DE60306377T2

DE60306377T2 - Kollisionspulsenergie-algorithmus für ein aufblasbares rückhaltesystem

Info

Publication number: DE60306377T2
Application number: DE60306377T
Authority: DE
Inventors: Robert Troy ANDREAS
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: DE60306377D1; EP1509424B1; US7539568B2; WO2003101786A1; JP2005528274A; US20030222441A1; EP1509424A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aufblasbares Rückhaltesystem und spezieller einen Algorithmus, welcher ein die Auslösung erforderndes Seitenaufprallereignis für ein Seitenairbagsystem von anderen unterscheidet.
Zusätzliche aufblasbare Rückhaltesysteme (Supplemental Inflatable Restraint Systems, SIR Systeme) für die Fahrer- oder Beifahrerseite umfassen normalerweise einen Airbag, der in einem Gehäusemodul im Inneren des Fahrzeuges in der Nähe entweder des Fahrers oder eines oder mehrerer Fahrgäste untergebracht ist. SIR-Systeme sind so konstruiert, dass sie bei einer plötzlichen Verzögerung ausgelöst werden, so dass schnell ein Airbag entfaltet wird, um die Bewegung des Fahrers oder der Fahrgäste einzuschränken. Während der Auslösung wird Gas schnell aus einem Gasgenerator in den Airbag abgegeben, um ihn bis zu einem vollständig aufgeblasenen Zustand auszudehnen.
Ein herkömmliches zusätzliches aufblasbares Rückhaltesystem enthält oft einen Seitenaufprall-Airbag, der im Inneren eines Fahrzeugsitzes oder eines Innenteils einer Fahrzeugtür eingebaut ist. Wenn ein Seitenaufprall erkannt wird, wird Gas augenblicklich aus der Gasgeneratorvorrichtung hinaus und in den Airbag geblasen, so dass der Airbag zwischen der Seite des Fahrzeuges und dem Fahrgast aufgeblasen wird. Wenn sich der Airbag zwischen der Seite des Fahrzeuges und dem Fahrgast im Fahrzeug befindet, wird der auf den Fahrgast einwirkende Stoß, der durch die verformte Tür oder Ähnliches verursacht wird, von dem Airbag gedämpft, um den Fahrgast zu schützen.
Bei einem herkömmlichen Seitenairbagsystem wird der Airbag in einer Richtung aufgeblasen, die im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Krafteintrags eines Seitenaufpralls ist, wenn der Seitenaufprall erfolgt; daher ist es erforderlich, dass der Airbag augenblicklich mit einem hohen Druck aufgeblasen wird, um den Airbag in einem engen Zwischenraum zwischen der Fahrzeugtür und dem Fahrgast definitiv aufzublasen.
Die Unterscheidung eines die Auslösung erfordernden Seitenaufprallereignisses von anderen Nichtauslösungs-Ereignissen und Missbrauch-Ereignissen kann mit auf der Beschleunigung basierenden Aufprallsensoren schwierig sein.
Die Aufgabe kann aufgrund der extrem kurzen Auslösezeiten, die für Seitenaufprallereignisse erforderlich sind, zusätzlich erschwert werden.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein Airbagsystem bereitzustellen, welches ein die Auslösung erforderndes Seitenaufprallereignis effizient von anderen unterscheidet (diskriminiert).
In der Patentschrift US 2002/013648 A1, welche die Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 5 aufweist, wird ein Verfahren zum Aktivieren eines Airbagauslösungs-Schwellwertes beschrieben, wobei eine Beschleunigung gemessen wird, welche dann mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird, in Reaktion auf welchen der Kollisionsimpulsenergie-Term erhöht wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbagauslösungs-Schwellwertes die Merkmale, welche im beigefügten Anspruch 1 dargelegt sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Auslösen eines Airbags die Schritte, welche im beigefügten Anspruch 5 dargelegt sind.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die Zeichnungen, welche der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden:
1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeugs zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung;
2 stellt Pseudocode für eine Auslösungs-Diskriminierungslogik eines Aufprallereignisses bereit;
3 ist eine Variablentabelle für den Pseudocode von 2, und
4 ist eine graphische Darstellung eines Beschleunigungssignals und eine berechnete Erhöhung des CPE gemäß der Logik der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt eine allgemeine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 mit einem Airbagsystem 12. Das Airbagsystem 12 weist im Allgemeinen ein Steuergerät 14, einen entfernten Satellitensensor 16 und einen auslösbaren Airbag 18 auf. Vorzugsweise ist der Airbag 18 ein Seitenairbag, der an der Seite eines Fahrzeugsitzes 20 angeordnet ist. Selbstverständlich sind auch andere Airbaganordnungen und Sensorpositionen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich.
Der Satellitensensor 16 kommuniziert mit dem Steuergerät 14, um ein Auslösungs-Ereignis wie etwa einen Seitenaufprall zu erkennen. In Reaktion auf Beschleunigungssignale, die von dem Satellitensensor 16 erzeugt wurden, bestimmt das Steuergerät 14 über im Steuergerät 14 untergebrachte Logik, ob der Airbag 18 auszulösen ist. Der Satellitensensor 16 befindet sich vorzugsweise in der Seite 22 des Fahrzeugs 10 neben dem zugehörigen Airbag 18. Andere Positionen und Sensoreinrichtungen sind ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich.
Es wird auf 2 Bezug genommen, in der Pseudocode für eine Auslösungs-Diskriminierung eines Aufprallereignisses bereitgestellt wird. Der Pseudocode repräsentiert im Steuergerät 14 untergebrachte Logik für die Auslösung des Airbags 18 in Reaktion auf Signale von dem Satellitensensor 16. Die innerhalb des Pseudocodes verwendeten Variablen sind in der Tabelle von 3 für einen links vorn angeordneten Satelliten beschrieben, wobei L1 "linke Seite, erste Reihe" und ROW1 "erste Reihe" bezeichnet. Im Großen und Ganzen bestimmt die Logik einen Kollisionsimpulsenergie-Term (Crash-pulse Energy, CPE; 4), welcher Aufprallsignale, die eine sich vergrößernde Amplitude oder Energie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen aufweisen, von anderen unterscheidet (diskriminiert). Die Diskriminierung solcher Aufprallsignale ist für Seitenaufpralle besonders nützlich.
Die CPE wird vorzugsweise in Kombination mit anderen Berechnungen und/oder Eingängen verwendet, um einen Auslösungsschwellwert zu bestimmen. Das heißt, die CPE aktiviert einen Auslösungsschwellwert für ein Aufprallereignis, welches andernfalls möglicherweise den Auslösungsschwellwert nicht erreichen würde. Das heißt, ein nicht aktivierter Auslösungsschwellwert-Befehl löst möglicherweise den Airbag nicht aus. Herkömmliche Auslösungsschwellwert-Logik kann daher anstelle der vorliegenden Erfindung oder zusätzlich zu dieser verwendet werden. Zum Beispiel kann der CPE-Term mit einem Gewichtsfaktor multipliziert und zu einem Auslösungsschwellwert addiert werden, um zu bewirken, dass der Airbag 18 unter gewissen Umständen mit größerer Wahrscheinlichkeit ausgelöst wird.
Es wird auf 4 Bezug genommen, eine graphische Darstellung eines Beschleunigungssignals A von dem L1-Satellitensensor 16, in welchem die Kollisionsrichtung positiv ist. Die Erhöhung des CPE-Terms ist ferner über dem Beschleunigungssignal A dargestellt, das durch den Pseudocode (2) bestimmt wird.
Seitenaufpralle mit erheblicher Intrusion, wie etwa bei einem seitlichen Kontakt des Fahrzeugs mit einem starren Objekt, können schwerwiegend sein und könnten Verletzungen von Insassen verursachen. Die Diskriminierung eines Seitenaufpralls kann für herkömmliche Airbagsysteme schwierig sein, da die Intrusion eines starren Objektes durch weiches Blech wie etwa eine Fahrzeugtür hindurch möglicherweise kein starkes Signal für die Sensoren des Beschleunigungsmessers erzeugt, sofern das eindringende Objekt nicht direkt auf sie trifft. Deshalb wird es notwendig, auch die Form des Impulses und nicht nur die Größe zu untersuchen. Dieser CPE-Term, der von der Logik der vorliegenden Erfindung berechnet wird, diskriminiert Seitenaufpralle mit hohen Graden der Intrusion.
Die Logik der vorliegenden Erfindung bestimmt das Niveau und den Zeitpunkt der letzten zwei signifikanten maximalen Beschleunigungs-Peaks und das Niveau des dazwischen befindlichen Minimums für eine effiziente Diskriminierung. Die Logik der vorliegenden Erfindung identifiziert speziell aufeinanderfolgende Peaks, welche nahe beieinander liegen und eine wachsende Amplitude oder Energie aufweisen, da solche Beziehungen auf einen Aufprall mit einer bedeutenden Intrusion hinweisen.
Zu einem Anfangszeitpunkt t0 empfängt der Satellitensensor 16 einen Beschleunigungs-Peak p1. Der Peak p1 befindet sich in der Kollisionsrichtung und überschreitet das Niveau ROW1_MAX_MIN, womit er die Bedingungen für ein minimales signifikantes Niveau erfüllt. Der Peak p1 initiiert eine Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM (TL₀). Das Niveau ROW1_MAX_MIN verhindert, dass Aufpralle kleiner Fremdkörper, Stöße infolge von Unebenheiten, Hintergrundgeräusche und Ähnliches die CPE beeinflussen.
Der Beschleunigungs-Peak p2 ist zur Kollisionsrichtung entgegengesetzt, wie es für eine Reflexion von Peak p1 typisch ist. Große Peak-Differenzen weisen auf brechende Konstruktionen hin, wie sie mit schweren Kollisionen verbunden sind. Der Beschleunigungs-Peak p2 ist insofern signifikant, als er eine Differenz ROW1_PEAK_DIFF überschreitet, welche die minimale Umkehrung beschreibt, die notwendig ist, um den Peak als ein lokales Maximum oder Minimum zu qualifizieren und potentiell eine Erhöhung der CPE einzuleiten. Die Logik der vorliegenden Erfindung beschneidet den Beschleunigungs-Peak p2, um die Signifikanz der Reflexion für die Beeinflussung der CPE auf ein Minimum zu begrenzen. Vorzugweise werden die Impulse entgegen der Kollisionsrichtung auf ungefähr die Hälfte der Größe des vorhergehenden positiven Peaks beschnitten, jedoch sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere prozentuale Verhältnisse möglich.
Der Beschleunigungs-Peak p3 liegt in der Kollisionsrichtung und überschreitet das Niveau ROW1_MAX_MIN, womit er erneut die Bedingungen für ein minimales signifikantes Niveau erfüllt. Dort, wo der Beschleunigungs-Peak p3 das Niveau ROW1_MAX_MIN überquert, löst er eine Erhöhung des CPE-Terms aus (CPE1), da seine Energie größer ist als p1, wenn man den Ursprung von p3 und das Zeitintervall zwischen p1 und p3 betrachtet. Der Scheitelpunkt (Apex) des Beschleunigungs-Peaks p3 beendet die Erhöhung des CPE-Terms (CPE2) und initiiert erneut eine Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM (TL₁) für die Beeinflussung von CPE durch zwei aufeinanderfolgende Maxima. Das heißt, ROW1_MAX_TIM_LIM begrenzt den Einfluss von Beschleunigungsimpulsen, welche zeitlich aufeinander folgen.
Der Beschleunigungs-Peak p4 ist zur Kollisionsrichtung entgegengesetzt. Der Beschleunigungs-Peak p5 liegt in der Kollisionsrichtung; er überschreitet das Niveau ROW1_MAX_MIN; er hat ein höheres Niveau als der Beschleunigungs-Peak p3; und er liegt innerhalb der Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM. Dort, wo der Beschleunigungs-Peak p5 das Niveau des Beschleunigungs-Peaks p3 überschreitet, wird nun eine weitere Erhöhung des CPE-Terms (CPE3) eingeleitet. Der Scheitelpunkt des Beschleunigungs-Peaks p5 beendet die Erhöhung des CPE-Terms (CPE4) und initiiert außerdem eine zweite Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM (TL₂).
Der Beschleunigungs-Peak p6 ist zur Kollisionsrichtung entgegengesetzt, und der Beschleunigungs-Peak p7 liegt in der Kollisionsrichtung. Der Beschleunigungs-Peak p7 überschreitet das Niveau ROW1_MAX_MIN nicht, so dass er die Bedingungen für ein minimales signifikantes Niveau nicht erfüllt. CPE wird daher nicht erhöht.
Der Beschleunigungs-Peak p8 ist zur Kollisionsrichtung entgegengesetzt, und der Beschleunigungs-Peak p9 liegt in der Kollisionsrichtung. Der Beschleunigungs-Peak p9 überschreitet das Niveau ROW1_MAX_MIN, so dass er wieder die Bedingungen für ein minimales signifikantes Niveau erfüllt. Da jedoch der Beschleunigungs-Peak p9 nicht innerhalb der zweiten Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM (TL₂) auftritt, die beim Beschleunigungs-Peak p5 initiiert wurde, wird CPE nicht erhöht. Der Scheitelpunkt des Beschleunigungs-Peaks p9 initiiert eine dritte Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM (TL₃).
Der Beschleunigungs-Peak p10 ist zur Kollisionsrichtung entgegengesetzt, und der Beschleunigungs-Peak p11 liegt in der Kollisionsrichtung. Dort, wo der Beschleunigungs-Peak p11 das Niveau des Beschleunigungs-Peaks p9 überschreitet, wird eine weitere Erhöhung des CPE-Terms (CPE5) eingeleitet. Der Scheitelpunkt des Beschleunigungs-Peaks p11 beendet die Erhöhung der CPE (CPE6). Der Beschleunigungs-Peak p11 erfüllt nicht die Bedingungen für ein lokales Maximum, da die Differenz zwischen den Beschleunigungs-Peaks p11 und p12 nicht die Begrenzung ROW1_PEAK_DIFF überschreitet. Der Beschleunigungs-Peak p11 initiiert daher keine weitere Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM.
Der Beschleunigungs-Peak p12 ist zur Kollisionsrichtung entgegengesetzt, und der Beschleunigungs-Peak p13 liegt in der Kollisionsrichtung. Dort, wo der Beschleunigungs-Peak p13 das Niveau des Beschleunigungs-Peaks p11 überschreitet, wird eine weitere Erhöhung des CPE-Terms (CPE7) eingeleitet, da der Beschleunigungs-Peak p13 innerhalb der dritten Zeitbegrenzung ROW1_MAX_TIM_LIM (TL₃) auftritt. Der Scheitelpunkt des Beschleunigungs-Peaks p13 beendet die Erhöhung der CPE (CPE8).
4 veranschaulicht allgemein die hauptsächlichen Fälle, in denen CPE in Reaktion auf gemessene Beschleunigungen erhöht oder nicht erhöht wird. Es versteht sich von selbst, dass der sich vergrößernde CPE-Term vorzugsweise verwendet wird, um die Empfindlichkeitsschwelle für einen Airbag-Auslösungsbefehl kontinuierlich zu erhöhen, und dass in Abhängigkeit von anderen vereinbarten, die Auslösung betreffenden logischen Faktoren der Airbag an einer beliebigen Stelle entlang des CPE-Diagramms von 4 einen vorgegebenen Auslösungsschwellwert erreicht haben kann.

Claims

Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbagauslösungs-Schwellwertes, welche umfasst: Mittel (16) zum Erzeugen eines Beschleunigungssignals, und Mittel (14) zum Erzeugen eines Kollisionsimpulsenergie-Terms in Reaktion auf das besagte Beschleunigungssignal, wobei der Auslösungsschwellwert aktiviert wird, wenn der Kollisionsimpulsenergie-Term einen gewählten Wert überschreitet; dadurch gekennzeichnet, dass der Kollisionsimpulsenergie-Term Beschleunigungssignale, welche eine wachsende Amplitude oder Energie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zeigen, von anderen unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Erzeugen des Kollisionsimpulsenergie-Terms Mittel enthält zum Erhöhen des Wertes des Terms, wenn das Beschleunigungssignal eine wachsende Amplitude oder Energie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Mittel zum Erzeugen eines Kollisionsimpulsenergie-Terms Mittel enthält zum Erhöhen des Wertes des Terms, wenn der zweite der zwei aufeinanderfolgenden Impulse innerhalb eines vorgewählten, vom ersten der zwei aufeinanderfolgenden Impulse aus gemessenen Zeitabschnittes auftritt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Mittel zum Erzeugen eines Kollisionsimpulsenergie-Terms so beschaffen ist, dass es den Kollisionsimpulsenergie-Term nur in Reaktion auf Impulse erhöht, welche einen vorgewählten Wert überschreiten.
Verfahren zum Auslösen eines Airbags, welches die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines Beschleunigungssignals in Reaktion auf die Beschleunigung eines Sensors; Erzeugen eines Kollisionsimpulsenergie-Terms in Reaktion auf das besagte Beschleunigungssignal und Auslösen des besagten Airbags, wenn der Kollisionsimpulsenergie-Term einen gewählten Wert überschreitet; dadurch gekennzeichnet, dass der Kollisionsimpulsenergie-Term Beschleunigungssignale, welche eine wachsende Amplitude oder Energie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zeigen, von anderen unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Kollisionsimpulsenergie-Term erhöht wird, wenn das Beschleunigungssignal eine wachsende Amplitude oder Energie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zeigt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Kollisionsimpulsenergie-Term erhöht wird, wenn der zweite der zwei aufeinanderfolgenden Impulse innerhalb eines vorgewählten, vom ersten der zwei aufeinanderfolgenden Impulse aus gemessenen Zeitabschnittes auftritt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Kollisionsimpulsenergie-Term nur in Reaktion auf Impulse erhöht wird, welche einen vorgewählten Wert überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Kollisionsimpulsenergie-Term während eines Zeitabschnittes erhöht wird, in welchem das Beschleunigungssignal einen vorgegebenen Wert überschreitet und wächst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Kollisionsimpulsenergie-Term während eines Zeitabschnittes erhöht wird, in welchem das Beschleunigungssignal den Spitzenwert des ersten der zwei aufeinanderfolgenden Impulse überschreitet und wächst.