ES2213944T3 - Procedimiento y disposicion de control para la minimizacion de consecuencias de accidentes. - Google Patents

Abstract

SE PROPONE UN PROCEDIMIENTO Y UN SISTEMA DE MANDO PARA REDUCIR AL MINIMO LAS CONSECUENCIAS DE ACCIDENTE EN LOS VEHICULOS, DONDE SE EVALUAN CONSTANTEMENTE EN UN SISTEMA DE EVALUACION (5) LOS DATOS DEL MEDIO AMBIENTE (4) SUMINISTRADOS POR SENSORES DE MEDIO AMBIENTE (2) Y LOS DATOS DE VEHICULO SUMINISTRADOS POR EL SISTEMA ELECTRONICO DEL VEHICULO (3), TENIENDO EN CUENTA UNAS CARACTERISTICAS REGISTRADAS EN UNA MEMORIA (7). MEDIANTE ESTA EVALUACION SE PUEDE COMPROBAR SI EXISTE UNA SITUACION DE ACCIDENTE INEVITABLE CON RELACION A UN OBSTACULO QUE SE HAYA IDENTIFICADO (8) CON LO CUAL EL SISTEMA DE EVALUACION (5) LLEVA A CABO A TRAVES DE UN MANDO DE LOS FRENOS (9) UNA FRENADA CONTROLADA DE LAS DISTINTAS RUEDAS (R1 A R4) DEL VEHICULO (1), Y/O UNA MANIOBRA DE DIRECCION AUTOMATICA. EL PROCESO DE FRENADO SE LLEVA A CABO DE TAL MANERA QUE POR UNA PARTE SE LOGRE UNA REDUCCION OPTIMA DE LA VELOCIDAD Y TAMBIEN UN ANGULO DE IMPACTO ( AL ) FAVORABLE. EL ANGULO DE IMPACTO TEORICO OPTIMO DEPENDE DE LAS CARACTERISTICAS ESPECIFICAS DEL VEHICULO Y DE LAS RESPECTIVAS CONDICIONES DEL ACCIDENTE.

Description

Procedimiento y disposición de control para la minimización de consecuencias de accidentes.

La invención se refiere a un procedimiento para la minimización de consecuencias de accidentes en vehículos automóviles conforme al preámbulo de la reivindicación 1 así como a una disposición de control para llevar a cabo este procedimiento.

Son conocidos sistemas para vehículos, que apoyan al conductor en situaciones críticas de modo que un accidente inminente sea evitado en lo posible mediante un frenado óptimo o al menos la velocidad de choque en el punto de colisión sea reducida a un mínimo. Un sistema de frenado automático de este tipo se emplea en muchos vehículos bajo la denominación general ABS. La función básica del ABS consiste en evitar en caso de un frenado de emergencia un bloqueo de las ruedas, para poder mantener la capacidad de dirección del vehículo también en caso de un frenado a fondo. El conductor tiene a través de ello la posibilidad de rodear el punto de colisión también en caso de un frenado a fondo y evitar con ello una colisión, siempre que no se trate de una situación de accidente inevitable, en la que ya no sea posible en absoluto un escape por motivos de física del movimiento.

Son conocidos sistemas que mediante una aceleración o deceleración selectiva y/o mediante maniobras de desvío deben evitar una colisión del vehículo con un obstáculo. Tales sistemas, designados abreviadamente como CAS (sistemas para evitar colisiones, del inglés "Collision Avoidance Systems") deben sacar el vehículo de situaciones de colisión, reconocidas mediante sensores, evitando una colisión a través de una dirección desacoplada del conductor y con ello de movimientos de dirección a realizar independientemente del conductor así como igualmente de aceleraciones o deceleraciones del vehículo controladas independientemente del conductor. En el documento EP 0 582 236 se propone una red que mediante la evaluación de imágenes del entorno captadas por una cámara CCD (de dispositivo acoplado de carga, del inglés "Charge Coupled Device") en funcionamiento valora el entorno en lo que respecta a posibles colisiones y con ayuda de señales adicionales del estado de marcha del vehículo actúa sobre la velocidad del vehículo y sobre el movimiento de dirección. Otra solución la propone el documento DE 43 02 527, en la que mediante una segmentación de la zona de calzada a vigilar, teniendo en cuenta informaciones de estado del vehículo, se derivan reglas acerca de cómo se puede evitar un obstáculo reconocido mediante operaciones de frenado y de dirección. El problema principal de estos sistemas propuestos es su complejidad, que representa un esfuerzo no realizable en la práctica. Además de ello, pueden presentarse también situaciones de accidente de forma tan sorprendente que ya no sea posible evitar el accidente mediante un desvío a tiempo.

A partir del documento EP 0 545 437 B1 se conoce un procedimiento para evitar colisiones de vehículos automóviles, con el que pueden captarse vehículos separados en la dirección de marcha y se avisa al conductor mediante señales de aviso en caso de acercamientos inaceptables. El conductor tiene entonces oportunidad, debido a la distancia mínima todavía no alcanzada, de iniciar por sí mismo procesos de frenado correspondientes. Al sobrepasarse una distancia mínima aceptable, el vehículo es frenado automáticamente, de forma que vuelve a establecerse la distancia de seguridad requerida. En una situación de accidente que se presente de repente, este sistema es apropiado en todo caso para llevar a cabo un frenado de emergencia automático de cara a una reducción óptima de velocidad.

A partir del documento DE 38 30 790 A1 se conoce además un procedimiento y un dispositivo para evitar automáticamente colisiones de vehículos que pueden dirigirse automáticamente, el cual lleva a cabo mediante sensores un reconocimiento continuo de riesgos de colisión. Si se determina un riesgo de colisión, el sistema dirige el vehículo a lo largo de una línea de movimiento libre de colisión en torno a un obstáculo reconocido. Si se presenta sin embargo una situación de accidente inevitable con una colisión inminente, existe con este sistema el riesgo de que el vehículo dirigido automáticamente sea llevado desde una posición de colisión más favorable a una posición de colisión más desfavorable para los ocupantes.

A partir del documento DE 196 47 283 A1 se conoce un dispositivo para evitar y/o minimizar situaciones de conflicto en el tráfico de automóviles, que puede controlar el comportamiento de marcha de un vehículo en una situación de accidente inevitable. Si el conductor del vehículo no está ya en disposición de evitar un accidente inminente, el dispositivo interviene y toma medidas para la limitación de daños, dando preferencia por ejemplo a una colisión con un cubo de basura sobre la acera a un choque con una persona que se encuentre sobre la calzada. Aquí, el dispositivo lleva a cabo una función de dirección automática, lo que requiere un esfuerzo técnico correspondientemente elevado.

A partir del documento EP 0 649 776 A2 (preámbulo de la reivindicación 1 o respectivamente 6) se conoce un sistema para la vigilancia y el control de componentes del vehículo relevantes para la seguridad, en el que datos de separación, aceleración y estado de funcionamiento son tratados en una unidad de procesamiento y son relacionados entre sí. Según sea la situación de riesgo, deben ser inducidas entonces consecutivamente entre otras cosas intervenciones en el sistema de frenado y de dirección para evitar accidentes o minimizarlos en cuanto a sus efectos.

La invención tiene como base la tarea de crear un procedimiento para la minimización de consecuencias de accidente en especial en lo relativo a la vida y salud de los ocupantes del vehículo en el caso de una colisión inevitable, lo que puede realizarse con un esfuerzo técnico lo más pequeño posible.

La solución a esta tarea se obtiene con las características de la reivindicación 1.

Con el procedimiento, en una situación de accidente inevitable se lleva a cabo un frenado de las ruedas individuales de un modo que el vehículo se gira a una posición que minimiza las consecuencias del accidente. De este modo puede evitarse un ángulo de choque crítico para los ocupantes del vehículo o un choque de compensación desfavorable. Una disposición de valoración tiene en cuenta aquí propiedades específicas del vehículo y los datos de dinámica de movimiento existentes en la situación de accidente de tal manera que se consigue una reducción de las consecuencias del accidente. En una memoria están almacenadas además múltiples situaciones de accidente diferentes con ángulos de choque teóricos preferidos respectivamente asociados, de forma que la disposición de valoración puede transmitir las señales de control necesarias a una disposición de frenado automática para girar el vehículo por ejemplo en la dirección del ángulo de choque teórico.

Conforme a un perfeccionamiento de la invención se determinan las coordenadas relativas que varían continuamente entre el vehículo y un obstáculo y se emplea la velocidad de variación de las coordenadas relativas para el control del proceso de frenado. Desde la disposición de valoración puede reconocerse con ello si existe una situación de accidente inevitable y qué características tiene la situación de accidente especial.

Una situación de accidente inevitable existe cuando ya no es posible evitar un obstáculo o detenerse delante de él. Esto lo puede reconocer la disposición de valoración con ayuda de los valores límite almacenados en una memoria. Si se superan estos valores límite, la disposición de valoración inicia un proceso de frenado automático, para conseguir una energía de choque lo más pequeña posible y la orientación del vehículo más óptima posible al chocar. Aquí puede ser enteramente conveniente permitir una velocidad de choque algo más elevada, cuando mediante correspondientes medidas de frenado en compensación se pueda conseguir sin embargo una posición de choque más favorable para el vehículo. Los criterios de decisión necesarios para ello están almacenados preferentemente en una memoria, a la que puede acceder constantemente la disposición de valoración.

Puede ser ventajoso llevar a cabo el control del proceso de frenado en función de la ocupación de los asientos. Si en el vehículo no se encuentran más ocupantes aparte del conductor, puede ser conveniente para la reducción de las consecuencias del accidente para el conductor un ángulo de choque distinto al del caso en el que el vehículo esté completamente ocupado.

El procedimiento puede discurrir de tal manera que en una situación de accidente inevitable primeramente se produzca una reducción máxima de la velocidad del vehículo, antes de que se lleve a cabo una corrección del ángulo de choque o de la posición de choque. La decisión de si debe emplearse un procedimiento de frenado en dos etapas de este tipo puede hacerse dependiente de la situación de accidente respectivamente existente.

Para llevar a cabo el procedimiento conforme a la invención se propone además de ello una disposición de control con las características de la reivindicación 7. La disposición de control comprende una disposición de valoración que obtiene datos del entorno desde sensores de entorno dispuestos en el vehículo y datos internos del vehículo desde el sistema electrónico del vehículo y reconoce con ayuda de estos datos una situación de accidente inevitable e induce un frenado individual de las distintas ruedas de modo que el vehículo tienda a una posición de choque óptima prefijada. Aquí, en particular un ángulo de choque convenientemente escogido puede contribuir a la minimización de las consecuencias del accidente. Si por ejemplo se reconoce a través de los sensores de entorno un choque frontal inminente lateralmente desplazado, puede conseguirse mediante un frenado unilateral de las ruedas una modificación de la posición angular del vehículo, para conseguir un mejor aprovechamiento de las zonas de deformación existentes en el vehículo.

En la forma de realización preferida, el dispositivo tiene una memoria, que contiene propiedades y valores límite específicos del vehículo, que son comparados constantemente en la disposición de valoración con los datos de entorno y los datos del vehículo y se emplean para el control del proceso de frenado en una situación de accidente. Para tipos de vehículo diferentes pueden estar almacenadas en la memoria propiedades características correspondientemente diferentes, de forma que puede conseguirse de modo óptimo una reducción de las consecuencias de accidentes también para vehículos diferentes sin un gran esfuerzo técnico. Aquí, en la memoria pueden estar almacenadas las propiedades características de múltiples situaciones de accidente posibles con los ángulos de choque teóricos óptimos respectivamente asociados, en que los ángulos de choque teóricos para tipos de vehículo diferentes por regla general tienen también valores diferentes.

En el dispositivo preferido, la disposición de valoración controla a través de un control de frenos, que forma parte de un sistema de frenado automático, el frenado de las ruedas individuales. Puede incluirse en el procedimiento con ello un sistema de frenado automático existente de todas formas, con lo que el esfuerzo técnico adicional para el procedimiento conforme a la invención y para el dispositivo conforme a la invención puede mantenerse muy bajo. En una situación de accidente, la disposición de valoración asume el control de frenos del sistema de frenado automático, mientras que en otro caso el sistema de frenado automático es hecho funcionar del modo habitual.

La invención se explica a continuación más detalladamente con ayuda de un diagrama de bloques, representado en el dibujo, de la disposición de control.

La disposición de control tiene sensores de entorno 2 dispuestos en la zona delantera en un vehículo 1 y emplea también datos de vehículo del sistema electrónico de vehículo 3 que se encuentra en el vehículo 1. En el vehículo 1 esquematizado, las posiciones de los sensores de entorno y del sistema electrónico del vehículo están indicadas a modo de ejemplo con las flechas 2 y 3. En el diagrama de bloques de la disposición de control están indicados bloques de circuito correspondientes, que representan los sensores de entorno 2 y el sistema electrónico de vehículo 3.

Desde los sensores de entorno 2 llegan datos de entorno 4 a una disposición de valoración 5, que recibe datos de vehículo 6 desde el sistema electrónico de vehículo. En una memoria 7 unida a la disposición de valoración 5 están depositadas propiedades características del vehículo y valores límite así como ángulos de choque ideales asociados para diferentes situaciones de accidente. La disposición de valoración 5 puede acceder constantemente a estos datos depositados en la memoria 7 y llevar a cabo una comparación con los datos de entorno y datos de vehículo actuales. Como datos de entorno son transmitidos a la disposición de valoración coordenadas relativas a posibles obstáculos 8, a partir de las cuales la disposición de valoración puede determinar en particular la forma de y la distancia a un obstáculo 8. Los sensores de entorno, que pueden estar conformados como disposición de radar, pueden suministrar también datos de entorno, que hacen posible a la disposición de valoración diferenciar si el obstáculo 8 es un vehículo o una persona u otro objeto.

Los datos de vehículo 6 pueden incluir datos acerca de la velocidad, ocupación de asientos, peso del vehículo, posición del pedal de freno, posición del acelerador. A partir de los datos de entorno y de los datos de vehículo, en conexión con las propiedades características procedentes de la memoria 7, la disposición de valoración 5 puede llevar a cabo a través de un control de frenos 9 un frenado selectivo de las ruedas individuales R1 hasta R4 del vehículo 1 de modo que el vehículo 1 adopte un ángulo de choque \alpha óptimo con relación al obstáculo 8. Aparte del ángulo de choque \alpha puede pretenderse también una posición de choque óptima para el vehículo 1.

Para poder mantener lo más reducidas posibles las consecuencias de accidente que se presentan en una situación de accidente inevitable, la disposición de valoración 5 no sólo valora los datos de entorno 4 y los datos de vehículo 6, sino que tiene en cuenta en particular los parámetros específicos del vehículo o las propiedades características del tipo de vehículo, que están depositados en la memoria 7. Los datos depositados en la memoria 7 pueden estar almacenados en forma de un campo característico específico del vehículo. Por ejemplo, para un tipo de vehículo determinado puede estar depositado en la memoria 7 un campo característico para el ángulo de choque óptimo en función de la respectiva velocidad del vehículo.

Claims (8)

1. Procedimiento para la minimización de consecuencias de accidente en vehículos, en el que

- sensores de entorno (2) previstos en el vehículo (1) captan continuamente obstáculos (8) que se encuentra en o cerca de la dirección de movimiento del vehículo (1),

- valores de estado de dinámica de movimiento son transmitidos como datos de vehículo (6) continuamente a una disposición de valoración (5),

- la disposición de valoración (5) lleva a cabo con los datos suministrados a ella una comparación continua con valores límite y al reconocer una situación de accidente inminente e inevitable lleva a cabo una acción sobre el vehículo mediante un frenado controlado y/o mediante un proceso de dirección automático,

caracterizado porque para múltiples situaciones de accidente diferentes están almacenados ángulos de choque teóricos (\alpha) preferidos respectivamente asociados y la acción sobre el vehículo consiste en que al presentarse una situación de accidente inevitable el ángulo de choque teórico asociado que minimiza las consecuencias del accidente se intenta conseguir mediante un proceso de dirección automático y/o mediante un frenado selectivo de las ruedas individuales (R1 hasta R2) del vehículo (1).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la disposición de valoración (5) determina las coordenadas relativas continuamente variables entre el vehículo (1) y el obstáculo (8) y la velocidad de variación de las coordenadas relativas se emplea para el control del proceso de frenado.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una situación de accidente inevitable existe cuando la disposición de valoración (5) reconoce que ya no es posible evitar el obstáculo (8) o detenerse delante de él.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el control del proceso de frenado se produce en función de la ocupación de los asientos.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la disposición de valoración (5) decide con ayuda de datos medidos y de propiedades específicas del vehículo en una situación de accidente inevitable si y durante cuanto tiempo debe producirse una reducción máxima de la velocidad del vehículo, antes de que se lleve a cabo una corrección del ángulo de choque o de la posición de choque.

6. Disposición de control para llevar a cabo el procedimiento para la minimización de las consecuencias de accidentes en vehículos según una de las reivindicaciones 1 hasta 5, con una disposición de valoración (5),

- que obtiene datos de entorno (4) desde sensores de entorno (2) dispuestos en el vehículo (1) y valores de estado de dinámica de movimiento como datos de vehículo (6) desde el sistema electrónico de vehículo (3),

- que está prevista para una comparación continua de valores límite con relación a los datos suministrados a ella y, al reconocer una situación de accidente inminente e inevitable, para llevar a cabo una acción sobre el vehículo mediante un frenado controlado y/o mediante un proceso de dirección automático,

caracterizada porque para múltiples situaciones de accidente diferentes están almacenados en una memoria (7) unida a la disposición de valoración (5) ángulos de choque teóricos (\alpha) preferidos respectivamente asociados y la acción sobre el vehículo consiste en que al presentarse una situación de accidente inevitable el ángulo de choque teórico asociado que minimiza las consecuencias del accidente se intenta conseguir mediante un proceso de dirección automático y/o mediante un frenado selectivo de las ruedas individuales (R1 hasta R2) del vehículo (1).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque en la memoria (7) están almacenados propiedades y valores límite específicos del vehículo, que son comparados constantemente en la disposición de valoración (5) con los datos de entorno (4) y con los datos de vehículo (6) y que se emplean para el control del proceso de frenado en una situación de accidente.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque la disposición de valoración (5) controla a través de un control de frenos (9), que forma parte de un sistema de frenado automático, el frenado de las ruedas individuales (R1 hasta R4).