ist zuvor empirisch ermittelt worden und hängt davon ab, wie sich der Ausgangssignalpegel s des jeweiligen Sensors oder Stellers SE bei einem Crash oder auch bei verschiedenartigen Crashes verhält. Wenn also der Sensor bzw. der Steller ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigt, erscheint am Ausgang des Schwellenwertentscheiders SES das Ausgangssignal a, das als Kriterium für das Auslösen eines oder mehrerer Rückhalteeinrichtungen im Fahrzeug herangezogen werden kann.
Bei einer zweiten in 2 dargestellten Ausführung der Signalauswerteschaltung SS wird das Signal s des jeweiligen Sensors bzw. Stellers SE nach der Verstärkung VS und der Bandpaßfilterung BP einer Spektralanalyse SA (z.B. nach der Fast Fourier Transformation) unterzogen. Das so ermittelte Spektrum des Signals s wird anschließend in einem Schaltblock SV mit ein oder mehreren für verschiedene Crash-Arten charakteristischen Spektren verglichen. Diese charakteristischen Spektren, die das Ausgangssignal s des jeweiligen Sensors bzw. Stellers bei einem oder verschiedenartigen Crashes zeigt, werden zuvor empirisch ermittelt und in einem Speicher im Schaltblock SV abgelegt. Zwischen dem gemessenen Spektrum und dem bzw. den abgespeicherten charakteristischen Spektren findet ein Ähnlichkeitsvergleich statt. Wird ein vorgegebenes Ähnlichkeitsmaß des gemessenen Spektrums mit dem oder mit einem der abgespeicherten crash-charakteristischen Spektren erreicht, so wird ein Ausgangssignal a abgegeben, das einen erkannten Fahrzeug-Crash signalisiert und als Kriterium für das Auslösen eines oder mehrerer Rückhalteinrichtungen dient.
Wie bereits oben ausgeführt, gibt es eine Vielzahl von für die Motorsteuerung zuständigen Sensoren bzw. Stellern, die ein beschleunigungsabhängiges Verhalten zeigen. In der 3 sind eine Reihe davon mit daran angeschlossenen Auswerteschaltungen, die nach einem der vorangehend dargestellten Ausführungsbeispielen arbeiten, dargestellt. Mit K1,..., KN sind Klopfsensoren gemeint, von denen pro Zylinder des Motors einer vorhanden sein kann. Daran angeschlossen sind Signalauswerteschaltungen SSK1,..., SSKN. SW ist ein Schlechtwegstreckensensor mit seiner Signalauswerteschaltung SSW. LM ist ein im Saugrohr des Motors angeordneter Lastsensor, z.B. ein Luftmassensensor oder ein Luftmengensensor oder ein Saugrohrdrucksensor. Daran angeschlossen ist die Signalauswerteschaltung SSLM. Der Schaltblock DK ermittelt die Bewegung der Drosselklappe. Üblicherweise wird die Bewegung der Drosselklappe mittels eines Potentiometers erfaßt. Daran angeschlossen ist die Signalauswerteschaltung SSDK. Die Auswertung der Bewegung des Fahrpedals wird durch den Schaltblock FP angedeutet. Auch die Bewegung des Fahrpedals wird üblicherweise mittels eines Potentiometers ermittelt. An den Schaltblock FP angeschlossen ist die Signalauswerteschaltung SSFP. Der Schaltblock KD steht für einen Kraftstoffdrucksensor, dessen Ausgangssignal von der Signalauswerteschaltung SSKD verarbeitet wird.
Wie schon an den 1 und 2 beispielhaft erläutert, kann ein Auslösekriterium für ein oder mehrere Rückhalteeinrichtungen aus einem der Sensoren bzw. Steller alleine hergeleitet werden. Ein Fahzeug-Crash kann aber mit erheblich höherer Zuverlässigkeit erkannt werden, wenn die Ausgangssignale der Signalauswerteschaltungen von mehreren Sensoren oder Stellern miteinander verknüpft werden, und nur wenn alle oder zumindest die Mehrzahl von denen einen Fahrzeug-Crash signalisieren, für ein Crash-Ereignis entschieden wird.
In der 3 ist beispielhaft dargestellt, daß die Ausgangssignale aK1,..., aKN der Signalauswerteschaltung SSKN von mehreren Klopfsensoren K1,..., KN in SSK1,..., einem UND-Gatter U1 miteinander verknüpft werden und nur dann ein Signal a1, das als Auslösekriterium verwertet werden kann, abgegeben wird, wenn alle Klopfsensoren K1, ..., KN ein Crash-charakteristisches Verhalten zeigen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind über ein zweites UND-Gatter U2 mit dem Signal a1 sämtliche anderen Ausgangssignale aSW, aLM, aDK, aFP und aKD der Signalauswerteschaltungen SSSW, SSLM, SSDK, SSFP und SSKD des Schlechtwegstreckensensors SW, des Lastsensors LM, der Drosselklappenstellung DK, der Fahrpedalstellung FP und des Kraftstoffdrucksensors KD miteinander verknüpft. Am UND-Gatter U2 erscheint also nur dann ein Ausgangssignal a2, wenn alle Sensoren bzw. Steller ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigen. Das Ausgangssignal a2 kann nun als Auslösekriterium direkt einem Auslösesteuergerät für das bzw. die Rückhalteeinrichtungen zugeführt werden. Die Sensoren bzw. Steller K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD ersetzen entweder die sonst vorhandenen eigenen Crash-Sensoren, so daß das Signal a2 direkt einem Auslösesteuergerät als Auslösekriterium zugeführt werden kann. Wie in der 3 dargestellt, kann das Signal a2 aber auch zur Plausibilitätsprüfung des Ausgangssignals as eines oder mehrerer zusätzlich vorhandener Crash-Sensoren CS herangezogen werden. Diese Plausibilitätsprüfung, welche im einfachsten Fall mittels eines UND-Gatters erfolgt, findet in dem Schaltblock PP statt. Bei erfolgreicher Plausibilitätsprüfung gibt der Schaltblock PP ein Ausgangssignal al ab, das letztendlich einem Auslösesteuergerät signalisiert, daß wegen eines Fahrzeug-Crashes das bzw. die Rückhalteeinrichtungen auszulösen sind.
Abweichend von dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Signale sämtlicher Sensoren bzw. Steller miteinander verknüpft werden, um daraus ein Auslösekriterium zu gewinnen, können entweder einzelne oder Gruppen von Sensoren bzw. Stellern für die Herleitung eines Auslösekriteriums herangezogen werden. Es wäre also jede beliebige Kombination von Sensoren bzw. Stellern möglich, um aus deren crash-charakteristischem Verhalten ein Auslösekriterium abzuleiten.

Claims

Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeug-Crashes, wobei in Abhängigkeit vom Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs über die Auslösung einer oder mehrerer Rückhalteeinrichtungen entschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhalten mindestens eines auf Beschleunigungen reagierenden, für die Motorsteuerung vorgesehenen, Sensors oder Stellers (K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD) erfaßt und ausgewertet wird und daß bei einem für einen Crash charakteristischen Verhalten dieses als Kriterium für ein Auslösen des (der) Rückhalteeinrichtung(en) herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur, wenn mindestens zwei Sensoren oder Steller (K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD) ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigen, das Auslösen des (der) Rückhalteeinrichtung(en) veranlaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhalten des mindestens einen Sensors oder Stellers (K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD) zur Plausibilitätsprüfung (PP) von Crash-Sensorsignalen (as) herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mindestens eines Klopfsensors (K1,..., KN) ausgewert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von mindestens zwei verschiedenen Zylindern zugeordneten Klopfsensoren (K1,..., KN) ausgewertet werden und daß nur dann ein Auslösekriterium vorliegt, wenn mindestens zwei Klopfsensorsignale ein gleichartiges crashcharakteristisches Verhalten zeigen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal eines Schlechtwegstreckensensors (SW) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal eines Luftmassen- oder Luftmengensensors (LM) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal eines Saugrohrdrucksensors (LM) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Drosselklappe (DK) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Fahrpedals (FP) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal eines Kraftstoffdrucksensors (KD) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangssignalpegel des mindestens einen Sensors oder Stellers (K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD) einer Schwellenwertentscheidung (SES) unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des mindestens einen Sensors oder Stellers (K1,..., KN, SW, LM, DK, FP, KD) einer Spektralanalyse (SA) unterzogen wird und daß das ermittelte Spektrum mit einem oder mehreren für verschiedene Grasharten charakteristischen Spektren verglichen wird und bei einem vorgegebenen Ähnlichkeitsmaß auf Auslösen des (der) Rückhalteeinrichtung(en) entschieden wird.