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Verwandte
Anmeldung
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Diese
Anmeldung ist begründet
auf die US Provisional Application Nr. 60/679 514, die am 10. Mai
2005 eingereicht wurde.
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung einer vom Fahrzeug betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltvorrichtung.
Insbesondere gestattet die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
eine verbesserte Detektion von Aufprallereignissen mit versetzter
verformbarer Barriere.
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Hintergrund
der Erfindung
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Airbag-Rückhaltesysteme
in Fahrzeugen für Fahrzeuginsassen
sind in der Technik bekannt. Eine Airbag-Rückhaltvorrichtung kann eine
mehrstufige Aufblasvorrichtung aufweisen, wo die Stufen zu unterschiedlichen
Zeitpunkten ansprechend auf Fahrzeugaufprallbedingungen betätigt werden.
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Das
US-Patent 5 935 182 von Foo u.a., der TRW Inc. zu eigen, offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterscheidung von Fahrzeugaufprallbedingungen
unter Verwendung von virtueller Abfühlung. Das US-Patent 6 036
225 von Foo u.a., der TRW Inc. zu eigen, offenbart ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Steuerung eines mehrstufigen betätigbaren
Rückhaltsystems
in einem Fahrzeug unter Verwendung von Aufprallstärkenindexwerten. Das
US-Patent 6 186 539 von Foo u.a., ebenfalls der TRW Inc. zu eigen,
offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer
mehrstufigen betätigbaren
Rückhaltvorrichtung
unter Verwendung von Aufprallstärkenindexierungssensoren
und Knautschzonensensoren. Das US-Patent 6 529 810 von Foo u.a.,
ebenfalls der TRW Inc. zu eigen, offenbart ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren mehrstufigen Rückhaltvorrichtung
unter Verwendung von verschiedenen Schwellen basierend auf Querbeschleunigung.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung eines mehrstufigen betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltsystems
unter Verwendung von XY-Seitensatellitenbeschleunigungsmessern gerichtet.
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Eine
Vorrichtung ist vorgesehen, um ein betätigbares Fahrzeuginsassenrückhaltsystem
zu steuern, welches einen Mittenaufprallbeschleunigungsmesser aufweist,
der eine Aufprallbeschleunigung an einer mittigen Fahrzeugstelle
abfühlt
und ein erstes Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches diese anzeigt.
Ein Seitensatellitenbeschleunigungsmesser fühlt eine Aufprallbeschleunigung
im wesentlichen parallel zu einer Vorwärts-Rückwärts-Achse
des Fahrzeuges ab und liefert ein diese anzeigendes Signal. Die
Vorrichtung weist weiter eine Steuervorrichtung auf, die das betätigbare
Insassenrückhaltsystem
ansprechend auf das Mittenaufprallbeschleunigungssignal und das
Seitensatellitensignal betätigt.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung
vorgesehen, um ein betätigbares
Fahrzeuginsassenrückhaltsystem
zu steuern, welches einen Mittenaufprallbeschleunigungsmesser aufweist,
der eine Aufprallbeschleunigung an einer mittigen Fahrzeugstelle
abfühlt
und ein erstes Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches diese
anzeigt, und einen XY-Seitensatellitenbeschleunigungsmesser, der
in einer Seitenstruktur des Fahrzeugs befestigt ist, um Aufprallbeschleunigungen
abzufühlen,
und um Signale abzufühlen,
die diese anzeigen. Eine Steuervorrichtung ist vorgesehen, um das
betätigbare
Insassenrückhaltsystem
ansprechend auf das Mittenaufprallbeschleunigungssignal und die
XY-Seitensatellitensignale zu betätigen.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um
ein betätigbares
Fahrzeuginsassenrückhaltsystem
zu steuern, welches die Schritte aufweist, eine Vorwärts-Aufprallbeschleunigung
an einer mittigen Fahrzeugstelle abzufühlen, eine Vorwärts-Aufprallbeschleunigung
an einer seitlichen Stelle des Fahrzeugs abzufühlen und das betätigbare
Insassenrückhaltsystem
ansprechend auf die abgefühlte
Mittenaufprallbeschleunigung und die abgefühlte Vorwärts-Aufprallbeschleunigung
an der seitlichen Stelle zu betätigen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorangegangenen und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
dem Fachmann bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der
Erfindung und der beigefügten
Zeichnungen offensichtlich, in denen die Figuren folgendes darstellen:
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1 eine
schematische Abbildung eines Fahrzeugs mit einem betätigbaren
Insassenrückhaltsystem
mit einer Steueranordnung gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
schematisches Blockdiagramm des in 1 gezeigten
betätigbaren
Insassenrückhaltsystems,
welches die den Aufprall abfühlenden Beschleunigungsmesser
genauer zeigt;
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3 ist
ein schematisches elektrisches Blockdiagramm des betätigbaren
Insassenrückhaltsystems,
das in 1 gezeigt ist;
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4 zeigt
graphische Darstellungen von bestimmten mit dem Aufprall in Beziehung
stehenden Werten und Schwellen, die in der Steueranordnung der vorliegenden
Erfindung verwendet werden;
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5 ist
ein Logikdiagramm, welches die Einsatzsteuerlogik unter Verwendung
der XY-Seitensatellitenbeschleunigungsmesser gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt; und
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6 ist
eine Darstellung, die die Aufblasvorrichtungsanweisungen (Kennfelder,
eng. mapping) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung
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Mit
Bezug auf die 1-3 weist
ein betätigbares
Insassenrückhaltsystem 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Fahrzeug 12 eine mehrstufige vordere
betätigbare
Fahrerseiten-Rückhaltvorrichtung 14 und
eine mehrstufige vordere betätigbare
Beifahrer-Rückhaltvorrichtung 18 auf.
Andere betätigbare
Rückhaltvorrichtungen
könnten
vorgesehen sein, wie beispielsweise eine betätigbare Fahrerseiten-Rückhaltvorrichtung 16 und
eine betätigbare
Beifahrerseiten-Rückhaltvorrichtung 20.
Das betätigbare
Insassenrückhaltsystem 10 könnte weiter
einen Fahrerseiten-Vorspanner 22 und einen Beifahrerseiten-Vorspanner 24 aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei einem
Airbag-Rückhaltsystem
eingeschränkt.
Die vorliegende Erfindung ist auf irgendeine betätigbare Rückhaltvorrichtung mit mehreren
betätigbaren
Stufen oder mit einer Vielzahl von betätigbaren Rückhaltvorrichtungen anwendbar,
die gleichzeitig oder sequentiell betätigt werden können. Ein
vorderer Airbag mit mehreren betätigbaren
Stufen wird zu Erklärungszwecken
beschrieben. Die Erfindung ist auch auf ein Fahrzeug mit mehreren
Airbags anwendbar, wobei mindestens einer der Airbags ein mehrstufiger Airbag
ist, der gemäß der vorliegenden
Erfindung gesteuert wird.
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Das
System 10 weist mindestens eine Aufprall- oder Kollisionssensoranordnung 30 auf,
die an einer im wesentlichen mittigen Stelle des Fahrzeugs gelegen
ist. Vorzugsweise weist die Sensoranordnung 30 einen ersten
Aufprallbeschleunigungssensor 32 auf, dessen Empfindlichkeitsachse
im wesentlichen derart orientiert ist, dass sie eine Aufprallbeschleunigung
in der X- Richtung
des Fahrzeugs abfühlt
(d.h. parallel zur Vorwärts-Rückwärts-Achse
des Fahrzeugs), die ein Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches
als CCU_1X bezeichnet wird. Die Sensoranordnung 30 weist
weiter einen zweiten Aufprallbeschleunigungssensor 34 auf,
dessen Empfindlichkeitsachse im wesentlichen orientiert ist, um
eine Aufprallbeschleunigung in der Y-Richtung des Fahrzeugs abzufühlen (d.h.
senkrecht zur Vorwärts-Rückwärts-Achse
des Fahrzeugs), der ein Queraufprallbeschleunigungssignal liefert,
welches als CCU_1Y bezeichnet wird. Die Sensoranordnung 30 weist
weiter einen dritten Aufprallbeschleunigungssensor 36 auf, dessen
Empfindlichkeitsachse im wesentlichen orientiert ist, um eine Aufprallbeschleunigung
in der X-Richtung des Fahrzeugs abzufühlen (d.h. parallel zur Vorwärts-Rückwärts-Achse
des Fahrzeugs), der ein Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches als
CCU_2X bezeichnet wird.
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Die
Aufprallbeschleunigungssignale von den Aufprallsensoren 32, 34, 36 können irgendeine
von verschiedenen Formen annehmen. Jedes der Aufprallbeschleunigungssignale
kann eine Amplitude, eine Frequenz, eine Impulsdauer usw. oder irgendwelche
anderen elektrischen Charakteristiken haben, die als eine Funktion
der abgefühlten
Aufprallbeschleunigung variieren können. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
haben die Aufprallbeschleunigungssignale Frequenz- und Amplitudencharakteristiken,
die die abgefühlte
Aufprallbeschleunigung anzeigen.
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Ein
Seitensatellitenaufprallbeschleunigungssensor 40, 46 der
Fahrerseite ist auf der Fahrerseite des Fahrzeugs montiert, wie
beispielsweise an der B-Säule. Der
Seitensatellitenaufprallbeschleunigungssensor 40 hat eine
Empfindlichkeitsachse, die im wesentlichen orientiert ist, um eine
Aufprallbeschleunigung parallel zur X-Achse des Fahrzeugs abzufühlen, und
liefert ein Signal, welches als RAS_1X bezeichnet wird. Der Seitensatellitenaufprallbeschleunigungssensor 46 hat
eine Empfindlichkeitsachse, die im wesentlichen orientiert ist,
um eine Aufprallbeschleunigung parallel zur Y-Achse des Fahrzeugs
abzufühlen
und liefert ein Signal, welches als RAS_1Y bezeichnet wird. Die
Signale RAS_1X und RAS_1Y haben Frequenz- und Amplituden charakteristiken,
die eine Aufprallbeschleunigung in der X-Achsenrichtung bzw. der
Y-Achsenrichtung anzeigen. Ein Seitensatellitenaufprallbeschleunigungssensor 42, 48 der
Beifahrerseite ist auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs montiert,
wie beispielsweise an der B-Säule.
Der Seitensatellitenaufprallbeschleunigungssensor 42 hat
eine Empfindlichkeitsachse, die im wesentlichen orientiert ist,
um eine Aufprallbeschleunigung parallel zur X-Achse des Fahrzeugs abzufühlen und
liefert ein Signal, welches als RAS_2X bezeichnet wird. Der Seitensatellitenaufprallbeschleunigungssensor 48 ist
orientiert, um eine Aufprallbeschleunigung parallel zur Y-Achse
des Fahrzeugs abzufühlen
und liefert ein Aufprallbeschleunigungssignal, welches als RAS_2Y
bezeichnet wird. Die Signale RAS_2X und RAS_2Y haben Frequenz- und
Amplitudencharakteristiken, die eine Aufprallbeschleunigung in der
X-Achsenrichtung bzw. in der Y-Achsenrichtung anzeigen. Andere Y-Achsensatellitenbeschleunigungssensoren
können
in den C-Säulen
auf jeder Seite des Fahrzeugs und in den D-Säulen auf jeder Seite des Fahrzeugs montiert
sein. Wenn die C-Säulen-
und D-Säulenbeschleunigungssensoren
verwendet werden, liefern sie Beschleunigungssignale, die als RAS_3Y (C-Säule der Fahrerseite), als RAS_4Y
(C-Säule
der Beifahrerseite), als RAS_5Y (D-Säule der Fahrerseite) und als
RAS_6Y (D-Säule
der Beifahrerseite) bezeichnet werden. Für die Zwecke der Erklärung der vorliegenden
Erfindung wird angenommen, dass nur die XY-Seitensatellitensensoren
der B-Säule
vorhanden sind.
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Die
Aufprallbeschleunigungssignale CCU_1X, CCU_1Y, RAS_1X, RAS_1Y, RAS_2X
und RAS_2Y werden an eine Steuervorrichtung 50 durch assoziierte
Hochpass/Tiefpass-Komponentenfilter 52 bzw. 54 bzw. 58 bzw. 62 bzw. 60 bzw. 64 geliefert.
Die Steuervorrichtung 50 ist vorzugsweise ein Mikrocomputer.
Obwohl das beispielhafte Ausführungsbeispiel der
Erfindung einen Mikrocomputer verwendet, ist die Erfindung nicht
auf die Anwendung eines Mikrocomputers eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung zieht
in Betracht, dass die von dem Mikrocomputer ausgeführten Funktionen
von anderen digitalen und/oder analogen Schaltungen ausgeführt werden könnten, die
auf einer oder mehreren Schaltungsplatinen oder als eine anwendungs spezifische
integrierte Schaltung ("ASIC" = application specific
integrated circuit) montiert sein könnten.
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Die
Filter 52, 54, 56, 58, 62, 60 und 64 filtern die
Aufprallbeschleunigungssignale, um Frequenzkomponenten zu entfernen,
die nicht nützlich
bei der Unterscheidung eines Fahrzeugaufprallereignisses sind, beispielsweise
Frequenzkomponenten, die aus Straßengeräuschen resultieren. Frequenzen,
die zur Aufprallunterscheidung nützlich
sind, können
durch empirische Tests auf einer Fahrzeugplattform von Interesse
bestimmt werden.
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Die
Steuervorrichtung 50 überwacht
die gefilterten Aufprallbeschleunigungssignale und führt einen
oder mehrere Aufprallalgorithmen aus, um zu unterscheiden, ob ein
Einsatz- oder Nicht-Einsatzaufprallereignis für das Fahrzeug auftritt. Jeder
Aufprallalgorithmus misst und/oder bestimmt Werte eines Aufprallereignisses
aus den Aufprallbeschleunigungssignalen. Diese Werte werden in Einsatz-
und Betätigungsentscheidungen
verwendet. Solche gemessenen und/oder bestimmten Aufprallwerte werden
auch als "Aufprallmesswerte" bezeichnet und weisen
eine Aufprallbeschleunigung, eine Aufprallenergie, eine Aufprallgeschwindigkeit,
eine Aufprallversetzung, einen Aufprallstoß usw. auf. Basierend auf den
Aufprallbeschleunigungssignalen steuert die Steuervorrichtung 50 die
mehrstufig betätigbaren Rückhaltvorrichtungen 14, 18.
Die Steuervorrichtung 50 kann auch das CCU_2X-Signal über den
Filter 56 überwachen.
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Andere
mit dem Fahrer assoziierte Sensoren werden verwendet, um Charakteristiken
des Fahrers zu detektieren, die von der Steuervorrichtung 50 in
ihrem Steueralgorithmus verwendet werden oder verwendet werden könnten, um
die betätigbaren
Rückhaltvorrichtungen 14 und 16 zu
steuern. Diese Sensoren weisen einen Fahrergurtschlossschaltersensor 70 auf,
der ein Signal an die Steuervorrichtung 50 liefert, welches
anzeigt, ob der Fahrer seinen Sitzgurt eingesteckt hat. Ein Fahrergewichtssensor 72,
der im Sitz 74 des Fahrers gelegen ist, liefert ein Signal,
welches das abgefühlte
Gewicht des Fahrers anzeigt. Andere mit dem Fahrer assoziierte Sensoren 76 liefern
an dere Informationen an die Steuervorrichtung 50, die mit
dem Fahrer in Beziehung stehen, wie beispielsweise Position, Höhe, Haltung,
Bewegung usw.
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Andere
mit dem Beifahrer assoziierte Sensoren werden verwendet, um Charakteristiken
des Beifahrers zu detektieren, die von der Steuervorrichtung 50 in
ihrem Steueralgorithmus verwendet werden oder verwendet werden könnten, um
die betätigbaren
Rückhaltvorrichtungen 18 und 20 zu
steuern. Diese Sensoren weisen einen Beifahrergurtschlossschaltersensor 80 auf,
der ein Signal an die Steuervorrichtung 50 liefert, welches
anzeigt, ob der Beifahrer seinen Sitzgurt eingesteckt hat. Ein Beifahrergewichtssensor 82,
der im Sitz 84 des Beifahrers gelegen ist, liefert ein
Signal, welches das abgefühlte
Gewicht des Beifahrers anzeigt. Andere mit dem Beifahrer assoziierte
Sensoren 86 liefern andere Insasseninformationen an die
Steuervorrichtung 50, die mit dem Beifahrer in Beziehung
stehen, wie beispielsweise Position, Höhe, Haltung, Bewegung usw.
Andere Sensoren 88 liefern Signale an die Steuervorrichtung 50,
die anzeigen, ob ein Beifahrer auf dem Sitz 84 vorhanden
ist, ob ein Kindersitz auf dem Sitz 84 vorhanden ist usw..
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist
die Airbag-Rückhaltvorrichtung 14 eine
erste betätigbare
Stufe 90 und eine zweite betätigbare Stufe 92 auf,
beispielsweise zwei getrennte Quellen für Aufblasströmungsmittel
in Verbindung mit einer einzigen Airbag-Rückhaltvorrichtung 14.
Jede Stufe 90, 92 hat einen (nicht gezeigten)
assoziierten Zündkopf, der,
wenn er mit ausreichend Strom für
eine ausreichende Zeitperiode erregt wird, einen Strömungsmittelfluss
von einer assoziierten Strömungsmittelquelle einleitet.
Wenn eine Stufe betätigt
wird, tritt ein Prozentsatz von weniger als 100% des maximal möglichen
Aufblasvorgangs auf. Um einen Aufblasvorgang bzw. Luftdruck von
100% zu erreichen, muss die zweite Stufe innerhalb einer vorbestimmten
Zeit nach der Betätigung
der ersten Stufe betätigt
werden. Insbesondere führt
die Steuervorrichtung 50 einen Aufprallalgorithmus unter
Verwendung von bestimmten Aufprallmesswerten aus und gibt ein oder
mehr Signale an die betätigbare
Rückhaltvorrichtung 14 aus,
um eine Betätigung
von einer oder beiden betätigbaren
Aufblasstufen 90 und 92 zu Zeiten zu bewirken,
um ein erwünschtes
Aufblasprofil und einen erwünschten
Aufblasdruck zu erreichen. Wie bemerkt würden andere betätigbare
Rückhaltvorrichtungen, wie
beispielsweise ein Vorspanner 22 oder andere Vorrichtungen,
wie beispielsweise Seitenrückhaltvorrichtungen 16,
gemäß der vorliegenden
Erfindung gesteuert werden.
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Wie
erwähnt,
weist jede der betätigbaren Stufen 90, 92 einen
(nicht gezeigten) assoziierten Zündkopf
der Bauart auf, die in der Technik wohl bekannt ist. Jeder Zündkopf ist
betriebsmäßig mit
einer assoziierten Quelle von gaserzeugendem Material und/oder mit
einer Flasche mit unter Druck gesetztem Gas assoziiert. Die Zündköpfe werden
gezündet durch
Durchleiten einer vorbestimmten Menge von elektrischem Strom durch
diese hindurch für
eine vorbestimmte. Zeitperiode. Jeder Zündkopf zündet sein assoziiertes gaserzeugendes
Material und/oder durchsticht seine assoziierte Flasche mit unter
Druck gesetztem Gas. Die Menge des Gases, die in den Airbag abgegeben
wird, ist eine direkte Funktion der Anzahl der betätigten Stufen
und der Zeitsteuerung ihrer Betätigung.
Je mehr Stufen während
vorbestimmten Zeitperioden betätigt
werden, desto mehr Gas ist in dem Airbag vorhanden. Gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
weist die Airbag-Rückhaltvorrichtung 14 zwei
betätigbare
Stufen auf. Wenn nur eine Stufe betätigt wird, treten 40% des maximal
möglichen
Aufblasdruckes auf. Wenn die zwei Stufen innerhalb von 5 ms nacheinander
betätigt
werden, treten 100% des maximal möglichen Aufblasdruckes auf.
Wenn die Stufen ungefähr
um 20 ms getrennt betätigt
werden, tritt ein anderer, geringerer Prozentsatz des maximal möglichen
Aufblasvorgangs auf. Durch Steuerung der Betätigungszeitsteuerung der Vielzahl
von Stufen wird das dynamische Profil des Airbags gesteuert, beispielsweise
die Aufblasrate, der Aufblasdruck usw..
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Die
Rückhaltvorrichtung 18 der
Beifahrerseite weist eine erste betätigbare Stufe 94 und
eine zweite betätigbare
Stufe 96 auf, die so gesteuert werden, wie oben mit Bezug
auf die Rückhaltvorrichtung 14 der
Fahrerseite beschrieben, um den Prozentsatz des maximal möglichen
Aufblasdruckes des Airbags zu steuern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung steuert eine Einsatzsteuervorrichtung 100 in
der Steuervorrichtung 50 die Betätigung der ersten betätigbaren Stufen 90, 94 und
der zweiten betätigbaren
Stufen 92, 96 unter Verwendung von bestimmten
Aufprallmessgrößen und
anderen überwachten
Sensoreingangsgrößen.
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Mit
Bezug auf die 4 und 5 wird der Steuerprozess,
der durch die Steuervorrichtung 50 ausgeführt wird,
um die ersten und zweiten Stufen zu steuern, besser für die mehrstufige
Rückhaltvorrichtung 14 der
Fahrerseite verständlich
werden. Es sei bemerkt, dass die mehrstufige Rückhaltvorrichtung 18 der
Beifahrerseite in ähnlicher
Weise gesteuert wird, wobei die Unterschiede unten erwähnt sind. Wie
erwähnt
ist die Steuervorrichtung 50 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ein Mikrocomputer, der programmiert ist, um diese Funktionen auszuführen.
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Der
Beschleunigungssensor 32, ein Beschleunigungsmesser in
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel,
gibt ein Beschleunigungssignal CCU_1X mit einer Charakteristik (beispielsweise Frequenz
und Amplitude) aus, die die Aufprallbeschleunigung des Fahrzeugs
beim Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigt. Das Beschleunigungssignal
CCU_1X wird vorzugsweise durch einen Hochpassfilter/Tiefpassfilter
("HPF/LPF", HPF = high-pass-filter,
LPF = low-pass-filter) in Komponenten bzw. Hardware (d.h. getrennt
von der Steuervorrichtung 50) gefiltert, um Frequenzen
zu eliminieren, die aus äußeren Fahrzeugbetriebsereignissen und/oder
Eingangssignalen resultieren, die aus Straßengeräuschen resultieren. Die Frequenzkomponenten,
die durch Filterung entfernt werden, zeigen nicht das Auftreten
eines Aufprallereignisses an, für
welches ein Einsatz der Rückhaltvorrichtung 14 erwünscht ist.
Empirische Tests werden verwendet, um die Frequenzwerte von relevanten
Aufprallsignalen für
eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse zu bestimmen. Äußere Signalkomponenten,
die in dem Aufprallbeschleunigungssignal vorhanden sein können, werden
in geeigneter Weise gefiltert, und Signalcharakteristiken, die ein
Einsatzaufprallereignis anzeigen, werden zur weiteren Verarbeitung
weitergeleitet.
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Der
Beschleunigungsmesser 32 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
hat eine nominelle Empfindlichkeit von ± 100g (wobei g der Wert der
Beschleunigung aufgrund der Erdschwerkraft ist, d.h. 32 Fuß pro Sekunde
im Quadrat oder 9,8 m/s2). In einem mehrstufigen
betätigbaren
Rückhaltsystem ist
es wünschenswert,
die Aufprallbeschleunigung während
des Aufprallereignisses weiter abzufühlen, auch nachdem eine erste
oder anfängliche
Auslöseschwelle
erreicht wurde. Da eine Betätigung
der ersten Stufe beim Auftreten einer Aufprallbeschleunigung gut
innerhalb ± 100g
erwünscht
ist, wird die weitere Notwendigkeit einer Abfühlung erleichtert, wenn der
Beschleunigungsmesser 32 eine nominelle Empfindlichkeit
von ± 100g
hat.
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Das
gefilterte Ausgangssignal wird zu einem Analog/Digital-Wandler geliefert,
der vorzugsweise in der Steuervorrichtung 50 ist (beispielsweise
ein A/D-Eingang eines Mikrocomputers) oder an einen externen A/D-Wandler.
Der A/D-Wandler wandelt das gefilterte Aufprallbeschleunigungssignal
in ein Digitalsignal um. Die Ausgabe des A/D-Wandlers wird vorzugsweise
mit einem weiteren Hochpass/Tiefpass-Filter mit Filterwerten gefiltert,
die empirisch zum Zwecke des Eliminierens von kleineren Drifts und
Versetzungen bestimmt wurden, die mit der A/D-Umwandlung assoziiert
sind. In einem Mikrocomputerausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung würde
der Filter digital in dem Mikrocomputer eingerichtet werden. Eine
Bestimmungsfunktion der Steuervorrichtung 50 bestimmt zwei
Aufprallmesswerte Vel_Rel_1X ("Aufprallgeschwindigkeit") und Displ_Rel_1X
("Aufprallversetzung") aus dem gefilterten
Aufprallbeschleunigungssignal CCU_1X. Dies wird durch erste und
zweite Integrationen des Beschleunigungssignals aus CCU_1X ausgeführt.
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Der
Aufprallversetzungswert und der Aufprallgeschwindigkeitswert werden
vorzugsweise unter Verwendung eines virtuellen Aufprallabfühlprozesses
bestimmt, der vollständig
im US-Patent 6 186 539 von Foo u.a. und im US- Patent 6 036 225 von Foo u.a. beschrieben
wird, und zwar unter Verwendung eines Federmassenmodells des Insassen,
um Federkräfte
und Dämpfungskräfte zu berücksichtigen.
Eine detaillierte Erklärung
eines Federmassenmodells ist zu finden im US-Patent 5 935 182 von
Foo u.a..
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Die
Werte, die bei der Geschwindigkeits- und Versetzungsbestimmungsfunktion
bestimmt werden, werden verwendet, um den Wert Vel_Rel_1X als eine Funktion
von Displ_Rel_1X mir einer Aufprallversetzung zu vergleichen, wobei
Schwellen in einer Vergleichsfunktion der Steuervorrichtung 50 variiert
werden. Die Vergleichsfunktion 124 vergleicht den Wert Vel_Rel_1X
gegen eine LOW-Schwelle 130 oder eine SWITCHED-LOW-Schwelle 132 und
vergleicht auch den Wert Vel_Rel_1X mit einer HIGH-Schwelle 134.
Welche der zwei Schwellen 130 und 132 zur Steuerung
des Einsatzes der Betätigung
der ersten Stufe 90 der Rückhaltvorrichtung 14 ausgewählt werden,
wird ansprechend auf die bestimmten Werte RAS_1X und RAS_2X gesteuert,
die mit assoziierte Schwellenwerte verglichen werden, die hier als asymmetrische
RAS_1X-Segmentwerte bzw. asymmetrische RAS_2X-Segmentwerte bezeichnet
werden, die beide als eine Funktion des Wertes Displ_Rel_1X variieren;
wie unten besprochen. Es ist gemäß der vorliegenden
Erfindung wünschenswert, eine
erste Stufe 90 einzusetzen, wenn Vel_Rel_1X die LOW-Schwelle 130 oder
die SWITCHED-LOW-Schwelle 132 überschreitet (abhängig davon,
welche von der Steuervorrichtung 50 verwendet wird, wie
unten beschrieben). Die zweite Stufe 92 wird als eine Funktion
der Zeit zwischen einem LOW-Schwellendurchgang (oder einem SWITCHED-LOW-Schwellendurchgang)
und einem HIGH-Schwellendurchgang und gemäß einer vorbestimmten Kennfeld-
bzw. Mapping-Funktion betätigt. Alle
drei Schwellen 130, 132 und 134 variieren
als eine Funktion des Aufprallversetzungswertes Displ_Rel_1X und
werden empirisch für
eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt.
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Die
Steuervorrichtung 50 bestimmt die Zeitperiode von dem Zeitpunkt,
wenn der bestimmte Aufprallgeschwindigkeitswert Vel_Rel_1X die LOW-Schwelle 130 oder
die SWITCHED-LOW-Schwelle 132 überschreitet, bis zu dem Zeit punkt,
wo er die HIGH-Schwelle 134 überschreitet. Diese Zeitperiode
wird hier als die "Δt-Messung" bezeichnet. Dieser
Wert ist ein Maß für die Aufprallintensität. Je kürzer die
Zeitperiode ist, desto intensiver ist der Fahrzeugaufprall. Es ist
dieses Maß von Δt, welches
in der Steuerungsbetätigung
der zweiten Stufe 92 verwendet wird. Die zweite Stufe wird
nicht notwendigerweise zu dem Zeitpunkt des HIGH-Schwellendurchgangs
eingesetzt, sondern als eine Funktion der Δt-Messung gemäß einer
Aufzeichnungsfunktion, wie unten beschrieben.
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Wenn
die RAS_1X- und RAS_2X-Sensoren 40 und 42 gewisse
Aufprallereignisse detektieren, wird die LOW-Schwelle 130 vom
LOW-Schwellenwert 130 zum SWITCHED-LOW-Schwellenwert 132 umgeschaltet,
um den Einsatz der ersten Stufe 90 zu steuern, und für die Bestimmung
der Δt-Messung, die wiederum
verwendet wird, um die Betätigung
der zweiten Stufe 92 zu steuern.
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Die
Seitensatellitensensoren 40, 46 können eine
einzige XY-Beschleunigungsmesseranordnung sein, die Signale RAS_1X
und RAS_1Y mit Charakteristiken (beispielsweise Frequenz und Amplitude) liefern,
die die Aufprallbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines
Aufprallereignisses anzeigen. Das Beschleunigungssignal RAS_1X wird vorzugsweise
durch einen Hochpassfilter/Tiefpassfilter 58 ("HPF/LPF") aus Hardware bzw.
Komponenten gefiltert, um Frequenzen zu eliminieren, die aus externen
Fahrzeugbetriebsereignissen und/oder Eingangsgrößen resultieren, die vom Straßengeräusch herkommen.
Die durch Filterung entfernten Frequenzkomponenten sind jene Frequenzen,
die nicht das Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigen. In ähnlicher
Weise wird RAS_1Y durch einen Hochpassfilter 62 gefiltert.
Ein empirischer Test wird verwendet, um einen Frequenzbereich oder
Frequenzbereiche der relevanten Aufprallsignale einzurichten, so
dass externe Signalkomponenten, die in dem Aufprallbeschleunigungssignal
vorhanden sind, ausgefiltert werden können, und dass Frequenzen,
die ein Aufprallereignis anzeigen, zur weiteren Verarbeitung durchgelassen
werden.
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Die
gefilterten Ausgangssignale werden zu assoziierten Analog/Digital-Wandlern ("A/D-Wandlern") geliefert, die
in der Steuervorrichtung 50 (beispielsweise ein A/D-Eingang
eines Mikrocomputers) oder ein externen A/D-Wandler sein können. Die A/D-Wandler wandeln
die gefilterten Aufprallbeschleunigungssignale in Digitalsignale
um. Die Ausgabe der A/D-Wandler wird vorzugsweise unter Verwendung
von Hochpass/Tiefpass-Filtern mit Werten gefiltert, die empirisch
zum Zwecke der Eliminierung von kleinen Abweichungen und Versetzungen
bzw. Offsets bestimmt wurden, die aus der Umwandlung resultieren.
In einem Mikrocomputerausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung würden
die Filter digital in dem Mikrocomputer eingerichtet werden. Die Filterfunktionen
liefern gefilterte Beschleunigungssignale RAS_1X und RAS_1Y.
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Die
Steuervorrichtung 50 bestimmte einen Beschleunigungswert,
der als A_MA_RAS_1X bezeichnet wird, aus dem Sensor RAS_1X. Dieser
Wert wird bestimmt durch Berechnung von fließenden Mittelwerten des assoziierten
gefilterten Beschleunigungssignals vom Seitensatellitensensor 40.
Ein fließender
Mittelwert ist die Summe der letzten vorbestimmten Anzahl von Samples
bzw. Aufnahmen des gefilterten-Beschleunigungssignals. Der Mittelwert wird
aktualisiert durch Wegnehmen des ältesten Wertes, durch dessen
Ersatz mit der neuesten Aufnahme und dann durch Bestimmung des neuen
Mittelwertes.
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Der
bestimmte Seitensatellitensensorbeschleunigungswert A_MA_RAS_1X
als eine Funktion des bestimmten Versetzungswertes Displ_Rel_1X wird
gegen eine asymmetrische RAS_1X-Schwelle 220 in einer Schwellenvergleichsfunktion 226 der Steuervorrichtung 50 verglichen.
Die Schwelle 220 variiert als eine Funktion von Displ_Rel_1X
in vorbestimmter Weise, um die erwünschte Steuerung zu erreichen.
Die Schwelle kann empirisch für
eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt werden.
Das Ergebnis der Vergleichsfunktion 226 wird an eine ODER-Funktion 230 ausgegeben.
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Die
Seitensatellitensensoren 42 und 48 können eine
einzige Sensoranordnung sein und Signale RAS_2X bzw. RAS_2Y mit
Charakteristiken (beispielsweise Frequenz und Amplitude) liefern,
die die Aufprallbeschleunigung des Fahrzeugs in der X- bzw. Y-Richtung
auf das Auftreten eines Aufprallereignisses hin anzeigen. Das Beschleunigungssignal RAS_2X
wird vorzugsweise durch einen Hardware-Hochpassfilter/Tiefpassfilter 60 ("HPF/LPF") gefiltert, um Frequenzen
zu eliminieren, die von äußeren Fahrzeugbetriebsereignissen
kommen und/oder Eingangsgrößen, die
vom Straßengeräusch kommen.
In ähnlicher
Weise wird das Beschleunigungssignal RAS_2Y vorzugsweise durch einen
Hardware-Hochpassfilter/Tiefpassfilter 64 ("HPF/LPF") gefiltert, um Frequenzen
zu eliminieren, die von äußeren Fahrzeugbetriebsereignissen
kommen und/oder Eingangsgrößen, die
vom Straßengeräusch kommen.
Die Frequenzkomponenten, die durch Filterung entfernt werden, sind
jene Frequenzen, die nicht das Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigen.
Ein empirischer Test wird verwendet, um einen Frequenzbereich oder
Frequenzbereiche der relevanten Aufprallsignale einzurichten, so
dass äußere Signalkomponenten,
die in dem Aufprallbeschleunigungssignal vorhanden sind, gefiltert
werden können
und Frequenzen, die ein Aufprallereignis anzeigen, zur weiteren
Verarbeitung durchgelassen werden.
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Die
gefilterten Ausgangssignale werden zu assoziierten Analog/Digital-Wandlern ("A/D-Wandlern") geliefert, die
in der Steuervorrichtung 50 vorhanden sein können (beispielsweise
ein A/D-Eingang eines Mikrocomputers), oder in einem externen A/D-Wandler.
Die A/D-Wandler wandeln die gefilterten Aufprallbeschleunigungssignale
in Digitalsignale um. Die Ausgabe der A/D-Wandler wird vorzugsweise
mit Hochpass/Tiefpass-Filtern gefiltert, die Filterwerte haben,
die empirisch bestimmt werden, und zwar zum Zwecke des Eliminierens
von kleinen Abweichungen und Versetzungen, die aus den Umwandlungen
resultieren. In einem Mikrocomputerausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung würden
die Filter digital in dem Mikrocomputer eingerichtet werden. Die
Filterungsfunktionen geben gefilterte Beschleunigungssignale RAS_2X
und RAS_2Y aus.
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Die
Steuervorrichtung 50 bestimmt einen Beschleunigungswert,
der als A_MA_RAS_2X bezeichnet wird, vom Sensor RAS_2X. Dieser Wert
wird bestimmt durch Berechnung von fließenden Mittelwerten des assoziierten
gefilterten Beschleunigungssignals vom Seitensatellitensensor 42.
Ein fließender Mittelwert
ist eine Summe der zuletzt bestimmten Anzahl von Aufnahmen des gefilterten
Beschleunigungssignals. Der Mittelwert wird aktualisiert durch Entfernung
des ältesten
Wertes, durch dessen Ersatz durch die letzte Aufnahme und dann durch
Bestimmung des neuen Mittelwertes.
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Der
bestimmte Seitensatellitensensorbeschleunigungswert A_MA_RAS_2X
als eine Funktion des bestimmten Versetzungswertes Displ_Rel_1X wird
mit einer asymmetrischen RAS_2X-Schwelle 250 in einer Schwellenvergleichsfunktion 256 verglichen.
Die Schwelle 250 variiert als eine Funktion von Displ_Rel_1X
in vorbestimmter Weise, um die erwünschte Steuerung zu erreichen.
Die Schwelle kann empirisch für
eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt werden.
Das Ergebnis der Vergleichsfunktion 256 wird an die ODER-Funktion 230 ausgegeben.
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Mit
der ODER-Funktion 230 steuert die Steuervorrichtung 50,
welche Schwelle 130 oder 132 verwendet wird, um
den Einsatz der ersten Stufe zu betätigen. Wenn keiner der zwei
bestimmten Werte A_MA_RAS_1X oder A_MA_RAS_2X die assoziierte Schwelle 220 (asymmetrisches
RAS_1X-Segment) oder 250 (asymmetrisches
RAS_2X-Segment) überkreuzt,
dann wird die Schwelle 130 verwendet. Wenn irgendeiner
davon die assoziierte Schwelle überkreuzt,
dann wird die Schwelle 132 verwendet. Die Schwelle 130 wird
hier auch als symmetrische CCU-Schwelle der ersten Stufe bezeichnet.
Die Schwelle 132 wird hier auch als asymmetrische CCU-Schwelle
der ersten Stufe bezeichnet.
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Mit
Bezug auf 5 wird die Logiksteuerung, die
von der Steuervorrichtung 50 verwendet wird, abgebildet,
um einen Einsatz der ersten Stufe einzuleiten. Wie zu sehen ist,
wird ein HIGH-Logikwert aus der ODER-Funktion 230 resultieren,
wenn irgendeiner der RAS_1X- oder RAS_2X-Segmentwerte der ersten Stufe überschritten
werden. Der CCU_1X-Wert wird auch bestimmt, wenn Vel_Rel_1X gegenüber Displ_Rel_1X
außerhalb
des Fehlanwendungsbereiches ist, der in der Funktion 124 gezeigt
ist, der Werte definiert, unter denen ein Nicht-Einsatzzustand existiert.
Unter der Annahme, dass die CCU_1X-Werte Vel- und Displ-Werte außerhalb
des Fehlanwendungsbereiches zur Folge haben, d.h., die Fehlanwendungsbereichswerte
werden überschritten,
und der asymmetrische CCU-Wert der ersten Stufe überschritten worden ist oder
der symmetrische CCU-Wert der ersten Stufe um CCU_1X überschritten
worden ist, wird die erste Stufe 94 des mehrstufigen Airbags
eingesetzt. Ein Einsatz der zweiten Stufe basiert auf der Zeit zur Überschreitung der
zweiten Schwelle 134 und dem in 6 gezeigten
Aufblasvorrichtungskennfeld.
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Mit
Bezug auf 6 ist ein Kennfeld zur Steuerung
des Einsatzes der zweiten Stufe für ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Zwei Aufblasvorrichtungskennfelder
existieren. Ein normales Aufblasvorrichtungskennfeld und ein spezielles
Aufblasvorrichtungskennfeld. Welche Karte bzw. welches Kennfeld
verwendet wird, wird von den RAS_1X- und RAS_2X-Werten und den Vergleichen
in den Funktionen 226 und 256 gesteuert. Wenn
beide der A_MA_CZS_1X- und A_MA-CZS_2X-Werte als eine Funktion von Displ_Rel_1X
unter den Schwellen 222 bzw. 252 der Spezialkennfelder
sind, dann wird das normale Kennfeld verwendet. Wenn irgendeiner
der A_MA_RAS_1X- oder A_MA_RAS_2X-Werte als eine Funktion von Displ_Rel_1X
größer als
die jeweiligen Schwellen 222 und 252 des speziellen
Kennfeldes sind, dann wird das spezielle Kennfeld verwendet.
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In
dem Spezialkennfeld tritt eine Eins-zu-Eins-Zeitsteuerung zwischen
dem Durchder zweiten Schwelle und dem Einsatzsignal für die zweite
Betätigung
von 1-30 ms auf. In dem normalen Kennfeld tritt eine Betätigung der
zweiten Stufe 10 ms nach der ersten Stufe auf, wenn der
Durchgang der zweiten Schwelle zwischen 1-10 ms nach dem Durchgang
der ersten Stufe war, eine Eins-zu-Eins-Zeitsteuerung tritt zwischen
10-20 ms auf und ein Einsatz tritt bei 30 ms nach dem ersten Einsatz
auf, wenn der zweite Durchgang zwischen 21-30 ms nach dem Einsatz
der ersten Stufe aufgetreten ist.
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Andere
Sensoren 88 könnten
verwendet werden, um weitere Steuereinstellungen vorzunehmen. Wenn
beispielsweise ein nach hinten weisender Kindersitz auf dem Beifahrersitz 84 detektiert wird,
könnte
die Betätigung
der ersten und zweiten Stufen 94, 96 verhindert
werden.
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Aus
der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen,
Veränderungen und
Modifikationen erkennen. Solche Verbesserungen, Veränderungen
und/oder Modifikationen innerhalb der Fähigkeiten des Fachmanns sollen
von den beigefügten
Ansprüchen
abgedeckt werden.