DE69005598T2

DE69005598T2 - Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE69005598T2
Application number: DE69005598T
Authority: DE
Inventors: Fereydoun Garajedagui; Lionel Guillot; Thierry Landreau; Bertrand Rochette; Martin Philippe Saint
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2010-12-01
Also published as: DE69005598D1; EP0430813A1; FR2655299A1; EP0430813B1; FR2655299B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Anordnung zur Steuerung wenigstens eines Sicherheitsteils im Falle eines Überschlags des Kraftfahrzeugs.
Aus Sicherheitsgründen im Falle eines Überschlags beschreibt das Dokument GB-A-2 184 586 einen feststehenden ausgefahrenen Sicherheitsbügel für offene Fahrzeuge. Aus ästhetischen Gründen ist man bestrebt, diesen feststehenden Bügel zu vermeiden. Es wurde bereits daran gedacht, einen ausfahrbaren Bügel anzubringen, der in eine Ruhestellung absenkbar ist. Dieser Bügel fährt bei Beginn eines Überschlags automatisch in eine Wirkstellung aus.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel ein Sicherheitssystem für ein Sicherheitsteil zu schaffen, dessen Steuerung es ermöglicht, mit guter Präzision den Beginn eines Überschlags als Folge eines Schleudervorgangs festzustellen.
Gemäß einer Eigenheit weist das Sicherheitssystem ein Gyrometer auf, welches die Drehgeschwindigkeit der Wankbewegung mißt sowie Beschleunigungsmesser auf und eine elektronische Anordnung auf, zur Verarbeitung der Signale des Gyrometers und der Beschleunigungsmesser, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils.
Gemäß einer Eigenheit weist das System eine Verarbeitungsanordnung auf zur Berechnung des Verhältnisses von Querbeschleunigung zu Hochbeschleunigung und, wenn dieses Verhältnis einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, zur Durchführung einer Integration der Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung, die vom Cyrometer erhalten wird, während einer vorgegebenen Zeitdauer und, wenn das von der Integration stammende Signal einen vorgegebenen Schwellwert S2 überschreitet, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils.
Gemäß einer Eigenheit weist das System eine Verarbeitungsanordnung zur Berechnung eines Modulbeschleunigungssignals auf in der Fahrzeugebene aus den Signalen der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung der Beschleunigungsmesser, wenn dieser Wert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, zur Durchführung einer Integration der Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung, die vom Gyrometer erhalten wird während einer vorgegebenen Zeitdauer und, wenn das von der Integration stammende Signal einen vorgegebenen Schwellwert S2 überschreitet, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils.
Gemäß einer Eigenheit wird die Steuerung des Sicherheitssystems ausgelöst bei einem großen Wert der Drehgeschwindigkeit der Wankbewegung.
Gemäß einer Eigenheit weist das System eine Verarbeitungsanordnung auf zur Berechnung eines Modulbeschleunigungssignals in der Fahrzeugebene aus den Signalen der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung und, wenn dieses Modulsignal einen vorgegebenen Schwellwert S2 überschreitet, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils.
Im folgenden wird die Erfindung näher beschrieben unter Bezugnahme auf das als Beispiel in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Fig. 1 eine Teilansicht eines mit dem erfindungsgemäßen System versehenen Fahrzeugs;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Mechanismus der Vorrichtung;
Fig. 3 eine Ansicht der mit der Vorrichtung verbundenen Steuerung;
Fig. 4 ein elektronisches Blockschaltbild der Steuerung der Vorrichtung;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm der Ansteuerung; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs während verschiedener Phasen eines Überschlags.
In Fig. 1 sind zwei Sicherheitsteile 1 dargestellt, die aus Bügeln bestehen, welche schwenkbar um Längsachsen 2 des Fahrzeugs angeordnet sind, und zwar an Halterungen 3, die seitlich an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt sind, wobei pro Sitz ein Bügel vorgesehen ist.
In Ruhestellung sind diese Bügel in die Stellung A hinter den Sitzen in eine Karosserieaussparung abgesenkt. Sie weisen Verankerungsteile auf, welche mit einer Verriegelungsanordnung 4 zusammenwirken. Durch eine Schwenkbewegung können sie ausgefahren werden, bis die Verankerungsteile in die Verriegelungsanordnung 4 eingreifen. In der mit B bezeichneten ausgefahrenen Stellung beschützen die Bügel die Passagiere. Jeder Bügel ist dabei in einer senkrechten Querebene hinter dem Sitz verschwenkbar.
Die Schwenkbewegung wird bewirkt durch eine Auslöseanordnung, beispielsweise Druckzylinder 6, deren jeder durch ein Gas betätigt wird, das unter hohem Druck in einem Vorratsbehälter 7 enthalten ist. Die Ankunft des Druckgases am Zylinder 6 wird durch ein pyrotechnisches Ventil 8 gesteuert, das durch eine elektronische Schaltung 9 angesteuert wird.
Die elektronische Schaltung 9 erhält Informationen von einem Gyrometer 10 zur Messung der Wankbewegung, einem Beschleunigungsmesser 11 für die Längsbewegung, einem Beschleunigungsmesser 12 für die Querbewegung und einem Beschleunigungsmesser 13 für die Vertikalbewegung.
Die von den Längs- und Querbeschleunigungsmessern 11 und 12 stammenden Meßsignale werden einer Verarbeitungsschaltung 14 zugeführt, welche ein Modulbeschleunigungssignal in der senkrechten Ebene ermittelt. Die Berechnung ist vom Typ KT (γT)² + KL (γL)². Das Signal der Schaltung 14 wird zwei Vergleichern 15 und 25 zugeführt, welche feststellen, ob das Signal vorgegebene Schwellwerte S4 und S6 überschreitet oder nicht.
Die von den Quer- und Vertikalbeschleunigungsmessern 12 und 13 stammenden Signale werden einem Vergleicher 16 zugeführt, welcher
feststellt, ob das Verhältnis
einen vorgegebenen Schwellwert
S1 überschreitet. Die Ausgangssignale der Schaltungen 15 und 16 werden über einen ODER-Kreis 17 einer Schaltung 18 zugeführt.
Das Signal der Schaltung 25 sendet ein Auslösesignal an eine Steuerung 24 über einen ODER-Kreis 23.
Das vom Gyrometer 10 für die Wankbewegung stammende Signal gibt die Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung an. Dieses Signal wird einer Integrierschaltung 19 zugeführt, welches die Integration des Geschwindigkeitssignals des Gyrometers 10 für die Wankbewegung ermöglicht und einem Vergleicher 22 zuführt. Die Integrierschaltung 19 erhält das Signal von der Schaltung 18.
Die Integration des Geschwindigkeitssignals der Wankbewegung wird durch die Schaltung 19 erhalten während einer vorgegebenen Zeitdauer. Das integrierte Signal wird einem Vergleicher 20 zugeführt, der wenn das Signal einen vorgegebenen Schwellwert S2 überschreitet, ein Auslösesignal an eine Steuerung 24 mittels einer ODER-Schaltung 23 sendet. Dieser Ablauf ermöglicht es, das Geschwindigkeitssignal der Wankbewegung während endlicher Zeitdauern zu integrieren und so die Nachteile zu vermeiden, die durch Wegabweichungen aufgrund von Driftbewegungen herrühren.
Das Signal des Gyrometers 10 wird einem Vergleicher 22 zugeführt, welcher feststellt, ob das Signal einen vorgegebenen Schwellwert S3 überschreitet. Das Ausgangssignal des Vergleichers 22 wird zusammen mit dem Signal des Vergleichers 20 der ODER-Schaltung 23 zugeführt, welche die Auslöseanordnung 24 für den Druckzylinder ansteuert.
Die verschiedenen Schwellwerte und die Zeitdauer, während der die Integration ermöglicht wird, werden in Abhängigkeit vom Fahrzeug (Aufbau, dynamisches Verhalten) festgelegt.
Die elektronische Steuerung des Systems berücksichtigt verschiedene Zeitpunkte eines Überschlags.
Wird der Schwellwert S1 überschritten, d. h. ist das Verhältnis der Querbeschleunigung 12 zur Vertikalbeschleunigung 13 größer als diese Schwelle, so wird die Integration des Signals des Gyrometers 10 während einer Zeitdauer ΔT durchgeführt, die durch die Schaltung 18 vorgegeben ist. Ist der Wert dieses Integrals größer als der Schwellwert S2, so löst der Vergleicher 20 die Steuerung des Sicherheitssystems aus. Diese Steuerung tritt insbesondere im Falle eines Überschlags in einer geneigten Ebene auf (Fig. 6A). In diesem Fall tritt der Vektor Mg aus dem Substentationsdreieck des Fahrzeugs aus (wobei das Substentationsdreieck definiert ist durch die Höhe des Schwerpunktes und die halbe Fahrzeugspurweite).
Dieser Fall kann auch im Falle eines Schleudervorgangs auftreten mit Anschlag an einem Hindernis (Fig. 6C). Dieser Schleudervorgang kann auch bei geringen Querbeschleunigungen auftreten, wenn sich das Fahrzeug auf einem Boden geringer Haftung befindet.
Zum Zeitpunkt des seitlichen Anschlags oder eines Auftreffens auf ein Hindernis kann das Verhältnis von Querbeschleunigung zu Längsbeschleunigung den Schwellwert S1 überschreiten und die Integration des Winkelgeschwindigkeitssignals der Wankbewegung 10 auslösen.
Wenn der Wert des Modulbeschleunigungssignals in der waagrechten Ebene des Fahrzeugs, das durch den Ausdruck KT (γT)² + KL (γL)² gegeben wird, größer ist als der Schwellwert S4, so wird die Integration des Signals des Gyrometers 10 in der Schaltung 19 während der Zeitdauer ΔT durchgeführt, die durch die Schaltung l8 festgelegt ist. Überschreitet der Wert des Integrals den Schwellwert S2, so löst der Vergleicher 20 die Steuerung des Bügels aus. Diese Steuerung erfolgt in den in Fig. 6B und 6C dargestellten Fällen, wie es bereits im vorliegenden Fall berücksichtigt wurde. Es läßt sich jedoch eine interessante Vorausberechnung einführen, um eine noch schnellere Ansprechzeit unter Berücksichtigung des dynamischen Fahrzeugverhaltens zu erzielen.
Ist der Wert der Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung größer als der Schwellwert S3, so löst der Vergleicher 22 die Ansteuerung des Bügels aus.
Ist der Wert des Modulbeschleunigungssignals in der waagrechten Ebene des Fahrzeuges größer als der Schwellwert S5, so wird die Ansteuerung des Bügels ausgelöst. Diese Ansteuerung erfolgt insbesondere im Fall eines heftigen seitlichen Stoßes.
Das Sicherheitssystem kann auch mit anderen Sicherheit steilen als Sicherheitsbügeln verwendet werden.
Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß die elektronische Vorrichtung gemäß dem Ablauf schema von Fig. 4 die Auslösung des Druckzylinders ermöglicht, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
- Das Modulbeschleunigungssignal in der waagrechten Ebene des Fahrzeugs ist größer als der Schwellwert S5.
- Die Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung ist größer als der Schwellwert S3.
- Das Modulbeschleunigungssignal in der waagrechten Ebene des Fahrzeugs ist größer als der Schwellwert S4 und der Wankwinkel ist größer als der Schwellwert S2.
- Das Verhältnis von Querbeschleunigung zu Vertikalbeschleunigung ist größer als der Schwellwert S1 und der Wankwinkel ist größer als der Schwellwert S2.

Claims

1. Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge, mit einer Anordnung (9) zur Steuerung wenigstens eines Sicherheitsteils (1) im Falle eines Überschlags des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gyrometer (10) aufweist, welches die Drehgeschwindigkeit der Wankbewegung mißt und Beschleunigungsmesser (11, 12, 13) aufweist und eine elektronische Anordnung (9) aufweist zur Verarbeitung der vom Gyrometer und von den Beschleunigungsmessern stammenden Signale zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils (1).

2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verarbeitungsanordnung (16) aufweist zur Berechnung des Verhältnisses von Querbeschleunigung zu Vertikalbeschleunigung und, wenn dieses Verhältnis einen vorgegebenen Schwellwert (S1) überschreitet, zur Durchführung einer Integration der Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung, die vom Gyrometer (10) erhalten wird während einer vorgegebenen Zeitdauer und, wenn das von der Integration stammende Signal einen vorgegebenen Schwellwert (S2) überschreitet, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils (1).

3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verarbeitungsanordnung (14) aufweist zur Berechnung eines Modulbeschleunigungssignals in der Fahrzeugebene aus den Signalen der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung der Beschleunigungsmesser (11, 12) und, wenn dieser einen vorgegebenen Schwellwert (54) überschreitet, zur Durchführung einer Integration der Winkelgeschwindigkeit der Wankbewegung, die vom Gyrometer (10) erhalten wird während einer vorgegebenen Zeitdauer und, wenn das von der Integration stammende Signal einen vorgegebenen Schwellwert (S2) überschreitet, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils (1).

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Sicherheitssystems (1) ausgelöst wird bei einem großen Wert der Drehgeschwindigkeit der Wankbewegung.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verarbeitungsanordnung (14) aufweist zur Berechnung eines Modulbeschleunigungssignals in der Fahrzeugebene aus den Signalen der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung und, wenn dieses Modulsignal einen vorgegebenen Schwellwert (S5) überschreitet, zur Steuerung der Auslösung des Sicherheitsteils (1).

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsteil (1) ein beweglicher Sicherheitsbügel ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Bügel (1) um eine Längsachse (2) des Fahrzeugs verschwenkbar angeordnet ist und Verankerungsteile aufweist, die in eine Verriegelung (4) eingreifen können.

8. System nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Bügel aufweist, deren jeder einem Sitz zugeordnet ist.