DE10345448A1

DE10345448A1 - Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10345448A1
Application number: DE10345448A
Authority: DE
Inventors: Hideo Yokosuka Tobata
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: DE10345448B4; JP2004122834A; JP3562519B2; US7028802B2; US20040060762A1

Abstract

Eine Sicherheitsgurtvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst einen Abbremserfassungssensor zum Erfassen eines Abbremszustands eines Fahrzeugs und eine Steuereinheit zum Steuern des Antriebs eines Motors für die Sicherheitsgurtvorrichtung entsprechend einem erfassten Wert des Abbremserfassungssensors. Die Steuereinheit ist mit einer Korrektureinheit zum Korrigieren des erfassten Werts des Abbremserfassungssensors mit Antizipierung der Zukunft versehen, um die Betriebszeitsteuerung des Motors vorzuverlegen. Durch Vorverlegen der Beurteilungszeitsteuerung für die Dringlichkeit, so dass die Betriebszeitsteuerung des Motors beschleunigt wird, ist es möglich, einen Insassenkörper in einem Notfall sicher ohne unnötiges Verstärken einer Rückhaltekraft eines Gurtbandes zurückzuhalten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug.

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2002-2450 beschreibt eine Sicherheitsgurtvorrichtung, bei der ein Motor bei sich abzeichnender Fahrzeugkollision usw. ein Gurtband zurückspult, wodurch ein Insasse zurückgehalten wird, während die Rückhaltekraft durch das Gurtband im normalen Zustand abgesenkt wird.

Bei der vorstehend erwähnten herkömmlichen Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug wird die Erwartung einer Fahrzeugkollision durch Erfassen einer starken Abbremsung des Fahrzeugkörpers durch einen Beschleunigungsmesser durchgeführt. Da jedoch die Vorwärtsbewegung eines Insassenkörpers bereits an dem Punkt der Erfassung einer solchen starken Abbremsung des Fahrzeugkörpers begonnen hat, wird eine Verzögerung für den Beginn des Aufwickelns des Gurtbands erzeugt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine Rückhaltekraft im normalen Zustand nicht erhöht, die jedoch einen Insassen in einem Notfall durch Korrigieren eines erfassten Werts bei einer Fahrzeugabbremsung zurückhalten kann, wodurch die Zeitsteuerung des Beginns des Aufwickelns eines Gurtbands vorverlegt wird.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1, 10 oder 11 gelöst. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend erwähnte Aufgabe durch eine Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug gelöst, mit: einem Gurtband zum Zurückhalten eines auf einem Sitz sitzenden Insassen; einem Bandaufroller zum Aufwickeln und Abwickeln des Gurtbandes, einer ersten Vorspanneinrichtung, die ermöglicht, dass der Bandaufroller das Gurtband in diesen aufwickelt oder das Gurtband von dieser abwickelt, einer zweiten Vorspanneinrichtung, die in einem Notfall für das Fahrzeug eine Spannung auf das Gurtband aufbringt, wodurch der Insasse durch das Gurtband zurückgehalten wird, einem Abbremserfassungssensor zum Erfassen eines Abbremszustands des Fahrzeugs; und einer Steuereinheit zum Steuern der Vorgänge der ersten Vorspanneinrichtung und der zweiten Vorspanneinrichtung entsprechend einem erfassten Wert vom Abbremserfassungssensor, wobei die Steuereinheit eine Korrektureinheit zum Korrigieren des erfassten Werts des Abbremserfassungssensors mit Vorahnung der Zukunft umfasst, um eine Zeitsteuerung der ersten Vorspanneinrichtung zum Aufwickeln des Gurtbandes vorzuverlegen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Steuern eines Sicherheitsgurts für ein Fahrzeug bereitgestellt, mit: Erfassen eines Abbremszustands des Fahrzeugs durch einen Abbremserfassungssensor, Korrigieren eines erfassten Werts vom Abbremserfassungssensor, so dass er größer ist als eine tatsächliche Abbremsung des Fahrzeugs oder ein Wert in Korrelation mit der tatsächlichen Abbremsung, und Vorverlegen einer Zeitsteuerung für eine Vorspanneinrichtung, um ein Gurtband des Sicherheitsgurts aufzuwickeln, auf der Basis eines Korrekturwerts, der durch Korrigieren des erfassten Werts erhalten wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen in Verbindung mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Strukturansicht einer Sicherheitsgurtvorrichtung an einem Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Strukturansicht einer Steuereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ein Steuerblockdiagramm der Sicherheitsgurtvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine Ansicht, die eine Hauptroutine eines Ablaufplans erläutert, welche den Betrieb der Steuereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführt;
5 eine Ansicht, die eine Subroutine der Beurteilung einer dringenden Bremsung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert;
6 eine Ansicht, die eine Subroutine der Beurteilung einer Dringlichkeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert;
7 eine Ansicht, die eine Subroutine der Beurteilung eines Dringlichkeitsgrades gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert;
8 eine Ansicht, die eine Subroutine der Berechnung des Ausgangsleistungsverhältnisses gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert;
9 eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Bremspedalhub und einer von einem Fahrer erwarteten Abbremsung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
10A eine charakteristische Ansicht, die die Zeitänderung eines erwarteten Abbremswerts bei einem Bremsvorgang eines Fahrers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und
10B ist eine charakteristische Ansicht, die einen erwarteten ansteigenden Abbremswert gegen den erwarteten Abbremswert der Abbremsung bei einem Bremsvorgang eines Fahrers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
11 eine charakteristische Ansicht, die einen Schwellenwert für den erwarteten ansteigenden Abbremswert gegen den erwarteten Abbremswert bei einem Bremsvorgang eines Fahrers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
12 ein Diagramm, das aus Ablaufplänen besteht, die die Beziehung unter dem erwarteten Abbremswert, dem erwarteten ansteigenden Abbremswert, einem vorhergesagten Abbremswert bzw. einem tatsächlichen Abbremswert zeigen;
13 eine schematische Strukturansicht einer Sicherheitsgurtvorrichtung an einem Fahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
14 eine schematische Strukturansicht einer Sicherheitsgurtvorrichtung an einem Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
15 eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Bremsöldruck und einem von einem Fahrer erwarteten Abbremswert gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
16 eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Bremshub und Δt gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
17 eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Δt gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
18 eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Trittausmaß eines Bremspedals und einer Trittgeschwindigkeit desselben.
Mit Bezug auf beigefügte Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Mit Bezug auf 1 bis 12 wird zuerst eine Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Sicherheitsgurtvorrichtung 10 für ein Fahrzeug des ersten Ausführungsbeispiels, die einfach als "Sicherheitsgurtvorrichtung" bezeichnet wird, ist in 1 beispielsweise als passiver Dreipunkt-Aufhängungssicherheitsgurt gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist mit einem Gurtband 11 zum Zurückhalten eines Insassen H, der auf einem Sitz S sitzt, und einem Bandaufroller 12 zum Aufwickeln einer Seite des Gurtbandes 11 ausgestattet. Das andere Ende des Gurtbandes 11 ist an einem Fahrzeugkörper durch eine Verankerung (nicht dargestellt) auf einer Seite des Sitzes S nahe einer Kraftfahrzeugtür befestigt. Eine Zunge 13 ist beweglich an einen Zwischenteil des Gurtbandes 11 angefügt und steht lösbar mit einer Schnalle 14, die am Fahrzeugkörper befestigt ist, auf der anderen Seite des Sitzes S nahe einer Körpermitte in der Richtung der Breite des Fahrzeugkörpers in Eingriff. Zwischen der Schnalle 14 und dem obigen Bandaufroller 12 ist das Gurtband 11 durch einen Durchgangsring 15 am oberen Teil einer mittleren Säule Pc beweglich abgestützt.
Der Bandaufroller 12 ist mit einer ersten Vorspanneinrichtung 16 zum Aufwickeln des Gurtbandes 11 in den Bandaufroller 12 oder Abwickeln des Gurtbandes 11 vom Bandaufroller 12 und einer zweiten Vorspanneinrichtung 17, die eine Spannung auf das Gurtband 11 aufbringt, um dadurch den Insassen H schließlich zurückzuhalten, wenn ein Notfall entsteht, versehen.
Die erste Vorspanneinrichtung 16 umfasst einen Motor M und eine Untersetzungsgetriebeeinheit 16a und ist dazu ausgelegt, infolge der Verringerung der Umdrehungen des Motors M ein Drehmoment auf eine Spule (nicht dargestellt) zu übertragen, die im Bandaufroller 12 angeordnet ist, um das Gurtband 11 aufzuwickeln.
Die zweite Vorspanneinrichtung 17 liegt in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Vorspanneinrichtung vom Explosionstyp vor und ist dazu ausgelegt, das Gurtband 11 aufgrund einer Explosion von Füllpulver, sofort in den Bandaufroller 12 aufzuwickeln, wenn eine Kollision erkannt wird.
Man beachte, dass die zweite Vorspanneinrichtung 17 nicht nur auf die Vorspanneinrichtung vom Explosionstyp begrenzt ist und einen Motor oder dergleichen aufgreifen kann, solange sie das Gurtband 11 schnell aufwickeln kann.
Der Bandaufroller 12 ist mit einem Spannungsbegrenzungsmechanismus, der verhindert, dass eine Spannung des Gurtbandes 11, das bei einer Kollision aufgewickelt wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet, durch den eine große Belastung auf den Insassen H aufgebracht wird, und mit einem Verriegelungsmecha nismus, der ein abruptes Herausziehen des Gurtbandes 11 erfasst, wodurch das Herausziehen des Gurtbandes 11 gesperrt wird, versehen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt, umfasst die vorstehend konstruierte Sicherheitsgurtvorrichtung 10 ferner einen Bremspedalhub-Sensor 20 als Abbremserfassungssensor zum Erfassen eines Abbremszustands eines Fahrzeugs und eine Steuereinheit 30, die ein Bremshubsignal vom Sensor 20 und auch verschiedene Signale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21, einem nicht-dargestellten Beschleunigungserfassungssensor und den anderen eingibt, um dadurch die erste und die zweite Vorspanneinrichtung 16, 17 zu steuern.
2 zeigt den Aufbau der Steuereinheit 30. Wie aus der Figur offensichtlich selbstverständlich ist, ist die Steuereinheit 30 zwei Motoren M für die ersten Vorspanneinrichtungen 16 zugeordnet: einem Motor für die Sicherheitsgurtvorrichtung 10 für den Sitz des Fahrers; und dem anderen Motor für die Sicherheitsgurtvorrichtung 10 für den Sitz des Beifahrers.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 30 eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 31, eine Leistungsschaltung 32 zum Versorgen der CPU 31 mit elektrischer Leistung durch eine Sicherung 22, eine IGN- (Zündung) Eingabeschaltung 33 zum Eingeben eines Zündsignals, eine CAN (Steuereinheits-Bereichsnetzwerk) I/F (Schnittstelle) 34 zum Eingeben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 und eine analoge I/F 35 zum Eingeben eines Bremshubsignals vom Bremshubsensor 20.
Man beachte, dass die elektrische Leistung über die Leistungsschaltung 32 nicht nur in die CPU 31, sondern auch in den Bremspedalhub-Sensor 20 über eine Sensorleistungsschaltung 32a eingespeist wird.
Von der CPU 31 wird ein Steuerstrom für ein Relais 37 über eine Ansteuerschaltung 36 erzeugt und ferner für H-Brücken 38, 38a als Drehrichtungs-Umschaltkreise erzeugt, die in den jeweiligen Motoren M für den Sitz des Fahrers und den Sitz des Beifahrers vorgesehen sind.
Die von der Sicherung 22 in die Leistungsschaltung 32 eingespeiste elektrische Leistung wird in die H-Brücken 38, 38a über das Relais 37 eingegeben. Die Drehrichtungen der jeweiligen Motoren M für den Sitz des Fahrers und den Sitz des Beifahrers werden durch die H-Brücken 38, 38a gesteuert. Ferner werden die Drehgeschwindigkeiten dieser Motoren M gemäß jeweiligen Leistungsverhältnissen, die von der CPU 31 berechnet werden, gesteuert.
Der Bremspedalhub-Sensor 20 ist dazu ausgelegt, ein Trittausmaß eines Bremspedals, das von einem Fahrer beim Bremsen betätigt werden soll, durch einen Drehwinkel eines Potentiometers zu erfassen. Aufgrund der von einer Sensorleistungsschaltung 32a gelieferten elektrischen Leistung erzeugt der Bremspedalhub-Sensor 20 eine Spannung, die dem obigen Trittausmaß gegen das Bremspedal entspricht, zur CPU 31 über die analoge I/F 35.
Die Daten über die Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 erfasst wird, werden über die CAN-I/F (Schnittstelle) 34 in die CPU 31 eingegeben. Ohne Leiten über die CAN-I/F 34 kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 ansonsten so konstruiert sein, dass er periodische Impulse mit einem Zyklus ausgibt, der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Dann kann die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die periodischen Impulse berechnet werden.
Durch den Bremshub beurteilt die CPU 31, ob das Fahrzeug in einem Notfall bremst oder nicht. Wenn das Fahrzeug in einem Notfall bremst, beurteilt die CPU 31, dass die Bremse betätigt wird, um eine Fahrzeugkollision zu vermeiden, und gibt Befehlsströme an die H-Brücken 38, 38a in Form von Leistungsverhältnissen aus. In dieser Weise werden die Umdrehungen der Motoren M gesteuert, um den Aufwickelvorgang des Gurtbandes 11 vorzuverlegen.
Wie in 3 gezeigt, wird das Bremspedalhub-Signal in der Steuereinheit 30 von einer Schaltung 30a verarbeitet und dann wird das resultierende verarbeitete Signal an eine Schaltung 30b als Korrektureinheit direkt ausgegeben. Unterdessen wird das verarbeitete Signal von einer Schaltung 30c differenziert und anschließend an die Schaltung 30b ausgegeben, um einen vorhergesagten Abbremswert zu berechnen. Dann wird der vorhergesagte Abbremswert an eine Schaltung 30d ausgegeben.
Andererseits wird die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit von einer Schaltung 30e verarbeitet. Das resultierende verarbeitete Signal wird an die obige Schaltung 30d ausgegeben, in der durch die Beziehung zwischen dem vorhergesagten Abbremswert und der vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit beurteilt wird, ob das Fahrzeug in einem Notfall bremst oder nicht. Außerdem wird das verarbeitete Signal von der Schaltung 30e an eine Schaltung 30f direkt und auch eine Schaltung 30g ausgegeben, um eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen. Nach der Berechnung der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit wird sie an die Schaltung 30f ausgegeben, um zu beurteilen, ob ein Fahrer gleich einen Notfall vermeidet (d.h. Beurteilung einer Dringlichkeitsvermeidung).
Als nächstes werden die Beurteilungen (Signale) an den Schaltungen 30d, 30f an eine Schaltung 30h ausgegeben, um den Notfallgrad (d.h. die Dringlichkeit) zu beurteilen. Die an der Schaltung 30h beurteilte Dringlichkeit wird in eine Schaltung 30i eingespeist, um ein aktuelles Leistungsverhältnis und eine Stromanlegungszeit zu berechnen. Das so berechnete aktuelle Leistungsverhältnis und die Stromanlegungszeit werden jeweils in einen Block 30j eingegeben, um die Notwendigkeit der Betätigung der Sicherheitsgurtvorrichtung 10 für den Sitz des Fahrers zu beurteilen, wodurch der entsprechende Motor M angetrieben wird, und in einen anderen Block 30k eingegeben, um die Notwendigkeit der Betätigung der Sicherheitsgurtvorrichtung 10 für den Sitz des Beifahrers zu beurteilen, wodurch der entsprechende Motor M angetrieben wird.
In der Steuereinheit 30 werden unterdessen das Bremspedalhub-Signal und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zusammen in eine Schaltung 30m für eine fehlersichere Beurteilung eingegeben. Das heißt, wenn der Bremspedalhub-Sensor 20 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 Fehlfunktionen aufweisen, wird die Ausgabe von Signalen an die Motoren M gemäß einer fehlersicheren Logik gestoppt.
In dieser Weise ist die Steuereinheit 30 für die Zwecke der sicheren Zurückhaltung des Insassen H durch die entsprechende Sicherheitsgurtvorrichtung 10 in einem Notfall wie z.B. einer Fahrzeugkollision vorgesehen. Wenn ein Fahrer beispielsweise ein Hindernis vor einem Fahrzeug während seiner Fahrt feststellt, erscheint ein Hindernis plötzlich, oder wenn ein Fahrer ein Hindernis mit Verzögerung entdeckt, dann bremst der Fahrer gewöhnlich das Fahrzeug abrupt ab, um die Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden. Daher ist die Steuereinheit 30 dieses Ausführungsbeispiels so konstruiert, dass sie einen solchen dringenden Zustand des Fahrzeugs infolge der abrupten Bremshandlung des Fahrers beurteilt.
Infolge der Verarbeitung eines Signals, das den in einem solchen Notfall erfassten Bremspedalhub darstellt, ist die Steuereinheit 30 außerdem so konstruiert, dass sie die Größe einer vom Fahrer erwarteten Abbremsung, mit anderen Worten einen er warteten Abbremswert (X), erfasst. Man beachte, dass der erwartete Abbremswert (X) nachstehend als "erwarteter Abbremswert (X)" bezeichnet wird.
Über den erwarteten Abbremswert (X) wird eine Abbildung erstellt, wie in 9 gezeigt, indem sowohl der Bremspedalhub als auch die Größe der Abbremsung vorher gemessen werden, wenn ein Fahrzeug bremst, während es auf einer trockenen Straße fährt. Nach der Erstellung dieser Abbildung kann die vom Fahrer erwartete Abbremsgröße aus einem tatsächlichen Bremshub unter Verwendung der Abbildung erhalten werden.
Alternativ kann der erwartete Abbremswert (X) durch den folgenden einfachen Ausdruck (1) erhalten werden.
Es wird angemerkt, dass beim normalen Bremsen die Größe der Abbremsung 0,5G nicht übersteigt. Vorausgesetzt, dass der Bremspedalhub und der erwartete Abbremswert (X) innerhalb eines Bereichs von mehr als 0,5G zueinander linearisiert sind, was für die Beurteilung von dringendem Bremsen erforderlich ist, kann der erwartete Abbremswert (X) daher folgendermaßen ausgedrückt werden. Erwarteter Abbremswert (X) = (Hub eines Bremspedals) × K + A (1)
Durch den obigen Ausdruck (1) ist es möglich zu beurteilen, ob das Fahrzeug dringend bremst oder nicht. Man beachte, dass die Elemente "K" und "A" im Ausdruck (1) jeweils Konstanten sind.
Wenn ein Fahrzeug in einem Notfall bremst, besteht eine Tendenz, dass eine Trittgeschwindigkeit eines Fahrers an einem Bremspedal schneller wird, da ein Fahrer gewöhnlich beabsichtigt, das Fahrzeug eines Fahrers so bald wie möglich abzubremsen. Daher ist es nicht nur durch den erwarteten Abbremswert (X), sondern auch einen Anstieg der vom Fahrer erwarteten Abbremsung möglich zu beurteilen, ob das Fahrzeug dringend bremst oder nicht.
10A zeigt eine Zeitänderung des erwarteten Abbremswerts (X), die durch Umwandeln des Bremspedalhubs bei der Betätigung zum Bremsen des Fahrzeugs mit der Abbildung von 9 erhalten werden kann. 10B zeigt einen erwarteten Abbremswert (X) bei der Betätigung zum Bremsen des Fahrzeugs und einen erwarteten ansteigenden Abbremswert (X'), der durch Differenzieren des erwarteten Abbremswerts (X) erhalten wird. Man beachte, dass der erwartete ansteigende Abbremswert (X') nachstehend als "erwarteter ansteigender Abbremswert (X')" bezeichnet wird.
In 10A und 10B bezeichnet die Ziffer (1) eine Situation, in der der erwartete Abbremswert (X) zunimmt, während der erwartete ansteigende Abbremswert (X') ansteigt, die Ziffer (2) eine Situation, in der der erwartete Abbremswert (X) zunimmt, während der erwartete ansteigende Abbremswert (X') konstant ist, die Ziffer (3) eine Situation, in der der erwartete Abbremswert (X) ansteigt, während der erwartete ansteigende Abbremswert (X') abnimmt, und die Ziffer (4) bezeichnet eine Situation, in der der erwartete Abbremswert (X) infolge dessen, dass der erwartete ansteigende Abbremswert (X') Null wird, einen konstanten Wert erreicht.
Wenn der Zustand (3) in 10A oben rechts in 10B angeordnet ist, dann ist es möglich zu beurteilen, dass das Fahrzeug so sehr dringend bremst. Wie mit einer gestrichelten Linie von 11 gezeigt, die die Beziehung zwischen dem erwarteten Abbremswert (X) und dem erwarteten ansteigenden Abbremswert (X') darstellt, wird daher eine nach unten abfallende Linie L1, die zum Zustand (3) in 10B fast parallel ist, als Schwellenwertlinie festgelegt. Dann kann die Beurteilung, ob das Fahrzeug dringend bremst oder nicht, durch Beurteilen, ob eine Kombination des Werts (X) und des Werts (X') in einem oberen rechten Bereich von 11 enthalten ist, bezüglich der Linie L1 als Grenze erreicht werden.
Das heißt, gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der erfasste Wert vom Bremspedalhub-Sensor 20 mit Vorahnung der Zukunft durch eine Einheit zum Berechnen des vorhergesagten Werts für die Abbremsung (d.h. die Schaltung 30b von 3) korrigiert, um die Zeitsteuerung des Aufwickelns der ersten Vorspanneinrichtung 16 zu beschleunigen.
In der Einheit zum Berechnen des vorhergesagten Werts für die Abbremsung kann der korrigierte und vorhergesagte Abbremswert (X^–) als Ziel durch den folgenden Ausdruck (2) unter Verwendung des erwarteten Abbremswerts (X) und des erwarteten ansteigenden Abbremswerts (X') erhalten werden. Man beachte, dass der korrigierte und vorhergesagte Abbremswert (X^–) nachstehend als "vorhergesagter Abbremswert (X^–)" bezeichnet wird. Vorhergesagter Abbremswert (X–) = Erwarteter Abbremswert (X) + erwarteter ansteigender Abbremswert (X') × Δt (2)
Im obigen Ausdruck (2) bezeichnet der Buchstabe "t" eine Zeit und "Δt" ist in diesem Ausführungsbeispiel als fester Wert festgelegt.
Die gestrichelte Linie L1 von 11 stellt eine Linie dar, wo der durch den Ausdruck (2) erhaltene vorhergesagte Abbremswert (X^–) zu einem konstanten Wert wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird folglich die Beurteilung, ob das Fahrzeug dringend bremst oder nicht, durch Beurteilen, ob der vorhergesagte Abbremswert (X^–) einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, durchgeführt. Dieser vorhergesagte Abbremswert (X^–) ist ein Wert, der durch Erwarten eines erwarteten Abbremswerts (X), nachdem eine Zeit Δt seit dem erwarteten Abbremswert (X) und dem erwarteten ansteigenden Abbremswert (X') zu diesem Zeitpunkt vergangen ist, erhalten.
Beim Anstiegsprozess der Abbremsung wird der vorhergesagte Abbremswert (X^–) so korrigiert, dass er größer ist als der erwartete Abbremswert (X). Der Endwert der ansteigenden Abbremsung ist identisch zum Endwert des erwarteten Abbremswerts (X).
Folglich ermöglicht der vorhergesagte Abbremswert (X^–), dass der erwartete Abbremswert (X) mit einer frühen Zeitsteuerung mit hoher Genauigkeit vorhergesehen wird.
Der Betrieb der Steuereinheit 30 wird gemäß dem Ablaufplan von 4 durchgeführt.
In Schritt S1 wird das Einlesen eines Bremspedalhubs ausgeführt. Nach dem Beenden des Filterns des so gelesenen Hubs wegen seiner Rauschentfernung geht die Routine zu Schritt S2, um einen erwarteten Abbremswert (X) entsprechend dem Bremspedalhub durch die Abbildung von 9 zu erhalten. Im nächsten Schritt S3 wird der erwartete Abbremswert (X) differenziert, um einen erwarteten ansteigenden Abbremswert (X') zu erhalten.
Diese Differentialberechnung in Schritt S3 wird durch ein HPF (Hochpaßfilter) durchgeführt, dessen Grenzfrequenz auf etwa 20 Hz gesetzt ist. Ohne nur auf ein HPF begrenzt zu sein, kann es gegen ein Element ausgetauscht werden, dessen Phase und Verstärkung zur Differentialoperation des HPF in einem Frequenzbereich äquivalent sind, in dem sich die Änderung des Bremsbetätigungsausmaßes eines Fahrers (d.h. Pedalhub oder erwarteter Abbremswert, der durch den Pedalhub abgeschätzt wird) pro Zeiteinheit beim dringenden Bremsen eines Fahrzeugs verteilt.
In Schritt S4 wird die Berechnung eines vorhergesagten Abbremswerts (X^–) durch sowohl den erwarteten Abbremswert (X) als auch den erwarteten ansteigenden Abbremswert (X') und den Ausdruck (2) ausgeführt.
Hierbei wird eine Mikrozeit von weniger als beispielsweise 0,1 s für das Element Δt im Ausdruck (2) festgelegt. Im nächsten Schritt S5 wird das Lesen von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten oder eines Signals von der CAN-I/F 34 ausgeführt, wodurch die Daten oder das Signal verarbeitet werden. Dann geht die Routine zu Schritt S6, in dem gemäß der Subroutine von 5 durch den vorhergesagten Abbremswert (X^–) und durch die so erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit beurteilt wird, ob das Fahrzeug eines Fahrers nun in einem Notfall bremst oder nicht.
In 5 wird die Beurteilung des dringenden Bremsens folgendermaßen durchgeführt. Zuerst wird in Schritt S601 beurteilt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit mehr als z.B. 25 km/h beträgt oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als 25 km/h ist, muss die Sicherheitsgurtvorrichtung 10 nur einen Insassen H durch das Gurtband 11 mit ihrer normalen Rückhaltekraft zurückhalten, da eine Kollisionsenergie klein ist.
Unter einer solchen Bedingung mit niedriger Geschwindigkeit geht die Routine ohne Ausführung der Beurteilung des dringenden Bremsens angesichts der Vermeidung eines unnötigen Leistungsverbrauchs zu Schritt S602, um den Dringlichkeitsgrad von "0 (Null)" festzulegen.
Wohingegen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit mehr als 25 km/h ist (d.h. mittlere Geschwindigkeit oder hohe Geschwindigkeit), dann die Routine zu Schritt S603 geht, um den vorhergesagten Abbremswert (X^–) mit 0,7G zu vergleichen. Wenn der vorhergesagte Abbremswert (X^–) mehr als 0,7G ist, geht die Routine zu Schritt S604, um den Dringlichkeitsgrad (Dringlichkeitskennzeichen) von "2" nach der Beurteilung des dringenden Bremsens festzulegen.
Wenn in Schritt S603 der vorhergesagte Abbremswert (X^–) geringer ist als 0,7G, dann geht die Routine zu Schritt S605, um den vorhergesagten Abbremswert (X^–) weiter mit 0,55G zu vergleichen. Wenn der vorhergesagte Abbremswert (X^–) mehr als 0,55G ist, geht die Routine zu Schritt S606, um den Dringlichkeitsgrad (Dringlichkeitskennzeichen) von "1" nach der Beurteilung der Möglichkeit des dringenden Bremsens festzulegen. Wohingegen, wenn der vorhergesagte Abbremswert (X^–) geringer ist als 0,55G, die Routine zu Schritt S602 geht, um den Dringlichkeitsgrad von "0" nach der Beurteilung des normalen Bremsens festzulegen, und anschließend kehrt die Routine zur Hauptroutine von 4 zurück.
Als nächstes wird in der Hauptroutine von 4 die Berechnung der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit pro Einheitszeit in Schritt S7 ausgeführt. Danach geht die Routine zu Schritt S8, um eine Dringlichkeitsvermeidungsbeurteilung gemäß der Subroutine von 6 durchzuführen.
Bei der Dringlichkeitsvermeidungsbeurteilung, die in 6 gezeigt ist, wird in Schritt S801 die Beurteilung ausgeführt, ob der durch die Subroutine von 5 ermittelte Dringlichkeitsgrad "0" ist oder nicht. Wenn der Dringlichkeitsgrad nicht "0" ist, wird beurteilt, dass das Fahrzeug kontinuierlich in einem Notfall bremst, und die Routine geht zu Schritt S802, um einen Zeitgeberwert auf Null zu setzen.
Im Fall des Dringlichkeitsgrades von "0" wird in Schritt S803 beurteilt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als z.B. 5 km/h. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als z.B. 5 km/h, dann geht die Routine zu Schritt S804, um den Wert des Zeitgebers zum Zählen eines Zeitraums zum Beurteilen, ob das Fahrzeug zu einem Stillstand kommt, um das Inkrement der Zählerzahl "1" zu erhöhen.
Wenn in Schritt S803 die Fahrzeuggeschwindigkeit mehr als 5 km/h ist (d.h. die Beurteilung Nein), geht die Routine zu Schritt S805, in dem untersucht wird, ob die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit pro Einheitszeit mehr als –0,1G ist oder nicht. Wenn die Änderung mehr als –0,1G ist, geht die Routine zu Schritt S806, um den Wert des obigen Zeitgebers um die Zählerzahl "1" zu erhöhen. Wenn andererseits die Änderung geringer ist als –0,1G, geht die Routine zu Schritt S802, um den Zeitgeber 6 auf "0" zu setzen.
Nach der Bestimmung des Werts des Zeitgebers in den Schritten S802, S804 und S806 geht die Routine zu Schritt S807, in dem beurteilt wird, ob der Wert des Zeitgebers mehr als 50 (z.B. 0,5 s, wenn ein Abtastzeitraum 10 ms ist) ist oder nicht.
Wenn der Wert des Zeitgebers geringer als 50 (0,5 s) ist, wird beurteilt, dass sich das Fahrzeug im Verlauf der Abbremsung befindet, und daher geht die Routine zu Schritt S808, um ein Kennzeichen auf "0" zu setzen. Wohingegen, wenn der Wert des Zeitgebers mehr als 0,5 s ist, beurteilt wird, dass das Fahrzeug zu einem Stillstand kommt oder die Abbremsung beendet ist, und daher geht die Routine zu Schritt S809, um das obige Kennzeichen auf "1" zu setzen, und kehrt zur Hauptroutine von 4 zurück.
Obwohl in der Subroutine von 6 eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 5 km/h für die Beurteilung des Stillstandes eines Fahrzeugs, ein Schwellenwert von –0,1G für die Beurteilung der Beendung der Abbremsung und ein Beurteilungszeitraum von 0,5 s festgelegt sind, sind diese Zahlenwerte natürlich nichts als Beispiele. Ohne nur auf diese Werte begrenzt zu sein, können daher tatsächliche Zahlenwerte durch die Auflösungsleistung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und die Eigenschaften eines Fahrzeugs selbst festgelegt werden.
Als nächstes wird in der Hauptroutine von 4 in Schritt S9 die Beurteilung des Dringlichkeitsgrades auf der Basis der Ergebnisse der Beurteilung des dringenden Bremsens in Schritt S6 und der Dringlichkeitsvermeidungsbeurteilung in Schritt S8 gemäß der Subroutine von 7 ausgeführt.
Bei der Beurteilung des Dringlichkeitsgrades von 7 wird in Schritt S901 beurteilt, ob der durch die Beurteilung des dringenden Bremsens in der Subroutine von 5 erhaltene Dringlichkeitsgrad geringer ist als der vorherige Dringlichkeitsgrad in der vorherigen Routine oder nicht. Wenn der vorliegende Dringlichkeitsgrad geringer ist als der vorherige Dringlichkeitsgrad, geht die Routine zu Schritt S902, um den vorherigen Dringlichkeitsgrad beizubehalten, und geht ferner zu Schritt S903.
Der Grund zum Beibehalten des vorherigen Dringlichkeitsgrades in Schritt S902, wenn der vorliegende Dringlichkeitsgrad geringer ist als der vorherige Dringlichkeitsgrad, besteht darin, dass, sobald beurteilt wird, dass das Fahrzeug dringend bremst, betrachtet wird, dass, selbst wenn die Bremsleistung und die Abbremsung gesenkt werden, der Zustand des dringenden Bremsens während des Bremsens des Fahrzeugs fortfährt. Um den Dringlichkeitsgrad von "0" im Zustand des dringenden Bremsens festzulegen, erfordert die Festlegung nur das Ergebnis der Beurteilung der Dringlichkeitsvermeidung.
Wenn in Schritt S901 beurteilt wird, dass der vorliegende Dringlichkeitsgrad nicht geringer ist als der vorherige Dringlichkeitsgrad, geht die Routine zu Schritt S903, um zu beurteilen, ob das durch die Dringlichkeitsvermeidungsbeurteilung von 6 bestimmte Kennzeichen gleich "1" ist oder nicht. Im Fall des Kennzeichens von "1" wird das Setzen des Dringlichkeitsgrades von "0" in Schritt S904 ausgeführt. Wohingegen, wenn das Kennzeichen nicht "1" ist, dann die Routine zur Hauptroutine von 4 geht.
Als nächstes wird in Schritt S10 in der Hauptroutine von 4 die Berechnung eines aktuellen Leistungsverhältnisses, das an jeden Motor M ausgegeben werden soll, mit anderen Worten die Bestimmung der Drehzahl des Motors M, entsprechend dem in Schritt S9 ermittelten Dringlichkeitsgrad ausgeführt. Die Berechnung des aktuellen Leistungsverhältnisses wird gemäß der Subroutine von 8 ausgeführt.
In 8 wird in Schritt S1001 beurteilt, ob der Dringlichkeitsgrad "0" ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in Schritt S1001 Ja ist, geht die Routine zu Schritt S1002, in dem beurteilt wird, ob der vorherige Dringlichkeitsgrad "0" ist oder nicht. Wenn der vorherige Dringlichkeitsgrad nicht "0" ist, wird die Initialisierung des Werts eines Zeitgebers (Zählers) auf "0" in Schritt S1003 ausgeführt, und ferner wird das Leistungsverhältnis von –50% für den Umkehrbefehl in Schritt S1004 gesetzt, wodurch die Rückhaltekraft durch das Aufwickeln des Gurtbandes 11 gelöst wird. Anschließend wird im nächsten Schritt S1005 der Wert des Zeitgebers um "1" erhöht.
Wenn nach der Beurteilung des vorherigen Dringlichkeitsgrades von "0" in Schritt S1002 der Wert des Zeitgebers 5 ms in Schritt S1006 nicht übersteigt, dann geht die Routine zu Schritt S1004 und zum nächsten Schritt S1005, in dem das Leistungsverhältnis von –50% im Umkehrbefehl erzeugt wird, und ferner wird der Wert des Zeitgebers um "1" erhöht. Wohingegen, wenn der Wert des Zeitgebers 5 ms in Schritt S1006 übersteigt, dann die Routine zu Schritt S1007 geht, um das Leistungsver hältnis von 0% festzulegen und den Lösevorgang gegen die Spannung des Gurtbandes 11 zu beenden.
Wenn in Schritt S1008 beurteilt wird, dass der Dringlichkeitsgrad "1" ist, geht die Routine als nächstes zu Schritt S1009, um das Leistungsverhältnis von 10% festzulegen. Folglich wird das Gurtband 11 nicht aus dem Bandaufroller 12 gezogen, obwohl es nicht stark in diesen zurückgezogen wird, so dass die derzeitige Position des Gurtbandes 11 beibehalten werden kann.
In Schritt S1010 wird beurteilt, ob der Dringlichkeitsgrad "2" ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in Schritt S1010 Ja ist, geht die Routine zu Schritt S1011, in dem beurteilt wird, ob der vorherige Dringlichkeitsgrad "2" ist oder nicht. Wenn der vorherige Dringlichkeitsgrad nicht "2" ist, wird die Initialisierung des Werts des Zeitgebers auf "0" in Schritt S1012 ausgeführt und ferner das Leistungsverhältnis von 100 für die Aufwickelrichtung des Gurtbandes 11 in Schritt S1013 festgelegt, wodurch begonnen wird, das Gurtband 11 aufzuwickeln. Anschließend wird im nächsten Schritt S1014 der Wert des Zeitgebers um "1" erhöht.
Wenn nach der Beurteilung des vorherigen Dringlichkeitsgrades von "2" in Schritt S1011 der Wert des Zeitgebers 50 ms in Schritt S1015 nicht übersteigt, dann geht die Routine zu Schritt S1013 und zum nächsten Schritt S1014, in dem das Leistungsverhältnis von 100% erzeugt wird, um das Aufwickeln des Gurtbandes 11 in der Aufwickelrichtung fortzusetzen, und ferner wird der Wert des Zeitgebers um "1" erhöht.
Wohingegen, wenn der Wert des Zeitgebers in Schritt S1015 50 ms übersteigt, dann die Routine zu Schritt S1016 geht, um das Leistungsverhältnis von 10% festzulegen und den Aufwickelvorgang des Gurtbandes 11 zu beenden, um es in der Position zu halten.
Wenn in Schritt S1010 beurteilt wird, dass der Dringlichkeitsgrad nicht "2" ist, geht die Routine als nächstes zu Schritt S1017, um das Leistungsverhältnis von 0% festzulegen.
Obwohl in der Subroutine von 8 das Leistungsverhältnis von 50% (Schritt S1004) in der umgekehrten (Abwickel-)Richtung, 100% (Schritt S1013) in der Aufwickelrichtung und 10% (Schritte S1019 und S1016) in der Aufwickelrichtung und die Leistungsverhältnis-Haltezeiten von 5 ms (Schritt S1006) und 50 ms (Schritt S1015) festgelegt sind, sind diese Zahlenwerte natürlich nichts als Beispiele. Ohne nur auf diese Werte begrenzt zu sein, können daher tatsächliche Zahlenwerte durch die Eigenschaften des Fahrzeugs selbst bestimmt werden.
Nach dem Beenden der Berechnung des Ausgangsleistungsverhältnisses durch die Subroutine von 8 kehrt die Routine zur Hauptroutine von 4 zurück. In Schritt S11 wird die Beurteilung der Betriebssituation der jeweiligen Sensoren und der jeweiligen Signale ausgeführt. Wenn eine Anormalität in der Betriebssituation vorliegt, dann wird die vorstehend erwähnte fehlersichere Operation in Schritt S12 ausgeführt und die Routine kehrt zu Schritt S1 zurück.
Somit wird in der vorstehend konstruierten Sicherheitsgurtvorrichtung 10 das Zurückhalten jedes Insassen H durch das Gurtband 11 durch den Motor M ausgeführt, der die erste Vorspanneinrichtung 16 bildet. Bei einer Fahrzeugkollision wird der Insasse H schließlich sicher durch die zweite Vorspanneinrichtung 17 zurückgehalten. Die Aufwickel- und Abwickelvorgänge des Bandaufrollers 12 gegen das Gurtband 11 vor einer Kollision (einschließlich der normalen Fahrbedingung) werden ausgeführt, da die Steuereinheit 30 die Drehrichtung und Geschwindigkeit des Motors M auf der Basis des Abbremssignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, die vom Bremspedalhub-Sensor 20 als Abbremserfassungssensor ausgegeben werden, steuert.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel die zukünftige Vorahnung unter Verwendung eines vom Bremspedalhub-Sensor 20 in der Stufe einer Dringlichkeitsvermeidung vor einer Kollision erfassten Werts und die Korrektur des so erfassten Werts ermöglichen, dass die Zeitsteuerung der Dringlichkeitsbeurteilung vorverlegt wird, wodurch bewirkt wird, dass die Betriebszeitsteuerung des Motors M vorverlegt wird, ist es möglich, den Insassenkörper sicher ohne unnötiges Verstärken der Rückhaltekraft durch das Gurtband 11 in einem Notfall zurückzuhalten.
Da die Korrektureinheit den erfassten Wert des Abbremserfassungssensors so korrigiert, dass er größer ist als entweder eine tatsächliche Abbremsung des Fahrzeugs oder ein Wert in Korrelation mit der tatsächlichen Abbremsung, ist es ferner durch Festlegen eines Schwellenwerts auf der Basis der korrigierten Abbremsung möglich zu beurteilen, ob das Fahrzeug in einem Notfall oder nicht leicht bremst. Daher ist es möglich, die Aufwickelsteuerung der Sicherheitsgurtvorrichtung 10, wenn ein Notfall vermieden wird, genau und schnell durchzuführen.
Ferner ist die Korrektureinheit dazu ausgelegt, den korrigierten und vorhergesagten Abbremswert (X^–) als Ziel durch den folgenden Ausdruck (2) unter Verwendung des erwarteten Abbremswerts (X), der vom Abbremserfassungssensor erfasst wird, und auch des erwarteten ansteigenden Abbremswerts (X'), der durch Differenzieren des erwarteten Abbremswerts (X) erhalten wird, bereitzustellen. (X–) = (X) + (X') × Δt (2)
Das heißt, da der vorhergesagte Abbremswert (X^–) der Abbremsung, nachdem eine Zeit Δt seit dem Start der Abbremsung ver gangen ist, mit hoher Genauigkeit bereitgestellt wird, ist es möglich, die Aufwickelsteuerung der Sicherheitsgurtvorrichtung 10, wenn ein Notfall vermieden wird, infolge der Festlegung eines Schwellenwerts für die Erfassung der Möglichkeit einer Fahrzeugkollision korrekt durchzuführen, indem beurteilt wird, ob das Fahrzeug in einem Notfall bremst oder nicht.
Da der Abbremserfassungssensor ferner aus dem Bremspedalhub-Sensor 20 zum Erfassen des Tritthubs des Fahrers gebildet ist, ist es möglich, die Aufwickelsteuerung der Sicherheitsgurtvorrichtung 10 der Erfindung durchzuführen, während von dem existierenden Bremspedal Gebrauch gemacht wird.
Da das Element "Δt" im obigen Ausdruck (2) unter 0,1 s gesetzt wird, ist es außerdem möglich, einen vorhergesagten Abbremswert, nachdem eine Zeit Δt vergangen ist, mit hoher Genauigkeit zu erhalten.
Da das Element "Δt" ein fester Wert ist, ist es möglich, die Steuerlogik leicht aufzubauen.
13 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind Elemente, die zu jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet und auf ihre überlappenden Beschreibungen wird verzichtet.
13 ist eine schematische Strukturansicht einer Sicherheitsgurtvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist. Im zweiten Ausführungsbeispiel verwendet die Sicherheitsgurtvorrichtung 10a einen Vorn-Hinten-(Längs-)Abbremssensor 40 zum direkten Erfassen einer Vorn-Hinten-Abbremsung des Fahrzeugs.
Vorausgesetzt, dass "X" die Vorn-Hinten-Abbremsung darstellt, die direkt vom Vorn-Hinten-Abbremssensor 40 erfasst wird, "X'" einen Anstieg der Abbremsung, der durch Differenzieren der Vorn-Hinten-Abbremsung X erhalten wird, und "X^–" einen vorhergesagten Abbremswert als Ziel darstellt, kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung der vorhergesagte Abbremswert (X^–) durch den folgenden Ausdruck berechnet werden. X– = X + X' +Δt (3)
Dieser Ausdruck (3) entspricht dem Ausdruck (2) des ersten Ausführungsbeispiels. Durch Beurteilen, ob ein Fahrzeug in einem Notfall bremst, während die Größe der vorhergesagten Abbremsung, die durch den Ausdruck (3) erhalten wird, als Schwellenwert aufgegriffen wird, ist es möglich, die Beurteilungszeitsteuerung einer Dringlichkeitsvermeidung vorzuverlegen.
Da der Vorn-Hinten-Abbremssensor 40 dazu ausgelegt ist, die Abbremsung des Fahrzeugs in der Sicherheitsgurtvorrichtung 10a des zweiten Ausführungsbeispiels direkt zu erfassen, ist es folglich möglich, das exakte Aufwickeln des Gurtbandes 11 der Sicherheitsgurtvorrichtung 10a durch genaueres Durchführen der Beurteilung des dringenden Bremsens durchzuführen.
14 und 15 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind Elemente, die zu jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet und auf ihre überlappenden Beschreibungen wird verzichtet.
14 ist eine schematische Strukturansicht einer Sicherheitsgurtvorrichtung, die in einem Fahrzug installiert ist. 15 ist eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Bremsöldruck und einer Abbremsung, die ein Fahrer erwartet, zeigt.
Im dritten Ausführungsbeispiel verwendet die Sicherheitsgurtvorrichtung 10b einen Trittkraft-Erfassungssensor 41 (als Abbremserfassungssensor) zum Erfassen der Trittkraft eines Fahrers auf einem Bremspedal.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird vorher eine Abbildung zum Umwandeln des Bremsöldrucks in einen erwarteten Abbremswert bereitgestellt, wie in 15 gezeigt. Um einen vorhergesagten Abbremswert (X^–) zu erhalten, wird das Erhalten eines erwarteten Abbremswerts (X) auf der Basis der obigen Abbildung und ferner das Berechnen des vorhergesagten Abbremswerts (X^–) durch den erwarteten Abbremswert (X) und den Ausdruck (2) des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt.
Infolge der Übernahme des Trittkraft-Erfassungssensors 41 als Abbremserfassungssensor, indem von einem Phänomen Gebrauch gemacht wird, dass die Trittkraft erhöht wird, wenn ein Fahrer ein Fahrzeug abrupt abbremst, ist es möglich, die Dringlichkeitsvermeidung von einem Punkt des Beginns des Tretens auf ein Bremspedal zu beurteilen, wodurch die genaue Aufwickelsteuerung des Gurtbandes mit Ruhe ermöglicht wird.
16 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel variiert das Element Δt des Ausdrucks (2) des ersten Ausführungsbeispiels entsprechend einem Bremspedalhub (d.h. dem Betätigungsausmaß des Fahrers an einem Bremspedal).
16 ist eine Abbildung, die die Beziehung zwischen dem Bremspedalhub und Δt zeigt. Wenn der Bremspedalhub klein ist, wird in der Abbildung ein großes für Δt festgelegt. Wenn der Bremspedalhub größer wird, wird der Wert von Δt allmählich verringert.
Da gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der erfasste Wert des Abbremserfassungssensors stark korrigiert wird, während das Betätigungsausmaß des Fahrers klein ist, kann folglich die Zeitsteuerung der Beurteilung des dringenden Bremsens weiter vorverlegt werden. Wohingegen es, da der Wert von Δt kleiner wird, wenn das Betätigungsausmaß des Fahrers größer wird, möglich ist, zu verhindern, dass der vorhergesagte Abbremswert (X^–) den erwarteten Abbremswert (X) oder den tatsächlichen Abbremswert erheblich übersteigt.
Daher ist es möglich, das optimale Δt entsprechend dem Bremspedalhub festzulegen, wobei die Zeitsteuerung des Bremsens in einem Notfall beschleunigt werden kann und die Genauigkeit der Beurteilung des dringenden Bremsens verbessert werden kann.
17 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem sich der Wert von Δt entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
17 ist eine Abbildung, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Δt zeigt. Wenn ein Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit fährt, ist in der Abbildung ein kleiner Wert für Δt festgelegt. Wenn das Fahrzeug schneller von niedriger Geschwindigkeit bis mittlerer Geschwindigkeit fährt, wird der Wert von Δt allmählich erhöht.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit klein ist, besteht eine hohe Möglichkeit, dass das Fahrzeug auf der Straße in der Stadt fährt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit groß ist, besteht im Gegenteil eine hohe Möglichkeit, dass das Fahrzeug am Stadtrand fährt. In einer solchen Situation kann erwartet werden, dass die Trittgeschwindigkeit eines Fahrers an einem Bremspedal schneller wird, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, im Vergleich zur Trittgeschwindigkeit des Fahrers im Fall der Fahrt mit hoher Geschwindigkeit.
Daher ist es möglich, das optimale Δt entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit festzulegen, wobei die Zeitsteuerung des Bremsens in einem Notfall beschleunigt werden kann und die Genauigkeit der Beurteilung des dringenden Bremsens ebenso verbessert werden kann.
Obwohl der Wert von Δt entsprechend zwei Bedingungen eines Bremspedalhubs (im vierten Ausführungsbeispiel) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (im fünften Ausführungsbeispiel) verändert wird, kann zumindest irgendeine der anderen Bedingungen ausgewählt werden, beispielsweise das Fahrzeuggewicht, das Fahrgebiet, das Wetter, die Zeitzone, die Abbremsung etc.
In einer Modifikation ist es erwünscht, den Wert von Δt entsprechend dem Fahrzeuggewicht zu verändern, welches aufgrund der Anzahl von Insassen und dem Ladegewicht veränderlich ist. Es wird angemerkt, dass, wenn das Fahrzeuggewicht groß ist, dann der Bremspedalhub anwächst, um dieselbe Abbremsung durchzuführen. Daher wird festgelegt, den Wert von Δt zu erhöhen, wenn das Fahrzeuggewicht klein ist, und auch festgelegt, den Wert von Δt zu senken, wenn das Fahrzeuggewicht im Gegenteil groß ist.
In einer weiteren Modifikation ist es erwünscht, den Wert von Δt entsprechend verschiedenen Fahrorten, beispielsweise Straße, Stadtrand, Autobahn usw. zu ändern. Unter der Bedingung der Verwendung eines Kraftfahrzeug-Navigationssystems zum Empfangen eines detaillierten Fahrorts, an dem ein Fahrzeug momentan fährt, wird festgelegt, den Wert von Δt zu senken, wenn sich das Fahrzeug auf der Straße befindet, und wird auch festgelegt, den Wert von Δt zu erhöhen, wenn sich das Fahrzeug auf einer Autobahn befindet.
In einer weiteren Modifikation ist es erwünscht, den Wert von Δt entsprechend dem Wetter zu ändern. Es wird angemerkt, dass der Straßenreibungskoeffizient bei nassem Wetter kleiner ist als jener bei gutem Wetter. Bezüglich desselben Bremspedalhubs ist daher die resultierende Abbremsung im Fall eines Fahrzeugs, das bei nassem Wetter fährt, klein im Vergleich zu jener im Fall des Fahrzeugs, das bei gutem Wetter fährt. Im ersteren Fall wird unter der Bedingung der Eingabe eines Betriebssignals von einem Scheibenwischer des Fahrzeugs festgelegt, den Wert von Δt zu erhöhen, wenn der Scheibenwischer betätigt wird. In Verbindung ist es ferner bevorzugt, den Wert von Δt entsprechend der Wischgeschwindigkeit des Scheibenwischers zu verändern.
In noch einer weiteren Modifikation ist es erwünscht, den Wert von Δt entsprechend der Zeitzone, wenn ein Fahrzeug fährt, zu ändern. Es wird angemerkt, dass, wenn das Fahrzeug bei Nacht fährt, eine Tendenz besteht, dass ein Fahrer aufgrund des verschlechterten Sehvermögens des Fahrers beim Entdecken eines Hindernisses spät dran ist, im Vergleich zu einer Situation, in der das Fahrzeug zur Tageszeit fährt. Daher wird festgelegt, den Wert von Δt zu senken, wenn ein Scheinwerferschalter eingeschaltet wird. In Verbindung ist es unter der Bedingung des Einschaltens nur eines kleinen Lichtschalters ferner bevorzugt, einen Wert von Δt zwischen einem Wert von Δt, wenn der Scheinwerferschalter eingeschaltet wird, und einem anderen Wert von Δt, wenn der Scheinwerferschalter ausgeschaltet wird, festzulegen.
Ferner ist es erwünscht, den Wert von Δt entsprechend der Abbremsung eines Fahrzeugs zu ändern.
In der vorstehend erwähnten Weise ist es durch Ändern des Werts von Δt entsprechend zumindest irgendeiner der verschiedenen Bedingungen, das heißt Bremspedalhub, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht, Fahrort, Wetter, Zeitzone, Abbremsung usw., möglich, den optimalen Wert von Δt entsprechend der Bedingung eines Fahrzeugs und der Fahrbedingung festzulegen, wodurch die Zeitsteuerung der Abbremsung in einem Notfall beschleunigt werden kann und die Genauigkeit der Beurteilung der dringenden Bremsung ebenso verbessert werden kann.
18 ist eine Abbildung, die die Beziehung zwischen dem Bremspedal-Trittausmaß und der Bremspedal-Trittgeschwindigkeit zeigt. Infolge der Bildung eines Bereichs von dringendem Bremsen in der Abbildung bei der Festlegung der Schwellenwerte L2 unter der obigen Beziehung ist es möglich, die Beurteilung des dringenden Bremsens auszuführen.
Unterdessen ist es für Fachleute selbstverständlich, dass die vorangehenden Beschreibungen nichts als einige Ausführungsbeispiele der offenbarten Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug sind. Abgesehen von diesen Ausführungsbeispielen können verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Korrektur eines erfassten Werts des Abbremserfassungssensors mit Vorahnung der Zukunft ermöglicht, dass die Beurteilungszeitsteuerung für die Dringlichkeit vorverlegt wird, um die Betätigungszeitsteuerung der ersten Vorspanneinrichtung zu beschleunigen, ist es möglich, einen Insassenkörper in einem Notfall ohne unnötiges Verstärken einer Rückhaltekraft eines Gurtbandes sicher zurückzuhalten.
Die Japanische Patentanmeldung Nr. 2002-286402, eingereicht am 30. September 2002, wird durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen.
Obwohl die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart wurde, um ein besseres Verständnis derselben zu erleichtern, sollte erkannt werden, dass die Erfindung in verschiedenen Weisen verkörpert werden kann, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher sollte es selbstverständlich sein, dass die Erfindung alle möglichen Ausführungsbeispiele und Modifikationen an den gezeigten Ausführungsbeispielen beinhaltet, die verkörpert werden können, ohne von der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims

Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einem Gurtband zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Sitz; einem Bandaufroller zum Aufwickeln und Abwickeln des Gurtbandes; einer ersten Vorspanneinrichtung, die ermöglicht, dass der Bandaufroller das Gurtband in diesen aufwickelt oder das Gurtband von diesem abwickelt; einer zweiten Vorspanneinrichtung, die eine Spannung auf das Gurtband in einem Notfall für das Fahrzeug aufbringt, wodurch der Insasse durch das Gurtband zurückgehalten wird; einem Abbremserfassungssensor zum Erfassen eines Abbremszustands des Fahrzeugs; und einer Steuereinheit zum Steuern der Betätigungen der ersten Vorspanneinrichtung und der zweiten Vorspanneinrichtung entsprechend einem erfassten Wert vom Abbremserfassungssensor, wobei die Steuereinheit eine Korrektureinheit zum Korrigieren des erfassten Werts des Abbremserfassungssensors mit Antizipierung der Zukunft umfasst, um die Zeitsteuerung der ersten Vorspanneinrichtung zum Aufwickeln des Gurtbandes vorzuverlegen.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Korrektureinheit den erfassten Wert des Abbremserfassungssensors so korrigiert, dass der erfasste Wert größer wird als eine tatsächliche Abbremsung des Fahrzeugs oder ein Wert in Korrelation mit der tatsächlichen Abbremsung.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Korrektureinheit den erfassten Wert des Abbremserfassungssensors durch einen Ausdruck: X– = X + X' × Δtkorrigiert, wobei X den erfassten Wert des Abbremserfassungssensors, X' einen Differentialwert des erfassten Werts X, X^– einen korrigierten Abbremswert und Δt eine Zeit für die Antizipierung darstellt.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach einer der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abbremserfassungssensor einen Sensor zum Erfassen des Tritthubs eines Fahrers an einem Bremspedal des Fahrzeugs umfasst.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach einer der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abbremserfassungssensor einen Sensor zum Erfassen einer Abbremsung des Fahrzeugs umfasst.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach einer der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abbremserfassungssensor einen Sensor zum Erfassen der Trittkraft eines Fahrers, die auf ein Bremspedal des Fahrzeugs aufgebracht wird, umfasst.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Element Δt ein Zeitraum von weniger als 0,1 Sekunden ist.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Element Δt ein fester Wert ist.
Sicherheitsgurtvorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Element Δt ein Parameter ist, der entsprechend zumindest irgendeinem eines Trittausmaßes an einem Bremspedal, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Fahrzeuggewicht, einem Fahrort, dem Wetter, einer Zeitzone und einer Abbremsung veränderbar ist.
Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug mit: einem Gurtband zum Zurückhalten eines Insassen, der auf einem Sitz sitzt; einem Bandaufroller zum Aufwickeln und Abwickeln des Gurtbandes; einer ersten Vorspanneinrichtung, die ermöglicht, dass der Bandaufroller das Gurtband in diesen aufwickelt oder das Gurtband von diesem abwickelt; einer zweiten Vorspanneinrichtung, die eine Spannung auf das Gurtband in einem Notfall für das Fahrzeug aufbringt, wodurch der Insasse durch das Gurtband zurückgehalten wird; einem Abbremserfassungsmittel zum Erfassen eines Abbremszustands des Fahrzeugs; und einem Steuermittel zum Steuern der Betätigungen der ersten Vorspanneinrichtung und der zweiten Vorspanneinrichtung entsprechend einem erfassten Wert vom Abbremserfassungsmittel; wobei das Steuermittel ein Korrekturmittel zum Korrigieren des erfassten Werts des Abbremserfassungsmittels mit Antizipierung der Zukunft umfasst, um eine Zeitsteuerung der ersten Vorspanneinrichtung zum Aufwickeln des Gurtbandes vorzuverlegen.
Verfahren zum Steuern eines Sicherheitsgurts für ein Fahrzeug, umfassend: Erfassen eines Abbremszustands des Fahrzeugs durch einen Abbremserfassungssensor; Korrigieren eines erfassten Werts vom Abbremserfassungssensor, so dass er größer ist als eine tatsächliche Abbremsung des Fahrzeugs oder ein Wert in Korrelation mit der tatsächlichen Abbremsung; und Vorverlegen einer Zeitsteuerung für eine Vorspanneinrichtung, um ein Gurtband des Sicherheitsgurts aufzuwickeln, auf der Basis eines durch Korrigieren des erfassten Werts erhaltenen Korrekturwerts.
Verfahren zum Steuern des Sicherheitsgurts für das Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei der erfasste Wert des Abbremserfassungssensors durch einen Ausdruck: X– = X + X' × Δtkorrigiert wird, wobei X den erfassten Wert des Abbremserfassungssensors, X' einen Differentialwert des erfassten Werts X, X^– einen korrigierten Abbremswert und Δt eine Zeit für die Antizipierung darstellt.