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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren
zur Steuerung eines Seitenairbags in einem solchen Fahrzeug nach
dem Patentanspruch 11.
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Im
Bereich der Fahrzeugsicherheit ist es allgemein bekannt, Airbags
in Abhängigkeit von erfassten Unfallkonfigurationen unterschiedlich
anzusteuern bzw. in Stufen zu zünden, um einen optimalen Schutz
der Fahrzeuginsassen zu erreichen.
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So
ist aus der
EP 1 339
572 B1 ein Verfahren und ein System zur Auslösung
von Rückhaltemitteln, etwa Airbags, in einem Kraftfahrzeug
bekannt. In dem Verfahren wird in Abhängigkeit von Sensorsignalen
von Fahrzeugsensoren ein Unfall erkannt, wobei eine Unfallschwere
nach ebenfalls erkannten Auslöseereignissen, etwa Frontalaufprall,
Heckaufprall oder Fahrzeugüberschlag, bestimmt werden. Zusätzlich
kann die Größe bzw. das Gewicht von Fahrzeuginsassen
bestimmt werden. In Abhängigkeit dieser Kollisionsparameter
kann nach Auslösung einer ersten Airbag-Stufe bestimmt
werden, zu welchem Zeitpunkt eine zweite Airbag-Stufe gezündet werden
muss.
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Aus
der
DE 102 35 164
A1 ist ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug
mit einem Seitenairbag bekannt, der bei einer Seitenkollision den
Fahrzeuginsassen schützt. Das Fahrzeug weist eine Kollisionserkennungseinrichtung
auf, mit der bei der Seitenkollision erkannt wird, ob eine Pfahl-Crash-Konfiguration
oder eine Barrieren-Crash-Konfiguration, beispielsweise von einem
Fahrzeug-Fahrzeug-Crash, vorliegt. In Abhängigkeit von
der erfassten Crash-Konfiguration steuert eine Steuereinrichtung Rückhaltemittel
an.
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Aus
der
WO 2005/070729
A1 ist eine weitere Seitenschutzeinrichtung mit einem Seitenairbag
bekannt. Der Seitenairbag weist eine Abströmöffnung auf,
aus der Gas aus dem Seitenairbag nach außen strömen
kann. Der Strömungsquerschnitt der Abströmöffnung ändert
sich in Abhängigkeit von der Größe des
zu schützenden Fahrzeuginsassen. Weiterhin ist aus der
EP 1 049 606 B1 eine
Airbag-Sensorik bekannt, die sich mit einem rechtseitigen Auslösezeitpunkt
für eine wirksame Airbag-Entfaltung befasst. Dabei wird
eine Relativgeschwindigkeit des Kollisionsgegners als Auslösekriterium
berücksichtigt.
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Die
Auslegung eines Seitenairbags erfolgt derart, dass bei unterschiedlichen
Seitenkollisions-Konfigurationen ein ausreichender Schutz für den
Fahrzeuginsassen bereitgestellt wird, bei der die Torsobelastung
(Brust, Bauch, Becken) des Fahrzeuginsassen unterhalb von Belastungsgrenzwerten liegt.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren
zur Steuerung eines Seitenairbags in dem Fahrzeug bereitzustellen,
der bei unterschiedlichen Seitencrash-Konfigurationen eine verbesserte
Schutzwirkung für den Fahrzeuginsassen aufweist.
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Die
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
offenbart.
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Gemäß dem
Patentanspruch 1 kann die Steuereinrichtung nach erfolgter Auslösung
des Seitenairbags in Abhängigkeit von der erkannten Kollisionskonfiguration
den zeitlichen Verlauf des Airbag-Innendruckes an die jeweils erkannte
Kollisionskonfiguration anpassen.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei unterschiedlichen
Seitencrash-Konfigurationen, etwa einem Pfahl-Crash oder einem Barrieren-Crash,
sich die Kopf- und Torsobelastungen der Fahrzeuginsassen in großem
Maße unterscheiden. Diesen unterschiedlichen Belastungsprofilen
wird ein herkömmlicher Seitenairbag nicht gerecht, dessen Standzeit
und Druckbeaufschlagung als Kompromiss aus den Anforderungen aus
verschiedenen Aufprallsituationen ausgelegt sind. So ist der Seitenairbag
im Hinblick auf Pfahl-Crash-Anforderungen aggressiv, das heißt
mit anfänglich hohem Innendruck, eingestellt, während
der Seitenairbag bei Barrieren-Crash relativ weich abzustimmen ist.
Dem trägt die vorliegende Erfindung Rechnung, wonach bei
der Erkennung eines Seiten-Crashs zusätzlich weiter differenziert
wird, ob ein Pfahl-Crash oder ein Barrieren-Crash vorliegt, und
in Abhängigkeit von dieser Differenzierung das Aufblasverhalten
des Seitenairbags eingestellt wird.
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Die
hierzu erforderliche Kollisionserkennungseinrichtung kann zumindest
zwei Crash-Sensoren umfassen. Diese können in einer einfachen Ausführungsform
in Fahrzeuglängsrichtung mit Abstand zueinander an zumindest
einer der Fahrzeugseitenwände angeordnet sein.
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Zur
Bestimmung der Seitencrash-Konfiguration kann die Kollisionserkennungseinrichtung
die zeitlichen Ansprechverhalten der Crash-Sensoren überwachen
und miteinander vergleichen. Insbesondere kann dabei ein zeitlicher
Versatz zwischen der Erzeugung eines Crash-Signales vom ersten Sensor und
der Erzeugung eines Crash-Signales vom zweiten Sensor ermittelt werden.
Anhand einer ebenfalls erfassten Signalhöhe kann eine Kollisionsschwere bestimmt
werden.
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Die
Kollisionserkennungseinrichtung kann die erste Kollisionskonfiguration,
das heißt einen Barrieren-Crash, erkennen, sofern der zeitliche
Versatz kleiner als ein in der Einrichtung vorgegebener Grenzwert
ist. In diesem Fall sprechen die beiden Crash-Sensoren in etwa gleichzeitig
an, so dass eine großflächige Kollision, etwa
eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kollision oder eine Barrieren-Kollision vorliegen muss.
Der von der Kollisionserkennungseinrichtung ermittelte zeitliche
Versatz überschreitet diesen Grenzwert, sofern einer der
Crash-Sensoren deutlich früher als der andere Crash-Sensor
anspricht. In diesem Fall liegt eine lokale Kollision mit reduzierter
Aufprallfläche vor, wie sie bei einem seitlichen Pfahl-Crash
erfolgt.
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Zur
Anpassung des zeitlichen Verlaufes des Airbag-Innendruckes kann
die Steuereinrichtung einen, dem Seitenairbag zugeordneten Gasgenerator ansteuern.
Der Gasgenerator kann in diesem Fall zumindest zwei Gasgeneratorstufen
aufweisen, die in Abhängigkeit von der erkannten Kollisionskonfiguration
unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Alternativ zu
dem Gasgenerator mit den zumindest zwei Gasgeneratorstufen können
auch voneinander separate Gasgeneratoren eingesetzt werden, die
parallel zueinander geschaltet in Signalverbindung mit der Steuereinrichtung
sind.
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Die
beiden Gasgeneratoren beziehungsweise Gasgeneratorstufen können
von der Steuereinrichtung zeitlich versetzt, also sequenziell, oder gleichzeitig
gezündet werden. Erfasst die Kollisionserkennungseinrichtung
einen Pfahl-Crash, so ist eine harte Abstimmung des Seitenairbags
mit hohen Innendrücken erforderlich. Hierfür zündet
die Steuereinrichtung die Gasgeneratoren beziehungsweise Gasgeneratorstufen
gleichzeitig beziehungsweise mit nur geringem zeitlichen Versatz.
Im Gegensatz dazu ist bei einem Barriere-Crash eine weiche Abstimmung
des Seitenairbags mit großer Airbag-Standzeit erforderlich.
In diesem Fall zündet die Steuereinrichtung die Gasgeneratoren/Gasgeneratorstufen
sequenziell in einer zeitlichen Abfolge.
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Für
eine genauere Ansteuerung des Seitenairbags kann die Steuereinrichtung
zusätzlich mit weiteren Sensoren in Verbindung sein, die
andere Kollisionsparameter erfassen, etwa eine Kollisionsschwere
oder Fahrzeuginsassenparameter. Auf diese Weise kann die Ansteuerung
der Steuereinrichtung noch zielgerichteter auf den tatsächlichen
Unfallhergang angepasst werden.
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Nachfolgend
sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer Teilquerschnittansicht einen Fahrzeuginnenraum;
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2 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel ein Blockschaltbild mit einer
Kollisionserkennungseinrichtung und einer Steuereinrichtung, die mit
einem Seitenairbag verbunden ist;
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3 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel den Seitenairbag aus der 2 in
einer Abwandlung;
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4 in
einer Ansicht von oben eine Versuchsanlage, in der ein Barrieren-Crash
simuliert wird;
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5 den zeitlichen Verlauf des Airbag-Innendruckes
nach einem Barrieren-Crash;
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6 in
einer Ansicht von oben eine Versuchsanlage, in der ein Pfahl-Crash
simuliert wird; und
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7 den
zeitlichen Verlauf des Airbag-Innendruckes nach einem Pfahl-Crash.
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Die 1 zeigt
grob schematisch ein Fahrzeuginnenraum 1 eines Kraftfahrzeugs
in einer Teilquerschnittansicht. In Fahrzeugquerrichtung y ist der Fahrzeuginnenraum 1 durch
eine Fahrzeugseitenwand 3 begrenzt. Bei einer Seitenkollision
schützt ein Seitenairbag 5 einen hier nicht dargestellten
Fahrzeuginsassen. Im entfalteten Zustand ist der Seitenairbag 5 zwischen
der Fahrzeugseitenwand 3 und dem Fahrzeuginsassen angeordnet.
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In
der 2 ist das erste Ausführungsbeispiel des
Seitenairbags 5 als Teil eines Blockschaltbildes dargestellt.
Wie aus der 2 hervorgeht, wird das Auslösen
des Seitenairbags 5 durch eine Steuereinrichtung 9 gesteuert,
welche über eine Signalleitung 10 mit einem ersten
Gasgenerator 11 des Seitenairbags 5 verbunden
ist. Zudem ist die Steuereinrichtung 9 über eine
Signalleitung 12 mit einem zweiten Gasgenerator 13 des
Seitenairbags 5 in Verbindung. Die beiden Gasgeneratoren 11, 13 sind
mit Hilfe von Zündsignalen der Steuereinrichtung 9 gleichzeitig
oder zeitlich versetzt aktivierbar, wodurch der zeitliche Verlauf
des Airbag-Innendruckes p einstellbar ist, wie später beschreiben
ist.
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Zum
Erkennen der Kollisionkonfiguration I, II, hier Barrieren-Crash
I und Pfahl-Crash II, ist der Steuereinrichtung 9 eine
Kollisionserkennungseinrichtung 15 vorgeschaltet. Die Kollisionserkennungseinrichtung 15 ist über
Signalleitungen 14, 16 mit mindestens zwei Crash- Sensoren 17 verbunden, Diese
sind jeweils paarweise sowie mit einem Abstand a in Fahrzeuglängsrichtung
x an den Fahrzeugseitenwänden 3 angeordnet wie
es in den 4 und 6 angedeutet
ist. Gemäß der 2 ist die
Steuereinrichtung 9 für eine genauere Ansteuerung
des Seitenairbags 5 mit Kollisionsparameter- und Fahrzeuginsassenparameter-Sensoren 19 über
Signalleitungen 16 in Verbindung.
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Die 3 zeigt
das zweite Ausführungsbeispiel des Seitenairbags 5.
Der Aufbau und die Funktionsweise des Seitenairbags 5 sind
identisch mit dem der 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel mit
Ausnahme der Tatsache, dass an Stelle von zwei Gasgeneratoren 11, 13 ein
einziger, zweistufiger Gasgenerator 21 geschaltet ist.
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Nachfolgend
ist die Steuerung des zeitlichen Verlaufs des Airbag-Innendruckes
p in Abhängigkeit der Kollisionskonfigurationen I, II gemäß der
in der 2 gezeigten ersten Ausgestaltungsvariante beschrieben.
Der Barrieren-Crash I wird mit der in der 4 gezeigten
Versuchsanlage simuliert, wohingegen der Pfahl-Crash II mit der
in der 6 gezeigten Versuchsanlage simuliert wird. Von
den Versuchsanlagen sind jeweils nur die Teile dargestellt, welche zum
Verständnis der Erfindung erforderlich sind.
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Beim
Barrieren-Crash I prallt gemäß der 4 eine
großflächige Barriere 23 in der gezeigten Pfeilrichtung
A gegen die linke Seitenwand 3 eines Fahrzeugs 22.
Beim Aufprall der Barriere 23 auf die Fahrzeugseitenwand 3 sprechen
die Crash-Sensoren 17 in etwa zeitgleich an und senden
gemäß der 2 entsprechende
Crash-Signale Sc an die Kollisionserkennungseinrichtung 15.
Die Kollisionserkennungseinrichtung 15 erfasst einen zeitlichen
Versatz Δt zwischen beiden Crash-Signalen Sc.
Darüber hinaus kann die Kollisionserkennungseinrichtung 15 eine
Signalhöhe der beiden Crash-Signale Sc erfassen,
woraus sich eine Unfallschwere ableiten lässt.
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Der
zeitlicher Versatz Δt der Crash-Signale Sc ist
beim Barrieren-Crash I kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ΔtG, wodurch der Aufprall von der Kollisionserkennungseinrichtung 15 als
Barrieren-Crash I erkannt wird.
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Folglich
sendet die Kollisionserkennungseinrichtung 15 ein Barrieren-Crash-Signal
SI an die Steuereinrichtung 9.
Die Steuereinrichtung 9 zündet daraufhin den ersten
Gasgenerator 11 zu einem Zeitpunkt t0,
wodurch der Seitenairbag 5 explosionsartig entfaltet wird.
Zeitlich versetzt wird zu einem Zeitpunkt t1 der
zweite Gasgenerator 13 von der Steuereinrichtung 9 gezündet.
Der Zeitpunkt t1 wird von der Steuereinrichtung 9 gemäß dem
Barrieren-Crash-Signal SI festgelegt. Ferner
senden die Sensoren 19 Kollisionsparameter, wie z. B. Kollisionsschwere,
sowie Fahrzeuginsassenparameter, wie z. B. Größe oder
Gewicht des Fahrzeuginsassen, an die Steuereinrichtung 9,
die bei der Festlegung des Zeitpunkts t1 von
der Steuereinrichtung 9 berücksichtigt werden.
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Der
aus der sequentiellen Zündung der Gasgeneratoren 11 ,13 resultierende
zeitliche Verlauf des Airbag-Innendruckes p ist in der 5 dargestellt. Wie aus der 5 hervorgeht, treten sowohl zum Zeitpunkt
t0 als auch zum Zeitpunkt t1 Druckpeaks 27 auf.
Die sequentielle Zündung der beiden Gasgeneratoren 11, 13 bewirkt
somit beim Barrieren-Crash I eine lange Airbag-Standzeit ΔtI sowie eine relativ weiche Abstimmung des
Seitenairbags 5.
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In
der 6 ist eine Versuchsanlage gezeigt, mit welcher
der Pfahl-Crash II simuliert wird. Bei diesem Testverfahren wird
ein Fahrzeug 22 mit vorgegebener Geschwindigkeit in Pfeilrichtung
B gegen einen Pfahl 25 geführt. Gemäß der 6 ist
die Aufprallfläche 26 des Pfahls im Vergleich
zu der in der 4 dargestellten Aufprallfläche 24 der
Barriere 23 deutlich reduziert. Bei der Kollision der Fahrzeugseitenwand 3 mit
dem Pfahl 25 sprechen die Sensoren 17 zeitlich
versetzt an. Dementsprechend senden die Sensoren 17 gemäß der 2 die
Crash-Signale Sc mit einem zeitlichen Versatz Δt
an die Kollisionserkennungseinrichtung 15.
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Ist
der zeitliche Versatz Δt der Crash-Signale Sc größer
als der vorgegebene Grenzwert ΔtG,
erkennt die Kollisionserkennungseinrichtung 15 die Kollision
als Pfahl-Crash II und sendet ein Pfahl-Crash-Signal SII an
die Steuereinrichtung 9. Diese zündet daraufhin
zum Zeitpunkt t0 die Gasgeneratoren 11 und 13 parallel,
wodurch sich der Seitenairbag 5 mit im Vergleich zum Barrieren-Crash wesentlich
größerer anfänglichen Druckhöhe
explosionsartig entfaltet. Auch beim Pfahl-Crash II können Kollisionsparameter
bzw. Fahrzeuginsassenparameter, welche von den Sensoren 19 an
die Steuereinrichtung 9 übermittelt werden, von
der Steuereinrichtung 9 beim Steuern des Seitenairbags 5 berücksichtigt
werden.
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In
der 7 ist der zeitliche Verlauf des Airbag-Innendrucks
p nach dem Pfahl-Crash II dargestellt. Beim Pfahl-Crash II tritt
nur ein einziger Druckpeak 29 zum Zeitpunkt t0 auf.
Der Druckpeak 29 fällt größer
aus als die beiden Druckpeaks 27 beim Barrieren-Crash I.
Die Parallelzündung der beiden Gasgeneratoren 11, 13 bewirkt
beim Pfahl-Crash II eine im Vergleich zum Barrieren-Crash I harte
Abstimmung des Seitenairbags 5. Zugleich ist die Airbag-Standzeit ΔtII nach dem Pfahl-Crash II kürzer
als die Airbag-Standzeit ΔtI nach
dem Barrieren-Crash I.
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- 1
- Fahrzeuginnenraum
- 3
- Fahrzeugseitenwand
- 5
- Seitenairbag
- 9
- Steuereinrichtung
- 10,
12, 14, 16
- Signalleitung
- 11,
13
- Gasgenerator
- 15
- Kollisionserkennungseinrichtung
- 17
- Crash-Sensor
- 19
- Kollisionsparameter-Sensor,
Fahrzeuginsassenparameter-Sensor
- 21
- zweistufiger
Gasgenerator
- 22
- Fahrzeug
- 23
- Barriere
- 24,
26
- Aufprallfläche
- 25
- Pfahl
- 27,
29
- Druckpeak
- A,
B
- Pfeilrichtung
- p
- Airbag-Innendruck
- Sc
- Crash-Signal
- SI
- Barrieren-Crash-Signal
- SII
- Pfahl-Crash-Signal
- Δt
- zeitlicher
Versatz
- ΔtG
- Grenzwert
- ΔtI, ΔtII
- Standzeit
- t0, t1
- Zeitpunkt
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- I
- erste
Kollisionskonfiguration, Barrieren-Crash
- II
- zweite
Kollisionskonfiguration, Pfahl-Crash
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1339572
B1 [0003]
- - DE 10235164 A1 [0004]
- - WO 2005/070729 A1 [0005]
- - EP 1049606 B1 [0005]