DE19651123C1 - Steuervorrichtung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Steuervorrichtung in einem Kraftfahrzeug

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DE19651123C1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung in einem Kraft­ fahrzeug.
Eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Erkennen ei­ nes Stoßes bzw. einer aus einem Stoß resultierenden geradli­ nigen Verzögerung wird vorzugsweise in einer Steuervorrich­ tung für mindestens ein Insassenschutzmittel des Kraftfahr­ zeugs verwendet. Zeitgemäße Steuervorrichtung erkennen und verarbeiten Verzögerungen parallel und quer zur Fahrzeu­ glängsachse. Zeitgemäße Insassenschutzsysteme für Kraftfahr­ zeuge weisen dementsprechend eine Steuervorrichtung mit einer solchen Steuervorrichtung auf, sowie mindestens ein Rückhal­ temittel zum Seitenaufprallschutz in jeder Fahrzeughälfte und mindestens ein Rückhaltemittel zum Frontaufprallschutz. Bei ersteren Rückhaltemitteln handelt es sich vorzugsweise um Seitenairbags und/oder Kopfairbags, bei letzteren vorzugswei­ se um Fahrer- und/oder Beifahrerairbag und/oder Gurtstraffer.
Eine aus der US 5 544 915 bekannte Anordnung zum Erkennen ei­ nes Stoßes von der Seite und eines Stoßes von vorne weist ei­ ne Sensoranordnung auf, die einen Querbeschleunigungsaufneh­ mer in Form eines Querbeschleunigungssensors in jeder Fahr­ zeughälfte enthält. Zum Erkennen eines Stoßes aus einer ande­ ren Richtung enthält die vorgeschlagene Sensoranordnung 2 in einem zentral im Fahrzeug angeordneten Steuergerät einen Längsbeschleunigungsaufnehmer mit zwei um +/- 45° zur Fahr­ zeuglängsachse ausgerichtet angeordneten Beschleunigungssen­ soren. Das zentrale Steuergerät weist ferner eine Auswerte­ einrichtung auf, die zum einen abhängig von den Signalen des Längsbeschleunigungsaufnehmers das Rückhaltemittel zum Frontaufprallschutz und abhängig von den Signalen der Querbe­ schleunigungsaufnehmer die Rückhaltemittel zum Seitenauf­ prallschutz auslöst.
Ferner gelten Anordnungen zum Erkennen einer Drehbewegung ei­ nes Kraftfahrzeugs als bekannt, die, insbesondere zur Kipper­ kennung des Fahrzeugs um seine Fahrzeuglängsachse, einen Drehbewegungssensor - auch Drehratensensor genannt - verwen­ den. Solche Drehbewegungssensoren sind etwa im Schwerpunkt des Fahrzeugs angeordnet und entsprechend der aufzunehmenden Überrollbewegung ausgerichtet. Drehbewegungssensoren können nach unterschiedlichen physikalischen Prinzipien arbeiten.
Aus der DE 41 10 374 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen ei­ ner Überrollbewegung mittels zweier linearer Beschleunigungs­ sensoren bekannt. Aus den Beschleunigungssignalen wird eine Drehbewegungsgröße ermittelt, in deren Abhängigkeit die Fahrstabiliät des Kraftfahrzeugs gesteuert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute Steuer­ vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Auslösen von Insassen­ schutzmitteln zu schaffen.
Die Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1.
Erfindungsgemäß weist die Steuervorrichtung einen Querbe­ beschleunigungsaufnehmer in jeder Fahrzeughälfte und einen Längsbeschleunigungsaufnehmer auf. In einer Auswerteeinrich­ tung der Steuervorrichtung werden die Längsbeschleunigungs- und die Querbeschleunigungsgrößen ausgewertet und eine Dreh­ bewegungsgröße aus den Querbeschleunigungsgrößen abgeleitet.
Mit einer minimalen Anzahl von drei geradlinigen Beschleuni­ gungen aufnehmende Beschleunigungssensoren können in einem Kraftfahrzeug Stöße bzw. Verzögerungen nach Stärke und Rich­ tung in einer Ebene, die durch die Fahrzeuglängsachse und die Fahrzeugquerachse festgelegt ist, erkannt werden. Es werden also insbesondere Stöße von vorne, von der Seite oder unter einem anderen Winkel in der Ebene mit Hilfe der beiden Quer­ beschleunigungsaufnehmer und des Längsbeschleunigungsaufneh­ mers erkannt. Kippt das Fahrzeug in Folge eines Unfalls oder einer Fahrzeugführung auf einer schiefen Ebene um seine Längsachse, so wird auch diese Drehbewegung durch der beiden Querbeschleunigungsaufnehmer erkannt. In der Auswerteeinrich­ tung der Anordnung wird aus den von den Querbeschleunigungs­ aufnehmern gelieferten Querbeschleunigungsgrößen eine Drehbe­ wegungsgröße des Fahrzeugs abgeleitet. Der Einsatz von Dreh­ bewegungssensoren ist nicht mehr erforderlich. Statt dessen können einfach aufgebaute breit verfügbare und deshalb billi­ ge Beschleunigungssensoren für geradlinige Bewegungen verwen­ det werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann aus den von den Querbeschleunigungsaufnehmern gelieferten Signa­ len/Größen zusätzlich eine Schleuderbewegungsgröße abgeleitet werden, die gekennzeichnet ist durch eine Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Hochachse.
Die Steuervorrichtung steuert ein Schutzmittel zum Frontauf­ prallschutz, ein Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz in je­ der Fahrzeughälfte und ein Schutzmittel zum Überrollschutz. Dabei liefert die Auswerteeinrichtung ein erstes, zumindest von der aufgenommenen Längsbeschleunigung abhängiges Steuer­ signal für das Schutzmittel zum Frontaufprallschutz, ein zweites, zumindest von der Querbeschleunigung abhängiges Steuersignal für das Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz, wobei die in der Fahrzeughälfte des Schutzmittels aufgenomme­ ne Querbeschleunigung maßgeblich ist, und ein drittes von der Drehbewegungsgröße abhängiges Steuersignal für das Schutzmit­ tel zum Überrollschutz.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung gestattet, alle Insas­ sen abhängig von der Stärke und der Richtung des erkannten Stoßes bzw. der erkannten Drehbewegung bestmöglich zu schüt­ zen. Dabei weist die Steuervorrichtung einen äußerst einfa­ chen Aufbau auf und erfordert in ihrer Grundausstattung nur drei Beschleunigungssensoren.
Die Querbeschleunigungsaufnehmer sind vorzugsweise als Be­ schleunigungssensoren ausgebildet mit einer etwa zur Fahr­ zeuglängsachse ausgerichteten Empfindlichkeit. Sie sind vor­ zugsweise in einem Seitenteil des Fahrzeugs, beispielsweise der Fahrzeugtür, oder im oder am Fahrzeugsitz, oder der B- Säule angebracht. Durch diese räumliche Anordnung wird zum einen gewährleistet, daß die Schutzmittel zum Seitenaufprall­ schutz innerhalb kürzester Zeit ab Aufprallbeginn aktiviert werden, da die Empfindlichkeitsachsen der Querbeschleuni­ gungssensoren einerseits in die erwartete Aufprallrichtung ausgerichtet sind und andererseits die Querbeschleunigungs­ aufnehmer nahe am Aufprallort angebracht sind, so daß eine verlustträchtige und Zeit beanspruchende Signalübertragung beispielsweise zu einem zentral im Fahrzeug angeordneten Querbeschleunigungsaufnehmer vermieden wird. Zum anderen er­ fordert das Erkennen einer Drehbewegung um die Fahrzeuglängs­ achse eine dezentrale - also nicht im Bereich des Fahrzeug­ tunnel oder des Fahrzeugschwerpunkts angeordnete, und damit vom Fahrzeugzentrum deutlich abgewandte Querbeschleunigungs­ aufnehmeranordnung.
Der Längsbeschleunigungsaufnehmer ist zum einen vorzugsweise zentral im Fahrzeug, beispielsweise am Fahrzeugtunnel ange­ ordnet, und weist als Beschleunigungssensor eine etwa paral­ lel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtete Empfindlichkeitsach­ se auf. Ist die Auswerteeinrichtung für die von den Aufneh­ mern gelieferten Signale ebenfalls zentral im Fahrzeug ange­ ordnet, so sind Auswerteeinrichtung und Längsbeschleunigungs­ aufnehmer in einem gemeinsamen zentralen Steuergerät angeord­ net, ggf auf einem gemeinsamen Schaltungsträger. Lange Lei­ tungswege zwischen einem dezentral angeordneten Längsbe­ schleunigungsaufnehmer und einer zentral angeordneten Auswer­ teeinrichtung werden vermieden. Das zentrale Steuergerät ist in einem mittleren Bereich des Fahrzeugs, in jedem Fall nicht dezentral in seinen Randbereichen angeordnet und weist ein Gehäuse oder eine Kunststoffmantel auf zum dichten Umschlie­ ßen des Längsbeschleunigungsaufnehmers und der Auswerteein­ richtung. Die Querbeschleunigungsgrößen oder bereits voraus­ gewertete Querbeschleunigungsgrößen der dezentral angeordne­ ten Querbeschleunigungsaufnehmer werden über Leitungen oder einen Datenbus der zentralen Auswerteeinrichtung zugeführt.
Vorzugsweise weist der Längsbeschleunigungsaufnehmer einen Längsbeschleunigungssensor in jeder Fahrzeughälfte auf. Längs- und Querbeschleunigungsaufnehmer einer Fahrzeughälfte sind dabei als kompaktes Bauteil ausgebildet. Sie sind dabei vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Eine dezentrale Steuereinheit enthält das in einer dichten Umhül­ lung z. B. in einem dichten Gehäuse oder einem Vergußmantel angeordnete Bauteil, so daß die Beschleunigungssensoren vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit oder Korrosion geschützt sind. Die dezentralen Steuereinheiten sind unter geringem Ma­ terialeinsatz in wenigen fertigungstechnischen Schritten her­ stellbar. Die dezentralen Steuergeräte sind deutlich vom mittleren Bereich des Fahrzeugs abgewandt, sodaß linksseitige und rechtsseitige Beschleunigungssensoren aufgrund ihrer un­ terschiedlichen räumlichen Positionierung unterscheidbare Si­ gnale liefern. Die dezentralen Steuereinheiten sind vorzugs­ weise an einem Fahrzeugsitz angeordnet, die linksseitige Steuereinheit am Fahrersitz, die rechtsseitige Steuereinheit am Beifahrersitz. Alternativ sind die dezentralen Steuerein­ heiten an Seitenteilen des Fahrzeugs angeordnet, die linksseitige Steuereinheit an der Fahrertür, die rechtsseiti­ ge Steuereinheit an der Beifahrertür.
Mit einer solchen dezentralen Anordnung der Längsbeschleuni­ gungssensoren können insbesondere Beschleunigungsanteile von schrägen Stöße, beispielsweise unter +/- 45° zur Fahrzeu­ glängsachse, nahe am Aufprallort von den dezentral angeordne­ ten Längsbeschleunigungssensoren nahezu verlust- und verzöge­ rungsfrei mit erhöhter Sensorempfindlichkeit aufgenommen wer­ den. Ferner kann jeder auf das Fahrzeug einwirkende Stoß un­ abhängig hinsichtlich seiner Stärke und Richtung zweifach er­ kannt werden, sowohl von der rechtsseitigen Steuereinheit als auch von der linsseitigen Steuereinheit. Durch diese Sen­ soranordnung wird ermöglicht, daß die Signale der einen Steu­ ereinheit/des einen Beschleunigungssensors zur Überprüfung der Signale der Steuereinheit/des Beschleunigungssensors in der anderen Fahrzeughälfte verwendet werden können. Dabei sind die Beschleunigungssensoren nicht bloß redundant in der linken und rechten Fahrzeughälfte ausgeführt sondern hin­ sichtlich einer optimierten Signalaufnahme im Fahrzeug dezen­ tral verteilt. Vorteilhaft ist ferner, daß bei Ausfall eines Beschleunigungssensors einer Steuereinheit der Beschleuni­ gungssensor der anderen Steuereinheit die Funktion des ausge­ fallenen Sensors übernehmen kann.
Sowohl zentral als auch dezentral angeordnete Längsbeschleu­ nigungssensoren weisen in etwa parallel zur Fahrzeuglängsach­ se gerichtete Empfindlichkeitsachsen auf: In jedem Fall wird durch den Längsbeschleunigungsaufnehmer eine in Richtung der Fahrzeuglängsachse auf das Fahrzeug einwirkende Beschleuni­ gung erkannt. Dabei kann der Längsbeschleunigungsaufnehmer aber auch Beschleunigungssensoren aufweisen, deren Empfind­ lichkeitsachsen beliebig in der durch die Fahrzeuglängsachse und die Fahrzeugquerachse festgelegten Ebene ausgerichtet sind, solange nicht alle Sensoren quer zur Fahrzeuglängsach­ se, also parallel zur Fahrzeugquerachse ausgerichtet sind und damit unempfindlich sind für längs auf das Fahrzeug einwir­ kende Beschleunigungen. So kann beispielsweise der zentral angeordnete Längsbeschleunigungsaufnehmer zwei um +/- 45° zur Fahrzeuglängsachse versetzt angeordnete Beschleunigungssenso­ ren aufweisen. Ggf. kann auch bei dezentral ausgebildetem Längsbeschleunigungsaufnehmer ein dezentral angeordneter Be­ schleunigungssensor einen Winkel zur Fahrzeuglängsachse auf­ weisen, gleichzeitig ggf. auch der in dieser Fahrzeughälfte angeordnete Querbeschleunigungssensor. In jedem Fall sind durch den Längsbeschleunigungsaufnehmer und die beiden Quer­ beschleunigungsaufnehmer längs auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigungen und quer auf das Fahrzeug einwirkende Be­ schleunigungen erkennbar.
Weisen die dezentralen Steuereinheiten Längsbeschleunigungs­ sensoren auf, so kann jeder dezentral angeordnete Längs- oder Querbeschleunigungssensor über eine eigene elektrische Lei­ tung mit der Auswerteeinrichtung verbunden sein. Vorzugsweise ist jedoch jede dezentrale Steuereinheit über eine einzige von beiden Beschleunigungssensoren des Steuergeräts gemeinsam genutzte Leitung zur seriellen Datenübertragung, etwa im Mul­ tiplexverfahren, mit der zentralen Auswerteeinrichtung ver­ bunden. Vorzugsweise sind die beiden dezentralen Steuergeräte über einen gemeinsamen Datenbus mit der Auswerteeinrichtung verbunden.
Eine zentrale Anordnung der Auswerteeinrichtung im Fahrzeug ist insbesondere dann von Vorteil, wenn weitere mit der Aus­ werteeinrichtung verbundene Sensoren im mittleren Bereich des Fahrzeugs angeordnet sind und damit kurze Leitungswege er­ zielt werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: Eine Draufsicht auf ein symbolisches Fahrzeug mit einer ersten erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2: Eine Draufsicht auf ein symbolisches Fahrzeug mit einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 3: Eine Draufsicht auf ein symbolisches Fahrzeug mit einer dritten erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 4: Ein einer Kippbewegung ausgesetztes symbolisch ange­ deutetes Fahrzeug, und
Fig. 5: Ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuer­ vorrichtung einer erfindungsgemäßen Anordnung nach den Fig. 1 oder 2.
Gleiche Elemente und Größen sind figurenübergreifend durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt ein symbolisches Fahrzeug FZ in einer Drauf­ sicht von oben mit der Fahrzeuglängsachse A-A' und der Fahr­ zeugquerachse B-B'. Die Fahrzeuglängsachse A-A' unterteilt, das Fahrzeug in eine linke Fahrzeughälfte LH und eine rechte Fahrzeughälfte RH. Zentral im Fahrzeug ist ein Steuergerät 41 angeordnet, das einen Längsbeschleunigungsaufnehmer 2 in Form eines Beschleunigungssensors mit einer parallel zur Fahrzeu­ glängsachse A-A' ausgerichteten, durch einen Pfeil angedeute­ ten Empfindlichkeitsachse aufweist. Ferner enthält das zen­ trale Steuergerät 41 eine Auswerteeinrichtung 3, die elek­ trisch leitend mit dezentral in den Fahrzeughälften LH und RH angeordneten Querbeschleunigungsaufnehmern 11 und 12 verbun­ den ist. Jeder Querbeschleunigungsaufnehmer 11 und 12 ist als Querbeschleunigungssensor 111 bzw. 121 mit einer durch einen Pfeil angedeuteten Empfindlichkeitsachse parallel zur Fahr­ zeugquerachse B-B' ausgebildet. Der linksseitig angeordnete Querbeschleunigungssensor 111 liefert die linksseitige Quer­ beschleunigung y1 an die Auswerteeinrichtung 3, der rechts­ seitige Querbeschleunigungssensor 121 die rechtsseitige Quer­ beschleunigung y2.
Fig. 2 zeigt ein symbolisches Fahrzeug FZ in Draufsicht mit einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung. Das zentrale Steuergerät 41 enthält hier lediglich die Auswerteeinrichtung 3 in Form eines Mikroprozessors. Der Längsbeschleunigungsauf­ nehmer 2 setzt sich aus zwei dezentral angeordneten Längsbe­ schleunigungssensoren 21 und 22 zusammen. Längsbeschleuni­ gungssensor und Querbeschleunigungssensor derselben Fahrzeug­ hälfte bilden zusammen eine Steuereinheit. Die linksseitige Steuereinheit 42 liefert die linksseitige Längsbeschleunigung x1 sowie die linksseitige Querbeschleunigung y1, die rechts­ seitige Steuereinheit 43 liefert die rechtsseitige Längsbe­ schleunigung x2 und die rechtsseitige Querbeschleunigung y2 an die Auswerteeinrichtung 3.
Fig. 3 enthält eine weitere erfindungsgemäße Anordnung. Da­ bei ist im Vergleich zur Fig. 2 die zentral angeordnete Aus­ werteeinrichtung 3 aufgeteilt in zwei Auswerteeinheiten 31 und 32 in der linken und rechten Fahrzeughälfte LH bzw RH. Jede dezentrale Steuereinheit 42 bzw. 43 enthält einen Längs­ beschleunigungssensor 21 bzw 22, einen Querbeschleunigungs­ sensor 111 bzw 121 und Auswerteeinheit 31 bzw 32. Linksseiti­ ge und rechtsseitige Auswerteeinheit 31 und 32 sind über eine Datenleitung 6 miteinander verbunden. Vorteil dieser Steuer­ vorrichtung ist, daß Leitungen zwischen dezentral angeordne­ ten Sensoren und einer zentral angeordneten Auswerteeinrich­ tung entfallen. Da insbesondere langen Leitungen anfällig für Störungen sind, wird die Zuverlässigkeit für das erfindungs­ gemäße Insassenschutzsystem erhöht.
Fig. 4 zeigt ein symbolisch angedeutetes Fahrzeug FZ im Querschnitt, das in Folge einer Drehbewegung um seine in die Zeichenebene gerichtete Längsachse einen Drehwinkel ϕ zur Fahrbahn FB aufweist. Die Drehbewegung vollzieht sich insbe­ sondere um den Drehpunkt D bzw die zur Fahrzeuglängsachse pa­ rallele Drehachse D. Die Querbeschleunigungssensoren 111 und 112 liefern bei einer solchen Drehbewegung die Querbeschleu­ nigungen y1 und y2 an die Auswerteeinrichtung 3. Aus diesen Querbeschleunigungsgrößen y1 und y2 wird in der Auswerteein­ richtung 3 eine Drehbewegungsgröße beispielsweise der Dreh­ winkel ϕ, die Winkelgeschwindigkeit ω oder die Winkelbe­ schleunigung α des Fahrzeugs ermittelt. Die gelieferte linksseitige Querbeschleunigung y1 beispielsweise setzt sich bei einer Drehbewegung des Fahrzeugs aus zwei Anteilen zusam­ men: Ein Anteil ar, der durch die Radialbeschleunigung be­ stimmt ist, und ein weiterer Anteil durch die einwirkende Erdbeschleunigung ag0. Die Erdbeschleunigung ag0 geht mit dem Sinus des Drehwinkels ϕ in die gelieferte linksseitige Quer­ beschleunigung y1 ein. Die Komponente der Radialbeschleuni­ gung a, ergibt sich aus der quadrierten Winkelgeschwindigkeit ω, multipliziert mit dem Abstand r1 des Querbeschleunigungs­ sensors 111 vom Drehpunkt D, so daß der Querbeschleunigungs­ sensor 111 eine Beschleunigung y1 gemäß folgender Gleichung liefert:
y1 = ω2.r1 + ag0.sin ϕ (1)
Für den Querbeschleunigungssensor 112 gilt:
y2 = ω2. r2 + ag0.sin ϕ
mit dr = r2 - r1. (2)
Der Abstand dr zwischen den Querbeschleunigungssensoren 111 und 112 ist bekannt, so daß sich durch Subtraktion der Glei­ chung (2) von der Gleichung (1) folgende Differentialglei­ chung ergibt:
y2 = ω2.dr + y1 - 2.ag0.sin ϕ (3)
Mit den Beziehungen zwischen den Drehbewegungsgrößen ϕ, ω und α (ω = dϕ/dt, α = dω/dt) ist eine der Drehbewegungsgrö­ ßen ϕ, ω oder α aus der Gleichung (3) ableitbar. Durch Ein­ setzen der ermittelten Drehbewegungsgröße in eine der Glei­ chungen (1) oder (2) kann der Drehpunkt D des Fahrzeugs er­ mittelt werden.
Bei der Anordnung der Querbeschleunigungsaufnehmer im Fahr­ zeug ist hinsichtlich dem Erkennen einer Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Längsachse zu beachten, daß die Querbe­ schleunigungsaufnehmer 11 und 12 insbesondere nicht auf einer gemeinsamen Achse parallel zur Fahrzeuglängsachse A-A' ange­ ordnet sind.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung gemäß Fig. 1 oder 2 in einer Steuervorrichtung eines Insassenschutzsy­ stems. Die Auswerteeinrichtung 3 ist elektrisch leitend ver­ bunden mit den Querbeschleunigungsaufnehmern 11 und 12 in den Fahrzeughälften, welche die linksseitige Querbeschleunigung y1 und die rechtsseitige Querbeschleunigung y2 liefern. Gemäß Fig. 1 liefert ein zentral angeordneter Längsbeschleuni­ gungsaufnehmer 2 die Längsbeschleunigung x an die Auswerte­ einrichtung 3. Gemäß Fig. 2 liefert alternativ ein linkssei­ tig angeordneter Längsbeschleunigungssensor 21 die linkssei­ tige Längsbeschleunigung x1 ein rechtsseitig angeordneter Längsbeschleunigungssensor 22 die rechtsseitige Längsbe­ schleunigung x2. Der Längsbeschleunigungsaufnehmer 2 gemäß Fig. 1 kann zusätzlich einen mechanischen Beschleunigungs­ schalter für Längsbeschleunigungen enthalten, der entspre­ chend einem zweiter Längsbeschleunigungssensor gemäß Fig. 2 in die Auslöseentscheidung eingeht.
Die Auswerteeinrichtung 3 ist elektrisch leitend mit diversen Schutzmitteln 5 des Fahrzeugs verbunden, insbesondere mit Schutzmitteln zum Frontaufprallschutz 51, mit Schutzmitteln zum Seitenaufprallschutz 52 und mit Schutzmittel zum Über­ rollschutz 53. Die Schutzmittel zum Frontaufprallschutz 51 enthalten einen Fahrerairbag 5111, einen Beifahrerairbag 5112, einen linksseitigen Gurtstraffer 5113 und einen rechts­ seitigen Gurtstraffer 5114. Linksseitig angeordnete Schutz­ mittel zum Seitenaufprallschutz 521 enthalten einen Sei­ tenairbag 5211 und einen Kopfairbag 5212, rechtsseitig ange­ ordnete Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz 522 entspre­ chend einen Seitenairbag 5221 und einen Kopfairbag 5222. Die Rückhaltemittel zum Überrollschutz 53 enthalten einen Über­ rollbügel 531 sowie Seiten- und Kopfairbags der Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz 52. Je nach gewünschtem Umfang des Insassenschutzes sind Schutzmittel auszuwählen.
Allgemein werden ausgewählte oder ggf alle Beschleunigungs­ signale bzw von ihnen abgeleitete Signale in der Auswerteein­ richtung ausgewertet, z. B. mit einem Schwellwert verglichen oder algorithmisch verarbeitet. Bei Überschreiten des Schwellwerts oder Erfüllen eines Auslösekriteriums bei der algorithmischen Verarbeitung wird das betreffende Schutzmit­ tel ausgelöst. Mehrere Schutzmittel können insbesondere aus­ gewählt und zeitlich versetzt ausgelöst werden.
Gemäß Fig. 5 werden die Rückhaltemittel zum Frontaufprall­ schutz 51 zumindest in Abhängigkeit von der ausgewerteten Längsbeschleunigung x ausgelöst. Weist die erfindungsgemäße Anordnung einen mechanischen Beschleunigungsschalter auf, so ist ein für die Schutzmittel zum Frontaufprallschutz 51 maß­ gebliches Steuersignal s1 ferner bestimmt durch die Längsbe­ schleunigung x und das Signal des mechanischen Beschleuni­ gungsschalters in dem Sinne, daß das erste Steuersignal s1 einen Auslösebefehl enthält, wenn der mechanische Beschleuni­ gungsschalter unter Einwirkung einer Mindestbeschleunigung geschlossen ist und die ausgewertete Längsbeschleunigung x alle Kriterien zum Auslösen der Schutzmittel zum Frontauf­ prallschutz 51 erfüllt. Bei einer Anordnung mit dezentralen Längsbeschleunigungssensoren 21 und 22 kann das eine ausge­ wertete Längsbeschleunigungssignal als Freigabe- oder Sperr­ signal für das andere eine Auslösung der Schutzmittel 51 be­ stimmende ausgewertete Längsbeschleunigungssignal wirken.
Insbesondere kann auch die linksseitige Querbeschleunigung y1 und die rechtsseitige Querbeschleunigung y2 in die Auslöse­ entscheidung bezüglich der Rückhaltemittel zum Frontaufprall­ schutz 51 einbezogen werden. Gerade bei einem Schrägaufprall ist eine Auswertung der Querbeschleunigungsgrößen y1 und y2 auch für das Auslöseverhalten der Rückhaltemittel zum Frontaufprallschutz 51 vorteilhaft.
Die linksseitigen Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz 521 werden durch ein zweites Steuersignal s21 gesteuert, wobei das zweite Steuersignal s21 zumindest abhängig ist von der linksseitigen Querbeschleunigung y1. Bei ausreichender Stei­ figkeit der Fahrzeugkarosserie kann auch das rechtsseitige Beschleunigungssignal y2 als Schutzfunktion für eine Fehlaus­ lösung mit in die Auslöseentscheidung bezüglich der linkssei­ tigen Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz 521 eingehen. Ei­ ne entsprechende Auslösestrategie wird für die rechtsseitigen Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz 522 vorgeschlagen.
Um gegebenenfalls auch die Schutzmittel zum Seitenaufprall­ schutz 52 bei einem Schrägaufprall auslösen zu können, können auch die Längsbeschleunigung x beziehungsweise die Längsbe­ schleunigungsgrößen x1 und x2 die Steuersignale s21 und s22 für die Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz 52 bestimmen.
Aus der linksseitigen Querbeschleunigung y1 und der rechts­ seitigen Querbeschleunigung y2 wird in vorbeschriebener Weise gemäß Fig. 4 eine Drehbewegungsgröße abgeleitet. Zumindest abhängig von dieser Drehbewegungsgröße wird ein drittes Steu­ ersignal S3 an die Rückhaltemittel 53 zum Überrollschutz ge­ liefert. Zusätzlich zu speziell für den Überrollschutz vorge­ sehen Schutzmitteln wie dem Überrollbügel 531 können in Ab­ hängigkeit von zumindest der ermittelten Drehbewegungsgröße auch ausgewählte oder alle Rückhaltemittel zum Seitenauf­ prallschutz 52 angesteuert werden, durch die ein Insassen bei einem Überschlag bestmöglich geschützt wird.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 wird eine der Auswerteeinhei­ ten 31 oder 32 als Master-Auswerteeinheit bestimmt, die elek­ trisch mit dem Schutzmittel zum Überrollschutz 53 verbunden ist. In dieser Auswerteeinheit wird die Drehbewegungsgröße ermittelt, wobei das Querbeschleunigungssignal der anderen Fahrzeughälfte über die Datenleitung 6 übermittelt wird. Zum zusätzlichen Erkennen einer Nickbewegung - also einer Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Querachse B-B' - sind folgende Anordnungen vorteilhaft:
Vorzugsweise ist die Anordnung gemäß Fig. 2 derart modifi­ ziert, daß rechtsseitige und linksseitige Steuereinheit 21 und 22 zwar weiterhin in der rechten bzw der linken Fahrzeug­ hälfte LH und RH angeordnet sind, eine der Steuereinheiten 21 oder 22 aber in der vorderen Fahrzeughälfte und die andere Steuereinheit 21 oder 22 in der rückwärtigen Fahrzeughälfte, bezogen auf die Fahrzeugquerachse B-B'.
Vorzugsweise ist die Anordnung gemäß Fig. 1 um einen Längs­ beschleunigungsaufnehmer erweitert, der vorzugsweise in der rückwärtigen Fahrzeughälfte, bezogen auf die Fahrzeuglängs­ achse B-B', angeordnet ist, insbesondere aber nicht gemeinsam mit dem ersten Längsbeschleunigungsaufnehmer 2 auf einer ge­ meinsamen Achse parallel zur Fahrzeugquerachse B-B'.
Bei beiden Anordnungen kann abhängig von den Längsbeschleuni­ gungsgrößen der Längsbeschleunigungsaufnehmer eine eine Nick­ bewegung kennzeichnende Drehbewegungsgröße ermittelt werden, entspechend der Ermittlung der Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Längsachse gemäß Fig. 4.

Claims (8)

1. Steuervorrichtung in einem Kraftfahrzeug,
  • 1. - für ein Schutzmittel zum Frontaufprallschutz (51), für ein Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz (521, 522) in jeder Fahrzeughälfte (LH, RH), und für ein Schutzmittel zum Über­ rollschutz (53)
  • 2. - mit einem Längsbeschleunigungsaufnehmer (2),
  • 3. - mit einem Querbeschleunigungsaufnehmer (11, 12) in jeder Fahrzeughälfte (LH, RH), bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (A-A'),
  • 4. - und mit einer Auswerteeinrichtung (3) zum Auswerten der Längsbeschleunigung (x) und der Querbeschleunigungsgrößen (y1, y2) und zum Ableiten einer Drehbewegungsgröße (ϕ, ω, α) aus den Querbeschleunigungsgrößen (y1, y2),
  • 5. - bei der von der Auswerteeinrichtung (3) ein erstes zumin­ dest von der Längsbeschleunigung (x) abhängiges Steuersignal (s1) für das Schutzmittel zum Frontaufprallschutz (51) ausge­ geben wird,
  • 6. - bei der von der Auswerteeinrichtung (3) ein zweites zumin­ dest von der Querbeschleunigung (y1, y2) abhängiges Steuersi­ gnal (s21, s22) für das Schutzmittel zum Seitenaufprallschutz (521, 522) ausgegeben wird, wobei die in der Fahrzeughälfte (LH, RH) des Schutzmittels (521, 522) aufgenommene Querbe­ schleunigung (y1, y2) maßgeblich ist, und
  • 7. - bei der von der Auswerteeinrichtung (3) ein drittes von der Drehbewegungsgröße (ϕ, ω, α) abhängiges Steuersignal (s3) für das Schutzmittel zum Überrollschutz (53) ausgegeben wird.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Querbe­ schleunigungsaufnehmer (11, 12) einen Beschleunigungssensor (111, 121) mit einer etwa quer zur Fahrzeuglängsachse (A-A') ausgerichteten Empfindlichkeitsachse enthält.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Längsbe­ schleunigungsaufnehmer (2) einen zentral im Fahrzeug (FZ) an­ geordneten Beschleunigungssensor mit einer etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse (A-A') ausgerichteten Empfindlichkeitsach­ se aufweist.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Längsbe­ schleunigungsaufnehmer (2) einen Beschleunigungssensor (21, 22) je Fahrzeughälfte (LH, RH) mit einer etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse (A-A') ausgerichteten Empfindlichkeitsach­ se aufweist.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein dezentrales Steuergerät (42, 43) in jeder Fahrzeughälfte (LH, RH) angeord­ net ist, das jeweils den Querbeschleunigungsaufnehmer (11, 12) und den Längsbeschleunigungssenor (21, 22) dieser Fahrzeug­ hälfte (LH, RH) enthält.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Auswerte­ einrichtung (3) zentral im Fahrzeug (FZ) angeordnet ist.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, bei der ein Steuerge­ rät (41) zentral im Fahrzeug (FZ) angeordnet ist, das die Aus­ werteeinrichtung (3) und den Längsbeschleunigungsaufnehmer (2) enthält.
8. Steuervorrichtung nach den Anspruch 4, bei der das erste Steuersignal (s1) abhängt von den Längsbeschleunigungssigna­ len (x1, x2) beider Längsbeschleunigungssensoren (21, 22).
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