DE102007015768A1

DE102007015768A1 - Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102007015768A1
Application number: DE102007015768A
Authority: DE
Inventors: Mark New Boston Cuddihy; Mike K. Novi Rao; Ian Ann Arbor Hall
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2027-03-31
Also published as: US8463500B2; GB2436692A; GB2436692B; DE102007015768B4; US20070228704A1; GB0705007D0

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems umfasst das Entfalten eines Airbags in einer ersten Stufe als Reaktion auf ein Precrash-Erfassungssystem vor einer Kollision und das Steuern des Aufblasens des Airbags in einer zweiten Stufe als Reaktion auf Beschleunigungssignale des Fahrzeugs.
Das Verfahren zum Betätigen eines Airbags mit einer steuerbaren Ausströmeinrichtung umfasst das Entfalten eines Airbags, das Bestimmen der Schwere eines Aufpralls, Festlegen von Informationen bezüglich der Insassen und Betätigen der Airbag-Ausströmeinrichtung in Abhängigkeit von der Schwere des Aufpralls und der Informationen über die Insassen.
Damit ist eine genauere Bestimmung der Umstände des Aufpralls und des Status der Insassen möglich, die für eine Vorentfaltung des Airbags verwendet werden kann und zu einem erheblichen Sicherheitsgewinn für die Insassen des Kraftfahrzeuges führt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems für Kraftfahrzeuge mit Airbags, insbesondere mit einem Precrash-Erfassungssystem, dass einen bevorstehenden Aufprall erfasst und einen Airbag vor dem Aufprall entfalten kann.
Die Hersteller von Automobilen führen Untersuchungen im Bereich von Precrash-Erfassungssystemen durch, die auf Radar, Lidar und Videosignalen basieren, um die Sicherheit der Insassen zu verbessern. Es wurde erkannt, dass Precrash-Erfassungssysteme in der Lage sind, die Sicherheit der Insassen zu erhöhen, indem sie die passiven Rückhaltesysteme bei einem Aufprall schneller oder sogar vor dem eigentlichen Aufprall aktivieren. Dieser Zeitgewinn ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Gestaltung der einzelnen Komponenten und erlaubt das individuelle Anpassen der passiven Rückhaltevorrichtungen an den Fahrzeuginsassen und das Crash-Szenario.
Die heutigen Fahrzeuge verwenden typischerweise Beschleunigungssensoren, die die im Fall eines Zusammenpralls auf den Fahrzeugkörper wirkenden Verzögerungen messen. Als Reaktion auf Beschleunigungssignale werden Airbags oder andere Sicherheitseinrichtungen entfaltet. Die Precrash-Sensoren erfassen weiter vor dem Aufprall Informationen hinsichtlich Größe, Weg, Objektklassifizierung und Schlussgeschwindigkeit des Objekts, was von konventionellen, auf dem Messen der Beschleunigung basierenden Sensoren erst nach dem Aufprall berechnet werden kann. Bei bestimmten Aufprallsituationen ist es erwünscht, Informationen bereitzustellen, bevor die Kräfte tatsächlich auf das Fahrzeug einwirken, wenn eine Kollision unvermeidlich ist. Die heutzutage existierenden Precrash-Erfassungssysteme sind weitaus komplexer als die auf dem Messen der Beschleunigung basierenden Systeme, sowohl bezüglich der Hardware als auch bezüglich der Komplexität der Algorithmen, da das Precrash-System die Schwere des Aufpralls vor dem tatsächlichen Kontakt vorhersagen muss.
Remote-Sensorsysteme, die auf Radar, Lidar oder Videosignalen basierende Technologien für adaptive Geschwindigkeitsregelung, Kollisionsverhütung und Kollisionswarnungen verwenden, sind bekannt. Diese Systeme haben charakteristische Anforderungen zur Vermeidung von Fehlalarmen. Im Allgemeinen sind die Anforderungen bezüglich der Verlässlichkeit von Remote-Sensorsystemen für das Erfassen von Precrash-Situationen bei Fahrzeugsicherheitssystemen wesentlich höher als diejenigen für Komfort- und Bequemlichkeitsmerkmale, wie beispielsweise eine adaptive Geschwindigkeitsregelung. Die Anforderungen bezüglich der Verlässlichkeit variieren sogar bei auf die Sicherheit bezogenen Merkmalen in Abhängigkeit von den in Betracht zu ziehenden Gegenmaßnahmen erheblich. Beispielsweise kann die Toleranz gegenüber einer unerwünschten Aktivierung bei der Betätigung von motorisierten Gurtstraffern, die auch als elektromechanische Aufrollvorrichtungen (electro-mechanical retractors – EMR) bezeichnet werden, größer als bei Funktionen wie beispielsweise der Einstellung der Höhe der Fahrzeugaufhängung sein. Nicht wieder rückgängig zu machende, aus Sicherheitsgründen getroffene Gegenmaßnahmen, einschließlich Airbags, erfordern sehr verlässliche Sensorsysteme bei einer Precrash-Betätigung.
Zum Erreichen einer weitreichenden Zielverfolgung bei gleichzeitiger Lieferung genauer Informationen über den Nahbereich bezüglich eines von einem Aufprall bedrohten Ziels werden sehr viele Sensoren benötigt. Ferner müssen die Algorithmen, die für die Erfassung von Objekten und bevorstehenden Kollisionen entwickelt wurden, den sehr hohen Anforderungen bezüglich der Verlässlichkeit entsprechen, wenn sie nicht rücksetzbare passive Rückhaltevorrichtung (z.B. Airbags) auslösen. Angesichts der Komplexität des Precrash-Sensorsignals zusammen mit der erforderlichen Verschmelzung der Ziele der vielen Sensoren, die oft unterschiedliche Technologien für den Erfassungsvorgang verwenden, wurde eine derart hohe Verlässlichkeit bisher nicht erreicht. Somit wurden bis heute alle Anwendungen für die Precrash-Erfassung für Rückhaltesysteme entweder auf das Scharfschalten von nicht rücksetzbaren Rückhaltemitteln (z.B. Airbags) oder auf das Betätigen von rückstellbaren Rückhaltevorrichtungen (z.B. elektromechanische Gurtstraffer) beschränkt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems für Kraftfahrzeuge so zu verbessern, dass ein Precrash-Erfassungssystem genaue Angaben bezüglich des Vorhandenseins eines potentiellen Kollisionsziels für die Voraktivierung von nicht rückstellbaren Rückhaltemitteln, das Scharfschalten von nicht rückstellbaren Rückhaltemitteln und das Betätigen von rückstellbaren Rückhaltevorrichtungen liefert.
Gelöst wird das Problem durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14. Eine Weiterbildung der Erfindung erfolgt in den Unteransprüchen.
Bei einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betätigen eines Rückhaltesystems das Entfalten eines Airbags in einer ersten Stufe als Reaktion auf ein Precrash-Erfassungssystem vor einer Kollision und das Steuern des Aufblasens des Airbags in einer zweiten Stufe als Reaktion auf Beschleunigungssignale des Fahrzeugs.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betätigen eines Airbags mit einer steuerbaren Ausströmeinrichtung das Entfalten eines Airbags, das Bestimmen der Schwere eines Aufpralls, Festlegen von Informationen bezüglich der Insassen und Betätigen der Airbag-Ausströmeinrichtung in Abhängigkeit von der Schwere des Aufpralls und der Informationen über die Insassen.
Ein Vorteil der Erfindung besteht in einer genaueren Bestimmung der Umstände des Aufpralls und des Status der Insassen, die für eine Vorentfaltung des Airbags verwendet werden kann und zu einem erheblichen Sicherheitsgewinn für die Insassen führt.
Ein anderer Vorteil einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass durch das Vorhandensein von steuerbaren Ausströmeinrichtungen die Ungewissheit bei Berechnungen für die Vorentfaltung kompensiert werden kann, indem die aktuellen Beschleunigungssignale verwendet werden, nachdem der Aufprall stattgefunden hat. Das heißt, dass die Vorentfaltung auf Vorhersagen bezüglich des Aufpralls basiert und Ungewissheiten bei einer derartigen Berechnung dann Dank der Gewissheit des von den Beschleunigungssensoren erfassten Aufpralls kompensiert werden können.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen hervor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1: eine Draufsicht auf ein Personenfahrzeug gemäß der Erfindung gegenüber einem Aufprallobjekt.
2: eine Draufsicht auf ein Personenfahrzeug, die die verschiedenen Sichtmöglichkeiten nach außen und ein einfaches Blockdiagramm des Insassenerfassungssystems und eines Rückhaltesteuerungsmoduls zeigt.
3: ein Blockdiagramm des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
4: ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung 52 der 3.
5: ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform, das ein Verfahren zum Anwenden der vorliegenden Erfindung zum Schutz der Insassen bei einer frontalen Kollision zeigt.
6: eine grafische Darstellung, die verschiedene Airbagdrücke relativ zu der Zeit für den Zeitablauf beim Entfalten der Airbags zeigt.
7: ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben eines Füllsystems für einen Fahrer-Airbag zeigt.
8: eine grafische Darstellung, die die Geschwindigkeit relativ zu der Zeit bei verschiedenen Kollisionen zeigt, so dass verschiedene Zeitabläufe bestimmt werden können.
9: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Befülleinrichtung der vorliegenden Erfindung.
10: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Precrash-Systems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11: eine grafische Darstellung des Drucks relativ zu der Zeit bei verschiedenen Methoden zum Aufblasen eines Airbags.
12: eine grafische Darstellung des Sicherheitsgrads relativ zu der Zeit bei verschiedenen Arten der Aktivierung von Rückhaltevorrichtungen.
13: eine grafische Darstellung des Entfaltens verschiedener Rückhaltevorrichtungen auf der Basis der geschätzten Zeit, der Kollisionssicherheitsgrade und der Kollisionsmerkmale.
14: eine grafische Darstellung der Software für eine Entfaltungssteuerung.
15: ein Blockdiagramm von Entscheidungen, die von der Entfaltungssteuerung getroffen werden.
16: ein Verfahren zum Betreiben von Rückhaltevorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17: ein Ablaufdiagramm, das die erste Bestimmungsstufe der 14 zeigt.
18: ein Ablaufdiagramm, das die Entfaltungslogik einer Airbag-Zündvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In den folgenden Figuren wurden die gleichen Bezugszeichen für die Benennung von gleichen Bauteilen verwendet. In einigen Zeichnungen ist bei verschiedenen Bezugszeichen ein Text enthalten, der in der folgenden Beschreibung nicht wiederholt wird. Wegen der Bedeutung dieser Einzelheiten wird ausdrücklich auf die entsprechenden Zeichnungen verwiesen.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf einige Precrash-Sensoren dargestellt ist, können verschiedene Typen und Zusammenstellungen von Precrash-Sensoren verwendet werden, wie nachstehend näher beschrieben werden wird.
Unter Bezugnahme auf die 1 ist ein Personenfahrzeug 10 gegenüber einem Aufprallobjekt, wie beispielsweise einem anderen Fahrzeug 12, dargestellt. Das Personenfahrzeug 10 umfasst einen Objekt- oder Precrash-Sensor 18, der mit einem Rückhaltemittel-Steuermodul (RCM) 20 für einen Airbag oder ein anderes Rückhaltemittel gekoppelt ist. Zusätzlich ist ein optionaler mechanischer Kontaktsensor 22 dargestellt, der aus der Vorderseite des Fahrzeugs hervorsteht. Als Reaktion auf den Precrash-Sensor 18 kann das RCM 20 einen Airbag oder andere im Fahrzeug vorgesehene Rückhaltemittel aktivieren, wie nachstehend näher erläutert werden wird. Wie unten beschrieben wird, überschneiden sich die beiden Fahrzeuge 10 und 12 vollständig. Wenn nur eine Hälfte des Fahrzeugs 10 vom Aufprall betroffen wäre, wäre dies eine 50-prozentige Überschneidung. Dies kann dargestellt werden, indem das Fahrzeug in der Zeichnung nach oben oder nach unten bewegt wird.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist das Personenfahrzeug 10 in näheren Einzelheiten dargestellt. Das Personenfahrzeug 10 ist dahingehend dargestellt, dass es ein Rückhaltemittel- oder Airbag-Steuermodul, RCM, 20 umfasst. Das Rückhaltemittel-Steuermodul 20 kann mit Querbeschleunigungssensoren 24 gekoppelt sein, die auf beiden Seiten des Fahrzeugs angeordnet sind. Es können auch Längsbeschleunigungssensoren 26 in der Nähe der Vorderseite des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. Ein Beschleunigungssensorengehäuse 28 mit einem in der Nähe des Schwerpunkts des Fahrzeugs angeordneten Längsbeschleunigungsmesser kann ebenfalls vorgesehen sein. Ein Querbeschleunigungssensor kann auch im physischen Mittelpunkt des Fahrzeugbodens innerhalb des Gehäuses 28 angeordnet sein.
Die 2 zeigt verschiedene Kontaktsensoren 22, die an verschiedenen Stellen um das Fahrzeug herum angeordnet sind. Hierbei handelt es sich um ein optionales Bestätigungsmerkmal, das von den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht benötigt wird.
Der Precrash-Sensor 18 ist dahingehend dargestellt, dass er einen Sichtbereich für ein Videosystem 30, ein Sichtfeld 31 für ein Lasersystem und einen Erfassungsbereich für ein Radarsystem 32 umfasst. Es sind die vorderen, hinteren, rechten und linken Erfassungsbereiche für das Video- und das Lidar/Radarsystem gezeigt.
Das Fahrzeug 10 kann ebenfalls ein Insassenerfassungssystem 36 umfassen, das Insassensensoren 38 aufweist. Die Insassensensoren 38 können verschiedene Arten von Sensoren umfassen, einschließlich Sensoren, die das Gewicht, die Masse und/oder die Position der Insassen innerhalb des Fahrzeugs ermitteln.
Unter Bezugnahme auf die 3 ist ein Precrash-Sicherheitssystem 50 mit einer Steuereinrichtung 52 gezeigt. Die Steuereinrichtung 52 ist vorzugsweise eine mikroprozessorbasierte Steuereinrichtung, die mit einem Speicher 54 und einem Timer 56 gekoppelt ist. Der Speicher 54 und der Timer 56 sind als von der Steuereinrichtung separat ausgebildete Komponenten dargestellt. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird jedoch erkennen, dass der Speicher 54 und der Timer 56 in die Steuereinrichtung 52 eingegliedert sein können.
Der Speicher 54 kann verschiedene Arten von Speichern umfassen, einschließlich Festwertspeicher (ROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM), elektronisch löschbare, programmierbare Festwertspeicher (EEPROM) und batteriestromgestützte Speicher (keep alive memory – KAM). Der Speicher 54 wird verwendet, um verschiedene Schwellenwerte und Parameter zu speichern, wie nachstehend näher beschrieben werden wird.
Bei dem Timer 56 handelt es sich um eine Schaltuhr wie beispielsweise einen Zeitgeber in der Zentraleinheit (CPU) der Steuereinrichtung 52. Der Timer 56 ist in der Lage, die Dauer der verschiedenen Ereignisse sowie die Vorwärts- und Rückwärtszählung zu steuern. Beispielsweise kann auf der Basis der Zeit aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs ermittelt werden.
Mit der Steuereinrichtung 52 ist ein Sensor für entfernte Objekte oder ein Precrash-Sensor 18 verbunden. Der Precrash-Sensor 18 erzeugt ein Objektsignal, wenn ein Objekt in seinem Sichtfeld vorhanden ist. Der Precrash-Sensor 18 kann aus einem oder mehreren Arten von Sensoren, einschließlich eines Radars 62, eines Lidars 64 und eines Videosystems 66, bestehen. Das Videosystem 66 kann aus einer oder mehreren Kameras, CCD-Sensoren (Bildsensoren) oder CMOS-Sensoren (aktive Pixelsensoren) bestehen. Wie gezeigt ist, kann das Videosystem 66 aus einer ersten Kamera 68 und einer zweiten Kamera 70 bestehen. Sowohl Radar als auch Lidar sind in der Lage, die Anwesenheit und den Abstand eines Objekts vor dem Fahrzeug zu erfassen. Bei einer Verwendung als Stereokamerapaar können die zusammenarbeitenden Kameras 68 und 70 ebenfalls den Abstand eines Objekts von dem Fahrzeug erfassen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein lediglich aus den Kameras 68 und 70 bestehendes Videosystem bekannte Dreiecksvermessungstechniken anwenden, um sowohl die Anwesenheit eines Objekts und seine Entfernung zu dem Fahrzeug als auch die Objektgröße, die Fläche, Höhe oder Breite oder Kombinationen daraus umfassen kann, zu erfassen. Bei den Kameras kann es sich um Hochgeschwindigkeitskameras, die in einem Bereich von über 100 Hz arbeiten, handeln. Ein geeignetes Beispiel ist eine CMOS-basierte mit einem großen Dynamikbereich ausgestattete Kamera, die in der Lage ist, unter sehr stark differierenden Licht- und Kontrastverhältnissen zu arbeiten. Schließlich können, wie nachstehend näher beschrieben wird, Radar 62, Lidar 64 und/oder Videosysteme 66 verwendet werden, um ein Objekt zu erfassen und der mechanische Kontaktsensor 22 kann verwendet werden, um die Anwesenheit des Objekts zu bestätigen und die Steuereinrichtung 52 mit Informationen über die Steifigkeit des Objekts zu versorgen.
Der Precrash-Sensor 18 kann auch einen Empfänger 91 umfassen. Der Empfänger 91 kann jedoch auch eine separate Vorrichtung sein. Der Empfänger 91 ist ebenfalls mit der Steuereinrichtung 52 verbunden.
Ein Fahrzeugdynamikdetektor 72 kann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 52 verbunden sein. Der Fahrzeugdynamikdetektor 72 erzeugt ein Signal oder Signale, die die dynamischen Bedingungen des Fahrzeugs anzeigen. Der Fahrzeugdynamikdetektor 72 kann eine unterschiedliche Anzahl oder eine Kombination von Sensoren umfassen, vorzugsweise umfasst er jedoch einen Geschwindigkeitssensor 74, einen Gierratensensor 76 und einen Lenkradwinkelsensor 78.
Der Geschwindigkeitssensor kann einer aus der Vielzahl der einem Fachmann bekannten Geschwindigkeitssensoren sein. Beispielsweise kann ein geeigneter Geschwindigkeitssensor einen Sensor an jedem Rad umfassen, wobei der Durchschnittswert von der Steuereinrichtung 52 berechnet wird. Vorzugsweise rechnet die Steuereinrichtung 52 die Radgeschwindigkeit in die Geschwindigkeit des Fahrzeugs um. Geeignete Arten von Geschwindigkeitssensoren 74 können beispielsweise Zahnradsensoren umfassen, wie sie bei Antiblockiersystemen verwendet werden.
Der Gierratensensor 76 erfasst vorzugsweise die Gierrate des Fahrzeugs am Schwerpunkt des Fahrzeugs. Die Gierrate misst die Rotationsbewegungen eines Fahrzeugs um eine sich senkrecht zur Straßenoberfläche erstreckende Achse. Obwohl der Gierratensensor vorzugsweise am Schwerpunkt angeordnet ist, wird ein Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass der Gierratensensor an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs untergebracht und entweder durch Berechnungen im Gierratensensor 76 oder durch Berechnungen in der Steuereinrichtung 52 in bekannter Weise auf den Schwerpunkt zurückgerechnet werden kann.
Der Lenkradwinkelsensor 78 liefert ein Lenkradwinkelsignal an die Steuereinrichtung 52. Das Lenkradwinkelsignal entspricht dem Lenkradwinkel des Steuerrads des Kraftfahrzeugs.
Ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) 96 kann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 52 verbunden sein. Das GPS-System 96 erzeugt als Reaktion auf Satellitensignale ein Positionssignal für das Passagierfahrzeug 10. Die Steuereinrichtung 52 kann diese Information zum Bestimmen der Dynamik des Passagierfahrzeugs verwenden.
Ein Transponder 98 kann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 52 verbunden sein. Der Transponder 98 kann Informationen von der Steuereinrichtung 52 bereitstellen und sie nach Empfang eines Signals mit vorbestimmter Frequenz von einem anderen Fahrzeug an andere Fahrzeuge übertragen. Der Transponder 98 kann auch ständig aktiviert sein und Fahrzeuginformationen an andere Fahrzeuge übersenden. Der Transponder 98 und der Empfänger 91 können an einem gemeinsamen Ort untergebracht und einstückig ausgebildet sein.
Die Steuereinrichtung 52 wird verwendet, um die Aktivierung eines Systems 100 zur Einleitung von Gegenmaßnahmen zu steuern. Jede Gegenmaßnahme kann ein ihr zugeordnetes individuelles Betätigungselement aufweisen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 52 die individuellen Gegenmaßnahmen-Betätigungselemente ansprechen, um die Gegenmaßnahme zu aktivieren. Einem Fachmann sind verschiedene Arten von Systemen zur Einleitung von Gegenmaßnahmen bekannt. Für verschiedene Einrichtungen kann das Rückhaltemittel-Steuermodul 20 angesteuert werden. Beispiele für Gegenmaßnahmen bei einem Gegenmaßnahmen-System umfassen Gurtaufroller 101, Gurtstraffer 102, vordere Innenairbags 104, Airbags für Seitenaufprallschutz 106, äußere bzw. Fußgängerschutzairbags 108, Kniepolster 110, Höhenverstellung für Stoßfänger 112 einschließlich Absenken der Schnauze, Bremsen 114 und andere Maßnahmen 116, die beispielsweise Verstellen der Lenkradposition, der Sitzposition und Schließen der Fenster umfassen können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 52 so programmiert, dass die angemessenen Gegenmaßnahmen als Reaktion auf die Eingangssignale der verschiedenen Sensoren eingeleitet werden. Wie nachstehend beschrieben werden wird, kann die Steuereinrichtung die Gegenmaßnahmen auf der Basis von Art, Ausrichtung, Klassifizierung und Steifigkeit des Kollisionsobjekts auswählen.
Unter Bezugnahme auf die 4 sind ein Teil der Steuereinrichtung 52 und ein Teil des Rückhaltemittel-Steuermoduls 20 in näheren Einzelheiten dargestellt. Die Steuereinrichtung 52 weist ein Objektklassifizierungsmittel 202 auf. Das Objektklassifizierungsmittel 202 kann als Hardware oder als Software ausgeführt sein. Das Objektklassifizierungsmittel 202 kann verwendet werden, um Informationen zu Objektausrichtung und Objektklassifizierung für ein Aufprall-Vorhersagemodul 210 zu liefern. Obwohl das Objektklassifizierungsmittel 202 als Teil der Steuereinrichtung 52 dargestellt ist, kann das Objektklassifizierungsmittel 202 Teil des Videosystems 66 oder des Precrash- bzw. Objektsensors 18 sein. Das Objektklassifizierungsmittel 202 kann verschiedene auf den erhaltenen Bildern basierende Informationen liefern. Zum Beispiel können Form und merkmalsbezogene Metrik für potentielle Kollisionsabschätzung und Entscheidungen zur Einleitung von Gegenmaßnahmen verwendet werden. Die Merkmale des Fahrzeugs können Bodenfreiheit, Reifenprofil, Reifengröße, Reifenabstand, Anzahl der Reifen, Höhe und Breite des Objekts, Querschnittskontur des Fahrzeugs einschließlich Motorraum-, Fahrgastraum-, Kofferraum- oder Ladeflächenbereich, Vorhandensein von Stoßfängern, Stoßfängerhöhe, vordere und hintere Nummernschilder, vordere und hintere Beleuchtungsbefestigungen, vordere und hintere Beleuchtungseinrichtungen, Frontgrill, vordere und hintere Scheibenwischer, außen montierte Ersatzreifen, seitliche Außenspiegel, Form der B- und C-Säulen, Anhängerkupplungen, Radkastenprofil, Lenkradprofil, Profile der menschlichen Passagiere, relative Position der Objekte, Hinterachse, Abgassystem umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Typischerweise wird die Information für das Zielfahrzeug einige Zeit aufrechterhalten, bis eine genaue Klassifizierung erfolgen kann. Das Objektklassifizierungsmittel 202 kann auch auf einer Fuzzy-Logik basieren.
Die Steuereinrichtung 52 kombiniert die Informationen, wie beispielsweise Objektabstand, Seitenwinkelposition, relative Geschwindigkeit, relative Beschleunigung, Objektklassifizierung und Ausrichtung sowie andere Informationen über das Passagierfahrzeug über den Dynamikdetektor 72 des Fahrzeugs, so wie Geschwindigkeit, Gierrate und Lenkradstellung, um das geeignete Betätigungselement zu aktivieren. Die Steuereinrichtung 52 verwendet die Sensoreingaben und entfaltet auf der Basis von Regeln die Sicherheitssysteme nur in dem Ausmaß, das gemäß den ermittelten Bedingungen, der Fahrzeugdynamik und der Kompatibilität mit dem anderen Fahrzeug erforderlich ist. Die Steuereinrichtung 52 kann auch eine Nahbereichserfassung von Sensoren wie einem Radar-/Lidarsensor, Transponder und globalen Positionierungssystem verwenden, um die Verlässlichkeit und Unanfechtbarkeit der Entscheidungen der Precrash-Erfassung zu verbessern. Bei der Steuereinrichtung 52 kann es sich um einen separaten Prozessor oder um einen Teil eines anderen Fahrzeugsystems handeln.
Der Radar des Precrash-Sensors 18 identifiziert weiter entfernte Ziele und kann ihren Azimutwinkel, die Größe, die Entfernung und die Beschleunigung berechnen. Die Kameras 68, 70 können zur Klassifizierung von Objekten in Fahrzeuge, keine Fahrzeuge, Pfähle usw. verwendet werden. Der Lidar 64 berechnet die Schlussgeschwindigkeit im Nahbereich und teilt die Ziele in viele Erfassungszonen auf. Beispielsweise können die Erfassungszonen der Fahrerseite, der Mitte oder dem Passagierbereich entsprechen. Die Daten von dem Objektklassifizierungsmittel 202, den Precrash-Sensoren 18 und den Kontaktsensoren 22 werden dem Aufprallvorhersageblock 210 zugeführt. Die Daten von verschiedenen Sensoren werden vorzugsweise durch die Software miteinander verschmolzen, um eine Aufprallvorhersage für den Rest des Systems bereitzustellen und die Bestätigung der Ziele von den verschiedeneren Sensoren zu ermöglichen. Die Vorhersageberechnung kann ebenfalls eine Vertrauensstufe umfassen, die unter Verwendung von Sichtbarkeitszeit, Mustervergleich und ähnlichem eine Metrik bereitstellt, die die Wahrscheinlichkeit der vorhergesagten Kollision ermittelt. Ein Aufprall auf sich kreuzenden Wegen, wie beispielsweise auf Verkehrsschnittpunkten, kann möglicherweise nicht lange genug vorhersehbar sein, um einen verlässlichen Aufprallwert zu berechnen. Video- und Lasersensoren haben ferner inhärente Beschränkungen wie beispielsweise durch umweltbezogene Bedingungen. Aus diesen Gründen werden die Precrash-Sensoren und die softwarebasierten Vorhersagen mit zusätzlichen sensorbasierten Vorhersagen kombiniert, um die erforderliche Verlässlichkeit für die Entfaltung der Rückhaltesysteme vor der Kollision zu erreichen. Wenn die Vertrauensstufe für eine Vorentfaltung oder Vorzündung der nicht rückstellbaren Rückhaltemittel nicht ausreichend ist, können die Rückhaltemittel auf konventionelle Weise unter Verwendung der Ausgabewerte des Beschleunigungssensors auf konventionelle Weise entfaltet werden.
Aufgrund der wahrscheinlichkeitstheoretischen Eigenschaften von auf entfernten Sensoren basierenden Kollisionsvorhersagen, kann es aufgrund der oben beschriebenen Beschränkungen der Sensoren erwünscht sein, eine verlässlichere Bestätigung, wie beispielsweise einen vorstehenden Kontaktsensor 22 vorzusehen.
Die Precrash-Sensoren 18 liefern Aufprallzeit, Wahrscheinlichkeit, Entfernung, Beschleunigungsrate, Azimutwinkel und das Objektklassifizierungsmittel 202 stellt eine Objektklassifizierung zur Verfügung. Die vorstehenden Kontaktsensoren 22 können ortsbezogene Informationen über den Kontaktsensor und ein von dem Kontaktsensor zur Verfügung gestelltes Kräfteprofil bereitstellen. Die Beschleunigungssensoren 24, 26 und 28 liefern verschiedene Beschleunigungen, wie beispielsweise Längs- und Querbeschleunigungen. Der Aufprallvorhersageblock 210 ist mit einem Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 220 für den Fahrer und einem Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 222 für die Passagiere gekoppelt. Mit dem Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 220 für den Fahrer und dem Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 222 für die Passagiere sind ferner Innensensoren 38 verbunden. Die Innensensoren 38 liefern verschiedene Informationen, wie beispielsweise Status des Gurtschlosses des Fahrers und Klassifizierung des Fahrers. Die Klassifizierung des Fahrers kann auf Gewicht und Reichweite basieren. Die Reichweite kann den Prozentsatz mit dem der Insasse innen ist, die Position des Sitzes und den Status des Gurtschlosses umfassen. Somit liefern die Innensensoren Informationen über die Insassen, so dass eine geeignete Aktivierung der Rückhaltevorrichtungen stattfinden kann. Der Aufprallvorhersageblock 210 liefert den Status der aktiven Gegenmaßnahmen, die Aufprallart, die Aufprallgeschwindigkeit und die Objektklassifizierung zu dem Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 220 für den Fahrer und dem Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 222 für die Passagiere. Der Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 220 für den Fahrer ist mit Rückhaltemittel-Betätigungselementen 224 für den Fahrer und der Rückhaltemittel-Steueralgorithmus 222 für die Passagiere ist mit Rückhaltemittel-Betätigungselementen 226 für die Passagiere verbunden. Die Rückhaltemittel-Betätigungselemente für den Fahrer und die Rückhaltemittel-Betätigungselementen für die Passagiere empfangen Informationen über die Aktivierung der verschiedenen Vorrichtungen, einschließlich eines Gurtkraftbegrenzers, Airbagaufblasvorrichtung für Stufe 1, Airbagaufblasvorrichtung für Stufe 2, Airbagausströmeinrichtung, elektromechanischen Aufrollvorrichtungen (d.h. motorisierte Sicherheitsgurtstraffer) und pyrotechnischen Gurtstraffern. Die Steueralgorithmen für den Fahrer und die Passagiere erzeugen verschiedene Zeitabläufe für diese Einrichtungen.
Unter Bezugnahme auf die 5 beginnt ein Verfahren zur Durchführung der vorliegenden Erfindung bei Block 300. Im Block 302 wird der Zustand des Passagierfahrzeugs überwacht. Die Überwachung kann unter Verwendung des Fahrzeugdynamikdetektors 72, des vorstehenden Kontaktsensors 22, der Beschleunigungssensoren 24, 26 und 28 und verschiedener anderer Sensoren des Fahrzeugs erfolgen. In Schritt 304 wird der Status der Sicherheitsgurte des Fahrers und der Passagiere ermittelt. In Schritt 306 werden der Fahrer und Passagiere auf den vorderen Sitzen in Insassenklassen, wie beispielsweise Gewichtskategorie und Position, klassifiziert. In Schritt 308 wird der vordere Bereich des Fahrzeugs mittels des Precrash-Erfassungssystems abgetastet. In Schritt 310 werden die relative Geschwindigkeit und die Bedrohung durch eine mögliche Kollision berechnet. In Schritt 312 wird die mögliche Kollision klassifiziert. Es können verschiedene Klassifikationstypen bestimmt werden, einschließlich einer totalen Frontkollision, einer versetzten Kollision, einer Kollision mit einer starren Barriere, der Art des Objekts, mit dem das Fahrzeug kollidieren könnte und dergleichen. Verschiedene Kollisionstypen können eine Voraktivierung anfordern. Wenn die Kollisionsklassifizierung eine Voraktivierung anfordert, wird in Schritt 314 der Schritt 316 angewendet. In Schritt 316 werden der Fahrer und/oder der Passagierairbag in einen Vorkollisionszustand entfaltet. Wenn in Schritt 314 keine Vorkollisionsmaßnahmen erwünscht sind, wird der Schritt 302 erneut ausgeführt.
In Schritt 326 werden die Fahrzeugbeschleunigungssensoren überwacht. Nach dem Schritt 326 ermittelt der Schritt 327, ob die Kollision von den am Fahrzeug montierten Beschleunigungssensoren innerhalb eines Kollisionszeitabstands zuzüglich eines Toleranzwerts bestätigt wurde. Wenn die Kollision nicht von den Beschleunigungssensoren bestätigt wurde, wird in Schritt 327 der Schritt 330 ausgeführt, in dem aktive Ausströmeinrichtungen auf der Basis von Unfallschwere, Insasseninformationen und vorhergesagter Aufprallzeit aktiviert werden. Wenn in Schritt 327 die Kollision des Fahrzeugs bestätigt wurde, wird der Schritt 328 ausgeführt, in dem die vorhergesagte Aufprallzeit auf der Basis der von den Beschleunigungssensoren (ausführlich in 8 dargestellt) erhaltenen Daten angepasst wird. Nach Anpassung der vorhergesagten Aufprallzeit wird der Schritt 330 ausgeführt, wie oben erläutert wurde. In Schritt 340 ist das System beendet.
Unter Bezugnahme auf die 6 können Airbagaufblaseinrichtungen und aktive Ausströmeinrichtungen auf verschiedene Arten gesteuert werden. In der 6 sind Aktivierungsstufen für das Aufblasen des Airbags bei 40 ms, 20 ms und 0 ms vor dem Kontakt und 9 ms nach dem Kontakt dargestellt. Wie ersichtlich ist, wird die Airbagaufblaseinrichtung in dem –40 ms-Zeitrahmen ungefähr 40 ms vor dem Aufprall als Reaktion auf die verschiedenen Eingabewerte des Fahrzeugs aktiviert. Die Ausströmeinrichtung öffnet zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, um dem Airbag zu ermöglichen, gemäß den Vorgaben gefüllt zu werden, so dass der Kontakt mit einem Insassen mit einem ordnungsgemäß unter Druck stehenden Airbag erfolgt. Eine grafische Darstellung des Drucks eines Airbags, der 20 ms vor dem Kontakt aktiviert wurde, ist ebenfalls zusammen mit einem Öffnen der Ausströmeinrichtung, dem anfänglichen Airbagkontakt und dem Ende der Lenkradverschiebung dargestellt.
Unter Bezugnahme auf die 7 ist ein Verfahren zum Steuern der Ausströmeinrichtung eines Fahrerairbags dargestellt. Ein Fachmann wird erkennen, dass ein Airbag auf der Passagierseite in einer ähnlichen Weise gesteuert werden kann. In Schritt 400 wird die Einstellung der Ausströmeinrichtung für den Fahrerairbag gestartet. In Schritt 402 werden eine Airbagwartezeit, ein Airbagentfaltungssignal, die Fahrergröße, der Zustand des Sicherheitsgurtschlosses und die Position des Fahrersitzes bei der Einstellung berücksichtigt. Ein Fachmann wird erkennen, dass auch mehr oder weniger Einstellungskriterien verwendet werden können. In Schritt 404 wird, wenn die Airbagentfaltungskriterien erfüllt sind, in Schritt 406 eine Rückhaltestufe einer Rückhaltestufentabelle entnommen. Eine Verzögerungszeit 408 für die Ausströmeinrichtung wird entsprechend den Parametern in Schritt 402 entnommen. Durch die Verzögerungszeit für die Ausströmeinrichtung können verschiedene Ausbildungen der Rückhalteeinrichtungen des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Die Tabelle wird somit experimentell bei der Entwicklung des Fahrzeugs auf der Basis der Konstruktion des Fahrzeugs erstellt. Die Verzögerungszeit für die Ausströmeinrichtung kann auf unterschiedliche Arten bestimmt werden. In Schritt 410 wird der Verzögerungszeit-Timer gestartet. Wenn die Verzögerungszeit für die Ausströmeinrichtung zuzüglich der Airbagwartezeit in Schritt 412 kleiner als die Verzögerungszeit aus Schritt 410 ist, wird der Verzögerungszeit-Timer in Schritt 413 erhöht und der Schritt 412 wird erneut ausgeführt. Wenn die Verzögerungszeit für die Ausströmeinrichtung zuzüglich der Airbagwartezeit in Schritt 412 größer oder gleich der Verzögerungszeit aus Schritt 410 ist, wird der Schritt 414 ausgeführt, in dem die Airbag-Ausströmeinrichtung aktiviert wird. Es wird dann der Schritt 416 ausgeführt, mit dem das Verfahren nach Schritt 414 beendet wird.
Die 8 zeigt die Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit für verschiedene Aufprallsituationen: 48,28 km/h (30 mph) auf ein 100-prozentig überschneidendes Hindernis, 56,33 km/h (35 mph) auf ein 100-prozentig überschneidendes Hindernis, 64,37 km/h (40 mph) auf ein verformbares Hindernis mit 40 Prozent Versatz und 77,25 km/h (48 mph) mit 25 Prozent Überschneidung bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug. Diese Kurven können durch Verarbeitung der Beschleunigungssensorsignale von den Fahrzeugbeschleunigungssensoren erhalten werden. Für die ordnungsgemäße Aktivierung aktiver Ausströmeinrichtungen ist es sehr erwünscht, den ersten Zeitpunkt des Kollisionskontakts genau zu bestimmen. Die Kurven der Fahrzeuggeschwindigkeit können gefiltert und einer Kurvenanpassung unterzogen werden, um Trendlinien 480 zu erzeugen. Diese Trendlinien beziehen sich auf den fahrzeugspezifischen ersten Kontaktzeitpunkt, der als Bezugspunkt für die Aktivierungszeit der Airbagausströmeinrichtung verwendet werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 9 ist ein Verfahren zum Steuern der Entfaltungszeiten eines Airbags mit einer aktiven Ausströmeinrichtung gezeigt. Die hier angeführten Werte dienen lediglich dem Zweck der Erläuterung. In Schritt 502 werden die Variablen voreingestellt.
V₁ = V₂ = V_F1 = V_F2 = V_RCM = V_e1 = N_array = T_N = M = B = D = Vel_array = 0.
V_thresh = 0,25 m/s.
T_x = T_veh = 3 ms.
T_end = 6 ms.
Min_filtered_points = 4,
Vel_max_point = T_max_point = N_max_point = 0,
tol_B = 250 m/s² und
T_Deploy = 999,9.
In Schritt 504 werden die Beschleunigungswerte von dem RCM und den vorderen Beschleunigungssensoren aufgezeichnet. In Schritt 505 werden der Rückhaltepegel und die Aktivierungszeit der Ausströmeinrichtung (T_vent) zu dem vorliegenden Unterprogramm zurückgeführt. In Schritt 506 werden die Beschleunigungswerte des vorderen Crash-Sensors und des RCM integriert und ergeben Geschwindigkeiten: V_F1, V_F2 und V_RCM. In Schritt 507 wird V_RCM von V_F1 und V_F2 abgezogen, so dass fahrzeuginterne Beschleunigungen, wie beispielsweise das Bremsen, nicht als Aufprallbeschleunigung interpretiert werden können. In Schritt 508 wird V₁ mit einem Geschwindigkeitsschwellenwert V_thresh verglichen. Wenn V₁ kleiner als V_thresh ist, wird der Schritt 518 eingeleitet. Der Schritt 518 vergleicht V₂ mit V_thresh, so dass, wenn weder V₁ noch V₂ über V_thresh liegen, der Algorithmus über den Schritt 519 zu Schritt 504 zurückkehrt. Der Schritt 519 erhöht die Algorithmuszeit um den Zeitschritt (time_step), der von dem Prozessor verwendet wurde. In den Schritten 510, 512, 514 und 516 wird der größte Wert zwischen V₁ und V₂ für Vel ausgewählt. Wenn die Variablen Vel und D in Schritt 514 oder 516 aktualisiert wurden, wird der Schritt 520 aktiviert und der Datenbereichszähler wird um eins erhöht und die Algorithmuszeit wird um "time_step" erhöht. Der Schritt 521 speichert den letzten Wert für N_array und T_N in den angemessen bezeichneten Datenbereichen. In Schritt 522 wird der letzte Punkt von Vel_array mit der vorhergehenden maximalen Geschwindigkeit in dem Datenserie (Vel_max_point) verglichen. Wenn der letzte Punkt von Vel_array größer als Vel_max_point ist, werden Geschwindigkeit (Vel_max_point), Zeit (T_max_point) und Zähler (N_max_point) mit dem Wert der letzten Information in Schritt 523 aktualisiert. Nach einer negativen Antwort aus Schritt 522 oder nach dem Schritt 523 ist der Schritt 524 aktiv. In Schritt 524 wird die gesamte Zeitlänge der Datenserie (T_array[Narray] – T_array[1]) mit einem Schwellenendzeitpunkt (T_end) für die Datenserie verglichen. Wenn die gesamte Zeitlänge der Datenserie kleiner als der Schwellenendzeitpunkt ist, geht das Verfahren zu Schritt 525 über. In Schritt 525 werden die Beschleunigungen aufgezeichnet. In Schritt 526 werden die Beschleunigungen integriert und V_F1, V_F2 und V_RCM werden zurückgeführt. In Schritt 527 wird Vel durch den letzten Datenpunkt des Beschleunigungssensors, der mit D bezeichnet ist, aktualisiert. Das Verfahren geht dann zu Schritt 520 über, wie oben beschrieben wurde.
Wenn die gesamte Zeitlänge der Datenserie größer oder gleich dem Schwellenendzeitpunkt der Datenserie ist, geht das Verfahren zu Schritt 530 über. In Schritt 530 wird eine lineare Regression an Vel_array durchgeführt, um eine lineare Gleichung in der Form y = M·x + B zu erhalten. In Schritt 531 wird der x-Achsenabschnitt der Gleichung berechnet und in einer mit T_x bezeichneten Variablen gespeichert. In Schritt 532 wird der Minimalwert von Vel_array mit Vel_thresh verglichen. Wenn die Operation in Schritt 532 zu einem wahren Ergebnis führt, geht das Verfahren zu Schritt 550 über. In Schritt 550 wird die Zeit T_zero, die unter Verwendung der Daten des Precrash-Sensors berechnet wurde, zurückgeführt. Wenn der Schritt 532 zu einem falschen Ergebnis führt, geht das Verfahren zu Schritt 533 über. Der Schritt 533 vergleicht die Anzahl der Punkte in dem gefilterten Datenbereich (N_max_point) mit einem minimalen Schwellenwert (min_filtered_points). Wenn N_max_point größer oder gleich der minimalen Anzahl von Punkten ist, wird der Schritt 534 eingeleitet. Wenn die Anzahl der Punkte kleiner als der Schwellenwert ist, wird der Schritt 540 eingeleitet. In Schritt 534 wird die Steigung der linearen Regressionslinie (B) mit einem Steigungsschwellenwert (tol_B) verglichen. Wenn B größer oder gleich dem Steigungsschwellenwert ist, wird der Schritt 535 eingeleitet, anderenfalls wird der Schritt 540 eingeleitet. In Schritt 535 wird die Zeit T_zero auf der Basis der in Schritt 531 berechneten Abschnittszeit (T_x) und eines fahrzeugspezifischen Zeitversatzes (T_veh) berechnet. Nach Vervollständigung des Schritts 535, 540 oder 550 wird der Schritt 560 eingeleitet. In Schritt 56 wird die Airbagausströmvorrichtung gemäß der aus Schritt 505 erhaltenen Zeit T_zero und T_vent in Bereitschaft versetzt. Es wird dann der Schritt 570 ausgeführt, der das Verfahren nach Schritt 560 beendet.
Unter Bezugnahme auf die 10 wird ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems beschrieben. Bei diesem System wird das Vertrauensniveau bestimmt. Bei diesem System sind die Schritte 600–612 identisch mit den Schritten 300–312 der 5 und werden daher nicht wiederholt beschrieben. In Schritt 614 wird der Schritt 618 ausgeführt, wenn die Kollisionsklassifizierung eine Vorentfaltung erfordert. In Schritt 618 wird die relative Geschwindigkeit bestimmt. Wenn die relative Geschwindigkeit 15 bis 100 mph (24,14 bis 160,93 km/h) beträgt, wird der Schritt 620 ausgeführt. In Schritt 620 wird der Schritt 624 ausgeführt, wenn ein Schwellenwert für den Vertrauensfaktor erreicht wird. In Schritt 624 werden die adaptiven Rückhaltemittel in einem Vorkollisionsmodus in den Bereitschaftszustand versetzt. Bei Schritt 625 endet das System. Unter erneute Bezugnahme auf die Schritte 614, 618 und den Schritt 620 wird der Schritt 626 ausgeführt, wenn die Kollisionsklassifizierung oder die relative Geschwindigkeit keine Bereitschaft erforderlich machen oder der Vertrauensfaktor nicht erfüllt wird. In Schritt 626 wird eine Kollision durch die Beschleunigungssensoren bestätigt. Wenn die Kollision nicht bestätigt wird, wird in Schritt 627 der Schritt 602 ausgeführt. Wenn die Kollision bestätigt wird, wird das adaptive Rückhaltesystem in Schritt 630 in einem Nachkollisionsmodus in Bereitschaft versetzt. In Schritt 640 endet das System.
Unter Bezugnahme auf die 11, in der der spezielle Fall der Entfaltung eines Airbags behandelt wird, wird das Risiko, in einer falschen Position sitzende Insassen zu verletzen, reduziert, da es bei einer Entfaltung vor dem Aufprall ausreichend Zeit gibt, das Aufblasen des Airbags zu verlangsamen. Wenn der Airbag nach dem Aufprall entfaltet wird, muss er in der Lage sein, sich schneller zu entfalten, um als Insassenrückhaltemittel zu dienen, bevor ein Kontakt mit einem falsch positionierten Insassen stattfindet. Eine Airbagkonstruktion, die dies erreichen kann, hat eine zweistufige Aufblasvorrichtung mit einer steuerbaren Verzögerung zwischen den beiden Stufen in Kombination mit einer einstellbaren Ausströmeinrichtung, die eine Steuerung der Airbagaufblas-Charakteristik ermöglicht. Der Airbagauslass kann dann auf viele Arten, einschließlich der nachfolgend genannten, gesteuert werden.
Die Methode 1 zeigt ein langsames Entfalten, das mit einem niedrigen Druck bei Beginn des Entfaltens durchgeführt wird. Das langsame Entfalten ist ausreichend, um ein Öffnen der Tür der Airbagabdeckung sicherzustellen. Die Airbagausströmeinrichtungen sind während dieses frühen Stadiums des Entfaltens geschlossen, um die maximale Gasmenge zu Beginn des Entfaltens zusammenzuhalten. Wenn der Airbag die Airbagtür durchdrungen hat und ordnungsgemäß platziert ist, vergrößert sich der Aufblasauslass, um den Airbag zu füllen und die Ausströmeinrichtungen können öffnen, um die kinetische Energie des Insassen abzubauen. Der Spitzendruck des Airbags ist gleich dem maximalen Druck eines Airbags aus laufender Produktion. Der gesamte Prozess ist so ausgelegt, dass er sich über einen gegenüber herkömmlichen Systemen, die nachstehend in Methode 2 und 3 genannt sind, verlängerten Zeitraum erstreckt.
Bei der Methode 2 wird ein konventioneller voller Ausstoß, der annäherungsweise äquivalent zu beiden Stufen der Zweistufen-Airbags der aktuellen Produktion ist, dargestellt. Bei dieser Methode sind die Airbagausströmeinrichtungen von Beginn an offen und bei beiden Stufen erfolgt die Entfaltung mit einer kurzen oder sogar keinen Verzögerung zwischen den beiden Aufblasstufen. Der Spitzendruck des Airbags ist annähernd gleich dem Spitzendruck der Methode 1, er kann jedoch in kürzerer Zeit erreicht werden.
Bei der Methode 3 ist ein konventioneller Teilausstoß annähernd gleich der ersten Stufe des zweistufigen Airbags der aktuellen Produktion. Bei dieser Methode sind die Airbagausströmeinrichtungen von Beginn an offen. Beide Aufblasstufen entfalten mit einer großen (ungefähr 100 ms) Verzögerung zwischen der ersten und der zweiten Stufe mit einem geringeren Spitzendruck.
Bei Verwendung dieses Airbag-Vorentfaltungsverfahrens kann der Airbag auf einen Spitzendruck aufgeblasen werden, der ausreichenden Schutz für ausgewachsene Insassen liefert, während Verletzungen an Insassen, die zu nahe an dem Airbag zum Zeitpunkt der Entfaltung sitzen, reduziert werden. Andere Komponenten wie beispielsweise elektromechanische Aufrollvorrichtungen (EMR), Gurtkraftbegrenzer und dergleichen können in einem Voraufprallmodus oder einem Nachaufprallmodus betrieben werden, um maximalen Schutz für verschiedene Bedingungen zu bieten.
Unter Bezugnahme auf die 12 ist eine Ausführungsform dargestellt, die auf dem Vertrauensniveau der Kollisionsvorhersage und dem für eine maximale Effektivität erforderlichen Zeitaufwand für die Entfaltung basiert. Wie dargestellt ist, werden konventionelle Rückhaltemittel zwischen 5 ms nach einem Aufprall und 120 ms nach einem Aufprall aktiviert. Bei dem zweiten Balken von unten kann eine umkehrbare Voraktivierung bis zu 250 ms vor dem Aufprall stattfinden. Bei dem dritten Balken kann eine pyrotechnische Gurtstraffer-Voraktivierung zwischen –10 ms und 120 ms stattfinden. Eine partielle Airbagvoraktivierung kann zwischen –20 ms und 120 ms und eine volle Airbagvoraktivierung zwischen –40 ms und 120 ms stattfinden. Wenn das Vertrauensniveau niedrig ist, können rückstellbare Rückhaltemittel ohne größere Auswirkungen für die Insassen des Fahrzeugs für den Fall, dass keine Kollision stattfindet, aktiviert werden. Pyrotechnische Gurtstraffer können bei einem mittleren Vertrauensniveau aktiviert werden. Ein höheres Vertrauensniveau ist für die volle Voraktivierung eines Airbags erforderlich. Die Zeit bis zur Kollision und das Kollisionsvertrauensniveau basieren auf dem Precrash-Sensor 18, dem Fahrzeugdynamikdetektor 72 und dem mechanischen Kontaktsensor 22.
Unter Bezugnahme auf die 13A und 13B wird das System mit Schritt 700 gestartet. In Schritt 702 wird die Umgebung des Fahrzeugs durch das Precrash-Erfassungssystem auf potentielle Kollisionen überwacht. In Schritt 704 werden der Innenraum des Fahrzeugs überwacht und die Merkmale der Insassen bestimmt. In Schritt 706 kehrt das System zu Schritt 702 zurück, wenn keine potentielle Kollision entdeckt wird. Wenn eine potentielle Kollision entdeckt wird, können in Schritt 706 die Zeit bis zu Kollision, die Kollisionsverlässlichkeitsstufe und Kollisionsmerkmale in Schritt 708 bestimmt werden. In Schritt 710 werden das Kollisionsvertrauensniveau und die erforderliche Zeit für die Voraktivierung von rückstellbaren Rückhaltemitteln, um sie in den Bereitschaftszustand zu versetzen, überprüft. Wenn das Vertrauensniveau und die für die Bereitschaft erforderliche Voraktivierungszeit nicht erreicht werden, wird der Schritt 702 erneut ausgeführt. In Schritt 710 setzt der Schritt 712 die rückstellbaren Rückhaltemittel in Bereitschaft, wenn das Vertrauensniveau und die für die Bereitschaft der rückstellbaren Rückhaltemittel erforderliche Voraktivierungszeit erreicht wurden.
In Schritt 714 wird die Umgebung des Fahrzeugs kontinuierlich auf eine potentielle Kollision überwacht. In Schritt 716 werden erneut eine Zeit bis zur Kollision, das Kollisionsvertrauensniveau und die Kollisionsmerkmale bestimmt. In Schritt 718 werden die Kollisionszeit und das Kollisionsvertrauensniveau mit verschiedenen Bereitschaftsschwellenwerten für die Voraktivierung von nicht rückstellbaren Rückhaltemitteln verglichen. In Schritt 719 wird, wenn das Vertrauensniveau und die zeitlichen Anforderungen für die Bereitschaft zum vollen Entfalten der Airbags vor der Kollision erfüllt werden, der Schritt 720 ausgeführt, in dem Airbags und andere nicht rückstellbare Rückhalteeinrichtungen auf der Basis der Kollisionsmerkmale und der Insassenmerkmale vor dem Aufprall aktiviert werden. Zurückgehend zu Schritt 719 wird, wenn das Vertrauensniveau und die zeitlichen Anforderungen für die Bereitschaft zum vollen Entfalten der Airbags vor der Kollision nicht erfüllt werden, der Schritt 722 ausgeführt. In Schritt 722 entfaltet der Schritt 724 die Airbags und andere nicht rückstellbare Rückhalteeinrichtungen teilweise auf der Basis der Kollisionsmerkmale und der Insassenmerkmale vor dem Aufprall, wenn das Vertrauensniveau und die zeitlichen Anforderungen für die Bereitschaft zum teilweisen Entfalten der Airbags vor der Kollision erfüllt werden. Nach Schritt 724 wird der Schritt 726 ausgeführt. In Schritt 726 vervollständigt der Schritt 727 die Entfaltung der Sicherheitseinrichtungen, wenn ein Aufprall von den Kontaktsensoren festgestellt wurde, dessen Stärke einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Wenn in Schritt 726 die Stärke des von den Kontaktsensoren festgestellten Aufpralls einen vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigt, wird der Schritt 728 ausgeführt, in dem die verstrichene Zeit mit der für die Kollision vorhergesagten Zeit verglichen wird. Wenn die verstrichene Zeit nicht größer oder gleich der für die Kollision vorhergesagten Zeit ist, wird der Schritt 726 erneut ausgeführt. Wenn in Schritt 728 die verstrichene Zeit größer oder gleich der für die Kollision vorhergesagten Zeit ist, wird der Schritt 730 ausgeführt, in dem die Entfaltung gestoppt und die aufgeblasenen Sicherheitseinrichtungen entlüftet werden. In Schritt 732 werden die rückstellbaren Rückhaltemittel zurückgesetzt. In Schritt 734 kehrt das System zum Start in Schritt 700 zurück.
Zurückkommend auf Schritt 722 wird, wenn das Vertrauensniveau und die zeitlichen Anforderungen für die Bereitschaft zum teilweisen Entfalten der Airbags vor der Kollision nicht erfüllt werden, der Schritt 740 ausgeführt, in dem das Vertrauensniveau und die zeitlichen Anforderungen für die Bereitschaft zum Aktivieren von pyrotechnischen Gurtstraffern vor der Kollision bestimmt werden. Wenn das Vertrauensniveau zum Aktivieren von pyrotechnischen Gurtstraffern vor der Kollision erfüllt wird, wird der Schritt 724 ausgeführt, in dem die pyrotechnischen Gurtstraffer vor der Kollision aktiviert werden. Wenn in Schritt 740 das Vertrauensniveau zum Aktivieren von pyrotechnischen Gurtstraffern vor der Kollision nicht erfüllt wird, wird der Schritt 744 ausgeführt, in dem eine Kollision mit auf dem Aufprall basierenden Sensoren bestimmt wird. Wenn mit den auf einem Aufprall basierenden Sensoren eine über einem Schwellenwert liegende Kollision festgestellt wird, entfaltet der Schritt 746 Airbags und andere nicht rückstellbare Rückhaltesysteme auf der Basis der aufprallbasierten Kollisionsmerkmale und Insassenmerkmale.
Zurückkommend auf Schritt 744 wird, wenn eine von den Aufprallsensoren erfasste Kollision einen Schwellenwert nicht übersteigt, die verstrichene Zeit mit der für die Kollision vorhergesagten Zeit verglichen. Wenn die verstrichene Zeit größer oder gleich der für die Kollision vorhergesagten Zeit ist, werden die rückstellbaren Rückhaltemittel in Schritt 750 zurückgesetzt und das System kehrt zum Start in Schritt 734 zurück. Wenn in Schritt 748 die verstrichene Zeit nicht größer oder gleich der vorhergesagten Zeit ist, wird der Schritt 752 ausgeführt. In Schritt 752 kehrt das System zu Schritt 714 zurück und der Prozess wiederholt sich.
Wie ersichtlich ist, kann somit der größtmögliche Nutzen einer Aktivierung von Rückhaltesystemen vor einem Aufprall realisiert werden, wenn der Airbag vor einer Kollision voll aktiviert ist. Für eine vollständige Entfaltung des Airbags vor der Kollision wird die höchste Stufe eines Vertrauensniveaus für die Kollisionsvorhersage zu einem vorbestimmten Zeitpunkt (beispielsweise bei –40 ms) vor einer vorhergesagten Kollision benötigt. In diesem Fall kann das Rückhaltesystem einschließlich Airbags, pyrotechnischen Gurtstraffern oder anderen Sicherheitseinrichtungen auf der Basis der Kollisionsklassifizierung, der Stärke der Kollision und der Insasseninformationen aktiviert werden, ohne dass die Entfaltung des Airbags zusätzlichen Beschränkungen unterliegt. Dies bietet einen optimalen Schutz für die Insassen. Wenn das vordefinierte Vertrauensniveau für die Kollisionsvorhersage nicht erfüllt wurde, kann die Entscheidung über die Entfaltung des Airbags bis zur nächsten am besten geeigneten Situation verzögert werden, insbesondere die einer teilweisen Entfaltung des Airbags vor einer vorausgesagten Kollision. Zu einer vorbestimmten Zeit vor der vorausgesagten Kollision, die später (beispielsweise bei –20 ms) als im Fall einer Entscheidung zur vollen Entfaltung des Airbags ist, wird eine Entfaltungsentscheidung zur teilweisen Entfaltung des Airbags getroffen, wenn ein vorbestimmtes hohes Vertrauensniveau der Kollisionsvoraussage erfüllt wird. Dieses Vertrauensniveau für die teilweise Vorentfaltung des Airbags wird niedriger als das Vertrauensniveau für die vollständige Vorentfaltung des Airbags angesetzt. In dieser Situation stehen dem Steueralgorithmus zusätzliche Zeit und ergänzende Precrash-Sensordaten zur Verfügung, um eine neue Vertrauensberechnung für die Kollisionsvorhersage durchzuführen. In dem Fall einer teilweisen Entfaltung des Airbags vor einer Kollision kann typischerweise nur die niedrige Leistungsstufe eines Zweistufen-Airbags aktiviert werden und pyrotechnische Gurtstraffer werden vorgezündet. Die hohe Leistungsstufe wird nur nach einer auf den Kontaktsensoren basierenden Kollisionsbestätigung initiiert. Nachdem die Kollision von den Kontaktsensoren bestätigt wurde, werden die hohe Leistungsstufe des Airbags und andere Rückhaltmittel-Steuermechanismen, wie aktive Ausströmeinrichtungen, in Übereinstimmung mit der Stärke der Kollision, der Kollisionsklassifizierung, den Insasseninformationen, dem Gurtstatus, dem niedrigen Airbagstatus und dergleichen in kontrollierter Weise aktiviert. In dem seltenen Fall, dass eine Kollision vermieden wird oder die Kollision eine geringere Stärke hat, kann das Entfalten des Airbags in die hohe Leistungsstufe vermieden werden. Wenn das vorausbestimmte hohe Vertrauensniveau für die teilweise Entfaltung des Airbags mit der vorbestimmten Zeit nicht erreicht wird, wird keine Entscheidung zum Entfalten getroffen. Zu einem späteren vorbestimmten Zeitpunkt (ungefähr –10 ms) kann die Entscheidung getroffen werden, ob die pyrotechnischen Gurtstraffer aktiviert werden sollen. Dies basiert auf einem vorbestimmten mittelhohen Vertrauensniveau, das so festgesetzt wurde, dass es niedriger als dasjenige für die teilweise Entfaltung der Airbags vor der Kollision ist. Diese pyrotechnischen Geräte können nicht zurückgesetzt werden und müssen nach Aktivierung ausgetauscht werden. In diesem Fall kann die Entfaltung des Airbags durch die kontaktbasierten Sensorinformationen, wie beispielsweise von den Beschleunigungssensoren unter Berücksichtigung des Gurtstatus einschließlich elektromechanischer Aufrollvorrichtung (EMR), des Status des pyrotechnischen Gurtstraffers sowie verschiedener Insasseninformationen gesteuert werden.
Wenn das vorbestimmte mittelhohe Vertrauensniveau für die Kollisionsvoraussage nicht in der vorbestimmten Zeit erfüllt wird, ermöglicht das System dem konventionellen aufprallbasierten Kollisions-Erfassungssystem die Steuerung der Aktivierungsfunktionen des Rückhaltesystems auf der Basis der vorhergesagten Stärke der Kollision, des Gurtstatus einschließlich des Gurtstrafferstatus und der auf die Insassen bezogenen Informationen.
Unter Bezugnahme auf die 14 ist eine Behandlungsroutine für den Entfaltungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei diesem Beispiel gibt es fünf Steuerungsvariablen, nämlich Aktivierungszeit für den elektromechanischen Gurtaufroller, Aktivierungszeit für die erste Airbagstufe, Aktivierungszeit für die zweite Airbagstufe, Aktivierungszeit für die pyrotechnischen Sicherheitsgurte und Öffnungszeit der aktiven Ausströmeinrichtung. Diese Zeiten werden ausgewählt, um die Leistung des Rückhaltesystems zu optimieren. Die mit der Behandlungsroutine für den Entfaltungsvorgang verknüpfte Software empfängt Informationen von dem aktiven Sicherheitssystem 800 und liefert diese Informationen an eine erste Stufe, d.h. eine Entfaltungsbestimmungsstufe 802. Eine Geräteaktivierungsstufe 804 empfängt verschiedene Informationen von der Entfaltungsbestimmungsstufe 802. Es sollte beachtet werden, dass die in dem vorgenannten Beispiel und in den hier beschriebenen Beispielen genannten verschiedenen Zeiten lediglich beispielhafter Natur und nicht einschränkend gemeint sind. Der zeitliche Ablauf kann aus vielfältigen Gründen, einschließlich der Art der zu aktivierenden Einrichtungen und der Konstruktion des Fahrzeugs, angepasst werden.
Das aktive Sicherheitssystem erzeugt eine vorhergesagte Aufprallzeit, eine relative Aufprallgeschwindigkeit, eine Aufprallwahrscheinlichkeit, einen Aufprallüberschneidungsbereich, einen Aufprallwinkel, eine Aufprallsensorerfassung und Aufprallzeitpunkt-Erfassungssignale, die der Entfaltungsbestimmungsstufe 802 zugeführt werden. Wie oben erwähnt wurde, können verschiedene Zeiten für bestimmte Vorrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel, dass, wenn die Zeit bis zum Aufprall weniger als 40 ms beträgt, eine Entscheidung zum Aktivieren eines Airbags getroffen wird. Wenn die Zeit bis zum Aufprall weniger als 250 ms beträgt, kann die elektromechanische Aufrollvorrichtung (EMR) zum Strammziehen des Sicherheitsgurts verwendet werden. Die Aufprallwahrscheinlichkeit, der Aufprallüberschneidungsbereich, der Aufprallwinkel, die Aufprallsensorerfassung und die Aufprallzeitpunkt-Erfassung können ebenfalls für die Entfaltungsentscheidung verwendet werden. Eine Aufprallzeitpunkt-Erfassung größer als zwei bedeutet, dass ein Ziel während mehr als zwei Radarzyklen erfasst wurde. Die Entfaltungsbestimmungsstufe 802 liefert eine relative Aufprallgeschwindigkeit, ein "Bedingungen erfüllt"-Signal für die Airbagentfaltung, ein Airbagwartesignal, ein "Bedingungen erfüllt"-Signal für den elektromechanischen Gurtaufroller und ein Wartesignal für den elektromechanischen Gurtaufroller an die Geräteaktivierungsstufe 804.
Im Kasten 804 kann die Geräteaktivierungsstufe verschiedene Funktionen durchführen und verschiedene Zeitabläufe vorschreiben, die auf den Informationen von der Entfaltungsbestimmungsstufe und einem Signal bezüglich der Insassengröße, einem Signal bezüglich der Sicherheitsgurtbenutzung und einem Signal bezüglich der Sitzposition basieren. Es sind Beispiele für den Zeitablauf für einen großen Insassen dargestellt.
Als erste Funktion für einen angeschnallten großen Insassen wird der elektromechanische Gurtaufroller EMR bei –250 ms aktiviert, die erste Airbagstufe wird bei –20 ms, die zweite Airbagstufe bei –40 aktiviert, Aktivierung der Airbag-Ausströmeinrichtung bei –25 ms und ein pyrotechnischer Gurtstraffer wird bei –40 ms aktiviert. Wie ersichtlich ist, wurde die zweite Airbagstufe vor der ersten Stufe aktiviert. Für einen nicht angeschnallten großen Insassen kann die erste Airbagstufe bei –40 ms, die zweite Airbagstufe bei 0 ms und die Airbag-Ausströmeinrichtung bei –25 ms aktiviert werden.
Eine andere von der Geräteaktivierung vorgenommene Funktion ist das Bestimmen einer Startzeit für eine Uhr. Die Uhr kann eine Wartezeit haben und die Aktivierung des elektromechanischen Gurtaufrollers EMR bei –250 ms, die zweite Stufe des Airbags bei –40 ms, die Aktivierung der Gurtstraffer bei –40 ms, die Airbag-Ausströmeinrichtung bei –25 ms und die erste Stufe des Airbags bei –20 ms entsprechende den Bedingungen für einen großen angeschnallten Insassen festsetzen. Wie oben erwähnt wurde, sind dies lediglich Beispiele für die Aktivierung verschiedener Einrichtungen. Es sollte bemerkt werden, dass die beiden oben genannten Funktionen lediglich als beispielhafte Ausführung beschrieben wurden und nicht als einschränkend anzusehen sind. Ein Fachmann wird bemerken, dass die Geräteaktivierungsstufe verschiedene ähnliche zusätzliche Funktionen für Insassen mit anderer Größe im angeschnallten und im nicht angeschnallten Zustand sowie auf der Fahrerposition als auch auf den Passagierpositionen umfassen kann.
Zusammenfassend gesagt, kann die Geräteaktivierung ein Signal für die erste Airbagstufe, ein Signal für die zweite Airbagstufe und ein Signal für die Airbag-Ausströmeinrichtung, ein Signal für den pyrotechnischen Gurtstraffer und ein Signal für den Gurtaufroller erzeugen.
Unter Bezugnahme auf die 15 ist eine grafische Darstellung einer Behandlungsroutine für den Entfaltungsvorgang gezeigt. In Block 900 wird die Endgeschwindigkeit bestimmt. In Block 902 wird der Kollisionstyp, wie beispielsweise eine Kollision mit einer Limousinenfront, einem Limousinenheck, einer Geländewagenfront oder einem Geländewagenheck, bestimmt. Natürlich können viele andere Klassifizierungen festgelegt werden. Der Kollisionstyp kann der Kollisionsüberschneidungsbestimmung 904 zugeführt werden. Die Kollisionsüberschneidung 904 erzeugt ein Signal für volle Überschneidung oder 50-prozentige Überschneidung. Es können auch verschiedene Stufen zwischen voller Überschneidung und 50-prozentiger Überschneidung erzeugt werden. Nach dem Bestimmen der Kollisionsüberschneidung wird eine Klassifizierung des Fahrers in Block 906 und eine Klassifizierung eines Passagiers in Block 908 vorgenommen. Die Fahrer- und Passagierklassifizierung entsprechen verschiedenen Gewichtsklassen der verschiedenen Passagiere oder des Fahrers zusammen mit Informationen über ihren angeschnallten oder nicht angeschnallten Zustand. Die Sitzposition des Fahrers wird in Block 910 und die Sitzposition des Passagiers in Block 912 bestimmt. Jede dieser Bedingungen kann beim Durchführen der Behandlungsroutine verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf die 16 ist ein Verfahren dargestellt, das dem in der 10 beschriebenen Verfahren ähnlich ist. Die Schritte 1000 bis 1018 entsprechen direkt den in der 10 beschriebenen Schritten und werden nicht wiederholt. Somit beginnt die vorliegende Darlegung mit Schritt 1020.
In Schritt 1020 wird, wenn der Schwellenwert für den Vertrauensfaktor erfüllt wird, der Schritt 1022 ausgeführt. In Schritt 1022 werden die optimalen Werte für die Rückhaltemittelaktivierung für die vorderen Insassen bestimmt. In Schritt 1024 werden verschiedene adaptive Rückhaltemittel in Bereitschaft für einen Vorkollisionsmodus versetzt. Dieses Verfahren endet in Schritt 1025. Zurückkommend auf Schritt 1014 wird, wenn die Vorkollisionsklassifizierung keine Voraktivierung erfordert, die Kollision durch die am Fahrzeug montierten Beschleunigungssensoren in Schritt 1026 bestätigt. Wenn die Kollision nicht bestätigt wird, wird in Schritt 1027 der Schritt 1002 wiederholt. Wenn die Kollision bestätigt wird, wird der Schritt 1030 ausgeführt, in dem das adaptive Rückhaltesystem in einem Nachkollisionsmodus aktiviert wird. Nach Schritt 1030 beendet der Schritt 1040 die Erfindung.
Zurückkommend auf Schritt 1020 wird, wenn der Schwellenwert für den Vertrauensfaktor für eine Voraktivierung nicht erfüllt wird, der Schritt 1028 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Schwellenwert für den Vertrauensfaktor für eine Vorzündung erfüllt wird. Wenn der Schwellenwert für eine Vorzündung nicht erfüllt wird, wird der Schritt 1026 ausgeführt. Wenn der Vertrauensfaktor für die Vorzündung erfüllt wurde, wird der Schritt 1050 ausgeführt. In Schritt 1050 wird das Rückhaltesystem vorgezündet und in Schritt 1052 wird die Kollision durch die am Fahrzeug montierten Beschleunigungssensoren bestätigt. Wenn die Fahrzeugkollision in Schritt 1054 bestätigt wird, werden die adaptiven Rückhaltemittel in einen Vorzündmodus in Schritt 1056 in Bereitschaft versetzt. Dieser Prozess endet bei Schritt 1058. In Schritt 1054 kehrt das System zu Schritt 1002 zurück, wenn die Kollision nicht bestätigt wird.
Unter Bezugnahme auf die 17 wird die Entfaltungsbestimmungsstufe 802 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in näheren Einzelheiten erläutert. In Schritt 1102 wird die Entfaltungsbestimmung dargelegt. In Schritt 1103 werden verschiedene Informationen über Zielobjekte von dem Precrash-Erfassungssystem übermittelt. In Schritt 1104 wird die Markierung für erfüllte Bedingungen für Airbagentfaltung auf nein gesetzt, die Markierung für erfüllte Bedingungen für Aktivierung der elektromechanischen Aufrollvorrichtung EMR auf nein gesetzt und die Grenzzeit wird auf 999,99 ms festgesetzt. In Schritt 1106 überprüft das System, ob alle Zielobjekte ausgewertet wurden. Wenn alle Zielobjekte ausgewertet wurden, wird der Schritt 1108 ausgeführt. In Schritt 1108 wird, wenn die Bedingungen für die Aktivierung der elektromechanischen Aufrollvorrichtung EMR oder die Entfaltung des Airbags erfüllt wurden, der Schritt 1110 ausgeführt, in dem, wenn die Airbagentfaltungs-Bedingungen erfüllt wurden, eine Wartezeit bestehend aus einer Grenzzeit abzüglich der Airbagentfaltungszeit festgesetzt. In Schritt 1110 wird, wenn das Signal für die Airbagentfaltung nicht gegeben wurde, der Schritt 1114 ausgeführt, in dem die Wartezeit auf gleich der Grenzzeit minus Aktivierungszeit (TTD) der elektromechanischen Aufrollvorrichtung gesetzt wird. Anderenfalls wird der Schritt 1112 ausgeführt, der die Wartezeit auf gleich der Grenzzeit minus Entfaltungszeit des Airbags (AB) festlegt. Die Entfaltungszeit des Airbags und die Aktivierungszeit der elektromechanischen Aufrollvorrichtung werden bei diesem Beispiel auf 40 ms vor Aufprall bzw. 250 ms vor Aufprall festgesetzt. Nach den Schritten 1114 und 1112 startet der Schritt 1116 einen Timer. Wenn die Timereinstellung weniger als die Wartezeit beträgt, wird der Schritt 1118 erneut ausgeführt. In Schritt 1118 wird, wenn die Timerzeit größer oder gleich der Wartezeit ist oder wenn in Schritt 1108 die Aktivierungszeit der elektromechanischen Aufrollvorrichtung nicht erfüllt wurde oder die Entfaltungszeit des Airbags nicht erfüllt wurde, der Schritt 1120 ausgeführt, in dem die Airbagentfaltungsbedingungen erfüllt sind, die Aktivierungsbedingungen der elektromechanischen Aufrollvorrichtung erfüllt sind und der Grenzwert der Aufprallgeschwindigkeit ausgegeben wird. Das System endet in Schritt 1122.
Zurückkommend auf Schritt 1106 werden verschiedene Informationen zur Verfügung gestellt, wenn nicht alle Zielobjekte ausgewertet wurden. In Schritt 1124 wird, wenn das Zielobjekt einem Fahrzeug gleicht und der Erfassungsstatus abgeschlossen ist, der Aufprallvertrauensfaktor größer als der Aufprallschwellenwert ist, der Überlappungsbereich größer als der Überlappungsschwellenwert ist und der Winkel kleiner als der Winkelschwellenwert ist, der Schritt 1126 ausgeführt, in dem die relative Geschwindigkeit mit einem Schwellenwert für die Aktivierungsgeschwindigkeit der elektromechanischen Aufrollvorrichtung verglichen wird und die Zeit bis zum Aufprall minus der Aktivierungszeit der elektromechanischen Aufrollvorrichtung mit einer Prozesszeit verglichen wird. In Schritt 1126 wird, wenn die relative Geschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert für die Aktivierungsgeschwindigkeit der elektromechanischen Aufrollvorrichtung und die Zeit bis zum Aufprall minus der Aktivierungszeit der elektromechanischen Aufrollvorrichtung kleiner oder gleich der Prozesszeit ist, der Schritt 1128 ausgeführt, in dem die Markierung für erfüllte Bedingungen der Aktivierung der elektromechanischen Aufrollvorrichtung EMR auf ja gesetzt wird. Wenn der Schritt 1126 nicht zutreffend ist und nach dem Schritt 1128 wird der Schritt 1130 ausgeführt, in dem eine relative Geschwindigkeit mit einem Schwellenwert für die Airbagentfaltungsgeschwindigkeit verglichen wird. Wenn die relative Geschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert für die Airbagentfaltungsgeschwindigkeit ist und die Zeit bis zum Aufprall minus der Airbagentfaltungszeit kleiner oder gleich der Prozesszeit ist, wird der Schritt 1132 ausgeführt, in dem die Markierung für erfüllte Bedingungen der Entfaltung des Airbags auf ja gesetzt wird. Nach dem Schritt 1132 und wenn der Schritt 1130 falsch ist, wird der Schritt 1134 ausgeführt, in dem die Markierung für die erfüllten Bedingungen der Aktivierung der elektromechanischen Aufrollvorrichtung und die Markierung für die erfüllten Bedingungen der Airbagentfaltung ermittelt werden. Wenn eine der beiden ja lautet, wird der Schritt 1136 ausgeführt, der die Zeit bis zum Aufprall mit einer Grenzzeit vergleicht. In Schritt 1136 wird, wenn die Zeit bis zum Aufprall kleiner oder gleich der Grenzzeit ist, der Schritt 1138 ausgeführt, in dem die Grenzzeit auf die Zeit bis zum Aufprall festgesetzt und das kritische Objekt dem Objekt gleichgesetzt wird. Wenn die Abfragen in Schritt 1124, Schritt 1134 und 1136 mit nein beantwortet werden und nach dem Schritt 1138 wird der Schritt 1106 wiederholt ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf die 18 ist ein Verfahren zum Durchführen der Geräteaktivierungsstufe 804 der 14 dargestellt. In 18 beginnt das System mit Schritt 1200. In Schritt 1202 werden verschiedene Informationen über den Fahrzeugzustand ermittelt. Das Zielobjekt wird zusammen mit Aufprallinformationen bestimmt, das Signal für die erfüllten Bedingungen für die Airbagentfaltung wird übermittelt, die Größe des Fahrers wird übermittelt, der Zustand des Gurtschlosses des Fahrers wird übermittelt und die Position des Sitzes des Fahrers wird übermittelt. In Schritt 1204 wird, wenn die Bedingungen für die Airbagentfaltung erfüllt sind, die Rückhaltestufe in Schritt 1206 aus der Nachschlagetabelle ermittelt. Die Rückhaltestufen können in verschiedene Anzahlen von Stufen eingeteilt werden. Bei diesem Beispiel sind die Stufen 0–16 dargestellt. In Schritt 1208 wird die Verzögerungszeit für die Airbagzündvorrichtung 1 einer Nachschlagetabelle entnommen, die mit dem Rückhaltesteuermodul in Verbindung steht. In Schritt 1210 wird der Verzögerungszeit-Timer aktiviert. In Schritt 1212 wird, wenn die Verzögerungszeit für die Zündvorrichtung größer als die Verzögerungszeit aus Schritt 1210 ist, der Verzögerungszeit-Timer in Schritt 1213 erhöht und der Schritt 1212 erneut ausgeführt. Wenn die Verzögerungszeit für die Zündvorrichtung kleiner oder gleich der Verzögerungszeit aus Schritt 1210 ist, wird die Airbagzündvorrichtung 1 in Schritt 1124 aktiviert. Nach einer negativen Antwort aus Schritt 1204 oder nach vollständiger Durchführung des Schritts 1214 endet das System in Schritt 1216.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, werden einem Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen einfallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Erfindung nur im Sinn der beigefügten Ansprüche beschränkt werden soll.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems, umfassend: Entfalten eines Airbags als Reaktion auf ein Precrash-Erfassungssystem vor einer Kollision und Steuern des Aufblasens des Airbags als Reaktion auf Beschleunigungssignale des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufblasen des Airbags das Steuern einer Airbag-Ausströmeinrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufblasen des Airbags das Steuern der zeitlichen Koordinierung einer Airbag-Ausströmeinrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die zeitliche Koordinierung der Airbag-Ausströmeinrichtung in Abhängigkeit von den Merkmalen eines Insassen bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die zeitliche Koordinierung der Airbag-Ausströmeinrichtung in Abhängigkeit von einer Sitzposition bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Airbag einen Zweistufen-Airbag umfasst, wobei die erste Stufe und die zweite Stufe mit Mitteln zum Steuern der Zeitverzögerung zwischen den beiden Stufen versehen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Überwachen des Zustands eines Sicherheitsgurts umfasst und bei dem das Steuern des Aufblasens des Airbags das Steuern des Aufblasens in Abhängigkeit von den Merkmalen des Kollisionspartners und vom Zustand des Sicherheitsgurts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Bestimmen der Merkmale eines Insassen umfasst und bei dem das Steuern des Aufblasens das Steuern des Aufblasens des Airbags in Abhängigkeit von den Merkmalen des Kollisionspartners und den Merkmalen des Insassen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Klassifizieren einer Kollision in eine Kollisionsklasse in Abhängigkeit von einem Precrash-Erfassungssystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Klassifizierens das Abtasten eines vorderen Bereichs mit einem Precrash-Erfassungssystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Klassifizierens das Bestimmen der relativen Geschwindigkeit einer Bedrohung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Bestimmen eines Schwellenwerts für einen Vertrauensfaktor und eines Precrash-Kollisionsvertrauensfaktors umfasst und bei dem das Entfalten das Entfalten als Ergebnis eines Vergleichs zwischen dem Vertrauensfaktor und dem Schwellenwert des Vertrauensfaktors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem, wenn der Vertrauensfaktor nicht über einem Schwellenwert liegt, eine Kollision in Abhängigkeit von einem Fahrzeugbeschleunigungssensor bestimmt wird und bei dem das Steuern des Rückhaltesystems in Abhängigkeit von dem Fahrzeugbeschleunigungssensor nach einem Aufprall durchgeführt wird.
Verfahren zum Betreiben eines Airbags mit einer steuerbaren Ausströmeinrichtung, umfassend: Entfalten eines Airbags; Bestimmen der Schwere eines Aufpralls; Festlegen von Informationen über die Insassen, und Betätigen einer Airbag-Ausströmeinrichtung in Abhängigkeit von der Schwere des Aufpralls und der Insasseninformationen.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Entfalten eines Airbags das Entfalten des Airbags in Abhängigkeit von den Ausgabewerten eines Precrash-Erfassungssystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Entfalten eines Airbags das Entfalten des Airbags vor einer Kollision in Abhängigkeit von den Ausgabewerten eines Precrash-Erfassungssystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Entfalten eines Airbags das Entfalten des Airbags vor einer Kollision in Abhängigkeit von den Ausgabewerten eines Precrash-Erfassungssystems umfasst und das Betätigen einer Airbag-Ausströmeinrichtung das Betätigen der Airbag-Ausströmeinrichtung nach der Kollision umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Entfalten eines Airbags das Entfalten des Airbags vor einer Kollision in Abhängigkeit von den Ausgabewerten eines Precrash-Erfassungssystems umfasst und das Betätigen einer Airbag-Ausströmeinrichtung das Betätigen der Airbag-Ausströmeinrichtung vor der Kollision umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Bestimmen der Insasseninformationen das Bestimmen eines angeschnallten oder eines nicht angeschnallten Status umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Bestimmen der Insasseninformationen das Bestimmen eines Gewichtsbereichs umfasst.