DE19830835C2 - Verfahren und System zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenaufprallschutz, in einem Fahrzeug - Google Patents
Verfahren und System zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenaufprallschutz, in einem FahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Aus
lösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenauf
prallschutz in einem Fahrzeug gemäß den Oberbegriffen der ne
bengeordneten Ansprüche.
Aus der gattungsbildenden DE 196 19 468 C1 ist bekannt, den
Schwellwert, oberhalb dessen das Rückhaltemittel ausgelöst
wird, auf einen ersten, niedrigen Wert zu setzen, sobald der
Luftdruck innerhalb des Fahrzeugseitenteils, beispielsweise
einer Fahrzeugtüre, in vorbestimmter Weise zunimmt. Je nach
eingesetztem Algorithmus wird der Schwellwert nach Ablauf ei
ner vorbestimmten Zeitdauer auf einen zweiten, höheren Wert
gesetzt.
Wenn eine Fahrzeugseitentüre zugeschlagen wird, entsteht in
nerhalb der Türe zunächst ein Unterdruck, da nach dem Zu
schlagen der Türe sich die Türinnenwand mit der Innenverklei
dung infolge ihrer Trägheit etwas weiter in Richtung Fahrzeu
ginnenraum bewegt als die steifere Türaußenwand. Beim Zurück
schwingen der Innenverkleidung baut sich dann ein Überdruck
in der Fahrzeugtüre auf. Der Algorithmus zum Festlegen des
Schwellwertes startet, sobald dieser Überdruck einen vorbe
stimmten Wert überschreitet und setzt den Schwellwert auf ei
nen ersten Wert. Dieser Wert ist verhältnismäßig niedrig, um
unter normalen Bedingungen ein sicheres Auslösen des Rückhal
temittels zu gewährleisten. Der nach dem Zuschlagen der Türe
in der Türe entstehende Überdruck kann mäßig groß sein, so
daß der Schwellwert auf einen hohen Wert gesetzt werden muß,
um kein fehlerhaftes Auslösen des Rückhaltemittels herbeizu
führen. Dieser hohe Wert steht einem frühen Auslösen des
Rückhaltemittels bei einem normalen Seitencrash entgegen.
Eine ähnliche Problematik ergibt sich beispielsweise bei Ver
wendung eines Drucksensors zum Sensieren eines Frontcrashes
und Auslösen eines entsprechenden Rückhaltemittels, wenn das
Fahrzeug einen Heckaufprall erleidet. Das Fahrzeug wird dann
zunächst beschleunigt und dann verzögert, wobei der Drucksen
sor nach einem Unterdruck beim Beschleunigen infolge eines
mechanischen Überschwingens einen hohen Überdruck erzeugen
kann, der zu einer Fehlauslösung beispielsweise eines Lenkra
dairbags führt.
Aus der DE 196 02 990 A1 ist bekannt, einen Crash mittels ei
nes Luftdrucksensors zu erfassen, der in einem Hohlraum, bei
spielsweise einem Türinnenraum, untergebracht ist, welcher
Hohlraum über Verbindungsleitungen mit anderen Hohlräumen der
Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Die DE 195 04 353 A1 zeigt einen Verformungssensor mit einem
verformbaren Kasten, dessen Innendruck von einem Drucksensor
erfaßt wird. Der verformbare Kasten ist zwischen einem Türau
ßenteil und einem Türinnenteil angeordnet.
Aus der DE 195 06 014 A1 ist bekannt, einen Druckmeßumformer,
insbesondere zur Sensierung einer Seitenkollision bei einem
Kraftfahrzeug, derart auszubilden, daß das Ausgangssignal des
Meßumformers der relativen Druckänderung bezüglich eines
Druckereignisses entspricht.
Die EP 0 684 162 beschreibt ein Seitenaufprallschutzsystem
mit einem in einer Seitentür montierten Airbag und einem Be
schleunigungssensor zum Messen einer seitlichen Beschleuni
gung der Tür. Ein Steuergerät verhindert eine Auslösung des
Airbags, wenn festgestellt wird, daß die Tür geöffnet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Verfahren und System derart weiterzubilden, daß Probleme der
eingangs beschriebenen Art bezüglich der geeigneten Festle
gung von Schwellwerten zur Auslösung des Rückhaltemittels
vermieden werden und eine sichere und rechtzeitige Auslösung
des Rückhaltemittels gewährleistet ist.
Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird
mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Dadurch, daß erfindungsgemäß der Algorithmus zum Festlegen
des Schwellwertes bei einer vorbestimmten Druckänderung so
wohl in der einen als auch in der anderen Richtung startet,
ist gewährleistet, daß ein Überschwingen des Druckes in die
Richtung in der das Rückhaltemittel ausgelöst werden soll,
nach einer Druckänderung in die Gegenrichtung nicht zu einem
fehlerhaften Auslösen führt.
Die Ansprüche 2 bis 5 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dessen Anwendung zum
Seitenaufprallschutz gerichtet.
Der Anspruch 6 kennzeichnet die Lösung des auf das System ge
richteten Teils der Erfindungsaufgabe.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich
nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten anhand
ihrer Anwendung für den Seitenaufprallschutz erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem
System zum Seitenaufprallschutz,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Systems zum Seitenauf
prallschutz,
Fig. 3 ein Flußdiagramms des Systems und
Fig. 4 bis 6 den Zeitverlauf von Drucksignalen und Schwell
werten zur Erläuterung der Funktion des Sy
stems.
Gemäß Fig. 1 weist ein Kraftfahrzeug 10 Seitentüren 12 auf,
die ein nicht im einzelnen dargestelltes Türaußenteil und ein
Türinnenteil aufweisen, das im wesentlichen durch eine Innen
verkleidung gebildet sein kann. An jedem Türinnenteil ist ei
ne Drucksensoreinrichtung 14 befestigt, die beispielsweise
aufgebaut ist, wie in der EP 0 667 822 B1 beschrieben. Jede
Drucksensoreinrichtung 14, in die eine Auswerteelektronik in
tegriert sein kann, ist mit einer zentralen Steuergerät 16
verbunden, die wiederum mit Rückhaltemitteln 18 verbunden
ist, die beispielsweise als Seitenairbag in den Türen und zu
sätzlich zwischen den Sitzen ausgebildet sind.
Es versteht sich, daß unterschiedliche Konfigurationen mög
lich sind. Beispielsweise können die Drucksensoreinrichtungen
mit zugehöriger Auswertelektronik und zugehörigen Rückhalte
mitteln autark in den Seitentüren (allen vier Seitentüren)
angeordnet sein. Die Auswerteelektronik kann mit der Auslöse
einrichtung zu einem zentralen Steuergerät zusammengefaßt
sein, das beispielsweise auch Signale von einer Sensorein
richtung zur Frontaufprallerkennung verarbeitet und Zündbe
fehle an nicht eingezeichnete Rückhaltemittel zum Frontalauf
prallschutz, Gurtstraffern usw. sendet.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild.
Ein Drucksensor 20 der Drucksensoreinrichtung 14 liefert sein
Ausgangssignal an eine Auswerteeinrichtung 22, die in die
Drucksensoreinrichtung 14 oder das Steuergerät 16 integriert
sein kann. Die Auswerteeinrichtung 22 liefert ein Signal an
eine Auslöseeinrichtung 24, die in den Rückhaltemitteln 18,
beispielsweise einem Airbag, enthaltene Zündpillen zündet.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der Funktion der Anordnung ge
mäß Fig. 2:
Nach Einschalten der Zündung wird im Verfahrensschritt 30 das System initialisiert, wobei beispielsweise Diagnosefunktionen durchgeführt werden. Im Verfahrensschritt 31 wird von der Auswerteeinrichtung 22 überprüft, ob der Luftdruck innerhalb der jeweiligen Seitentüre über dem Umgebungsluftdruck oder unter dem Umgebungsluftdruck liegt, d. h., ob der relative Luftdruck prel = p-p0, wobei p das Ausgangssignal des Druck sensors 20 ist und p0 der unmittelbar nach der Initialisie rung in der Auswerteeinrichtung 20 gespeicherte Umgebungs luftdruck ist, größer oder kleiner Null ist.
Nach Einschalten der Zündung wird im Verfahrensschritt 30 das System initialisiert, wobei beispielsweise Diagnosefunktionen durchgeführt werden. Im Verfahrensschritt 31 wird von der Auswerteeinrichtung 22 überprüft, ob der Luftdruck innerhalb der jeweiligen Seitentüre über dem Umgebungsluftdruck oder unter dem Umgebungsluftdruck liegt, d. h., ob der relative Luftdruck prel = p-p0, wobei p das Ausgangssignal des Druck sensors 20 ist und p0 der unmittelbar nach der Initialisie rung in der Auswerteeinrichtung 20 gespeicherte Umgebungs luftdruck ist, größer oder kleiner Null ist.
Für den Fall, daß prel größer Null ist, d. h. in der Seitentüre
ein Überdruck herrscht, wird im Schritt 32 geprüft, ob prel
größer ist als ein in der Auswerteeinrichtung 22 voreinge
stellter Wert W1. Für den Fall, daß prel kleiner Null ist,
wird im Schritt 33 festgestellt, ob prel kleiner ist als ein
voreingestellter Wert W2. Dabei ist der Absolutwert von W1
vorzugsweise kleiner als der Absolutwert von W2. Ist eine der
beiden Bedingungen gemäß Schritt 32 oder 33 erfüllt, so wird
über ein Oder-Glied im Schritt 34 in der Auswerteeinrichtung
22 ein Algorithmus gestartet, der einen Schwellwert festlegt.
Im Schritt 35 wird überprüft, ob der relative Luftdruck über
dem Schwellwert liegt. Ist dies der Fall, so wird im Schritt
36 das Rückhaltemittel 18 ausgelöst.
Anhand der Fig. 4 bis 6 wird im folgenden die Funktion de
taillierter erläutert. In den Figuren ist auf der Waagrechten
die Zeit in msek angegeben. Die Senkrechte gibt den Überdruck
bzw. Unterdruck innerhalb einer Seitentüre an. Die Kurven
sind relative Druckkurven, d. h. Überdrucke oder Unterdrucke,
die vom Sensor gemessen werden. Die geraden Linien geben den
Verlauf des Schwellwertes an.
Fig. 4 zeigt die Verhältnisse für einen typischen Auslösetest
zur Prüfung des Systems. Ein typischer Seitencrash führt zu
einem Druckverlauf gemäß der Kurve I. Zum Zeitpunkt A, d. h.
etwa 3 bis 4 msek nach Beginn des Druckanstiegs, erreicht der
relative Druck prel den Schwellwert W1, so daß der Schwellwert
(Linienzug SW) auf einen Schwellwert SW1 gesetzt wird. Zum
Zeitpunkt von etwa 5 msek übersteigt die Kurve I den Schwell
wert SW1, so daß die Rückhaltemittel ausgelöst werden. Zum
Zeitpunkt von etwa 8 msek nach Beginn des Druckanstiegs setzt
der Algorithmus den Schwellwert höher auf den Wert des SW2.
Zum Zeitpunkt etwa 20 msek nach Crashbeginn wird der Schwell
wert abermals erhöht.
Der Schwellwert SW1 ist derart gewählt, daß einerseits eine
gefährliche Kollision sicher zur Auslösung der Rückhaltemit
tel führt, daß aber andererseits ein Mißbrauch, wie bei
spielsweise ein Schlag gegen das Außenblech der Türe zu kei
nem Auslösen der Rückhaltemittel führt. Der Schwellwert wird
anschließend auf höhere Werte gesetzt, da ein Auslösen zu ei
nem späten Zeitpunkt ab Aufprallbeginn unter Umständen ge
fährlich sein kann, da ein Fahrzeuginsasse dann bereits teil
weise verlagert ist und von dem sich aufblasenden Airbag ge
troffen wird.
Typischerweise ist der in Fig. 4 nicht mehr eingezeichnete
dritte Schwellwert am höchsten. die Schwellwertkurve ist le
diglich beispielhaft. Je nach den vorherrschenden Verhältnis
sen kann der zweite Schwellwert kleiner als der erste sein;
der Schwellwert muß sich nicht auf vorbestimmte konstante
Werte ändern sondern kann sich zeitlich kontinuierlich in
vorbestimmter Weise oder dynamisch an die Beschleunigungen
bzw. Druckwerte angepaßt ändern.
Fig. 5 zeigt die Verhältnisse mit gleichem Algorithmus für
den Schwellwert SW beim Zuschlagen einer Seitentüre. Die Türe
wird etwa zum Zeitpunkt t = 20 msek zugeschlagen, wodurch
sich ein Unterdruck aufbaut, der etwa zum Zeitpunkt 35 msek
auf Null zurückgegangen ist. Anschließend schwingt das Türin
nenblech der zugeschlagenen Türe zurück in Auswärtsrichtung,
wodurch sich ab dem Zeitpunkt von etwa 35 msek ein Druckan
stieg aufbaut, der zum Zeitpunkt von etwa 39 msek den Wert W1
erreicht hat, wodurch der Schwellwert-Algorithmus beginnt und
den Schwellwert auf SW1 setzt. Zum Zeitpunkt etwa 43 msek
übersteigt der Überdruck den Schwellwert SW1, wodurch ein un
erwünschtes Auslösen der Rückhaltemittel herbeigeführt wird.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem gemäß Fig. 6 gelöst, die
den gleichen Druckverlauf (Kurve II) wie in Fig. 5 zeigt. Im
Gegensatz zur Auslösung des Schwellwert-Algorithmus gemäß den
Fig. 4 und 5 tritt der Schwellwert-Algorithmus gemäß Fig. 6
entsprechend Schritt 33 der Fig. 3 in Tätigkeit, sobald der
infolge des Zuschlagens der Tür entstehende Unterdruck den
Wert W2 unterschritten hat. Dadurch wird der Schwellwert auf
SW1 angehoben (und in einer nachfolgenden Stufe weiter auf
SW2 angehoben), so daß der nach etwa 35 msek sich aufbauende
Überdruck unter dem Schwellwert bleibt und die Rückhaltemit
tel nicht mehr ausgelöst werden.
Die Erfindung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden.
Es können unterschiedlichste Drucksensoren eingesetzt werden,
beispielsweise auch ein Drucksensor, der an dem Türinnenblech
angebracht ist und an dem sich das Türaußenblech über eine
Stütze mechanisch abstützt, so daß nicht der Luftdruck son
dern ein mechanischer Druck sensiert wird. Der Drucksensor
kann mit einer trägen Masse arbeiten, die eine Kraft auf ein
druckempfindliches Element ausübt usw.
Bei einer Luftdrucksensierung ist es vorteilhaft, den Über
druck und den Unterdruck am Umgebungsluftdruck zu normieren,
so daß der Schwellwert unabhängig vom äußeren Luftdruck nach
einem gleichbleibenden Algorithmus berechnet werden kann. Die
Schwellwertbildung kann alleine in Abhängigkeit von der Zeit
erfolgen; sie kann auch dynamisiert sein, indem der Verlauf
der vorhergehenden Druckänderung zusätzlich berücksichtigt
wird.
Der Start des Schwellwert-Algorithmus kann daran gebunden
sein, daß die zeitliche Änderung des Druckes vorbestimmte
Werte übersteigt.
Der Überdruck W1, bei dem der Algorithmus bei einer Druckzu
nahme startet (Fig. 5) kann unterschiedlich zu dem Absolut
wert des Unterdruckes W2 (Fig. 6) sein, bei der der Algorith
mus startet. Vorteilhafterweise ist in vielen Fällen, daß W1
kleiner als W2 ist.
Claims (6)
1. Verfahren zum Auslösen eines Rückhaltemittels (18),
insbesondere zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug, bei
welchem Verfahren
von einer Sensoreinrichtung (14) ein Drucksignal ge liefert wird, von dem das Auslösen des Rückhaltemittels (18) abhängt,
ein Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwellwertes (SW) gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und das Rückhaltemittel (18) ausgelöst wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert (SW) übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW)auch gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbe stimmter Weise abnimmt.
von einer Sensoreinrichtung (14) ein Drucksignal ge liefert wird, von dem das Auslösen des Rückhaltemittels (18) abhängt,
ein Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwellwertes (SW) gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und das Rückhaltemittel (18) ausgelöst wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert (SW) übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW)auch gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbe stimmter Weise abnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drucksignal einem Druck in einer Fahrzeugseitentür
(12) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes
(SW) gestartet wird, sobald das Drucksignal einen vorbestimm
ten Überdruck (W1) über dem Umgebungsluftdruck überschreitet
oder einen vorbestimmten Unterdruck (W2) unter dem Umgebungs
luftdruck unterschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drucksignal dem Verhältnis zwischen dem Luftdruck in
nerhalb der Türe (12) und dem Umgebungsluftdruck entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 3 bzw. 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vorbestimmte Überdruck bzw. der vorbestimm
te relative Überdruck, bei dem der Algorithmus startet, ver
schieden von dem vorbestimmten Unterdruck bzw. relativen Un
terdruck ist, bei dem der Algorithmus startet.
6. System zum Auslösen eines Rückhaltemittels (18) zum
Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug, enthaltend
einen innerhalb einer Seitentüre (12) angeordneten Drucksensor (20),
eine Auswerteeinrichtung (22) zur Auswertung des von dem Drucksensor (20) erzeugten Drucksignals und zum Starten eines Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwell wertes (SW), sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und
eine Auslöseeinrichtung (24) für das Rückhaltemittel (18), welche aktiviert wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteeinrichtung (22) derart ausgebildet ist, daß der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW) auch startet, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise ab nimmt.
einen innerhalb einer Seitentüre (12) angeordneten Drucksensor (20),
eine Auswerteeinrichtung (22) zur Auswertung des von dem Drucksensor (20) erzeugten Drucksignals und zum Starten eines Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwell wertes (SW), sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und
eine Auslöseeinrichtung (24) für das Rückhaltemittel (18), welche aktiviert wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteeinrichtung (22) derart ausgebildet ist, daß der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW) auch startet, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise ab nimmt.
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Publication number | Publication date |
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DE19830835A1 (de) | 2000-01-20 |
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