DE10304142A1 - Device and method for controlling a gas generator for inflating an airbag - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern eines kontinuierlichen Gasgenerators vorgeschlagen, wobei der Gasgenerator in Abhängigkeit von einer Verknüpfung von Crash-Merkmalen angesteuert wird. Dabei wird insbesondere eine variable Schwelle in Abhängigkeit von einer Crash-Schwere und Insassenmerkmalen gebildet, wobei ein Geschwindigkeitsabbau mit dieser Crashschwelle nach Bildung der Auslöseentscheidung verglichen wird. Dieser Vergleich bestimmt die Ansteuerung des kontinuierlichen Gasgenerators.A method and a device for controlling a continuous gas generator are proposed, the gas generator being controlled as a function of a combination of crash features. In particular, a variable threshold is formed as a function of a crash severity and occupant characteristics, a reduction in speed being compared with this crash threshold after the triggering decision has been made. This comparison determines the control of the continuous gas generator.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren zur Ansteuerung eines Gasgenerators zum Aufblasen eines Airbags nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The invention is based on one Device or a method for controlling a gas generator for inflating an airbag according to the preamble of the independent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung eines Gasgenerators zum Aufblasen eines Airbags hat den Vorteil, dass nunmehr die Verwendung eines kontinuierlichen Airbags in Abhängigkeit von einer Verknüpfung von Crash-Merkmalen durchgeführt wird. Dies sorgt dafür, dass der Einsatz des kontinuierlichen Airbags besser an die Crash-Schwere angepasst wird und damit eine höhere Sicherheit für die Insassen erreicht wird. Insbesondere kann damit der Aufblasvorgang des Airbags derart beeinflusst werden, dass in Abhängigkeit vom Crash und vom Insassen ein optimaler Schutz erreicht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren kommt erst nach Auslösung der Rückhaltemittel zum Einsatz, d.h. während des Aufblasvorgangs.The device according to the invention and the method according to the invention to control a gas generator for inflating an airbag has the advantage that now the use of a continuous Airbags depending from a shortcut performed by crash features becomes. This ensures that the use of the continuous airbag better suited to the crash severity is adjusted and thus a higher one Security for the occupant is reached. In particular, the inflation process of the airbag can be influenced in such a way that depending optimal protection is achieved by the crash and the occupant. The device according to the invention or the method according to the invention is coming only after triggering the restraint for use, i.e. while the inflation process.
Unter einem kontinuierlichen Airbag wird hier ein stufenloser Airbag verstanden. Dafür ist ein kontinuierlicher Generator oder englisch Variable Output Inflator notwendig. Mit diesen Generatoren kann das Aufblasverhalten der Airbags derart gesteuert werden, dass nur die zum Rückhalt der Person notwendige Airbagfüllung eingelassen wird. Dabei wird der Anforderung Rechnung getragen, dass eine kontinuierliche Erhöhung der Aufprallgeschwindigkeit auch eine Erhöhung der Rückhaltewirkung des Airbags benötigt. Um auf das Verhalten nach der Auslöseentscheidung für den Gasgenerator zu reagieren, ist eine Auswertung der Crash-Merkmale notwendig. Diese werden verknüpft, um Insassenkenngrößen und Crash-Parameter miteinander zu verbinden. Dies führt zu einer optimalen Ansteuerung des Generators.Under a continuous airbag a stepless airbag is understood here. For that is a continuous one Generator or English variable output inflator necessary. With These generators can inflate the airbags in this way that only those necessary for the retention of the person are controlled airbag filling is let in. The requirement is taken into account that a continuous increase the impact speed also requires an increase in the restraint effect of the airbag. Around on the behavior after the trigger decision for the Responding to the gas generator is an evaluation of the crash characteristics necessary. These are linked about occupant parameters and Connect crash parameters together. This leads to optimal control of the generator.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Vorrichtung bzw. Verfahren zur Ansteuerung eines Gasgenerators zum Aufblasen eines Airbags möglich.Through the measures listed in the dependent claims and further developments are advantageous improvements in the independent claims specified device or method for controlling a gas generator possible to inflate an airbag.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung als die Crash-Merkmale wenigstens eine Insassenkenngröße und wenigstens einen Crash-Parameter verwendet. Als Insassenkenngröße ist hier auch der Geschwindigkeitsabbau zu sehen, den der Insasse in der Fahrgaszelle durch einen Crash erfährt. Als Crash-Parameter dienen beispielsweise die Crash-Schwere, die mittels einer Upfrontsensorik oder auch durch Signale von einer zentral angeordneten Sensorik im Steuergerät abgeleitet werden kann. Auch Signale von Precrash- oder anderen Umfeldsensoren können hier einfließen. Weitere Insassenkenngrößen sind das Insassengewicht, die Sitzhaltung, ist er beispielsweise in Out-Of-Position, ist der Betreffende angegurtet, so dass durch die Verknüpfung dieser Größen eine optimale Ansteuerung eines stufenlosen oder kontinuierlichen Airbags möglich ist. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung mit dem Gasgenerator über eine Schnittstelle derart verbunden ist, dass über die Schnittstelle die Vorrichtung den Gasgenerator ansteuern kann, also eine Kommunikation und auch eine Fehlerüberwachung des Gasgenerators durchführen kann. Dazu müssen dann Testsignale vom Gasgenerator zur Vorrichtung zurück gesendet werden. Die Schnittstelle kann beispielsweise als Zweidrahtschnittstelle ausgeführt sein, mit einer Strom- oder Spannungsmodulation, oder auch als eine Busverbindung.It is particularly advantageous that the Device as the crash characteristics at least one occupant parameter and at least uses a crash parameter. As a passenger parameter is here also see the speed reduction that the occupant in the Fahrgaszelle experiences through a crash. Serve as a crash parameter For example, the crash severity, which is determined using an upfront sensor system or also derived from signals from a centrally located sensor system in the control unit can be. Also signals from pre-crash or other environmental sensors can flow here. Other occupant parameters are the occupant weight, the sitting posture, is in the out-of-position, for example, the person is wearing a seat belt so that by linking them Sizes one optimal control of a stepless or continuous airbag possible is. It is also advantageous that the device with the Gas generator over an interface is connected such that the device is connected via the interface can control the gas generator, i.e. communication and also an error monitoring of the gas generator can. To do this then test signals are sent back from the gas generator to the device become. The interface can, for example, be a two-wire interface accomplished be with a current or voltage modulation, or as one Bus service.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Verknüpfung zwischen den Crash-Merkmalen und der Insassenkenngröße derart gestaltet wird, dass ein Auslösekriterium als Insassenkenngröße, beispielsweise der Geschwindigkeitsabbau bei einem Crash, mit einer variablen Schwelle verglichen wird und die variable Schwelle in Abhängigkeit von einem Signal von der Upfrontsensorik und/oder der Innenraumsensorik eingestellt wird.It is also advantageous that The link between the crash characteristics and the occupant parameter such is designed to be a trigger criterion as a passenger parameter, for example the speed reduction in a crash, with a variable threshold is compared and the variable threshold depending on a signal from the upfront sensor system and / or the interior sensor system is set.
Dadurch werden Crash-Merkmale wie die Crash-Schwere, die über die Upfrontsensorik bestimmt werden, zur Beeinflussung der Schwelle verwendet, mit der das Auslösekriterium verglichen wird. Es handelt sich hierbei um eine Betrachtung des Auslösekriteriums, nach dem bereits die Auslöseentscheidung selbst getroffen wurde.This will crash features like the crash severity that over the upfront sensors are determined to influence the threshold used with the trigger criterion is compared. It is a consideration of the Triggering criterion, after the trigger decision already was hit himself.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass nach Bildung der Auslöseentscheidung eine erste Zeit vorgegeben wird, in dem das Auslösekriterium mit der Schwelle verglichen wird, wobei bei einem Überschreiten der Schwelle der Gasgenerator dem Airbag mehr Gas zuführt und bei einem Unterschreiten der Schwelle die Gaszufuhr gestoppt wird. Damit wird eine Crash-Schwere-angepasste Aufblähung des Airbags erreicht. Auch Insassenmerkmale, die durch die Innenraumsensorik erkannt werden, wobei auch hier abgespeicherte Daten verwendet werden können, können so das Aufblasverhalten beeinflussen. Handelt es sich beispielsweise um eine ältere Person, dann kann das Aufblasverhalten dahingehend gestaltet werden, dass eine sehr sanfte Aufblähung des Airbags erreicht wird, um Knochenbrüche zu vermeiden.It is also advantageous that after formation of the trigger decision a first time is specified in which the trigger criterion with the threshold is compared, the threshold being exceeded when the Gas generator supplies the airbag with more gas and falls below it the threshold of gas supply is stopped. This is a crash severity-adjusted distention of the airbag reached. Also occupant characteristics caused by the interior sensors can be recognized, data stored here also being used can, can so influence the inflation behavior. For example an older one Person, then the inflation behavior can be designed that a very gentle bloating of the Airbags is reached to avoid broken bones.
Nach Ablauf der ersten Zeit wird der Gasgenerator dann endgültig abgeschaltet. Alternativ ist es jedoch möglich, um eine höhere Robustheit zu erreichen, dass nach Ablauf der ersten Zeit oder nach dem Unterschreiten der Schwelle der Gasgenerator für eine zweite Zeit nach Gas zur weiteren Aufblähung an den Airbag liefert.After the first time will the gas generator then finally off. Alternatively, however, it is possible to be more robust to achieve that after the first time or after falling short the threshold of the gas generator for delivers a second time after gas to the airbag for further inflation.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are shown in the following Description closer explained.
Es zeigen:Show it:
Beschreibungdescription
Seit 1998 werden vermehrt 2-stufige Airbags bei Autoherstellern eingesetzt. Diese ermöglichen einen besseren Insassenschutz bei geringerer Aufprallgeschwindigkeit, da sie die Insassenbelastung durch eine schwache erste Stufe reduzieren können. Es wurde nun bereits die Verallgemeinerung zu einem kontinuierlichen Generator vorgeschlagen. Dieser wird wie oben dargestellt im englischen als Variable Output Inflator (VOI) bezeichnet. Mit diesen Generatoren kann das Aufblasverhalten des Airbags derart gesteuert werden, dass nur die zum Rückhalten der Person notwendige Airbagfüllung eingelassen wird. Dabei wird der Anforderung Rechnung getragen, dass eine kontinuierliche Erhöhung der Aufprallgeschwindigkeit auch eine Erhöhung der Rückhaltewirkung des Airbags benötigt. Dies entspricht der Energie des Airbags. Gleichzeitig wird ausgenutzt, dass bis zum Ende des vollständigen Aufblasvorgangs der Airbag noch beeinflusst werden kann und somit die negativen Eigenschaften, z.B. der Knautschzone, geringer werden. D.h. die Ansteuerung des Airbags ist besser auf die Unfallschwere adaptierbar.Since 1998 there have been two levels Airbags used by automakers. Make this possible better occupant protection at a lower impact speed, because they reduce the occupant load by a weak first stage can. It generalization has already become a continuous one Generator suggested. As shown above, this is in English referred to as a variable output inflator (VOI). With these generators the inflation behavior of the airbag can be controlled such that only those to hold back airbag filling necessary for the person is let in. The requirement is taken into account that a continuous increase the impact speed also increases the restraint of the airbag needed. This corresponds to the energy of the airbag. At the same time, that by the end of the full Inflation of the airbag can still be influenced and thus the negative properties, e.g. the crumple zone. That the control of the airbag is better on the severity of the accident adaptable.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren vorgeschlagen, die einen kontinuierlichen Gasgenerator steuern, wobei diese Steuerung nach Bildung der Auslöseentscheidung durch eine Verknüpfung von Crash-Merkmalen erfolgt. Dabei sollen neben Insassenkenngrößen auch Crash-Parameter miteinander verknüpft werden. Die Ansteuerung des Gasgenerators erfolgt dann über eine noch festzulegende Schnittstelle, die die Kommunikation und die Überwachung von Fehlern ermöglicht.According to the invention, a device and proposed a method using a continuous gas generator control, this control after formation of the trigger decision through a link of crash characteristics. In addition to occupant parameters, crash parameters are also intended linked together become. The gas generator is then controlled via a Interface to be determined, which is the communication and monitoring of errors.
Beim VOI wird die Durchflussmenge des flüssigen Treibstoffs, der zur Gaserzeugung verbrannt wird, beispielsweise elektromagnetisch gesteuert, und zwar mittels einer Spule. Der maximale Spulenstrom ist typischerweise bei 3,5 Ampere. Der Spulenstrom wird auf die entsprechenden Soll-Werte geregelt.With the VOI, the flow rate of the liquid Fuel that is burned to produce gas, for example controlled electromagnetically, by means of a coil. The maximum coil current is typically at 3.5 amps. The coil current is on the corresponding target values regulated.
Kernvorteil der Erfindung ist die optimale Ausnutzung des Rückhaltepotenzials von kontinuierlichen Airbags bei jeder Unfallschwere. Die Bestimmung der Unfallschwere durch den Airbagalgorithmus im Crashverlauf erfolgt durch die Analyse von Sensordaten mit anschließender Prädiktion der Crash-Schwere. Dadurch kommt es zu einer zeitlichen Entwicklung der Crash-Schwere, die auch nach der Aktivierung des Airbags nicht abgeschlossen ist. Mit der Aktivierung des Airbags wird die Bildung der Auslöseentscheidung bezeichnet. Die Crash-Schwere wird durch zwei Bestimmungsgrößen angegeben. Zum einen der Verlauf der abgebauten Geschwindigkeit im Steuergerät Δvx und zum anderen die Auswertung des Algorithmus für die Upfrontsensorsignale. Dieser Algorithmus kann auch im zentralen Steuergerät abgearbeitet werden, es ist jedoch alternativ möglich, diesen Algorithmus auch in den den Upfrontsensoren zugeordneten Rechenkapazitäten auszurechnen. Die Kombination dieser Information erfolgt nicht direkt, sondern über eine zeitlich veränderbare, also variable, Schwelle, die durch den Upfrontalgorithmus verändert werden kann. Da hier meist der Geschwindigkeitsabbau untersucht wird, handelt es sich um eine Integralschwelle. Alternativ ist es möglich, dass die Beschleunigung, die gefilterte Beschleunigung oder auch die Vorverlagerung, also die zweifache Integration des gemessenen Beschleunigungssignals, ausgewertet werden kann. Hierdurch wird die gerade auf den Insassen wirkende Größe, also der Geschwindigkeitsabbau Δvx mit einer Messung einer Unfallschwere im vorderen Motorraum verknüpft. Der Geschwindigkeitsabbau Δvx wird durch im zentralen Steuergerät, das üblicherweise am Fahrzeugtunnel angeordnet ist, gemessen und durch anschließende Integratoren erzeugt. Das erfindungsgemäße Verfahren verfolgt nun diese Entwicklung und kann durch eine Schwellenabfrage den Gasgenerator steuern. Dabei erfolgt bei einer Überschreitung der Schwelle, die dynamisch ist, eine weitere Zuführung von Gas durch den Gasgenerator. In Abhängigkeit von diesen Informationen zur Unfallschwere können z.B. durch Umgebungsgrößen weitere Veränderungen der Schwelle erfolgen, beispielsweise durch eine Insassenklassifizierung, vorzugsweise durch Gewichtssensoren, die einen Einfluss auf das Airbagverhalten haben.The core advantage of the invention is the optimal use of the retention potential of continuous airbags in any serious accident. The severity of the accident is determined by the airbag algorithm in the course of the crash by analyzing sensor data and then predicting the severity of the crash. This leads to a temporal development of the crash severity, which is not complete even after the airbag has been activated. The activation of the airbag is the formation of the deployment decision. The crash severity is indicated by two parameters. On the one hand the course of the reduced speed in the control unit Δv x and on the other hand the evaluation of the algorithm for the upfront sensor signals. This algorithm can also be processed in the central control unit, but it is alternatively possible to calculate this algorithm in the computing capacities assigned to the upfront sensors. The combination of this information does not take place directly, but via a time-variable, that is variable, threshold, which can be changed by the upfront algorithm. Since the reduction in speed is usually investigated here, it is an integral threshold. Alternatively, it is possible that the acceleration, the filtered acceleration or the advance, that is to say the double integration of the measured acceleration signal, can be evaluated. As a result, the variable currently acting on the occupant, that is to say the speed reduction Δv x, is linked to a measurement of an accident severity in the front engine compartment. The speed reduction Δv x is measured in the central control unit, which is usually arranged on the vehicle tunnel, and is generated by subsequent integrators. The method according to the invention now follows this development and can control the gas generator by means of a threshold query. If the threshold, which is dynamic, is exceeded, gas is further supplied by the gas generator. Depending on this information on the severity of the accident, further changes in the threshold can take place, for example, through environmental variables, for example through occupant classification, preferably through weight sensors, which have an influence on the airbag behavior.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung weisen zwei unterschiedliche Blöcke zur Signalkombination auf, die die Erzeugung einer dynamischen Schwellenvorgabe ermöglichen. Beispielsweise für den jeweiligen Insassen und der zeitlichen Ablaufsteuerung zur Abfrage der Kriterien. Diese beiden Funktionen werden dann kombiniert.The method according to the invention and the device according to the invention have two different blocks to the signal combination that generates a dynamic threshold enable. For example for the respective occupants and the timing to query the Criteria. These two functions are then combined.
a.) Zeitliche Ablaufsteuerunga.) Scheduling
Die zeitliche Ablaufsteuerung wird nach Aktivierung des Airbags (VOI Squib Threshold) gestartet. Danach erfolgt die Beobachtung des auslösenden Kriteriums, beispielsweise des Geschwindigkeitsabbaus, bis zur einer maximalen Zeitverzögerung (N-MAX*CYCLE). Wird innerhalb des Intervalls das Kriterium erfüllt, so wird dem Airbag mehr Gas zugeführt, als es sein Rückhaltevermögen erhöht. Wird das Kriterium nicht erfüllt, so wird für diesen Zeitabschnitt, also einer ersten Zeit, der Aufblasvorgang gestoppt. Dies erfolgt über die Kommunikation mit dem Airbag, bei der bildlich die derzeitige Crash-Schwere übermittelt wird. Nach Ablauf der ersten Zeit erfolgt keine Veränderung des Airbags durch Gaszuführung. Alternativ ist es hier möglich, Robustheitskriterien zu verwenden, d.h. erst nach einer zweiten Zeit nach Unterschreitung der Schwelle oder dem Ende der ersten Zeit erfolgt ein Stopp des Aufblasvorgangs.The time sequence control is started after activation of the airbag (VOI Squib Threshold). Then the triggering is observed Criterion, for example of speed reduction, up to a maximum time delay (N-MAX * CYCLE). If the criterion is met within the interval, more gas is supplied to the airbag than its retention capacity is increased. If the criterion is not met, the inflation process is stopped for this time period, that is to say a first time. This is done via communication with the airbag, in which the current crash severity is communicated. After the first time, the airbag is not changed by gas supply. Alternatively, it is possible to use robustness criteria here, ie the inflation process is stopped only after a second time after the threshold has been undershot or after the end of the first time.
b.) Dynamische Schwellenvorgabe durch Crash-Schweremessungb.) Dynamic threshold specification by crash gravity measurement
Es werden hier frei festzulegende Schwellen (Δvun-/belted) verwendet. Die Ausbildung der Schwellen kann für Fahrer und Beifahrer und den jeweiligen Gurtzustand getrennt erfolgen. Nach dem Erreichen einer Startbedingung (VOI Start Threshold) wird die abgebaute Geschwindigkeit des zentralen Airbagsensors (Δvx) mit den frei zu definierenden Schwellen verglichen. Diese Schwellen werden durch eine einen Multiplikationsfaktor Kxy so verschoben, dass eine optimale Anpassung an das Unfallgeschehen und den Insassenzustand erfolgt. Dies geschieht durch getrennte Parameter für die Crash-Schwere-Berechnung, beispielhaft durch Informationen eines externen Frontsensors (UVS) und für die Innenraumbeobachtung. Die Anpassung an den Gurtzustand erfolgt durch den Einsatz einer zweiten Kennlinie. Die Überschreitung der Kennlinie zeigt die Erfüllung des Kriteriums an.Freely definable thresholds (Δv un- / belted ) are used here. The thresholds can be designed separately for the driver and front passenger and the respective belt condition. After reaching a start condition (VOI Start Threshold), the reduced speed of the central airbag sensor (Δv x ) is compared with the freely definable thresholds. These thresholds are shifted by a multiplication factor K xy in such a way that an optimal adaptation to the accident situation and the occupant condition takes place. This is done using separate parameters for crash severity calculation, for example using information from an external front sensor (UVS) and for indoor monitoring. The adjustment to the belt condition is done by using a second characteristic. Exceeding the characteristic indicates that the criterion has been met.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es damit möglich,
in Abhängigkeit
von den gemessenen Sensorsignalen und der darauffolgenden Auswertung
im Prozessor 101, dem üblicherweise
ein Speicher zugeordnet ist, die Aufblasmenge an Gas, die dem Airbag
zugeleitet wird, zu beeinflussen. Insbesondere ist es im Prozessor
In
Die Crash-Schwere und die Auswertung
davon kann auch in der Ansteuerung
Im Geschwindigkeitsabbauzeitdiagramm
in
Es kann noch eine Nachbefüllungszeit vorgesehen sein, die bedeutet, auch wenn das Kriterium, also die jeweilige Schwelle, nicht mehr überschritten wird und der Gasgenerator eigentlich den Airbag nicht mehr befüllen sollte und dass dann für eine vorgegebene zweite Zeit der Airbag noch befällt wird. Dies erhöht die Robustheit des Systems.There may still be a refill time be provided, which means even if the criterion, i.e. the respective threshold, no longer exceeded and the gas generator should actually no longer fill the airbag and then for one predetermined second time the airbag is still affected. This increases the robustness of the system.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |