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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 7.
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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 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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Aus der
DE 198 35 561 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Auslösung mindestens eines Airbags bekannt. Aus der
DE 103 23 524 A1 ist ein Rückhaltesystem für Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Aus der
DE 198 58 760 A1 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Insassenschutzmittels eines Fahrzeugs bekannt. Aus der
DE 10 2004 029 532 A1 ist eine Kontaktsensorik für ein Fahrzeug bekannt. Aus der
DE 10 2004 029 533 A1 ist eine weitere Kontaktsensorik für ein Fahrzeug bekannt. Aus der
DE 10 2006 001 352 A1 ist ein weiteres Fahrzeug mit einem Rückhaltesystem bekannt. Aus der
DE 10 2007 005 042 A1 ist eine Seitengassackanordnung bekannt. Aus der
DE 10 2007 006 771 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutzmittel bei einem Seitenaufprall bekannt.
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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 weist zumindest zwei Crash-Sensoren auf. 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 überwacht die Kollisionserkennungseinrichtung die zeitlichen Ansprechverhalten der Crash-Sensoren und vergleicht diese miteinander. Dabei wird ein zeitlicher Versatz zwischen der Erzeugung eines Crash-Signales vom ersten Sensor und der Erzeugung eines Crash-Signales vom zweiten Sensor ermittelt. Anhand einer ebenfalls erfassten Signalhöhe kann eine Kollisionsschwere bestimmt werden.
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Die Kollisionserkennungseinrichtung erkennt die erste Kollisionskonfiguration, das heißt einen Barrieren-Crash, 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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Bezugszeichenliste
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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
