Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Auslöseentscheidung für

Rückhaltemittel eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Auslöseentscheidung für Rückhaltemittel eines Fahrzeugs gemäß dem. Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Derartige Aufprallsysteme sollen die Unfallfolgen für Kxaftfahrzeugbenutzer bei einem Zusammenstoßes des Kraftfahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt, insbesondere mittels Rückhaltesystemen wie Gurtstraffer und Airbags, abmildern.

Um die Sicherheit für Verkehrsteilnehmer im Straßenverkehr zu verbessern, werden verstärkt Insassenschutzsysteme mit einer immer höheren Performance in Fahrzeuge eingebaut, um die Insassen eines Fahrzeuges möglichst optimal in jeder nur denkbaren Unfallsituation / Fahrsituation schützen / unterstützen zu können. Hierzu gehören vor allem Unfallsituation, die nicht einem einfachen Frontalaufprall entsprechen, sondern Unfallereignisse, die, beispielsweise infolge des Unfallhindernisses (Fußgänger oder Baum = Pole-Crash) oder des Aufprallwinkels (Schräg- oder Seiten-Crash), eine eindeutige Crash-Erkennung oftmals nur schwer ermöglichen, da die durch den Crash erzeugten Crash-Beschleunigungssignale, oftmals in der Amplitude sehr gering sind oder infolge einer weichen Fahrzeugkarosserie sich nur langsam im Fahrzeug ausbreiten und somit vom Zentralsteuergerät, welches sich bevorzugt auf dem Mitteltunnel befindet, relativ schwer erfasst werden können.

Gerade bei diesen Unfällen bzw. Unfalltypen, bei welchen die Knautschzone oftmals sehr gering ist (z.B. Seiten-Crash) bzw. das Hindernis (z.B. Fußgänger) nur über eine verhältnismäßig geringe Masse verfügt, ist jedoch eine schnelle und sichere Sensierung und Erfassung der vom Crash erzeugten Signaturen von größter Bedeutung, damit relativ schnell sowie sicher ein Auslösesignal für die Schutzeinrichtungen generiert werden kann.

Um hier eine Verbesserung zu erzielen, ist man dazu übergegangen, Systeme zu schaffen, bei welchen sogenannte Assistenzsensoren (Seitensensoren / Up-Front-Sensoren) mit den unterschiedlichsten Wirkprinzipien, wie beispielsweise Druck- Körperschall- und Beschleunigungssensoren, möglichst nahe vor Ort platziert sind, um möglichst schnell einen Aufprall erkennen zu können und dem Zentralgerät, welches bevorzugt in der Mitte des Fahrzeugs platziert ist, weitermelden zu können.

Aus der Offenlegungsschrift DE 44 25 846 Al, um nur beispielsweise eine Schrift stellvertretend für die Vielzahl an Schriften zu diesem Thema anzuführen, ist ein Verfahren zur Auslösung von Seitenairbags einer passiven Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dieser die Aktivierung der Seitenairbags erfindungsgemäß durch die Bewertung der von einem zentral im Kraftfahrzeug angeordneten Frontal- und Seitenkollisionen detektierenden Kollisionssensor als auch von einem linken und rechten, Seitenkollisionen detektierenden Kollisionssensor erzeugenden Sensorsignale erfolgt, indem die bei einem Crash auftretenden Signale der einzelnen Sensoren amplitudenmäßig bewertet werden.

Da bei diesen Systemen, sowohl im Zentralgerät wie auch in den ausgelagerten Assistenzsensoren im Regelfall gerichtete Sensoren / Beschleunigungssensoren zum Einsatz gelangen, ist als entscheidenden Nachteil bei all diesen Systemen zu bewerten, dass diese Systeme nur dann die gewünschte Auslösesicherheit garantieren können, wenn das Fahrzeug in einem üblichen ablaufenden Crash-Szenario verwickelt ist. Problematischer hingegen wird es immer dann, wenn das Fahrzeug vor dem eigentlichen Crash (Kollision mit einem Hindernis) schleudert, bzw. einem Schleudervorgang unterliegt, da dann die gerichteten crasherfassenden Sensoren, infolge der vorangegangenen Fahrzeugdrehung, nicht mehr in der dafür vorgesehenen Richtung wirken (die Crasheinwirkung / Krafteinwirkung erfolgt infolge der Fahrzeugdrehung quasi aus einer anderen Richtung), und somit das Crashereignis mit einer veränderten Sensor-Empfindlichkeitscharakteristik, bzw. mit daraus sich veränderten Parametern / Sensoramplituden erfassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Auslöseentscheidung für Rückhaltemittel eines Fahrzeugs bei Frontal- und Seitencrashs vorzuschlagen, um eine bessere Anpassung der Auslöseentscheidung an das

Unfallgesehen, insbesondere ^" bei Crash-Szenarien mit vorangehenden Schleudervorgängen / Fahrzeugdrehungen, zu erlangen / zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Auslöseentscheidung für Rückhaltemittel eines Fahrzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen / vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die geänderte Empfindlichkeitscharakteristik (bezogen zur Richtung der Crash- / Krafteinwirkung) der gerichteten crasherfassenden Sensoren, infolge der Fahrzeugdrehung, bzw. die aus der Fahrzeugdrehung resultierenden Parameteränderungen, kompensiert / korrigiert werden, indem die Fahrzeugdrehung mittels einem oder mehreren Gierratensensor/en erfasst wird, und mittels den Gierrateninformationen in der Verarbeitungseinheit entsprechende Korrekturmaßnahmen / Kompensationsmaßnahmen durchgeführt werden.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren sowie eine dazugehörende Vorrichtung zur Bestimmung einer Auslöseentscheidung für Rückhaltemittel eines Fahrzeugs bei einem Seiten- oder Frontalcrash, bei diesem eine Verarbeitungseinheit Signalinformationen von mindestens einem gerichtetem Beschleunigungssensor mit einer der Ausrichtung folgenden Empfindlichkeitscharakteristik und mindestens einem Gierratensensor auswertet, wobei die Verarbeitungseinheit bei der Auslöseentscheidung für die Aktivierung der Rückhaltemittel bei einem Seiten- oder Frontalcrash, den Drehwinkel (ωx, coy, ωz) des Fahrzeugs mitberücksichtigt, indem die Gierrateninformationen bei der Auslöseentscheidung mit berücksichtigt werden.

Erfindungsgemäß wird hierzu mittels der Gierrateninformationen, welche durch Drehung des Fahrzeugs aus dessen Soll-Position entstehen bzw. zur Verfügung stehen, eine Kompensation oder eine Korrekturmaßnahme, an mindestens einer der durch die Fahrzeugdrehung resultierenden Charakteristikänderung oder damit in Zusammenhang stehender Größe, bzw. an mindestens einer der durch die Fahrzeugdrehung resultierenden Parameteränderung oder damit in Zusammenhang stehender Größe, durchgeführt.

Im einfachsten Fall erfolgt hierbei die Kompensation oder Korrekturmaßnahαtne mittels einer Rechenvorschrift, mittels dieser das in der Empfindlichkeit, infolge der Fahrzeugdrehung, veränderte gerichtete Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors, entsprechend der Fahrzeugdrehung korrigiert wird, indem die Beschleunigungsinformation, des bei der Fahrzeug-Soll-Position entsprechend in Crashrichtung ausgerichteten Beschleunigungssensors, mit dem Kehrwert des Kosinus des Winkels der Fahrzeugdrehung multipliziert werden, wenn sich der Winkel der Empfindlichkeitsrichtung des Beschleunigungssensors, infolge der Fahrzeugdrehung, von der Crashrichtung vergrößert hat (die Empfrndlich- keitsrichtung des gerichteten Sensors von der Richtung der Crasheinwirkung / Krafteinwirkung weggedreht wurde).

Analog hierzu erfolgt die Kompensation oder Korrekturmaßnahme mittels einer Rechenvorschrift, mittels dieser das in der Empfindlichkeit, infolge der Fahrzeugdrehung, veränderte gerichtete Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors, entsprechend der Fahrzeugdrehung korrigiert wird, indem die Beschleunigungsinformation, des bei der Fahrzeug-Soll-Position entsprechend in Crashrichtung ausgerichteten Beschleunigungssensors, mit dem Kosinus des Winkels der Fahrzeugdrehung multipliziert werden, wenn sich der Winkel der Empfindlichkeitsrichtung des Beschleunigungssensors, infolge der Fahrzeugdrehung, von der Crashrichtung verringert hat (die Empfindlichkeitsrichtung des gerichteten Sensors von der Richtung der Crasheinwirkung / Krafteinwirkung hingedreht wurde). Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn sich die gerichteten Sensoren in einer Schräglage bzw. in einem vorgegebenen Winkel (ungleich 0 Grad / 90 Grad) zu einer der Fahrzeughauptachsen befinden, oder es sich bei dem zu erfassenden Crash beispielsweise um einen Schrägcrash / schräg stattfindenden Crash handelt, welcher mit Sensoren erfasst wird, dessen Empfindlichkeitsachsen parallel zu den Fahrzeughauptachsen verlaufenden.

Alternativ zur dargestellten Kompensation mittels der oben dargestellten Winkelkorrektur, kann die Kompensation oder Korrekturmaßnahme das in der Empfindlichkeit, infolge der Fahrzeugdrehung, veränderte gerichtete Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors, entsprechend der Fahrzeugdrehung korrigiert werden, indem die Beschleunigungsinformation,

des bei der Fahrzeug-Soll-Position entsprechend in Crashrichtung ausgerichteten Beschleunigungssensors, gemäß den Korrekturwerten einer hinterlegten Tabelle / Matrix verändert oder gewichtet werden.

Als weitere Alternative hierzu sei angefügt, dass die Rechenvorscbrift das in der Empfindlichkeit, infolge der Fahrzeugdrehung, veränderte gerichtete Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors, entsprechend der Fahrzeugdrehung korrigiert werden kann, indem eine Rechenvorschrift in der Verarbeitungseinheit eine der Fahrzeugdrehung entsprechende Korrektur der Integrationszeitkonstante der Beschleunigungssignale, oder eine entsprechende Korrektur der Auslöseschwellen, veranlasst.

Erklärend sei angefugt, dass es sich bei der Fahrzeugdrehung um eine Drehung um eine der Fahrzeughauptachsen (ωx, ωy, ωz), oder um eine Kombination einer Drehung um mehrere der Fahrzeughauptachsen (ωx, ωy, ωz) handeln kann.

Zur Erläuterung sei der Vollständigkeit wegen erwähnt, dass unter dem Begriff „gerichteter Sensoren / gerichteter Beschleunigungssensoren" der Sachverhalt zu verstehen ist, dass die Sensoren / Beschleunigungssensoren keine einbauunabhängige gleichmäßige Rundum- Empfindlichkeitscharakteristik besitzen, sonder eine bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung besitzen die von der Verbaurichtung abhängig ist, und die Sensier-Empfindlichkeit des Sensors eine Funktion, abhängig von der Abweichung der Empfindlichkeitsrichtung des Sensors zur Krafteinwirkung / Beschleunigungseinwirkung, beschreibt, wie diese beispielsweise in Figur 5 näher dargestellt / erläutert ist.

Weitere Vorteile bzw. Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen / Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen und dem dazugehörenden Verfahren.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den dazugehörenden Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.

Die Zeichnungen zeigen in

Figur 1: Eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs (1) in Längsrichtung, in einer Normalposition, sowie in einer um die Fahrzeuglängsachse um den Winkel ωx gedrehten Position.

Figur 2: Eine prinzipielle mögliche Sensor- Anordnung eines Insassenschutzsystems für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik, teils mit symbolisch dargestellten Empfindlichkeits-Charakteristiken (3.1.y, 3.2.x) der zur Seite und nach vome gerichteten Sensoren (3.1, 3.2).

Figur 3: Analog der Figur 2, mit dem Unterschied, dass das Fahrzeug um den Drehwinkel ωz verdreht dargestellt ist.

Figur 4: Die alternative Möglichkeit der gängigen Anordnungen der Wirkrichtungen der gerichteten Beschleunigungsaumehmer im Zentralgerät, gemäß dem Stand der Technik.

Figur 5: Eine prinzipielle Darstellung der Empfindlichkeitscharakteristik eines gerichteten Sensors, bei dieser die Sensier-Empfindlichkeit (der Sensor wird bei einer Einwirkung aus einer Richtung mit dem / einem Winkel entsprechend unempfindlicher) als Funktion vom Kosinus des Verdrehwinkels abnimmt.

Wegen der übersichtlichkeit, sind die eigentlichen Rückhaltemittel des Fahrzeugs hierbei in den nachfolgenden Figuren / Zeichnungen nicht näher dargestellt.

Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs (1) in Längsrichtung, in einer Normalposition, sowie in einer um die Fahrzeuglängsachse um den Winkel ωx gedrehten Position. Wie aus der rechten Zeichnung, um den Winkel ωx gedrehten Fahrzeugdarstellung zu entnehmen ist, ist die symbolisch dargestellte Empfindlichkeits-Charakteristik (3.1.y) des

zur Seite gerichteten Sensors nach unten geneigt, so dass der Sensor bei einem Crash von der Seite, die Beschleunigungssignale / einwirkenden Kräfte nicht mehr voll erfassen kann, sondern die Beschleunigungssignale / einwirkenden Kräfte, infolge der Fahrzeugdrehung nur noch abgeschwächt mit dem Kosinus ωx erfassen bzw. weiterleiten kann.

Damit dieses mit dem Kosinus ωx abgeschwächt erfasste bzw. weiterleite Signal nicht zu einer Beeinträchtigung / Verstimmung des Algorithmus bzw. der Auslöseentscheidung für die Rückhaltemittel eines Fahrzeugs (1) bei dem dargestellten Seitencrash-Szenario kommt, werden in der nachgeschalteten Verarbeitungseinheit die Signalinformationen des gerichtetem Beschleunigungssensors, mit der Drehwinkelinformation des Gierwinkelsensors (4) kompensiert, indem die abgeschwächt erfassten Signalinformationen des gerichteten Beschleunigungssensors mit dem Kehrwert des Kosinus ωx multipliziert (bzw. mit dem Kosinus ωx dividiert) werden.

Als mögliche Crash-Szenarios bei der rechten Darstellung sind wie nicht näher dargestellt denkbar, dass ein Seitencrash durch ein von „Rechts" kommendes Fahrzeug verursacht wird, oder das Fahrzeug (1) selbst in dieser Position gegen ein nicht näher dargestelltes Hindernis prallt. Beide Crash-Szenarios sind beispielsweise dann möglich, wenn im Vorfeld des eigentlichen Crashs der Fahrer des gezeigten Fahrzeugs (1) ein Ausweichmanöver versucht hat, bei diesem sich das Fahrzeug (1) wie dargestellt aufgestellt hat.

Figur 2 zeigt eine prinzipielle mögliche Sensor-Anordnung eines Insassenschutzsystems für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik, bei dieser zum Teil die Empfindlichkeits- Charakteristiken (3.1.y, 3.2.x) der zur Seite und nach vorne gerichteten Sensoren (3.1, 3.2) symbolisch dargestellt sind. Wie aus der Figur angedeutet ersichtlich ist, können die Seitensensoren (3.1) hierbei mehrere gerichtete Sensoren enthalten.

Die an der Nähe der Fahrzeugaußenhaut des Fahrzeugs (1) angeordneten nach Vorne und zur Seite gerichteten Assistenzsensoren (3.1, 3.2, 3.3) sind mit der zentral angeordneten Verarbeitungseinheit (2) verbunden, so dass dieser die von den Assistenzsensoren erfassten Signale zur weiteren Verwertung (Bildung einer Auslöseentscheidung) weitergeleitet werden

können. Femer (zusätzlich zum S.d.T.) werden der zentral angeordneten Verarbeitungseinheit (2) Informationen von einem in der Fahrzeughochachse wirkenden Gierratensensor (4) zugeführt, damit in der Verarbeitungseinheit (2) evtl. Schleuderbewegungen / Fahrzeugdrehbewegungen um die Fahrzeughochachse erfasst und entsprechend verarbeitet / berücksichtigt werden können.

Figur 3 zeigt analog der Figur 2 das Fahrzeug gemäß dem Stand der Technik, mit dem Unterschied, dass das Fahrzeug (1) um den Drehwinkel ωz verdreht dargestellt ist. Sofern bei dieser Fahrzeuganordnung ein Crash aus der Fahrtrichtung oder der Querrichtung erfolgt, können die gerichteten Sensoren, wie bereits in Figur 1 erörtert, die einwirkenden Kräfte / Beschleunigungen, infolge der Fahrzeugdrehung, nur mit einer verminderten Amplitudenform, bzw. nur noch abgeschwächt mit dem Kosinus ωz erfassen bzw. weiterleiten, so dass auch hier analog zur Figur 1, zur Gewährleistung der gewünschten Funktionalität, wieder eine entsprechende Signalkompensation vorzunehmen ist.

Damit dieses mit dem Kosinus ωz abgeschwächt erfasste bzw. weiterleite Signal nicht zu einer Beeinträchtigung / Verstimmung des Algorithmus bzw. der Auslöseentscheidung für die Rückhaltemittel eines Fahrzeugs (1) bei dem dargestellten Frontal- oder Seitencrash- Szenario kommt, werden in der nachgeschalteten Verarbeitungseinheit die Signalinformationen der gerichtetem Beschleunigungssensoren, mit der Drehwinkel- mformation des Gierwinkelsensors (4) kompensiert, indem die abgeschwächt erfassten Signalinformationen der gerichteten Beschleunigungssensoren mit dem Kehrwert des Kosinus ωz multipliziert (bzw. mit dem Kosinus ωz dividiert) werden.

Als mögliche Crash-Szenarios bei dieser Darstellung sind wie nicht näher dargestellt denkbar, dass ein Seitencrash durch ein aus der Querrichrung oder aus Fahrtrichtung kommendes Fahrzeug verursacht wird, oder das Fahrzeug (1) selbst in dieser Position gegen ein (in Fahrtrichtung oder in Querrichtung) nicht näher dargestelltes Hindernis prallt. Beide Crash- Szenarios sind beispielsweise dann möglich, wenn im Vorfeld des eigentlichen Crashs der Fahrer des gezeigten Fahrzeugs (1) ein Ausweichmanöver versucht hat, bei diesem sich das Fahrzeug (1) wie dargestellt um die Fahrzeughochachse verdreht hat, oder das Fahrzeug beim Bremsen auf Glatteis aus der Spur gerät bzw. sich zu Drehen beginnt.

Figur 4 zeigt die alternative Möglichkeit der gängigen Anordnungen der Wirkrichtungen der gerichteten Beschleunigungsaumehmer im Zentralgerät, gemäß dem Stand der Technik.

Bei der Anordnung der gerichteten Beschleunigungssensoren gemäß „A", mit einer Empfindh ^' chkeitscharakteristik der Sensoren parallel zu den Fahrzeughauptachsen (x, y), müssen die Sensorsignale, bei einer unerwünschten Fahrzeugdrehung um die Fahrzeughochachse, mit den Kehrwert des Kosinus des Winkels der Fahrzeugdrehung multipliziert werden, damit eine erfindungsgemäße Kompensation der (infolge der Fahrzeugdrehung um die Fahrzeughochachse) abgeschwächten Sensorsignale erfolgt, da die Empfindlichkeitsrichtung der gerichteten Sensoren von der „Crash-Richtung" abgedreht wird (der Winkel vergrößert wird).

Bei der Anordnung der gerichteten Beschleunigungssensoren gemäß „B", mit einer Empfindlichkeitscharakteristik der Sensoren abweichend zu den Fahrzeughauptachsen (x, y), müssen die Sensorsignale, bei einer unerwünschten Fahrzeugdrehung um die Fahrzeughochachse, mit dem Kosinus des Winkels der Fahrzeugdrehung multipliziert werden, damit eine erfindungsgemäße Kompensation der (infolge der Fahrzeugdrehung um die Fahrzeughochachse) verstärkten Sensorsignale erfolgt, da die Empfindlichkeitsrichtung der gerichteten Sensoren zu der „Crash-Richtung" hingedreht wird (der Winkel verkleinert wird). Eine der Anordnung „B" analoge Kompensation ist auch bei den Assistenzsensoren durchzuführen, wenn diese eine von den Hauptachsen deutlich abweichende Embaurichtung besitzen.

Figur 5 zeigt eine prinzipielle Darstellung der Empfindlichkeitscharakteristik eines gerichteten Sensors, bei dieser die Sensier-Empfindlichkeit (der Sensor wird bei einer Einwirkung aus einer Richtung mit dem Winkel entsprechend unempfindlicher) als Funktion vom Kosinus des Verdrehwinkels abnimmt.

Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, hat der Sensor bei Null Grad seine größte Empfindlichkeit (100%). Sofern die Kraft- bzw. Beschleunigungseinwirkung aus einer von Null Grad abweichenden Richtung erfolgt, nimmt die Empfindlichkeit des Sensors, bzw. die Fähigkeit die Kraft- bzw. Beschleunigungseinwirkung zu sensieren, gemäß der gezeigten Funktion (E = f (cos Winkel)) prozentual ab.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Verarbeitungseinheit

3.1 Sensor / Beschleunigungssensor in einem Seiten-Assistenzsensor (y-Richtung)

3.1.y Empfindlichkeitscharakteristik des Sensors / Beschleunigungssensors 3.1

3.2 Sensor / Beschleunigungssensor in einem Front- Assistenzsensor (x-Richtung) 3.2.x Empfindlichkeitscharakteristik des Sensors / Beschleunigungssensors 3.2

3.3 Sensor / Beschleunigungssensor in einem Front- Assistenzsensor (x-Richtung) 4 Gierratensensor ωx Winkel der Fahrzeugdrehung um die Fahrzeuglängsachse (x- Achse) ωy Winkel der Fahrzeugdrehung um die Fahrzeugquersachse (y- Achse) ωz Winkel der Fahrzeugdrehung um die Fahrzeughochachse (z- Achse)