DE10051407A1 - Verfahren zum Verhindern der Zündung einer Zündpille eines Insassenschutzmittels sowie Fahrzeuginsassen-Schutzsystem - Google Patents

Abstract

Eine unbeabsichtige Zündung einer Zündpille (10) eines Insassenschutzmittels eines Fahrzeuginsassen-Schutzsystems wird dadurch verhindert, dass die Zündpille in vorbestimmten Betriebszuständen des Fahrzeuginsassen-Schutzsystems kurzgeschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern der Zün­ dung einer Zündpille eines Insassenschutzmittels eines Fahr­ zeuginsassen-Schutzsystems sowie ein Fahrzeuginsassen- Schutzsystem.

Fahrzeuginsassen-Schutzsysteme, die als Insassenschutzmittel beispielsweise Airbags enthalten, müssen derart aufgebaut sein, dass einerseits die Airbags im Ernstfall sicher ausge­ löst werden, andererseits aber das Auslösen eines Airbags verhindert oder zumindest abgeschwächt wird, wenn eine Person durch das Aufblasen des Airbags verletzt werden könnte, bei­ spielsweise ein Kleinkind oder eine außerhalb einer Sollposi­ tion befindliche Person. Auch ist es zweckmäßig, einen Air­ bag, beispielsweise Beifahrer-Airbag, überhaupt nicht auszu­ lösen, wenn der Beifahrersitz nicht besetzt ist.

Herkömmliche Airbagsysteme sind zur Verhinderung eines unbe­ absichtigten Auslösen oder eines zu starken Aufblasens des Airbags (beispielsweise Zünden von zwei Zündpillen anstelle nur einer Zündpille) derart aufgebaut, dass zwei voneinander unabhängige Signalpfade vorgesehen sind, um eine Zündent­ scheidung abzusichern. Die beiden Signalpfade (beispielsweise überschwellige Verzögerung, zu schützende Person sehr nah am Airbag) werden logisch miteinander verknüpft, beispielsweise über ein "UND" Glied. Die Verknüpfungs-Hardware ist in ein Steuergerät integriert, aus dem zwei Drähte bzw. Leitungen zu der oder den Zündpillen führen. Fließt aus Gründen irgendwel­ cher Fehler (Netzstrom, Hardware-Designfehler usw.) unbeabsichtigt Strom durch die Zündpille, so kann diese gezündet werden, wenn ein schwacher Strom ausreichend lang fließt.

Moderne Fahrzeuginsassen-Schutzeinrichtungen enthalten Insas­ sen-Erfassungssysteme, die das Vorhandensein und die Position sowie gegebenenfalls physische Eigenschaften der zu schützen­ den Person sensieren und entsprechende Informationen einem Steuergerät zuführen, in dem bestimmt wird, welche Airbags und gegebenenfalls mit wieviel Zündpillen bzw. Zündstufen diese Airbags aktiviert werden. Kommt es im gesamten Signal­ fluss, der die Fahrzeuginsasseninformation und die Verzöge­ rungsinformation auswertet, zu einem Informationsverlust, so können Airbags oder andere Insassenrückhaltemittel, wie Si­ cherheitsgurte versehentlich oder falsch aktiviert werden, was den zu schützenden Insassen gefährden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit von Fahrzeuginsassen-Schutzsystemen gegenüber einem versehentli­ chen Zünden einer Zündpille weiter zu verbessern.

Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Kurzschließen der Eingänge der Zündpille kann deren unbeabsichtigtes Zünden positiv und si­ cher verhindert werden, da ein Stromfluss durch die Zündpil­ le, der versehentlich zu deren Zündung führen würde, durch das Kurzschließen wirkungslos gemacht werden kann.

Für das Kurzschließen sind unterschiedliche Strategien mög­ lich:
Gemäß dem Anspruch 2 kann der normale Zustand derjenige Zu­ stand sein, indem die Zündpille kurzgeschlosssen ist. Dieser Kurzschlusszustand wird nur für Messungen an der Zündpille, beispielsweise Messung von deren Widerstand, um ihre Funkti­ onstüchtigkeit zu überprüfen, oder im Falle der beabsichtig­ ten Zündung der Zündpille aufgehoben.

Gemäß dem Anspruch 3 besteht eine andere Strategie darin, den Kurzschluss nur dann herbeizuführen, wenn eine Sensoreinrich­ tung oder eine anderweitige Auswerteinheit, beispielsweise ein Insassen-Erfassungssystem, entscheidet, dass die Zündpil­ le nicht gezündet werden soll.

Welche Strategie angewendet wird, hängt von den jeweiligen Randbedingungen des Fahrzeuginsassen-Schutzsystems ab. Dabei kann das System auch derart aufgebaut sein, dass eine Kompo­ nente eine Zündentscheidung trifft, beispielsweise eine Logik zur Auswertung von Verzögerungssignalen, und eine andere Kom­ ponente die Zündentscheidung zurücknimmt (beispielsweise ein Insassenerfassungssystem, das einen Kindersitz erkennt).

Der Anspruch 4 ist auf den grundsätzlichen Aufbau einer Fahr­ zeuginsassen-Schutzeinrichtung zur Lösung der Erfindungsauf­ gabe gerichtet.

Die weiteren Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahr­ zeuginsassen-Schutzsystems.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu­ tert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Fahrzeuginsassen-Schutzsystems,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Fahrzeuginsassen-Schutzsystems und

Fig. 3 Kurven zur Erläuterung von Spezifikationen einer Zündpille.

Gemäß Fig. 1 enthält ein Fahrzeuginsassen-Schutzsystem ein Steuergerät 4, das über Leitungen 6 und 8 mit einer Zündpille 10 verbunden ist. Eine der Leitungen könnte die Fahrzeugmasse sein; aus Sicherheitsgründen sind jedoch meistens zwei ge­ trennte Leitungen verlegt.

Eingänge 12 des Steuergerätes 4, das einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichern enthalten kann, sind mit Sensoren, bei­ spielsweise Beschleunigungssensoren, Fahrzustandssensoren und weiteren Sensoren verbunden, die beispielsweise die Position von Fahrzeuginsassen, Sitzbelegung usw. erfassen. Die Eingän­ ge 12 können auch mit anderen Steuergeräten verbunden sein, in denen Sensorsignale ausgewertet werden und die dem Steuer­ gerät 4 Signale zuführen, die mit den anderen Signalen lo­ gisch oder nach vorbestimmten Algorithmen mathematisch ver­ knüpft werden.

Aufbau und Funktion eines Fahrzeuginsassen-Schutzsystems, das eine Vielzahl von Zündpillen und damit zusammenwirkende In­ sassenschutzmittel, wie Gurtstraffer oder Airbags, enthalten kann, sind an sich bekannt und werden daher nicht erläutert.

Erfindungsgemäß ist zwischen den Leitungen 6 und 8 ein Kurz­ schlussschalter 20 vorgesehen, der vom Steuergerät 4 aus über eine weitere Leitung 22 ansteuerbar ist. Der Widerstand, den der Kurzschlussschalter 20 im geschlossenen Zustand (Kurz­ schlusszustand) hat, ist derart, dass gewährleistet ist, dass auch eine dauerhafte Beaufschlagung der Leitungen 6 und 8 vom Steuergerät 4 aus mit maximal möglichem Strom weder zur Zün­ dung noch zu irgendeiner Funktionsbeeinträchtigung der Zünd­ pille führt.

Bezüglich der Dimensionierung des Kurzschlussschalters 20 wird auf die Fig. 3 Bezug genommen. Diese Figur stellt Spezi­ fikationen einer typischen Zündpille in folgender Weise dar: Die Abszisse gibt die Zeitdauer in Millisekunden an, während der ein Strom durch die Zündpille fließt. Die Koordinate gibt die Stärke in Ampere an, die dieser Strom hat. Liegt das Wer­ tepaar aus Stromstärke und dessen Dauer im Bereich I, so muss die Zündpille sicher zünden. Liegt das Wertepaar aus Strom und dessen Dauer im Bereich II, so darf die Zündpille nicht zünden, kann jedoch durch den Stromfluss derart geschädigt werden, dass ihre Funktionstüchtigkeit, d. h. ihre einwand­ freie Zündbarkeit, nicht mehr gewährleistet ist. Der Bereich III gibt diejenige Zone an, in der die Zündpille weder zünden noch durch den Stromfluss irgendwie geschädigt werden darf.

Besonders interessant ist die Obergrenze des Stroms, der un­ endlich lang durch die Zündpille fließen darf, ohne sie zu zünden oder sie zu schädigen, d. h. der gemäß Fig. 3 rechts­ seitige Grenzwert des Bereiches III. Die zulässige Stromstär­ ke beträgt für gängige Zündpillen etwa 150 mA, d. h., wenn durch die Zündpille ein Strom mit weniger als 150 mA fließt, so zündet die Zündpille nicht und wird in keiner Weise ge­ schädigt.

Vom Steuergerät 4 oder von einer sonstigen Versorgungseinheit wird der Strom durch die Zündpille normalerweise auf etwa 3 A begrenzt. Die Zündpille selbst hat einen typischen Ohmschen Widerstand von 2 Ω. Durch den Kurzschlussschalter 20 müssen in dessen geschlossenem Zustand demnach mindestens 2,85 A fließen, besser (Sicherheitsabstand) 2,9 A. Der Widerstand des geschlossenen Kurzschlussschalters 20 muss daher kleiner sein als 2 Ω × 0,1 A/2,9 A = 69 mΩ.

Ein solcher Widerstand kann beispielsweise mit Hilfe eines Power-MOSFETs realisiert werden, der als Kurzschlussschalter 20 geschaltet wird, wobei beispielsweise die Gain-Elektrode mit dem Steuergerät 4 verbunden ist. Als Kurzschlussschalter können jedwelche anderen Halbleiterschalter oder auch Relais oder sonstige Schalter verwendet werden, die einen genügend geringen Kurzschlusswiderstand und einen genügend hohen Wi­ derstand im offenen Zustand haben, damit die Zündpille im Be­ darfsfall sicher mit ausreichend hohem Zündstrom beaufschlagt wird.

Die Ansteuerung des Kurzschlussschalters 20 kann in unter­ schiedlichster Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Kurz­ schlussschalter 20 vom Steuergerät 4 aus normalerweise ge­ schlossen sein, so dass fehlerhafte Auslösungen der Zündpille 10 weitgehend unterbunden sind. Der Kurzschlussschalter 20 wird nur geöffnet, wenn das Steuergerät 4 aufgrund der ihm zugeführten Sensorsignale sicher bestimmt hat, dass die Zünd­ pille 10 gezündet werden soll.

In einer anderen Logik könnte das Steuergerät 4 den Kurz­ schlussschalter 20 nur dann schließen, wenn bestimmte, ihm zugeleitete Sensorsignale dies erfordern. Ein solcher Fall könnte beispielsweise darin bestehen, dass die Zündpille 10 einem Beifahrer-Airbag zugeordnet ist und dem Steuergerät 4 ein Signal zugeführt wird, das darauf hindeutet, dass auf dem Beifahrersitz ein Kindersitz montiert ist.

Eine abgeänderte Ausführungsform eines mit einem Kurzschluss­ schalter versehenen Fahrzeuginsassen-Schutzsystems ist in Fig. 2 dargestellt.

Für sich entsprechende Teile sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist ein Fahrzeuginsas­ sen-Erfassungssystem 24 vorgesehen, das die Position und/oder das Gewicht und/oder die Größe eines zu schützenden Fahrzeug­ insassen über mit seinen Eingängen verbundene Sensoren er­ fasst und mit dem Steuergerät 4 über eine Datenleitung 26 verbunden ist.

Ein typisches Funktionsbeispiel besteht darin, dass das Fahr­ zeuginsassen-Erfassungssystem 24 beispielsweise feststellt, dass ein Beifahrersitz belegt ist, so dass im Falle einer überschwelligen Verzögerung das Steuergerät 4 ein Zündsignal für die Zündpille 10 auslöst. Bei nun angenommen, dass der Beifahrer-Airbag mittels mehrerer Zündpillen mehrstufig aus­ lösbar ist und die Zündpille 10 diejenige Zündpille ist, die ein vollständiges Aufblasen des mehrstufig aufblasbaren Air­ bags bewirkt. Bei weiterhin angenommen, dass das Fahrzeugin­ sassen-Erfassungssystem 24 die Position und/oder Konfigurati­ on des Beifahrers derart ausgewertet hat, dass der Beifahrer- Airbag nicht vollständig aufgeblasen werden soll. Das Fahr­ zeuginsassen-Erfassungssystem 24 erzeugt dann mittels eines eigenen, in ihm enthaltenen Prozessors bzw. einer eigenen Lo­ gik ein Kurzschlusssignal in der Leitung 22, das den Kurzschlussschalter 20 schließt, so dass die Zündpille 10 bei ei­ nem Zündsignal vom Steuergerät 4 her nicht gezündet wird, ob­ wohl andere Zündpillen gezündet werden.

Der anhand der beiden Ausführungsbeispiele geschilderte Auf­ bau und die Logik des Schließens oder Öffnens des Kurz­ schlussschalters können in vielfältiger Weise abgeändert wer­ den, wobei erfindungsgemäß jeweils bei Vorliegen vorbestimm­ ter Bedingungen der die Eingänge der Zündpille kurzschließen­ der Kurzschlussschalter geschlossen oder geöffnet wird, so dass bei geschlossenem Kurzschlussschalter ein versehentli­ ches Zünden der Zündpille 10 mit Sicherheit unterbunden ist.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verhindern der Zündung einer Zündpille ei­ nes Insassenschutzmittels eines Fahrzeuginsassen- Schutzsystems, bei welchem Verfahren die Zündpille in vorbe­ stimmten Betriebszuständen des Airbagsystems kurzgeschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zündpille normaler­ weise kurzgeschlossen ist und der Kurzschluss nur bei vorbe­ stimmten Betriebszuständen aufgehoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zündpille bei einer die Aktivierung eines Insassenschutzmittels erfordernden Fahrzeugverzögerung und einem die Deaktivierung der genannten Zündpille erfordernden Signal kurzgeschlossen wird.

4. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem enthaltend wenigstens eine Zündpille (10) zum Zünden eines Insassen­ schutzmittels,
ein Steuergerät (4) zum Erzeugen eines Zündsignals, das der Zündpille über zwei Leitungen (6, 8) zugeführt wird, und
einen zwischen den beiden Leitungen liegenden Kurzschluss­ schalter (20), der bei Vorliegen vorbestimmter Bedingungen die beiden Leitungen miteinander kurzschließt.

5. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach Anspruch 4, wobei der Kurzschlussschalter (20) von dem Steuergerät (4) angesteuert wird.

6. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Kurzschlussschalter (20) von einem Insassen- Erfassungssystem (24) angesteuert wird.

7. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Kurzschlussschalter (20) durch einen Halb­ leiterschalter gebildet ist.

8. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Kurzschlussschalter (20) beim Kurzschließen der Leitungen (6, 8) einen Widerstand derart aufweist, dass ein durch die Zündpille (10) fließender Strom kleiner als ein Minimalstrom ist, dessen dauerhaftes Fließen durch die Zünd­ pille weder zu deren Zündung noch deren Schädigung führt.