DE4106079C2

DE4106079C2 -

Info

Publication number: DE4106079C2
Application number: DE4106079A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 7032 Sindelfingen De Andres; Arno Dipl.-Ing. 7143 Vaihingen De Jambor; Volker Dipl.-Ing. 7031 Aidlingen De Petri; Reinhold Dipl.-Ing. 7038 Holzgerlingen De Mickeler; Karl-Heinz Dipl.-Ing. 7031 Bondorf De Baumann; Harald Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Pfistner; Alban Dipl.-Ing. 7046 Gaeufelden De Bossenmaier
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 1993-03-25
Also published as: DE4106079A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung einer für ein Kraftfahrzeug kritischen Fahrsituation gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt (GB- PS 12 79 029), wonach bei einem Fahrzeug eine Sensoranordnung derart angebracht ist, daß die Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges erkannt werden kann, indem wenigstens zwei Sensoren so angebracht sind, daß bei jedem Sensor ein Sender ein Signal in Richtung der Fahrbahnoberfläche aussendet und daß bei jedem Sensor mittels einer Antenne das gestreute Signal gemessen wird. Aus der Frequenzverschiebung des von dem Sender ausgesandten und des von der Antenne empfangenen Signales kann dann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in einer bestimmten Richtung erkannt werden. In der GB-PS ist ausgeführt, daß diese Sensoranordnung beispielsweise verwendet werden kann, um das Fahrverhalten von Fahrzeugen in fahrdynamischen Grenzsituati onen zu testen. Außerdem ist in der GB-PS ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel genannt, nach dem bei einem Luftkissenboot zwei Sensoren so angebracht sind, daß sie in der horizontalen Ebene liegend zueinander einen rechten Winkel bilden und daß jeder der beiden Sensoren mit der Rollachse des Luftkissenbootes ei nen Winkel von 45° bildet. Damit sollen dann Rollbewegungen des Luftkissenbootes erkannt werden.

Bei dem bisher bekannten Verfahren ergeben sich Nachteile dahin gehend, daß bei einer vertikalen Bewegung des Fahrzeuges diese Bewegung von den Sensoren ebenfalls als Geschwindigkeit in einer der zu sensierenden Richtungen gedeutet wird. Außerdem werden zum Erkennen einer Roll- oder Nickbewegung wenigstens zwei Sensoren benötigt.

Weiterhin ist es aus der gattungsfremden DE 33 15 594 A1 bekannt, einen Sender zum Ausstrahlen einer Strahlung sowie einen Empfänger zum Empfangen der reflektierten Strahlung an der Unterseite eines Kraftfahrzeuges anzubringen, um den Abstand von der Fahrzeugunterseite zur Fahrbahnoberfläche zu bestimmen. Dieses Verfahren wird dabei verwendet, um den Luftdruck von Reifen zu überwachen sowie Neigungen des Kraftfahrzeuges, um eine optimierte Justierung der Scheinwerfer zu erreichen.

Ein ähnliches Verfahren wird auch in der DE 39 09 466 A1 beschrieben, nach dem mit derselben Anordnung eines Senders und eines Empfängers der Luftdruck in den Reifen eines Kraftfahrzeuges überwacht wird. Dabei wird ausgeführt, daß die Warnung bezüglich des Luftdruckes ab einem bestimmten Grenzwert unterbleibt, um Fehlinformationen aufgrund eines schnellen Durchfahrens einer Kurve zu unterbinden.

Diese beiden Verfahren beschränken sich somit auf die Überwachung des Luftdruckes in Reifen eines Kraftfahrzeuges bzw. das Erkennen stationärer Neigungen des Kraftfahrzeuges.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zur Erkennung einer für ein Kraftfahrzeug kritischen Fahrsituation dahin gehend zu verbessern, daß ein möglichst fehlerfreies und möglichst frühzeitiges Erkennen eines Überschlagens des Kraftfahrzeuges erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Erkennung einer für ein Kraftfahrzeug kritischen Fahrsituation erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer für ein Kraftfahrzeug kritischen Fahrsituation, bei dem das Überschlagen des Kraftfahrzeuges erkannt werden kann, indem an der Unterseite des Kraftfahrzeuges eine Sende- und eine Empfangseinrichtung angebracht ist. Von der Sendeeinrichtung wird dabei ein Signal, das beispielsweise ein Infrarot- oder ein Ultraschallsignal sein kann, senkrecht zur Horizontalebene des Fahrzeuges abgestrahlt. Dieses Signal wird an der Fahrbahnoberfläche diffus gestreut und von der an der Fahrzeugunterseite angebrachten Empfangseinrichtung detektiert. Aus der Laufzeit dieses Signales kann dann auf den Abstand eines Punktes bzw. eines bestimmten Bereiches der Fahrzeugunterseite von der Fahrbahnoberfläche geschlossen werden. Übersteigt dieser Abstand einen bestimmten Schwellwert, wird darauf geschlossen, daß sich das Fahrzeug überschlägt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug mit einer Sende- und Empfangseinrichtung und

Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an der Unterseite eines Kraft fahrzeuges 3 eine Sendeeinrichtung 1 und eine Empfangseinrich tung 2 angebracht. Von der Sendeeinrichtung 1 wird dabei ein gerichtetes, d. h. strahlförmiges Signal, das beispielsweise ein Infrarot- oder ein Ultraschallsignal sein kann, senkrecht zur horizontalen Ebene des Kraftfahrzeuges 3 nach unten ausgesandt. Dieses Signal wird dann an seinem Auftreffpunkt 4 auf der Fahrbahnoberfläche 5 diffus gestreut. Ein Teil dieses diffus gestreuten Signales wird von der Empfangseinrichtung 2 empfan gen. Aus der Laufzeit dieses Signales von der Sendeeinrich tung 1 zur Empfangseinrichtung 2 kann dann auf den Abstand der Unterseite des Kraftfahrzeuges 3 von der Fahrbahnoberfläche 5 geschlossen werden. Ein Überschlag des Kraftfahrzeuges 3 wird dann erkannt, wenn der Neigungswinkel α zwischen der horizon talen Ebene des Kraftfahrzeuges 3 mit der absolut gesehen ho rizontalen Ebene den Wert von 22° übersteigt. Diesem oberen Grenzwert des Neigungswinkels α zugeordnet ist ein oberer Grenzwert der Laufzeit t_max des Signales. Die Bestimmung dieses oberen Grenzwertes der Laufzeit t_max des Signales ergibt sich aus den bestehenden geometrischen Verhältnissen am Kraftfahr zeug 3. Relevant ist der größte Abstand a von einer aus einer Sendeeinrichtung 1 und einer Empfangseinrichtung 2 bestehenden Sensoreinheit 8 zu einer möglichen Achse, um die das Kraft fahrzeug 3 kippen kann. Die Laufzeit t des Signales ergibt sich aus der aus der doppelten Länge des Abstandes 6, den das Signal zurückliegt, zuzüglich der Zeit, die das Signal benötigt, um die zwischen der Fahrzeugunterseite und der Fahrbahn üblicher weise bestehende Bodenfreiheit zweimal zurückzulegen. Die Be zugsziffer 7 bezeichnet den Abstand a der Sensoreinheit 8 von der Kippachse. Der obere Grenzwert s_max der Strecke 6 ergibt sich demnach nach folgender Gleichung:

s_max = a × tan (α) ≡ a × tan (22°).

Ist nun somit für einen bestimmten Punkt der Anbringung der obere Grenzwert s_max bestimmt, ergibt sich daraus entsprechend obigen Ausführungen der obere Grenzwert der Laufzeit t_max des Signales. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Sensor einheiten 8 vorzusehen, um mehrere in Betracht kommende Kipp achsen optimal berücksichtigen zu können.

Fig. 2 zeigt ein Funktionsblockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einer Abstandsmeßeinrichtung 21 werden die ein gehenden Signale der an der Kraftfahrzeugunterseite ange brachten Sendeeinrichtung 1 und der ebenfalls an der Kraft fahrzeugunterseite angebrachten Empfangseinrichtung 2 ausge wertet, um die Laufzeit des Signales zu bestimmen. Anschließend wird das Ausgangssignal der Abstandsmeßeinrichtung 21 einer Integrations- bzw. Filtereinrichtung 22 zugeführt. Diese Ein richtung 22 dient dem Zweck, Bodenwellen, Schlaglöcher und sonstiges auszugleichen. Eine geeignete Zeitkonstante für die Integration bzw. Filterung kann dabei in der Größenordnung von ca. 10 ms liegen. Das Ausgangssignal dieser Einrichtung 22 wird dann einem Grenzwertschalter 23 zugeführt, bei dem der Grenz wert durch eine Grenzwertvorgabe 24 vorgegeben werden kann. Dieser Grenzwert kann dabei nach den in der Beschreibung der Fig. 1 dargelegten Kriterien bestimmt werden. Das Ausgangssi gnal dieses Grenzwertschalters 24 wird einem UND-Glied 25 zu geführt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgangssignal wenig stens eines anderen Sensors 26 zum Erkennen des Überschlagens des Kraftfahrzeuges belegt ist. Es gibt Sensoren, die zwar beim Überschlagen des Kraftfahrzeuges schnell ansprechen, die aber u. U. auch schon ansprechen können, wenn das Kraftfahrzeug stark beschleunigt bzw. starke Fahrbahnunebenheiten vorliegen. Solche Sensoren erfassen beispielsweise die Ausfederung wenigstens eines Fahrzeugrades. Diese Fehler können durch die entspre chende Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in be sonders vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. Das von dem UND-Glied 25 ausgegebene Signal wird zur Auslösung wenigstens einer Sicherheitseinrichtung 27 herangezogen. Eine derartige Sicherheitseinrichtung 27 kann beispielsweise ein klappbarer Überrollbügel, ein Gurtstrammer, ein Airbag oder ähnliches sein.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung einer für ein Kraftfahrzeug kritischen Fahrsituation, wobei von einer sich an dem Kraftfahrzeug befindenden Sendeeinrichtung ein Signal in Richtung der Fahrbahnoberfläche abgestrahlt wird und von einer Empfangseinrichtung das durch die Fahrbahnoberfläche gestreute Signal empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Laufzeit t des von der Sendeeinrichtung (1) abgestrahlten Signales bis zum Empfang des durch die Fahrbahnoberfläche (5) gestreuten Signales auf den Abstand (6) der an der Unterseite des Kraftfahrzeuges (3) angebrachten Sendeeinrichtung (1) und/oder der Empfangseinrichtung (2) von der Fahrbahnoberfläche (5) geschlossen und bei Erreichen eines Grenzwertes s_max des Abstandes (6) ein wenigstens eine Sicherheitseinrichtung (27) auslösendes Signal erzeugt wird, wobei der Grenzwert s_max des Abstandes (6) so bemessen ist, daß sich bezüglich jeder durch die Sendeeinrichtung (1) und Empfangseinrichtung (2) zu überwachenden Kippachse des Fahrzeuges (3) ein Neigungswinkel α des Fahrzeuges (3) unterhalb eines oberen Grenzwertes dieses Neigungswinkels α ergibt und daß zum Erkennen eines Überschlagens des Kraftfahrzeuges (3) eine UND-Verknüpfung (25) zwischen dem durch einen Grenzwertschalter (24) ausgewerteten Signal der aus der Sendeeinrichtung (1) und der Empfangseinrichtung (2) bestehenden Sensoreinheit (8) sowie einem weiteren Sensor (26), der beim Überschlagen des Kraftfahrzeuges schnell anspricht, zum Erkennen des Überschlagens eines Kraftfahrzeuges (3) durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Grenzwert des Neigungswinkels α bei 22° liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (1) das Signal senkrecht zur horizontalen Ebene des Kraftfahrzeuges (3) abstrahlt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Empfangseinrichtung (2) ausgegebene Signal einer Filterung unterzogen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoreinheiten (8) vorhanden sind, um ein Überschlagen des Kraftfahrzeuges (3) um unterschiedliche Kippachsen zu erkennen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein Infrarot oder ein Ultraschallsignal ist.