DE102004023400A1

DE102004023400A1 - Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe

Info

Publication number: DE102004023400A1
Application number: DE102004023400A
Authority: DE
Inventors: Frank-Juergen Farmington Hills Stuetzler; Armin Koehler; Hermann Schuller; Maike Moldenhauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-12-08
Also published as: EP1747120A1; WO2005110818A1; JP2006522716A; US20080185825A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe in Abhängigkeit von wenigstens einer Insassengröße und einer Crashschwere vorgeschlagen, wobei die Crashschwere in Abhängigkeit von einer Aufprallgeschwindigkeit Insassen auf den Airbag bestimmt wird. Der Zusammenhang zwischen Crashschwere und Aufprallgeschwindigkeit wird dabei auf der Basis eines genormten (Standard-)Insassen gebildet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat den Vorteil, dass unterschiedliche Crashsituationen in einfacher Weise unterschieden werden können und damit eine angepasste Zündung der zweiten Airbagstufe nach einer ersten Airbagstufe möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die zweite Airbagstufe in Abhängigkeit von wenigstens einer Insassengröße, also beispielsweise einer Insassenklassifizierung und einer insassenunabhängigen Crashschwere (im folgenden nur noch Crashschwere genannt) bestimmt wird. Die Crashschwere wird hier insbesondere dadurch bestimmt, dass die Aufprallgeschwindigkeit Fahrzeuginsassen auf den Airbag bestimmt wird. Basis hierfür ist die Aufprallgeschwindigkeit eines genormten, sich frei bewegenden (d.h. festes Gewicht, fester Abstand zum Bag und ungegurtet) Insassens (Standardinsasse).

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Aufprallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Vorverlagerung des Insassen und einer Zeit, die ab Crash-Beginn startet, bestimmt wird. Die Vorverlagerung kann aus dem Beschleunigungssignal durch zweifache Integration bestimmt werden. Oder es kann eine in die Zukunft reichende, geschätzte Vorverlagerung über die Taylorentwicklung berechnet werden. Die Vorverlagerung wird dann durch die Zeit dividiert, die ab Crash vergangen ist. Dadurch kann die aktuelle Auftreffgeschwindigkeit bestimmt werden. Eine vorteilhafte Ausführung ist z.B. von einer konstanten Vorverlagerung auszugehen und die Zeit ab Crashbeginn zu messen, die verstreicht bis der Insasse diese Vorverlagerung erreicht. Eine kurze Zeit bedeutet daher eine hohe Aufprallgeschwindigkeit.

Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Crashschwere zusätzlich in Abhängigkeit vom Crash-Typ bestimmt wird. Der Crash-Typ, ob beispielsweise ein harter Frontalcrash gegen eine Wand oder ein weicher Crash, beispielsweise gegen eine deformierbare Barriere oder ein Winkel-Crash vorliegt, bestimmen die Crashschwere in einschneidender Weise, was sich aus vielen Experimenten ergeben hat. D.h. die Aufprallgeschwindigkeit bzw. die Crashschwere muss lt. obigem Verfahren abhängig von Crashtyp (d.h. Barrierentyp) generiert werden.

Weiterhin kann für die Crashschwere das Signal von Upfrontsensoren, also Beschleunigungssensoren, die beispielsweise am Kühlergrill angeordnet sind, benutzt werden. Damit können sehr Crashnahe Signale verwendet werden, um die Crashschwere zu bestimmen. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Crashschwere über eine Kennlinie aus der geschätzten Aufprallgeschwindigkeit bestimmt wird. Der Crashtyp sorgt dabei für die Auswahl der Kennlinie. Mit der Crashschwere kann dann in Kombination mit der wenigstens einen Insassengröße die angepasste Auslösung der zweiten Airbagstufe erfolgen.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 ein erstes Blockdiagramm und
3 ein zweites Blockdiagramm.
Beschreibung
Zunehmend werden mehrstufige Airbags verwendet, um Fahrzeuginsassen angepasst auf die jeweilige Crashsituation zu schützen. Die Anpassung erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von Insassengrößen und der Crashschwere. Die Crashschwere wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit von einer Aufprallgeschwindigkeit Insassen auf den Airbag bestimmt. Der zusammenhang zwischen Crashschwere und Aufprallgescheindigkeit wird auf der Basis eines genormten Insassens ermittelt. Die Aufprallgeschwindigkeit wird aber in Abhängigkeit von einer Vorverlagerung bestimmt, die sich durch eine Taylor-Reihen-Entwicklung schätzen lässt. Um jedoch aus der Vorverlagerung eine Geschwindigkeit zu bestimmen, muss noch eine Zeit vorliegen. Dafür wird die Zeit genommen, die ab Crashbeginn bis zum Zeitpunkt des vermuteten Aufpralls (genormter Abstand zum Bag) abgelaufen ist.
1 zeigt ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Steuergerät 11 zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln 14, die Airbags, Gurtstraffer und Überrollbügeln sowie Fußgängerschutzmittel umfassen, erhält über einen ersten Dateneingang von einer Upfrontsensorik 10 Daten von solchen Beschleunigungssensoren. Beim zweiten Dateneingang erhält das Steuergerät 11 von einer Umfeldsensorik 13 Daten über das Umfeld. Über einen dritten Dateneingang erhält das Steuergerät 11 von einer Insassensensorik 12 Daten über die Belegung der Sitze. Die Insassensensorik 12 ist beispielsweise als eine Vielzahl von Gewichtsmessbolzen realisiert, die in den Verstrebungen der jeweiligen Sitze angeordnet sind. Aber auch Video, Radar oder Ultraschallsensorik sind hier möglich. Das Steuergerät 11 weist selbst Sensoren auf, die es ermöglichen, eine Beschleunigung in Fahrzeug-Längsrichtung und Fahrzeug-Querrichtung zu bestimmen. Auch Plausibilitätssensoren können im Steuergerät 11 neben einem Mikrocontroller, der all diese Sensorsignale verarbeitet, vorgesehen sein. Daneben sind auch Plausibilitätspfade vorgesehen, um eine vom Mikrocontroller unabhängige Auswertung der Sensorsignale zu ermöglichen. Auch Watchdogfunktionen zur Überwachung des Mikrocontroller im Steuergerät 11 sind vorgesehen. Über einen Ausgang steuert das Steuergerät 11 Rückhaltemittel 14 an.
Erfindungsgemäß bestimmt das Steuergerät 11 aus den Sensorsignalen die Crashschwere und aus den Signalen der Insassensensorik 12 eine Insassenklasse, um in Abhängigkeit von diesen Daten eine Ansteuerung der Rückhaltemittel 14 vorzunehmen.
In 2 ist in einem ersten Blockdiagramm dargestellt, wie die Crashschwere bestimmt wird. Im Block 20 wird mittels eines Beschleunigungssensors der in Fahrzeug-Längsrichtung, also in x-Richtung angeordnet ist, diese Beschleunigung erfasst und zweimal integriert, um daraus dann die Vorverlagerung zu bestimmen und zwar mittels einer Taylor-Reihen-Entwicklung. Mit dieser Vorverlagerung wird dann durch Division durch die Zeit, die ab Crashbeginn abgelaufen ist, die Aufprallgeschwindigkeit des Insassen bestimmt. Dies erfolgt in Block 21. Die Aufprallgeschwindigkeit wird in Block 22 dazu verwendet, um die Crashschwere zu bestimmen und zwar über eine Abbildung über Kennlinien. Daher ist die Aufprallgeschwindigkeit v auf der Abszisse aufgetragen und die Crashschwere CS auf der Ordinate. Die Kennlinien 23 und 24 werden in Abhängigkeit vom erkannten Crashtyp ausgewählt. Der Crashtyp wird in der 25 bestimmt und zwar über die Auswertung der Beschleunigungssignale der Beschleunigungssensoren im Steuergerät 11 und der Upfrontsensorik 10. Daraus kann bestimmt werden, ob ein weicher oder harter Crash vorliegt (es könnten auch weitere Crashtypen und zugehörige Kennlienien erforderlich sein). Im Block 26 wird jedoch aus der Upfrontsensorik 10 ebenfalls eine Crashschwere bestimmt, die dann schließlich im Block 27 mit der Crashschwere, die aus dem Block 22 bestimmt wurde, fusioniert wird. Diese Fusion kann beispielsweise eine gewichtete Summe sein.
3 erläutert den Ablauf, der auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Ganzen abläuft. Im Block 30 werden die Sensordaten durch die Sensoren 10, 12, 13 und die Sensoren im Steuergerät 11 erzeugt und entsprechend vorverarbeitet. Im Block 31 wird insbesondere durch die Mikrocontroller im Steuergerät 11 eine Merkmalsextraktion durchgeführt. Diese Merkmalsextraktion umfasst die Bestimmung, ob es ein harter oder weicher Crash ist, ob es eine Fehlauslösung oder ein Crash ist, ob es ein Offset-Crash oder ein Winkel-Crash ist, wie schwer die Abfrontschwere ist und welche Insassenklasse vorliegt. Insassenklasse bedeutet, wie schwer ist die Person und darf dabei insbesondere ein Airbag ausgelöst werden. Daraus wird dann im Block 32 bestimmt, ob die Rückhaltemittel gezündet werden sollen, wobei hier auch eine Plausibilität über die Sensorsignale bestimmt wird. Für die Plausibilität kann zur Bestimmung im Steuergerät 11 eine vom Mikrocontroller getrennte Verarbeitungshardware vorliegen. Aber auch die Zündung der zweiten Stufe wird im Block 33 anhand der Merkmale des Blockes 31 bestimmt, so dass dann im Block 34 insgesamt im Algorithmus die Zündung entschieden wird.
Wichtige Parameter sind auch, wann die erste Stufe des Airbags gezündet wurde. Der Algorithmus bestimmt dann die optimale Verzögerung zwischen 1. Und 2. Stufe um den Druck im Bag optimal anzupassen, alternativ kann auch ein aktives Belüftungssystem für den Airbag zu verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe in Abhängigkeit von wenigstens einer Insassengröße und einer Crashschwere, wobei die Crashschwere in Abhängigkeit von einer Aufprallgeschwindigkeit (v) des Insassen auf den Airbag bestimmt wird.
Vorrichtung zur Ansteuerung einer zweiten Airbagstufe in Abhängigkeit von wenigstens einer Insassengröße und einer Crashschwere, wobei die Crashschwere in Abhängigkeit von einer Aufprallgeschwindigkeit (v) eines genormten Insassen auf den Airbag bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufprallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Vorverlagerung des Insassen und einer Zeit, die ab Crashbeginn startet, bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashschwere zusätzlich in Abhängigkeit vom Crashtyp bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashschwere zusätzlich in Abhängigkeit von einem Signal einer Upfrontsensorik (10) bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashschwere über eine auswählbare Kennlinie in Abhängigkeit von der Aufprallgeschwindigkeit bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie über den Crashtyp bestimmt wird.