DE10196502B4

DE10196502B4 - Verfahren zur Aktivierung eines Kraftstoffunterbrecherschalters

Info

Publication number: DE10196502B4
Application number: DE10196502T
Authority: DE
Inventors: Douglas Rochester Hills McConnell
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: WO2002011907A1; GB0229881D0; DE10196502T1; US20020017268A1; GB2398154B; US6536401B2; GB2398154A

Abstract

Verfahren zur Aktivierung eines Kraftstoffunterbrecherschalters (18), welches umfaßt:
a) das Feststellen eines ersten Wertes (X) durch einen ersten Beschleunigungssensor (26), der sich auf die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung bezieht;
b) das Feststellen eines zweiten Wertes (Y) durch einen zweiten Beschleunigungssensor (30), der sich auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einer Richtung quer oder senkrecht zur Vorwärtsrichtung bezieht;
c) das Verknüpfen der beiden festgestellten Werte (X, Y) zu einem kombinierten Wert (X + Y);
d) das Vergleichen des kombinierten Werts (X + Y) mit einer ersten Schwelle;
e) bei Nichtüberschreiten der ersten Schwelle: das Vergleichen wenigstens eines der festgestellten Werte (X, Y) mit einer weiteren Schwelle gemäß einer der folgenden Möglichkeiten:
– Vergleich des kombinierten Werts (X + Y) mit einer zweiten Schwelle für Heckaufprallereignisse, die niedriger als die erste Schwelle ist,
– Vergleich des ersten Wertes (X) alleine mit der zweiten Schwelle...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung eines Kraftstoffunterbrecherschalters.
Bei einem Fahrzeugunfall ist es wünschenswert, die Kraftstoffzufuhr zu einem Fahrzeugmotor zu unterbrechen. Ein derzeitiges System verwendet einen Trägheitsschalter, der plötzliche Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit in einer einzigen Richtung feststellt. Wenn das Fahrzeug plötzlich seine Geschwindigkeit ändert, erfaßt der Trägheitsschalter diese Änderung als einen Unfall und unterbricht die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor.

Ein gebräuchliches System bietet nur begrenzte Informationen über die Natur des Unfalls und kann auch zu weniger geeigneten Zeitpunkten des Fahrzeugbetriebes auslösen. D.h., der Kraftstoff könnte abgeschaltet werden, ohne daß dafür wirklich eine Notwendigkeit vorläge. Natürlich wäre es unerwünscht, wenn der Kraftstoff bei einem geringfügigen Unfall, oder bei einem Unfall in einer Richtung, bei der ein Austreten von Kraftstoff wahrscheinlich nicht zu befürchten ist, abgeschaltet würde. Es besteht daher das Bedürfnis nach einem Kraftstoffunterbrecherschaltersystem, das umfangreichere Informationen über den Fahrzeugcrash erhält, um eine verbesserte Funktion des Systems zu bieten.

Die DE 198 41 659 A1 beschreibt ein Verfahren zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr, wenn ein Steuergerät aufgrund der Bewertung der Sensorsignale eines Crashsensors entscheidet, daß ein Unfall vorliegt.

Aus der EP 0 693 404 B1 ist es bekannt, Sensorsignale von mehreren Beschleunigungssensoren bezüglich der Vorwärtsrichtung und Seitenrichtung des Fahrzeugs für eine mögliche Auslösung eines Seitenairbags auszuwerten. Hierzu werden die einzelnen Signale mit bestimmten Schwellenwerten verglichen. Ein Auslösesignal für den Seitenairbag wird dann erzeugt, wenn sowohl ein zentral angeordneter Kollisionssensor als auch gleichzeitig wenigstens ein Seitenkollisionssensor jeweils ein Kollisionssignal erzeugt, das einen bestimmten Schwellenwert übersteigt.

Die DE 196 32 363 C1 beschreibt ein Verfahren zur Detektion von Winkelbeschleunigungen eines Kraftfahrzeugs, bei dem die von Beschleunigungssensoren aufgenommenen Signale addiert werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine effiziente Signalauswertung für ein Verfahren zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu einem Motor während eines Unfalls anzugeben, mit der unterschiedliche Unfallarten berücksichtigt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt mehr Informationen als vorbekannte Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffunterbrecherschalters, die Geschwindigkeitsänderungen nur in einer Richtung feststellen. Durch die Untersuchung der Kombination der festgestellten Werte wird die gesamte Energie betrachtet, die das Fahrzeug bei einem Unfall erfährt. Diese Analyse ist insbesondere bei Frontalaufprallereignissen brauchbar.

Die festgestellten Werte können durch Aufsummieren kombiniert werden. Darüber hinaus können die festgestellten Werte durch einen Dämpfungswert modifiziert werden, um eine unbeabsichtigte Kraftstoffunterbrechung zu vermeiden. Diese Modifikation kann einfach durch eine Subtraktion des Dämpfungswertes von den festgestellten Werten erfolgen.

Zusätzlich können die kombinierten festgestellten Werte mit einer zweiten Schwelle für Heckaufprallereignisse verglichen werden, welche niedriger ist als die erste Schwelle. Es wird die Richtung der Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung festgestellt. Auf diese Weise kann zwischen Frontalkollisionen und Heckkollisionen unterschieden werden. Wenn eine Heckkollision festgestellt wird, wird die Kraftstoffunterbrechung aktiviert auf Grundlage eines Vergleichs des festgestellten Wertes, der sich auf die Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung bezieht, mit einer zweiten Schwelle.

Das Verfahren ist ebenso für die Aktivierung der Kraftstoffunterbrechung bei einem Seitenaufprall brauchbar. Die kombinierten festgestellten Werte werden mit einer dritten Schwelle für derartige Kollisionen verglichen. Der festgestellte Wert, der sich auf die Geschwindigkeit entlang des zweiten Weges bezieht, wird mit der dritten Schwelle verglichen. Dabei braucht die Richtung des Seitenaufpralls nicht bestimmt zu werden, da die Auswirkung auf das Fahrzeug gewöhnlich dieselbe ist. Die Kraftstoffunterbrechung wird dann aufgrund des Vergleichs mit dieser dritten Schwelle ausgelöst.

Es kann daher eine Anzahl von Schwellen dazu benutzt werden, den Typ und die Schwere des Ereignisses zu untersuchen, um zu bestimmen, ob ein Unfall aufgetreten ist, der die Auslösung der Kraftstoffunterbrechung erfordert. Es wird ein Wert festgestellt, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung bezieht, es wird ein Wert festgestellt, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einer Richtung quer oder senkrecht zur Vorwärtsrichtung bezieht, die festgestellten Werte werden kombiniert und modifiziert mit einem Dämpfungswert. Auf Grundlage des Vergleichs dieser festgestellten Werte mit verschiedenen Schwellen können unterschiedliche Schwellen verwendet werden, um die Kraftstoffunterbrechung für Frontal-, Seiten- und Heckaufprall auszulösen. Darüber hinaus wird die Verwendung des Dämpfungswertes gestattet, die Kraftstoffunterbrechung nur bei ausreichend schwerwiegenden Unfällen auszulösen, die ein Beenden der Kraftstoffversorgung verlangen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die verschiedenen Vorteile dieser Erfindung werden für Fachleute aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die Zeichnungen, welche die ausführliche Beschreibung begleiten, können kurz wie folgt beschrieben werden:
1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche ein Kraftstoffsystem, einen Kraftstoffunterbrecherschalter, einen ersten und einen zweiten Sensor und eine Steuereinheit umfaßt.
2 zeigt die erste Schwelle der Ausführungsform aus 1 in bezug auf eine Frontalkollision.
3 zeigt die erste Schwelle aus 1 in bezug auf eine Heckkollision.
4 zeigt die zweite Schwelle in bezug auf eine Heckkollision, wobei eine Kombination festgestellter Werte in einer ersten und einer zweiten Richtung mit der zweiten Schwelle verglichen wird.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, welche die zweite Schwelle in bezug auf eine Heckkollision einbezieht und einen festgestellten Wert in einer ersten Richtung für eine Heckkollision mit der zweiten Schwelle vergleicht.
6 zeigt die erste Schwelle in bezug auf eine Seitenkollision, wobei eine Kombination festgestellter Werte in einer ersten und einer zweiten Richtung mit der ersten Schwelle verglichen wird.
7 zeigt die dritte Schwelle in bezug auf eine Seitenkollision, wobei ein festgestellter Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in einer zweiten Richtung bezieht, mit der dritten Schwelle verglichen wird.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Eine Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in 1 dargestellt. Ein Kraftstoffsicherheitssystem umfaßt ein Kraftstoffsystem 10 eines Fahrzeuges 14 und einen Kraftstoffunterbrecherschalter 18, welche den Durchlaß von Kraftstoff durch das Kraftstoffsystem zum Fahrzeugmotor 22 steuert. Ein erster Sensor 26 stellt einen Wert fest, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einer ersten Richtung bezieht, nämlich der Richtung, die mit dem Pfeil „X" und mit dem Pfeil „–X" bezeichnet ist. Die erste Richtung entspricht der der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 14. Der zweite Sensor 30 stellt einen Wert fest, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung bezieht, dargestellt durch die beiden Pfeile „Y" und „–Y". Die zweite Richtung ist also quer oder rechtwinklig zur ersten Richtung. Der erste Sensor 26 und der zweite Sensor 30 sind vorzugsweise die Beschleunigungssensoren, die in Gassackentfaltungssystemen benutzt werden, welche bereits in den meisten Fahrzeugen eingebaut sind.
Die Steuereinheit 34 kombiniert die festgestellten Werte und aktiviert den Kraftstoffunterbrecherschalter auf Grundlage eines Vergleichs der kombinierten festgestellten Werte mit einer Schwelle. Die Steuereinheit 34 kann auch dieselbe Steuereinheit sein, welche für Gassackentfaltungssysteme benutzt wird. Damit benutzt das System viele derselben, bestehenden Komponenten, die im Fahrzeug als Teil eines Gassackentfaltungssystems eingebaut sind, wodurch die Gesamtkosten des Systems reduziert werden. Die Steuereinheit 34 kann solange „schlafen", bis ein vorherbestimmter Beschleunigungswert erreicht wird, worauf die Steuereinheit 34 „aufwacht". Ein separater Algorithmus kann das „Aufwachen" der Steuereinheit 34 steuern und die Einheit auch zurücksetzen.
Die Erfindung bietet einen größeren Umfang an Information als durch vorbekannte Kraftstoffunterbrecherschalter geboten wurde, welcher Änderungen der Geschwindigkeit nur in einer Richtung feststellten. Indem das System die Kombination der festgestellten Werte untersucht, berücksichtigt es die Gesamtenergie, die das Fahrzeug bei einem Unfall erfährt. Um zu bestimmen, ob der Kraftstoffunterbrecherschalter 18 auszulösen ist, kann die Erfindung darüber hinaus, wie weiter oben erläutert wurde, zwischen Frontal-, Seiten- und Heckcrashereignissen unterscheiden und sogar unterschiedliche Schwellen für jede Art von Ereignis verwenden.
Das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffversorgung umfaßt die Schritte der Feststellung eines Wertes, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer ersten Richtung bezieht, und der Feststellung eines Wertes, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung bezieht. Die beiden Werte werden dann kombiniert und mit einer Schwelle verglichen, welche vorbestimmt und von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich sein kann. Die Kraftstoffversorgung wird dann auf Grundlage des Vergleichs gesteuert. Das Kombinieren der festgestellten Werte kann das Summieren der festgestellten Werte beinhalten. Wenn das Ereignis eintritt, daß die kombinierten Werte die Schwelle überschreiten, wird, wie in 2 zu sehen ist, der Kraftstoffunterbrecherschalter 18 ausgelöst, um die Zufuhr von Kraftstoff zum Fahrzeugmotor und damit zusammenhängenden Elementen zu verhindern. Diese Vorgehensweise ist insbesondere zum Auslösen des Kraftstoffunterbrecherschalters 18 beim Ereignis einer Frontalkollision brauchbar.
Die festgestellten Werte werden vorzugsweise mit einem Dämpfungswert modifiziert. Dieser Wert gestattet es dem System, Schläge und plötzliche Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, die auftreten können, wenn das Fahrzeug 14 auf Schlaglöcher oder Geröll trifft, zu absorbieren und zu ignorieren. Im allgemeinen ist es unerwünscht, den Kraftstoffunterbrecherschalter 18 in dieser Situation auszulösen. Die Modifikation kann die Subtraktion einer Beschleunigungskonstanten von den zeitlichen Änderungen der Geschwindigkeit sein, wie sie durch die Sensoren 26 und 30 festgestellt und in der Steuereinheit 34 bestimmt wurden.
Im allgemeinen verlangen die Hersteller zum Auslösen des Kraftstoffunterbrecherschalters 18 für Heckkollisionen eine niedrigere Schwelle als für Frontalkollisionen. 2 zeigt, daß sich die Verwendung derselben Schwelle, die in 1 zur Auslösung der Aktivierung des Kraftstoffunterbrecherschalters 18 benutzt wird, zur Aktivierung des Kraftstoffunterbrecherschalters 18 unter den gegebenen Umständen nicht als wirksam erweist. Dementsprechend unterscheidet die Erfindung Frontalereignisse von Heckereignissen und stellt dann einen Vergleich mit einer zweiten Schwelle an. Wie in 4 zu sehen ist, ist die zweite Schwelle im allgemeinen niedriger als die erste Schwelle, um die Auslösung des Kraftstoffunterbrecherschalters 18 bei Kollisionen mit geringerer Energie zuzulassen. Der Vergleich mit der zweiten Schwelle kann stattfinden, wenn die Steuereinheit 34 die Geschwindigkeit in der ersten Richtung bestimmt. In dem Fall, daß die Steuereinheit 34 ein Heckereignis feststellt, vergleicht die Steuereinheit 34 die Kombination aus dem festgestellten Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der ersten Richtung bezieht, und dem festgestellten Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der zweiten Richtung bezieht, mit der zweiten Schwelle. Der Kraftstoffunterbrecherschalter 18 wird auf Grundlage dieses Vergleichs aktiviert.
Statt die festgestellten Werte, welche sich auf die Änderung der Geschwindigkeit sowohl in der ersten als auch in der zweiten Richtung beziehen, zu kombinieren, kann alternativ, wie in 5 zu sehen ist, die Steuereinheit 34 den Kraftstoffunterbrecherschalter 18 aktivieren, wenn die Steuereinheit 34 ein Heckereignis feststellt und der festgestellte Wert für die erste Richtung allein die zweite Schwelle überschreitet.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung umfaßt den Vergleich der kombinierten festgestellten Werte mit einer dritten Schwelle für Seitenaufprallereignisse. Während eines solchen Ereignisses und wie es auch in 6 zu sehen ist, dient die Schwelle für Frontalkollisionen, wie sie in 1 dargestellt ist, nicht als eine brauchbare Schwelle für die Auslösung des Kraftstoffunterbrecherschalters 18. Dementsprechend wird der festgestellte Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der zweiten Richtung bezieht, mit einer dritten Schwelle verglichen, wie sie in 7 zu sehen ist. Wenn diese dritte Schwelle überschritten ist, aktiviert die Steuereinheit 34 den Kraftstoffunterbrecherschalter 18.
Wiederum kann, wie oben gelehrt, statt nur den festgestellten Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der zweiten Richtung allein bezieht, zu vergleichen, dieser Wert mit dem festgestellten Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der ersten Richtung bezieht, kombiniert und dann mit der dritten Schwelle verglichen werden.
Das Vorangegangene kann in einer Ausführungsform zur Steuerung der Kraftstoffversorgung kombiniert werden, welche die Schritte des Feststellens eines Wertes, welcher sich auf die Änderung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer ersten Richtung bezieht, und der Feststellung eines Wertes, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der zweiten Richtung, quer zur ersten Richtung, bezieht, umfaßt. Die festgestellten Werte werden mit einem Dämpfungswert modifiziert und dann kombiniert. Die kombinierten Werte werden durch Summation erhalten. Die festgestellten Werte werden dann mit einer ersten Schwelle verglichen. Falls die erste Schwelle überschritten ist, wird ein Frontalaufprall festgestellt und die Kraftstoffversorgung auf Grundlage des Vergleichs gesteuert.
Im Falle, daß die erste Schwelle nicht überschritten ist, werden die kombinierten Werte mit einer zweiten Schwelle für Heckaufprallereignisse verglichen. Diese Schwelle ist im allgemeinen niedriger als die erste Schwelle für Frontalereignisse. Damit bestimmt werden kann, ob ein Heckereignis aufgetreten ist, das ausreicht, die Auslösung des Kraftstoffunterbrecherschalters zu erfordern, wird die Richtung des Wertes, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der ersten Richtung bezieht, bestimmt und dann mit der zweiten Schwelle verglichen. Alternativ kann dieser Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der ersten Richtung bezieht, mit dem Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der zweiten Richtung bezieht, kombiniert und dann mit der zweiten Schwelle verglichen werden. Die Kraftstoffversorgung wird auf Grundlage dieses Vergleichs gesteuert.
Schließlich kann der festgestellte Wert, der sich auf die Änderung der Geschwindigkeit in der zweiten Richtung bezieht, mit einer dritten Schwelle für Seitenaufprallereignisse verglichen werden. Wenn diese dritte Schwelle überschritten ist, wird der Kraftstoffunterbrecherschalter 18 aktiviert.
Die drei für diese Erfindung verwendeten Schwellen werden von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich sein, können aber von einem Durchschnittsfachmann bestimmt werden. Außerdem kann auch die Reihenfolge der Schritte variiert werden, um dieselbe Erfindung zu verwirklichen. Die beschriebene Reihenfolge der Schritte soll daher in keiner Weise den Umfang der Erfindung beschränken.

Claims

Verfahren zur Aktivierung eines Kraftstoffunterbrecherschalters (18), welches umfaßt: a) das Feststellen eines ersten Wertes (X) durch einen ersten Beschleunigungssensor (26), der sich auf die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung bezieht; b) das Feststellen eines zweiten Wertes (Y) durch einen zweiten Beschleunigungssensor (30), der sich auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einer Richtung quer oder senkrecht zur Vorwärtsrichtung bezieht; c) das Verknüpfen der beiden festgestellten Werte (X, Y) zu einem kombinierten Wert (X + Y); d) das Vergleichen des kombinierten Werts (X + Y) mit einer ersten Schwelle; e) bei Nichtüberschreiten der ersten Schwelle: das Vergleichen wenigstens eines der festgestellten Werte (X, Y) mit einer weiteren Schwelle gemäß einer der folgenden Möglichkeiten: – Vergleich des kombinierten Werts (X + Y) mit einer zweiten Schwelle für Heckaufprallereignisse, die niedriger als die erste Schwelle ist, – Vergleich des ersten Wertes (X) alleine mit der zweiten Schwelle für Heckaufprallereignisse, die niedriger als die erste Schwelle ist, – Vergleich des zweiten Wertes (Y) alleine mit einer dritten Schwelle, für Seitenaufprallereignisse, die niedriger als die erste Schwelle ist, – Vergleich des kombinierten Werts (X + Y) mit der dritten Schwelle für Seitenaufprallereignisse, die niedriger als die erste Schwelle ist; f) und die Steuerung der Kraftstoffzufuhr auf Grundlage der Vergleiche.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vergleich des kombinierten Werts (X + Y) mit der ersten Schwelle die festgestellten Werte (X, Y) mit einem Dämpfungswert modifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifizieren das Subtrahieren des Dämpfungswerts von den festgestellten Werten (X, Y) umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfen das Summieren der festgestellten Werte (X, Y) umfaßt.