DE10107272A1

DE10107272A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen

Info

Publication number: DE10107272A1
Application number: DE2001107272
Authority: DE
Inventors: Mark Gonter
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen, bei denen mittels einer Auswerteeinheit (24) aus den von wenigstens einem Sensor (10; 12 und 14) erfassten Daten der Abstand und die Relativgeschwindigkeit eines Hindernisses zu dem Fahrzeug ermittelt und bei Unterschreitung eines Grenzwertes, bei dem ein Aufprall des Fahrzeuges auf das Hindernis als vermeidlich erkannt wird, die Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme aktiviert werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass die Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme in Abhängigkeit von einem vorausermittelten Unfallschweregrad mit unterschiedlichen Größen derart aktiviert werden, dass die auf den Fahrzeuginsassen einwirkenden Rückhaltekräfte entsprechend dem ermittelten Unfallschweregrad eingestellt werden. Die Vorrichtung besitzt Mittel zum Vorausermitteln eines erwarteten Unfallschweregrades und Mittel zum Einstellen einer von den Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen auf die Insassen wirkenden Rückhaltekraft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen mit den im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 13 genannten Merkmalen.

Aus der DE 43 45 185 A1 ist ein Verfahren zur Verringerung der bei einem Aufprall eines Fahrzeuges auf ein Hindernis durch die Rückhaltesysteme auf einen Fahrzeuginsassen einwirkenden Kräfte bekannt. Dabei wird durch die Anwendung von Annäherungssensoren die Zeit ermittelt, die bis zu einem unvermeidlich erkannten Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis verbleibt. Wenn durch die Annäherungssensoren ein Aufprall als unvermeidlich erfasst und erkannt wurde, erfolgt eine Aktivierung der Airbags. Eine Verringerung der auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte bei einem Aufprall wird dadurch erreicht, dass durch die vorzeitige Aktivierung des Airbags die Absorptionsbelastung eingeleitet wird, bevor eine für den Insassen gefährliche Körpervorverlagerung beginnt.

Nachteilig dabei ist, dass bei diesem Verfahren zur Aktivierung der Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme nur die verbleibende Zeit bis zum Aufprall eines unvermeidlich erkannten Aufpralls als Einstellgröße zur Aktivierung der Rückhaltesysteme genutzt wird, so dass die zur Verfügung stehenden Mittel zur Optimierung des Rückhaltesystems hinsichtlich ihrer Größe nur unzureichend ausgenutzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen der eingangs genannten Art zu schaffen, um die Schutzwirkung der Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme im Falle eines Aufpralles zu erhöhen und die auf den Fahrzeuginsassen im Falle eines Aufpralles einwirkenden Kräfte durch das Rückhaltesystem unter Ausnutzung des maximal zur Verfügung stehenden Vorverlagerungsweges im Fahrzeuginnenraum zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen und eine Vorrichtung mit den im Anspruch 13 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme in Abhängigkeit von einem vorausermittelten Unfallschweregrad mit unterschiedlichen Größen derart aktiviert werden, dass die auf den Fahrzeuginsassen einwirkenden Rückhaltekräfte entsprechend dem ermittelten Unfallschweregrad eingestellt werden, wird die Schutzwirkung der Rückhaltesysteme, wie Gurtsystem und Airbagsystem, im Falle eines Aufpralles entsprechend dem ermittelten Unfallschweregrad weiter erhöht und verbessert. Außerdem wird die Rückhaltekraft, die im Falle eines Aufpralls auf den Insassen durch den Sicherheitsgurt und den Airbag einwirkt, ebenfalls anhand des ermittelten Unfallschweregrades angepasst. Das bedeutet, dass der Fahrzeuginsasse bei einem unerheblichen Aufprall nur mit geringen Rückhaltekräften des Rückhaltesystems belastet wird. Zusätzliche Verletzungen des Fahrzeuginsassen, insbesondere durch einen voll aktivierten Airbag, werden dadurch weitestgehend ausgeschlossen. Somit wird einerseits durch das erfindungsgemäße Verfahren eine optimale Wirksamkeit der jeweiligen Rückhaltesysteme erreicht und andererseits eine Verletzungsgefahr der Fahrzeuginsassen durch aktivierte Rückhaltesysteme bei einem geringfügigen Aufprall weitestgehend vermieden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Unfallschweregrad aus einer Kollisionsgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gegenüber dem Hindernis, aus einer eigenen Fahrzeugverzögerung und aus der Eigengeschwindigkeit des Hindernisses in einer Auswerteeinheit ermittelt. Durch die Berücksichtigung der verschiedenen mittels Sensoren erfassten Werte zur Ermittlung eines bei einem als unvermeidlich erkannten Aufprall entstehenden Unfallschweregrades wird sowohl die Zeit zur Unfallerkennung verkürzt als auch die Bestimmung der Unfallschwere verbessert.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als Signal zu der Aktivierung der Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme die ermittelten Werte eines Beschleunigungssensors mit einbezogen werden. Damit wird erreicht, dass die entsprechenden Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme nur dann ausgelöst werden, wenn ein Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis unvermeidlich ist. Die über den Beschleunigungssensor in Verbindung mit dem Airbagsteuergerät ermittelten Werte werden somit zur Kontrolle in die Auslöseentscheidung der Rückhaltesysteme mit einbezogen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die schematisch ein Kraftfahrzeug mit entsprechenden Sensoren, Steuergeräten und Rückhaltesystemen zeigt, näher erläutert.

In der Zeichnung ist schematisch ein Kraftfahrzeug dargestellt, das mit einer entsprechenden Sensorik zur Abstandsmessung des Fahrzeuges gegenüber einem Hindernis ausgerüstet ist. Über einen an dem Fahrzeug in dessen Frontbereich befestigten Lasersensor 10 und einen Radarsensor 12 erfolgt eine Abtastung des Fahrzeugfrontbereiches in Fahrtrichtung. Durch die Abtastung der Fahrbahn durch den Lasersensor 10 und den Radarsensor 12 und die entsprechende Auswertung der Daten des Steuergerätes 18 des Antiblockiersystems erfolgt in der Auswerteeinheit 24 eine Abstandsmessung des eigenen Fahrzeuges gegenüber einem Hindernis über die Zeit. Dabei kann das Hindernis ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein feststehendes Objekt sein. In der entsprechenden Auswerteeinheit 24 wird aus den ermittelten Daten und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch das Steuergerät 18 des Antiblockiersystems ermittelt beziehungsweise bestimmt wird, die Relativgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeuges gegenüber dem Hindernis berechnet. Aus der Relativgeschwindigkeit und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt die Bestimmung der Geschwindigkeit des entsprechenden Hindernisses, die bei einem feststehenden Objekt Null beträgt. Die Ermittlung der Geschwindigkeit des Hindernisses ist insofern von Bedeutung, da dieser Wert relevant für die zu ermittelnde Unfallschweregradbestimmung bei einem als unvermeidlich erkannten Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis ist. Über die von dem Lasersensor 10 und dem Radarsensor 12 ermittelten Werte und in Verbindung mit den mittels Beschleunigungssensor 16 und Frontendsensoren 14 ermittelten Werten wird eine möglichst frühe Detektierung eines als unvermeidlich erkannten Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hindernis in der Auswerteeinheit erzielt.

Bei einem durch die Auswerteeinheit des Fahrzeuges als unvermeidlich erkannten Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis muss die Ankopplung der auszulösenden Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme, wie ein Airbagsystem 22 und ein Gurtsystem 20 mit Gurtstraffer und Kraftbegrenzer, möglichst zeitig an die Steuereinheiten zu deren Aktivierung erfolgen. Dieses erfolgt, wie oben beschrieben, durch die Verknüpfung und Auswertung der mittels des Lasersensors 10, Radarsensors 12, der Frontendsensoren 14 und des Beschleunigungssensors 16 ermittelten Werte in einer Auswerteeinheit 24. Außerdem wird durch die Auswerteeinheit eine Unfallschweregradbestimmung durchgeführt, die in Abhängigkeit aus einer Kollisionsgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeuges gegenüber dem Hindernis, aus einer eigenen Fahrzeugverzögerung und aus der Eigengeschwindigkeit des Hindernisses ermittelt wird. Die eigene Fahrzeugverzögerung wird dabei durch einen Beschleunigungssensor 16 und/oder durch zwei Frontendsensoren 14 ermittelt. Gleichzeitig erfolgt in der Auswerteeinheit eine Bewertung der ermittelten Werte gegenüber einer vorhandenen Crashdatensimulation, die den Aufprall bewertet und verhindert, dass bei einem geringen Aufprall, wie beispielsweise das Fahren über eine Bordsteinkante oder einem leichten Rempler, das Fahrzeuginsassenrückhaltesystem aktiviert wird. Zur Kontrolle und zur Sicherheit der Auslöseentscheidung der Aktivierung der Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme werden die ermittelten Werte des im Tunnelbereich des Fahrzeuges angeordneten Beschleunigungssensors 16 mit einbezogen.

In der nachfolgenden Übersicht ist die Auslöseentscheidung der Rückhaltesysteme in Abhängigkeit der Unfallschwere dargestellt:

In Abhängigkeit von dem vorausermittelten Unfallschweregrad, der bei einem als unvermeidlich erkannten Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis eintreten würde, werden die adaptiven Rückhaltesysteme durch ein Airbagsteuergerät 26 aktiviert. Das bedeutet, dass die auf den Fahrzeuginsassen durch die Rückhaltesysteme einwirkenden Rückhaltekräfte entsprechend dem ermittelten Unfallschweregrad eingestellt werden. Dabei erfolgt die Gurtstraffung und die Kraftbegrenzung des Gurtsystems 20 und Füllung des Airbagsystems 22 mit einem entsprechenden Druck in Abhängigkeit der Schwere des vorausermittelten Unfallschweregrades. So wird bei einem vorausermittelten kleinen Unfallschweregrad nur das Gurtsystem 20 aktiviert, wobei die Gurtstraffung und die Kraftbegrenzung des Gurtsystems 20 nur mit einer geringen Größe erfolgt. Bei einem vorausermittelten großen Unfallschweregrad wird das Gurtsystem 20 und das Airbagsystem 22 aktiviert, wobei die Gurtstraffung und die Kraftbegrenzung des Gurtsystems 20 sowie der Aufbau des inneren Drucks des Airbags 22 mit einer hohen Größe erfolgt.

In der nachfolgenden Tabelle ist eine Übersicht über die möglichen Einstellgrößen der Gurtstraffung und der Kraftbegrenzung des Gurtsystems 20 und des Füllvolumens beziehungsweise des Fülldruckes des Airbagsystems 22 bei einem entsprechend vorausermittelten Unfallschweregrad dargestellt.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass entsprechend dem vorausermittelten Unfallschweregrad, bei dem ein Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis als unvermeidlich erkannt wurde, die durch die Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme auf den Fahrzeuginsassen einwirkenden Rückhaltekräfte entsprechend dem ermittelten Unfallschweregrad eingestellt werden.

Dadurch wird die Belastung der Insassen durch die wirksam werdenden Rückhaltesysteme bei einer geringen Unfallschwere verringert. Gleichzeitig wird aber durch die Rückhaltesysteme eine maximale Schutzwirkung der Fahrzeuginsassen bei dem zu erwartenden Unfallschweregrad erreicht. Verletzungen des Insassen, die bei einem mittleren Unfall durch ein zu straffes Gurtsystem und durch einen zu schnell und zu hart aufgefüllten Airbag entstehen können, werden somit weitestgehend ausgeschlossen. Durch die entsprechend dem vorausermittelten Unfallschweregrad eingestellten Rückhaltekräfte des Rückhaltesystems wird der Oberkörper des Fahrzeuginsassen optimaler über einen möglichst maximalen Weg unter minimalen Kräften verzögert. Ziel ist hier die durch die Masseträgheit verursachte Vorverlagerung des Insassen unter möglichst früher Ankopplung an das Fahrzeug mittels minimaler Rückhaltesystemkräfte zu maximieren.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

Lasersensor

12

Radarsensor

14

Frontendsensoren

16

Beschleunigungssensor

18

Steuergerät des Antiblockiersystems

20

Gurtsysteme

22

Airbagsystem

24

Auswerteeinheit

26

Airbagsteuergerät

Claims

1. Verfahren zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen, bei denen mittels einer Auswerteeinheit (24) aus den von wenigstens einem Sensor (10; 12 und 14) erfassten Daten der Abstand und die Relativgeschwindigkeit eines Hindernisses zu dem Fahrzeug ermittelt und bei Unterschreitung eines Grenzwertes, bei dem ein Aufprall des Fahrzeuges auf das Hindernis als unvermeidlich erkannt wird, die Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme in Abhängigkeit von einem vorausermittelten Unfallschweregrad mit unterschiedlichen Größen derart aktiviert werden, dass die auf den Fahrzeuginsassen einwirkenden Rückhaltekräfte entsprechend dem ermittelten Unfallschweregrad eingestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unfallschweregrad aus einer Kollisionsgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeuges gegenüber dem Hindernis, aus einer eigenen Fahrzeugverzögerung und aus der Eigengeschwindigkeit des Hindernisses in einer Auswerteeinheit ermittelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eigene Fahrzeugverzögerung durch einen Beschleunigungssensor (16) und/oder durch Frontendsensoren (14) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Hindernisses aus der Relativgeschwindigkeit und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit mittels eines Steuergeräts (18) des Antiblockiersystems ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Signal zu der Aktivierung der Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme die ermittelten Werte eines Beschleunigungssensors (16) einbezogen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ermittelten unvermeidlichen Aufprall ein Gurtsystem (20) mit Gurtstraffer und Kraftbegrenzer und ein Airbagsystem (22) aktiviert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme durch das Steuergerät (18) des Antiblockiersystems erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung eines unvermeidlichen Aufpralls die Gurtstraffung und Kraftbegrenzung des Gurtsystems (20) und der Aufbau des inneren Drucks des Airbags (22) in Abhängigkeit von dem vorausermittelten Unfallschweregrad mit jeweils unterschiedlich einstellbaren Größen erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorausermittelten kleinen Unfallschweregrad nur das Gurtsystem (20) aktiviert wird, wobei die Gurtstraffung und die Kraftbegrenzung des Gurtsystems (20) nur mit einer geringen Größe erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorausermittelten großen Unfallschweregrad das Gurtsystem (20) und das Airbagsystem aktiviert wird, wobei die Gurtstraffung und die Kraftbegrenzung des Gurtsystems (20) sowie der Aufbau des inneren Drucks des Airbags (22) mit einer hohen Größe erfolgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Hindernisses zu dem Fahrzeug durch die ermittelten Werte eines Lasersensors (10) und eines Radarsensors (12) berechnet werden.

13. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen, die eine Auswerteeinheit (24) umfasst, mittels der aus von wenigstens einem Sensor (10; 12 und 14) erfassten Daten der Abstand und die Relativgeschwindigkeit eines Hindernisses zu dem Fahrzeug ermittelbar ist, gekennzeichnet durch Mittel zum Vorausermitteln eines erwarteten Unfallschweregrades und Mittel zum Einstellen einer von den Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen auf die Insassen wirkenden Rückhaltekraft.