DE19549083B4

DE19549083B4 - Sicherheitssystem

Info

Publication number: DE19549083B4
Application number: DE19549083A
Authority: DE
Inventors: Ian Faye
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Morton International LLC
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Morton International LLC
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2015-12-30
Also published as: JPH09188237A; US5762366A; KR100463275B1; KR970040605A; DE19549083A1

Abstract

Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit ersten und zweiten Sensormitteln (5, 11), mittels deren die Bewegung des Fahrzeugs repräsentierende Sensorgrößen (N_R, A_l) erfasst werden, und Fahrdynamikmitteln (14), mittels deren ausgehend von den erfassten Sensorgrößen (N_R) der wenigstens ersten Sensormittel (5), Aktuatoren (1, 3), die die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussen, angesteuert werden und einem Airbag-Steuergerät (10), mittels dessen, ausgehend von den erfassten Sensorgrößen (a_l) der zweiten Sensormittel (11) ein Rückhaltesystem (12) aktiviert wird, wobei das Sicherheitssystem derart konfiguriert ist, dass ausgehend von Sensorgrößen (a_l) der zweiten Sensormittel ein die Unebenheit der Fahrbahn (13) repräsentierendes Signal (F) gebildet wird und dieses Signal (F) in den Fahrdynamikmitteln (14) zusätzlich zur Ansteuerung der Aktuatoren (1, 3) herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das die Unebenheit der Fahrbahn (13) respräsentierende Signal (F) im Airbag-Steuergerät (10, 10a) gebildet wird, dass die zweiten Sensormittel (11) derart ausgestaltet sind, dass ihre Hauptempfindlichkeit sich in Fahrtrichtung befindet, dass die zweiten Sensormittel...

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Systeme zur Vermeidung eines Blockierens der Fahrzeugräder (Antiblockiersysteme, ABS), zur Regelung des Antriebsschlupfes der angetriebenen Räder (Antriebsschlupfregelsystem, ASR), zur Regelung der Fahrzeugquerdynamik bzw. Fahrzeugquerstabilität (Fahrdynamikregelungsysteme, FDR) und zur Regelung bzw. Steuerung eines veränderbar ausgelegten Fahrwerkes bei Kraftfahrzeugen (Fahrwerkregelungssysteme, FWR) sind bekannt.
Zur Reduzierung der Verletzungen von Fahrzeuginsassen bei Unfällen, insbesondere bei Frontalzusammenstößen, hat sich in den letzten Jahren als Rückhaltesystem der Airbag auf breiter Front durchgesetzt. Optimaler Schutz bietet ein Airbag, der die volle Entfaltung erreicht hat, bevor der Fahrer den Airbag berührt. Dieses erfordert eine rechtzeitige Crash-Erkennung (Feststellung einer starken Fahrzeugverzögerung), was durch Signale eines entsprechenden Fahrer den Airbag berührt. Dieses erfordert eine rechtzeitige Crash-Erkennung (Feststellung einer starken Fahrzeugverzögerung), was durch Signale eines entsprechenden Beschleunigungsaufnehmers, der im allgemeinen im Airbag-Steuergerät angeordnet ist, ermöglicht wird. Wünschenswert für Insassen und Autobesitzer wäre selbstverständlich eher die Vermeidung von Unfällen. Zu diesem Zweck haben insbesondere die oben erwähnten ABS-, ASR- und FDR-Systeme eine große Akzeptanz als sogenannte Fahrdynamiksicherheitssysteme gewonnen. Hier wird durch gezielte Beeinflussung der Kräfte am Rad erreicht, ein Schleudern des Fahrzeuges zu vermeiden.
Bei der Einstellung der Regelparameter solcher Fahrdynamiksysteme wird angestrebt, ein möglichst breites Spektrum von Straßenbelägen zu berücksichtigen. Insbesondere auf unebenen Fahrbahnen kann es aber zu einer Verschlechterung der Wirkungen der Systeme kommen. Deshalb ist es bekannt, die Regelparameter solcher Systeme an die Fahrbahnqualität anzupassen. Eine solche Schlechtwegfunktion ist dann im Steuergerät der Systeme integriert. Eine schlechte Straße (bspw. durch sogenannte Fahrbahnunebenheiten) wird als Störgröße im Regelkreis betrachtet, wobei die Stöße auf das Rad zu einer kurzfristigen nicht anhaltenden Abbremsung führen können und somit eine ”Einschaltung” der Regelung starten. Eine weitere Anpassung besteht z. B. darin, die Schlupfschwelle nach einer eine bestimmte Zeit andauernden Regelung abzusenken. Zu weiteren Möglichkeiten, solche Fahrdynamiksysteme an die Fahrbahnqualität anzupassen, soll auf die EP 0 293 393 B1 verwiesen werden.
Zur Erkennung einer Schlechtwegstrecke kann zwar die Integration eines zusätzlichen ”Schlechtweg-Sensor” vorgesehen sein, dies hat aber aufgrund der Kosten und der Qualitätsanforderung Nachteile.
Weiterhin ist bekannt, die Regelparameter einer Motorsteuerung an die Fahrbahnqualität anzupassen. Dies gilt insbesondere hinsichtlich von Verbrennungsaussetzern, die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, Hierzu soll auf die DE 42 15 938 A1 und die DE 42 29 487 A1 hingewiesen werden.
Aus der DE 42 12 337 A1 (entspricht der US 5,372,411 ) ist es bekannt, ein Steuergerät zur Steuerung eines Rückhaltesystems und ein ABS/ASR-Steuergerät zu einem einzigen Steuergerät zusammenzufassen. Die Auslösung des Rückhaltesystems wird dabei abhängig von einem Beschleunigungssensor getätigt. Bei einem solchen integrierten Gesamtsteuergerät (Rückhaltesystem und ABS/ASR-System) wird zur funktionellen Verbesserung vorgeschlagen, dass zusätzlich das Signal dieses Beschleunigungssensors im ABS/ASR-System verarbeitet wird.
Aus DE 37 37 554 A1 ist es bekannt, Informationen, die in einem Antiblockiersystem vorliegen, bei der Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen für den Insassenschutz zu berücksichtigen.
DE 34 21 253 A1 offenbart, dass eine unebene Strecke anhand des Geschwindigkeitssignals, das durch die Drehung am Fahrzeugrad bestimmt wird, ermittelt wird. Dabei kann dieses Geschwindigkeitssignal durch Ableitung in ein Beschleunigungssignal umgewandelt werden.
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit ersten und zweiten Sensormitteln, mittels der die Bewegung bzw. Die Fahrdynamik des Fahrzeugs repräsentierende Sensorgrößen erfasst werden. Weiterhin sind Fahrdynamikmittel (Beeinflussung der Radkräfte) und ein Airbag-Steuergerät vorgesehen, wobei mittels der Fahrdynamikmittel ausgehend von den erfassten Sensorgrößen der wenigstens ersten Sensormittel Aktuatoren, die die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussen, angesteuert werden und mittels des Airbag-Steuergerät ausgehend von den erfassten Sensorgrößen der zweiten Sensormittel ein Rückhaltesystem aktiviert wird. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass Ausgehend von Sensorgrößen der zweiten Sensormittel ein die Unebenheit der Fahrbahn repräsentierendes Signal gebildet wird und dieses Signal in den Fahrdynamikmitteln zur Ansteuerung der Aktuatoren herangezogen wird.
Durch die Erfindung gelangt man zu einer Adaption der Fahrdynamikmittel an die momentan vorliegende Unebenheit der Fahrbahn ohne einen größeren Mehraufwand. Beispielsweise kann eine solche Adaption darin bestehen, dass Schlupfschwellen in den Fahrdynamikmitteln in Abhängigkeit von den Sensorsignalen der Rückhaltesystem-Sensorik abgesenkt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die Unebenheit der Fahrbahn repräsentierende Signal in dem Airbag-Steuergerät gebildet wird. Zur Bildung im Airbag-Steuergerät kann das Programm des Airbag-Steuergeräts leicht um eine „Rough-Road”-Funktion erweitert werden. Nur das Ausgangssignal von der „Rough-Road”-Funktion muss in das Fahrdynamik-Steuergerät eingegeben werden.
Es kann das die Unebenheit der Fahrbahn angebende Signal eine Wahrscheinlichkeit dafür angeben, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer welligen (unebenen) oder ebenen (planen) Fahrbahn bewegt.
Die zweiten Sensormittel, also die primär dem Rückhaltesystem zugeordneten Sensormittel, können derart ausgestaltet sein, dass ihre Hauptempfindlichkeit sich in Fahrtrichtung befindet. Dabei kann vorgesehen sein, dass diese Sensormittel neben der Fahrzeuglängsbeschleunigung auch die Beschleunigungen des Fahrzeugs erfassen, die Komponenten in Richtungen quer, insbesondere vertikal, zu der Fahrzeuglängsrichtung aufweisen. Obwohl diese Sensoren mit der Hauptempfindlichkeitsrichtung in Fahrtrichtung eingesetzt werden, können diese Sensoren auch zur Erfassung der im allgemeinen längs und/oder vertikal dazu wirkenden Straßenunebenheiten benutzt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß solche Sensoren mit einer leichten Schräge zu ihrer Hauptempfindlichkeitsrichtung montiert werden.
Als Fahrdynamikmittel können erfindungsgemäß die eingangs erwähnten Systeme

– zur Vermeidung des Blockierens der Fahrzeugräder (ABS),
– zur Regelung des Antriebsschlupfes der angetriebenen Räder (ASR)
– zur Regelung bzw. Steuerung der Vertikalbewegungen des Fahrzeugs (FWR),
– zur Motorsteuerung und/oder
– zur Regelung der Fahrdynamik (Fahrzeugquerdynamik bzw. Fahrzeugstabilität, FDR)

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteranspüchen zu entnehmen.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems anhand eines Blockschaltbildes.
Anhand des im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels soll die Erfindung verdeutlicht werden.
Die Figur zeigt im linken Teil ein Rad, das auf einer Fahrbahn 13 abrollt. Die Drehgeschwindigkeit N_R des Rades wird durch den Drehratensensor 5 erfaßt und dem Fahrdynamiksteuergerät 14 zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel soll es sich um ein ABS-Steuergerät handeln. Abhängig von der Raddrehzahl N_R wird in dem ABS-Steuergerät 14 gemäß eines an sich bekannten Algorithmus im allgemeinen abhängig von dem Radschlupf und der Radverzögerung das Signal M gebildet, mittels dem der Bremsdruck P_R im Radbremszylinder 3 über das vereinfacht dargestellte Magnetventil 1 erhöht, vermindert oder konstantgehalten werden kann. Mit dem Bezugszeichen 2 ist der durch das Bremspedal vom Fahrer betätigbare Hauptbremszylinder dargestellt.
Als Rückhaltemittel wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Airbag 12 durch das Airbag-Steuergerät 10 mittels des Auslösesignals A ausgelöst. Das Auslösesignal A wird dabei in an sich bekannter Weise durch die Auswertung eines Signals a_l, das die Längsverzögerung des Fahrzeugs angibt, bestimmt. Dieses Signal wird in dem Beschleunigungssensor 11 erzeugt und dem Airbag-Steuergerät 10 zugeführt. Der Beschleunigungssensor 11 kann dabei auch innerhalb des Airbag-Steuergerät 10 angeordnet sein.
In diesem Ausführungsbeispiel sind im Airbag-Steuergerät 10 Mittel 10a vorgesehen, die das Signal a_l des Beschleunigungssensors 11 auf Anteile auswerten, die eine Bewegung des Fahrzeugs senkrecht zur Fahrtrichtung repräsentieren. Dies können vertikale oder laterale Fahrzeugaufbaubeschleunigungen sein, die insbesondere als Folge von Unebenheiten der Fahrbahn 13 auftreten. In dem Mittel 10a wird das Signal a_l dahingehend ausgewertet, daß die Intensität der Fahrbahnstörung in Abhängigkeit der Fahrbahnqualität und Geschwindigkeit ausgewertet wird. Das hieraus erzeugte Ausgangssignal F kann proportional zur vorliegenden Fahrbahnunebeneheit sein oder die Wahrscheinlichkeit angeben, daß sich das Fahrzeug auf einer schlechten Straße bewegt. Dieses Signal F wird dann dem ABS-Steuergerät 14 zugeführt und dort in beschriebener Weise verarbeitet.
Zusamenfassend kann die Erfindung wie folgt dargestellt werden:
Der Kern dieser Erfindung ist die Erkennung der Fahrbahnunebenheiten mit Hilfe des Airbag-Beschleunigungsaufnehmers 11. Eine neue Funktion im Airbag-Steuergerät 10 bzw. 10a kann leicht programmiert werden und kann die Intensität der Fahrbahnstörung in Abhängigkeit der Fahrbahnqualität und Geschwindigkeit ausgeben. Obwohl der Beschleunigungsaufnehmer 11 mit der Hauptempfindlichkeitsrichtung in Fahrtrichtung eingesetzt wird, wirken sich die Straßenunebenheiten allgemein längs und vertikal aus. Das Airbag-Steuergerät 10 bzw. 10a wird somit eine Zahl oder ein Signal ausgeben können, was der gemessenen ”Rough Road” proportional entspricht. Diese Zahl kann die Wahrscheinlichkeit, daß sich das Fahrzeug auf schlechten Straßen bewegt, deuten. Mit steigender Wahrscheinlichkeit kann dann die Schlupfschwelle für den ABS-Regler 14 entsprechend reduziert werden.
Die hier vorgeschlagene Erfindung setzt insbesondere im Vergleich mit der eingangs erwähnten DE 42 12 337 A1 (entspricht der US 5,372,411 ) nicht voraus, daß das Airbag- und das ABS-Steuergerät in einem Gehäuse integriert sind, obwohl die Integration von Vorteil wäre. Nur das Ausgangssignal von der ”Rough-Road” Funktion muß in das ABS-Steuergerät 14 eingegeben werden. Eine besonders elegante Übertragung des Signals wäre beispielsweise unter der Verwendung von einem Bus-System zwischen den Steuergeräten möglich. Solche Systeme sind beispielsweise als CAN bekannt. Hierdurch könnte die Erfindung mit minimalen Aufwand durchgeführt und eingesetzt werden und wäre nicht von der Integration beider Steuergeräte abhängig.
Ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung ist nicht nur die Vereinfachung des Schlechtwegerkennungsalgorithmus im ABS-Steuergerät 14, sondern auch der Wegfall einer etwaigen ABS- bzw. ASR- Dauerregelung, die bisher erforderlich für die Erkennung war. Dieses verringert die Belastung und den Verschleiß am ABS-Aggregat und kann somit zu einer längeren Lebensdauer und zu einem geringeren Ausfallpotential des Systems führen.
Ein weiterer Vorteil ist, daß der Ausstattungsgrad der Fahrzeug mit einem Airbagsystem immer höher wird. Ein Beschleunigungsaufnehmer 11 wird damit in fast jedem neuen Fahrzeug vorhanden sein. Die erfindungsgemäße Kopplung des ABS-, ASR-, FDR- und/oder FWR-Systems mit dem Airbag-System führt zu einem leistungsstarken Gesamtsystem.

Claims

Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit ersten und zweiten Sensormitteln (5, 11), mittels deren die Bewegung des Fahrzeugs repräsentierende Sensorgrößen (N_R, A_l) erfasst werden, und Fahrdynamikmitteln (14), mittels deren ausgehend von den erfassten Sensorgrößen (N_R) der wenigstens ersten Sensormittel (5), Aktuatoren (1, 3), die die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussen, angesteuert werden und einem Airbag-Steuergerät (10), mittels dessen, ausgehend von den erfassten Sensorgrößen (a_l) der zweiten Sensormittel (11) ein Rückhaltesystem (12) aktiviert wird, wobei das Sicherheitssystem derart konfiguriert ist, dass ausgehend von Sensorgrößen (a_l) der zweiten Sensormittel ein die Unebenheit der Fahrbahn (13) repräsentierendes Signal (F) gebildet wird und dieses Signal (F) in den Fahrdynamikmitteln (14) zusätzlich zur Ansteuerung der Aktuatoren (1, 3) herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das die Unebenheit der Fahrbahn (13) respräsentierende Signal (F) im Airbag-Steuergerät (10, 10a) gebildet wird, dass die zweiten Sensormittel (11) derart ausgestaltet sind, dass ihre Hauptempfindlichkeit sich in Fahrtrichtung befindet, dass die zweiten Sensormittel (11) derart ausgestaltet sind, dass sie neben der Fahrzeuglängsbeschleunigung (a_l) auch die Beschleunigungen des Fahrzeugs erfassen, die eine Bewegung des Fahrzeugs senkrecht zur Fahrrichtung repräsentieren.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Unebenheit der Fahrbahn (13) angegebene Signal (F) eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer ebenen oder welligen Fahrbahn (13) bewegt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdynamikmittel (14) – zur Vermeidung des Blockierens der Fahrzeugräder, – zur Regelung des Antriebsschlupfes der angetriebenen Räder, – zur Regelung bzw. Steuerung der Vertikalbewegungen des Fahrzeugs, – zur Motorsteuerung und/oder – zur Regelung der Fahrdynamik ausgebildet sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Fahrdynamikmittel (14) angesteuerten Aktuatoren (1, 3) als – ein Bremssystem, – ein Vor- bzw. Antriebssystem und/oder – ein zwischen Fahrzeugsaufbau und den Rädern angeordnete veränderbare Aufhängung ausgebildet sind.