DE19610833B4

DE19610833B4 - Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems

Info

Publication number: DE19610833B4
Application number: DE19610833A
Authority: DE
Inventors: Charles E. Washington Steffens jun.; Thomas H. Rochester Vos; Scott B. Romeo Gentry; Joseph F. Washington Mazur; Brian K. Rochester Blackburn
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2016-03-20
Also published as: DE19610833A1; US5626359A

Abstract

Vorrichtung (20) zum Steuern eines Insassenrückhaltesystems (100), wobei die Vorrichtung (20) folgendes aufweist:
Abfühlmittel (22) zum Abfühlen von mindestens zwei Parametern, die eine Insassenrückhaltefunktion des Rückhaltesystems (100) beeinflussen können;
Reguliermittel (120), die betriebsmäßig mit einer Insassenrückhalteeinrichtung (102, 103) des Insassenrückhaltesytems (100) verbunden sind, um die Insassenrückhaltefunktion der Insassenrückhalteeinrichtung (102, 103) ansprechend auf ein Steuersignal zu regulieren ; und
Steuermittel (24), die betriebsmäßig mit den Abfühlmitteln (22) und den Reguliermitteln (122) verbunden sind, um eine von einer Vielzahl von diskreten Steuerzonen (150, 154, 158) auszuwählen, und zwar abhängig von den mindestens zwei der abgefühlten Parametern, und zwar zum Vorsehen des Steuersignals auf der Grundlage der ausgewählten einen der diskreten Steuerzonen (150, 154, 158) auszuwählen, wobei die Steuermittel (24) eine Nachschautabelle (142) mit einer Matrix von Steuercharakterisierungsblöcken aufweisen, und,
wobei die Insassencharakterisierungsblöcke durch Grenzlinien definiert werden, so daß die Steuercharakterisierungsblöcke nicht gleichförmig sind.

Description

Insassenrückhaltesysteme zur Verwendung in Fahrzeugen sind in der Technik gut bekannt. Ein derartiges Rückhaltesystem umfaßt einen Zusammenstoß- bzw. Aufprallsensor, einen aufblasbaren Airbag, und eine Betätigungsschaltung, die den Einsatz des Airbags ansprechend auf eine Ausgangsgröße von dem Zusammenstoßsensor steuert. Der Zusammenstoßsensor kann ein Beschleunigungsmesser sein, der ein elektrisches Signal liefert mit einem Wert, der funktional mit der Fahrzeugverzögerung in Beziehung steht. Eine Steuervorrichtung wertet das Beschleunigungsmessersignal aus und liefert ein Betätigungssignal, wenn er bestimmt, daß ein Fahrzeugzusammenstoßzustand auftritt, bei dem der Airbag zum Einsatz kommen sollte. Die Betätigungsschaltung umfaßt einen Zünder oder Squip, der betriebsmäßig mit einer Quelle von Aufblasströmungsmittel verbunden ist.
Ansprechend auf ein Betätigungssignal vom dem Controller führt die Betätigungsschaltung einen Strom durch den Zünder um ihn zu zünden. Wenn der Zünder zündet, gibt die Aufblasströmungsmittelquelle Gas in den Airbag ab, was ein Aufblasen des Airbags zur Folge hat.

Man hat erkannt, daß es nicht immer wünschenswert ist, den Airbag mit 100 % des von der Aufblasströmungsmittelquelle vorgesehenen Gases aufzublasen. Ein vorgeschlagenes System steuert die Gasmenge, die den Airbag aufbläst ansprechend auf das detektierte Gewicht des Insassen. Ein derartiges System ist in US-Patent Nr. 5 232 243 von Blackburn et al. offenbart und auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen. Ein weiteres vorgeschlagenes System, das in Gentry et al., US-Patent Nr. 5 330 226 offenbart ist, und der Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, steuert die Gasmenge, die den Airbag aufbläst ansprechend auf eine detektierte Insassenposition.

Die DE 43 41 500 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern der Betätigung eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, die einen Versetzungssensor im Armaturenbrett aufweist um den Abstand zwischen der Airbag-Aufbewahrungsstelle und dem Insassen auf einem Sitz abzufühlen. Weiterhin ist ein Infrarotsensor in der Dachauskleidung oberhalb des Insassen angebracht. Der Infrarotsensor besitzt eine Vielzahl von Sichtfeldern zum Abfühlen der Lage des Insassen bezüglich der Airbag-Aufbewahrungsstelle und liefert eine Ausgabegröße als Anzeige für die Lage des Insassen. Eine Steuereinheit bestimmt den Abstand zwischen dem Insassen und der Airbagaufbewahrungsstelle aus der Ausgabegröße des Infrarotsensors. Die Steuereinheit ist auch mit dem Versetzungssensor verbunden. Die Steuereinheit liefert ein elektrisches Freigabesignal, wenn mindestens einer der Sensoren anzeigt, dass sich der Insasse mindestens um einen vorbestimmten Abstand von der Airbagaufbewahrungstelle enfernt befindet.

Weiterhin wird auf die US 50 74 583 A aufmerksam gemacht, die ein Airbagsystem für einen PKW mit Folgendem offenbart: einen Kollisionsdetektor zum detektieren einer Kollision des PKWs, einen Gasgenerator zum generieren eines unter Druck stehenden Gases, und eine Airbagvorrichtung, die an einem Fahrzeugkörperglied vor dem Sitz montiert ist und Gas von dem Gasgenerator empfängt. Ein Sitzzustandssensor detektiert einen Sitzzustand eines sich auf dem Sitz befindlichen Insassen, wobei Sitzposition, Rücklagewinkel, Insassengröße und Körperhaltung berücksichtigt werden. Eine Steuereinheit steuert den Betrieb der Airbagvorrichtung gemäß dem Sitzzustand des Insassen, so dass die aufgeblasene Airbagvorrichtung in einen optimalen Kontakt mit dem Insassen gebracht wird.

Die DE 41 12 579 A1 offenbart eine Inneneinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche innenliegende Elemente, Beaufschlagungseinrichtungen für die innenliegende Elemente und Sensoren aufweist. Wenn Fahrzeugskollisionsdaten eine Kollision andeuten wird ein Verhalten eines Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von Fahrzeuginsassen betreffenden Daten und ersten gesammelten Fahrzeugdaten und zweiten gespeicherten Fahrzeugdaten abgeschätzt. Ein charakteristischer Wert für das jeweilige, innenliegende Element wird derart ermittelt, dass eine Stossbelastung auf einen Fahrzeuginsassen nach Massgabe des abgeschätzten Verhaltens des Fahrzeuginsassens so gering wie möglich gehalten wird. Dann werden die Beaufschlagungengsteile in Abhängigkeit von dem ermittelten, charakteristischen Wert gesteuert.

Ferner wird auf die DE 41 28 230 A1 und die älteren, jedoch nachveröffentlichten Dokumente WO 95/27635 A1 und WO 95/11 819 A1 verwiesen.

Beim Stand der Technik ergibt sich der Nachteil, dass wenn mehrere Parameter den Aufblasvorgang einer Insassenrückhalteeinrichtung beinflussen, ein komplexer Bewertungsvorgang der Parameter nötig ist.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde basierend auf den Parametern ein Steuersignal effizient abzuleiten, und zwar auch wenn eine unterschiedliche Gewichtung oder Bewertung der Parameter vorgenommen wird.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Vorrichtung zum Steuern einer Insassenrückhalteeinrichtung gemäß einer ausgewählten Steuerzone, die von mindestens zwei gemessenen Parametern abhängt, gelöst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zum Steuern eines Insassenrückhaltesystems folgendes auf: Mittel zum Abfühlen von mindestens zwei Parametern, die eine Insassenrückhaltefunktion des Rückhaltesystems beeinträchtigen könnten und Regulier- bzw. Regelungsmittel, die betriebsmäßig mit einer Insassenrückhalteeinrichtung des Insassenrückhaltesystems verbunden sind, um die Insassenrückhaltefunktion der Insassenrückhalteeinrichtung ansprechend auf ein Steuersignal zu regulieren bzw. zu regeln. Die Vorrichtung umfaßt ferner Steuermittel, die betriebsmäßig mit den Abfühlmitteln und den Reguliermitteln verbunden sind, um eine von einer Vielzahl von diskreten Steuerzonen auszuwählen, und zwar abhängig von den mindestens zwei abgefühlten Parametern, und um das Steuersignal auf der Grundlage der ausgewählten einen der diskreten Steuerzonen vorzusehen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern eines Insassenrückhaltesystems folgende Schritte auf: Abfühlen von mindestens zwei Parametern, die eine Insassenrückhaltefunktion des Rückhaltesystems beeinträchtigen könnten, Regulieren bzw. Regeln der Insassenrückhaltefunktion des Insassenrückhaltesystems, und zwar ansprechend auf ein Steuersignal, Auswählen von einer von einer Vielzahl von diskreten vorbestimmten Steuerzonen, und zwar abhängig von den mindestens zwei abgefühlten Parametern und Vorsehen des Steuersignals auf der Grundlage der ausgewählten einen der diskreten Steuerzonen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung durch ein Studium der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnung offenbar werden. In der Zeichnung zeigt:
1 ein schematisches Diagramm eines erfindungsgemäßen Insassenrückhaltesystems;
2 ein schematisches Blockdiagramm des elektrischen Steuerteils des in der 1 gezeigten Systems;
3 eine schematische Darstellung einer von dem Controller der 1 verwendeten Steuermatrix;
4-9 Flußdiagramme, die einen Steuerprozeß gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; und
10-14 schematische Darstellungen von alternativen Steuermatrizen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 weist eine Vorrichtung 20 zum Steuern eines Insassenrückhaltesystems eine Vielzahl von Sensoren 22, die betriebsmäßig mit einer Steuervorrichtung bzw. einem Controller 24 verbunden sind, auf. Insbesondere ist ein Sitzpositionssensor 30 betriebsmäßig zwischen einem Fahrzeugsitz 32 und dem Fahrzeugbogen 34 verbunden und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Sensor 30 sieht ein elektrisches Signal vor, das die Position des Sitzes 32 relativ zu einem fixierten Bezugspunkt in dem Inneren des Fahrzeuginneren anzeigt. Ein Sitzrückenwinkelsensor 36 ist betriebsmäßig zwischen einem Sitzboden 38 und dem Sitzrücken 40 des Sitzes 32 verbunden und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Sitzrückenwinkelsensor 36 sieht ein elektrisches Signal vor, das den Neigungs- bzw. Inklinationswinkel des Sitzrückens 40 relativ zu dem Sitzboden 38 anzeigt.
Ein Sitzgurt 50 ist betriebsmäig an dem Fahrzeug 34 gesichert bzw. befestigt, und zwar an einem ersten Ort 52 auf eine bekannte Art und Weise. Es sei bemerkt, daß der Sitzgurt 50 an den Fahrzeugsitz 32 gesichert bzw. befestigt sein könnte. Wenn er um den Insassen gebunden bzw. gegurtet ist, wird ein Ende 54 des Sitzgurts in einer Sitzgurtschnallenanordnung bzw. Sitzgurtverschlußeinrichtungsanordnung aufgenommen und daran gesichert bzw. befestigt, und zwar unter Verwendung einer Zungen- und Schnallen- bzw. Verschlußeinrichtungsanordnung, die in der Technik gut bekannt ist. Der Schnallenteil der Sitzgurtschnallenanordnung ist an dem Fahrzeug 34 auf eine bekannte Art und Weise befestigt bzw. gesichert. Es sei ebenfalls bemerkt, daß die Sitzgurtschnallenanordnung an dem Fahrzeugsitz 32 befestigt sein könnte. Die Sitzgurtschnallenanordnung 56 umfaßt einen Sitzgurtschnallenschalter 60, der elektrisch mit dem Controller 24 verbunden ist. Der Sitzgurtschnallenschalter 60 liefert ein elektrisches Signal an den Controller 24, das anzeigt, ob die Sitzgurtzunge und -schnalle in einem verriegelten Zustand sind. Ein Band- oder Gurtauszugssensor 64 ist betriebsmäßig mit einer Sitzgurtrückziehvorrichtung 66 verbunden und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Auszugssensor 64 sieht ein elektrisches Signal vor, das den Betrag von Sitzgurtband 50 anzeigt, der aus der Rückziehvorrichtung 66 herausgezogen wurde. Der Betrag von Gurtband, der aus der Rückziehvorrichtung 66 gezogen wurde, zeigt den (Leibes-) Umfang des Insassen an.
Ein Insassengewichtssensor oder -waage 70 ist betriebsmäßig in dem Bodenpolster 38 des Sitzes 32 angebracht und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Gewichtssensor 70 sieht ein elektrisches Signal vor, das ein gemessenes Gewicht eines Gegenstands, der auf dem Sitzpolster 38 angeordnet ist, anzeigt. Ein erster Insassenpositionssensor 80, wie zum Beispilel ein Ultraschallsensor, ist in dem Armaturen- oder Instrumentenbrett 82 angebracht, und zu dem Sitzrücken 40 hin ge richtet und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Ein zweiter Positionssensor 84, ebenfalls ein Ultraschallsensor, ist in dem Rückenteil 40 des Sitzes 32 angebracht, zu der Vorderseite des Fahrzeugs hin gerichtet und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Ein dritter Positionssensor 86, ebenfalls ein Ultraschallsensor, ist vorzugsweise in der Seitentür vorderhalb eines normalen Insassensitzortes angebracht und zur Seite über das Fahrzeug gerichtet und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Die Sensoren 80, 84, 86 werden verwendet, um die Insassenposition relativ zu der Einsatztür oder -abdeckung 150 eines aufblasbaren Insassenrückhaltesystems 100 zu bestimmen. Es sei bemerkt, daß andere Typen von Sensoren verwendet werden könnten, um die Position zu überwachen und daß andere Orte der Sensoren verwendet werden könnten. Diese Sensoren liefern ebenfalls eine Anzeige des (Leibes-) Umfangs des Insassen.
Wenn der Controller die Ultraschallsensoren 80, 84, 86 betätigt, gibt jeder einen zugehörigen Ultraschallimpuls aus. Die Sensoren 80, 84, 86 können Transponder sein oder können aus einem Sender/Empfängerpaar aufgebaut sein. Jeder der Sensoren liefert ein elektrisches Signal, das einen zugehörigen Rückkehrechoimpuls anzeigt, und zwar auf eine Art und Weise, die in der Technik bekannt ist. Durch Überwachen der Zeitdauer zwischen einem gesendeten bzw. übertragenen Impuls und einem empfangenen Echoimpuls bestimmt der Controller 24 die Position eines Insassen relativ zu jedem der Sensoren. Da der Controller den Ort der Sensoren relativ zu der Einsatztür oder -abdeckung 150 des aufblasbaren Insassenrückhaltesystems 100 "weiß", kann der Controller die Position des Insassen relativ zu der Einsatztür 150 bestimmen, und zwar unter Verwendung einfacher Mathematik. Der Controller 24 kompensiert die Werte der von dem vorderen Sensor 80 und dem hinteren Sensor 84 gemessenen Abstände, und zwar auf der Grundlage der Sitzposition, wie durch den Sensor 30 abgefühlt und der Sitzneigung, wie durch den Sensor 36 abgefühlt.
Der vordere Sensor 80 richtet einen Ultraschallimpuls zu der Vorderseite des Insassen. Auf der Grundlage der Zeitdauer zwischen dem übertragenen Impuls und dem empfangenen Echoimpuls bestimmt der Controller 24 den Abstand von der Vorderseite des Insassen zu dem Armaturenbrett 82. Der Sitzultraschallsensor 84 richtet einen Impuls zu dem Rücken des Insassen hin. Auf der Grundlage der Zeitdauer zwischen dem übertragenen Impuls und dem empfangenen Echoimpuls bestimmt der Controller 24 den Abstand von dem Rücken des Insassen zu dem Sitzrücken 40. Der Sensor 86 funktioniert als ein Sicherheits- bzw. Sicherstellungssensor, um zu bestimmen, ob der Insasse innerhalb eines vorbestimmten Abstands von der Einsatztür 150 des aufblasbaren Insassenrückhaltesystems 100 ist. Unter Verwendung des berechneten Abstands von dem Insassen zu dem vorderen Sensor 80, dem berechneten Abstand von dem Rücken bzw. der Hinterseite des Insassen zu dem Sitzrücken 40 (zu dem Sensor 84), der Sitzposition von dem Sensor 30, dem Sitzneigungswinkel von dem Sensor 36, des Sitzgurtbandauszugs von dem Sensor 64 und der Rückkehr von dem Sensor 86, kann der Controller 24 die Position des Insassen relativ zu der Einsatztür 150 des aufblasbaren Insassenrückhaltesystems 100 berechnen.
Ein Fahrzeugzusammenstoßsensor 90 ist an dem Fahrzeug angebracht und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Zusammenstoßsensor 90 kann irgendeine von mehreren Formen annehmen, und zwar einschließlich eines Trägheitsschalters. Vorzugsweise ist der Zusammenstoßsensor 90 ein Beschleunigungsmessser des Typs, der ein elektrisches Signal ausgibt, das eine Charakteristik besitzt, die einen Fahrzeugzusammenstoßzustand anzeigt, und zwar auf das Auftreten eines Zusammenstoßzustands hin. Der Controller 24 analysiert das Ausgangssignal von dem Be schleunigungsmesser und bestimmt, falls ein Einsatzzusammenstoßzustand auftritt. Ein Einsatzzusammenstoßzustand ist einer, bei dem der Einsatz bzw. das Entfalten des Airbags erforderlich ist, um hoffentlich die Rückhaltefunktion des Rückhaltesystems für den Insassen zu verstärken. Ein Nicht-Einsatzzustand ist einer, in dem die Sitzgurte alleine ausreichend sind, um eine adäquate Rückhaltefunktion für den Insassen vorzusehen.
Das aufblasbare Insassenrückhaltesystem oder Airbaganordnung 100 umfaßt einen Airbag 102, der betriebsmäßig in einem Gehäuse oder Reaktionsbehälter 103 angebracht ist, der seinerseits in dem Armaturen- oder Instrumentenbrett 182 angebracht ist. Der Controller 24 ist elektrisch mit einem Initialzünder 104 verbunden, der seinerseits betriebsmäßig mit einer Aufblasvorrichtung 110 verbunden ist. Die Aufblasvorrichtung 110 ist betriebsmäßig mit dem Airbag 102 verbunden, so daß, wenn der Controller den Initialzünder 104 zündet, Aufblasströmungsmittel, vorzugsweise ein inertes Gas, von der Aufblasvorrichtung 110 freigegeben wird. Der Airbag 102 wird dann in seine in 1 gezeigte Betriebsposition 102' aufgeblasen.
Ein Temperatursensor 88 ist an der Aufblasvorrichung 110 angebracht, und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Temperatursensor 88 liefert ein elektrisches Signal an den Controller 24, das die Temperatur der Aufblasvorrichtung 110 anzeigt.
Eine elektrisch gesteuerte Belüftungs- bzw. Ventil- bzw. Zumeßeinrichtung 120, wie zum Beispiel ein Ventil, ist betriebsmäßig mit dem Reaktionsbehälter 103 verbunden und ist elektrisch mit dem Controller 24 verbunden. Der Controller 24 steuert die Belüftungseinrichtung 120, um die Gasmenge zu steuern, die durch die Belüftungseinrichtung strömt, wodurch der Druck des Gases in dem Airbag 102 gesteuert wird. Der Controller 24 steuert die Belüftungseinrichtung 120 ansprechend auf die Sensoren 22.
Die Aufblasströmungsmittelquelle 110 sieht eine vorbestimmte Gasmenge vor, auf die hier als 100 % des möglichen Gases Bezug genommen wird. Der Controller 24 steuert die Belüftungseinrichtung 120, um einen Teil des Gases von dem Airbag weg zu belüften. Die Menge von Aufblasströmungsmittel, die von dem Airbag 102 durch die Belüftungseinrichtung 120 weggeleitet wird, wird durch das Ausmaß bestimmt, in dem die Belüftungseinrichtung 120 geöffnet wird, und zwar ansprechend auf das Steuersignal von dem Controller 24. Fachleute werden bemerken, daß die Steuerung der Gasmenge in dem Airbag 102 auf andere Arten erreicht werden kann, wie zum Beispiel durch Vorsehen einer Vielzahl von Aufblasströmungsmittelquellen und durch Steuern der Anzahl der betätigten Quellen.
Der Controller 24 ist ebenfalls elektrisch mit Sitzgurtsteuerungen 124, wie zum Beispiel einem Sitzgurtlastbeschränker verbunden. Der Controller 24 steuert die Sitzgurtsteuerungen 124 ansprechend auf die Ausgangsgrößen von den Sensoren 22.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 weist der Controller 24, der vorzugsweise ein Mikrocomputer ist, einen Speicherort 140 auf, um eine Nachschautabelle (look-up table) 142 zu speichern. Die Nachschlagtabelle ist in eine Vielzahl von Insassenpositionsbereichen 144 und eine Vielzahl von Insassengewichtsbereichen 146 unterteilt. Im Hinblick auf die Insassenpositionsbereiche 144, und zwar zu Zwecken der Diskussion, ist der Abstand zwischen der Einsatztür oder -abdeckung 150 der Airbaganordnung 100 und dem Sitz 32, wenn er an seinem hintersten aufrechten Ort ist, d. h. der maximale antizipierte Abstand, in vier Bereiche eingeteilt. Falls der Insasse in einem ersten Bereich zwischen einem Null-Abstand, d. h. gegen die Tür 150 der Airbaganordnung 100, und ungefähr 10 % des maximalen Abstands ist, sagt man, daß der Insasse in einem ersten mit I bezeichneten Positionsbereich ist. Wenn der Insasse in einer Position größer als ungefähr 10 % und nicht mehr als ungefähr 30 % des maximalen antizipierten Abstands von der Tür 150 ist, ist der Insasse in dem Positionsbereich II. Wenn der Insasse in einer Position größer als ungefähr 30 % und nicht mehr als ungefähr 60 des maximalen antizipierten Abstands von der Tür 150 ist, ist der Insasse in einem Positionsbereich III. Wenn der Insasse in einer Position größer als ungefähr 60 % des maximalen antizipierten Abstands von der Tür 150 ist, ist der Insasse in einem Insassenpositionsbereich IV.
Das Insassengewicht ist zum Zwecke der Diskussion in vier Gewichtsbereiche zwischen einem Null-Gewicht und einem maximalen vorbestimmten Gewicht unterteilt. Ein Insasse, der mehr als das maximale vorbestimmte Gewicht wiegt, wird gekennzeichnet als in dem maximalen Gewichtsbereich zu sein. Wenn ein Insassengewicht zwischen Null und ungefähr 25 % des maximalen vorbestimmten Gewichtswerts ist, sagt man, daß der Insasse in dem Insassengewichtsbereich I ist. Wenn das Insassengewicht größer als ungefähr 25 und nicht mehr als ungefähr 50 % des maximalen vorbestimmten Gewichts ist, sagt man, daß das Insassengewicht in dem Insassengewichtsbereich II ist. Wenn das Insassengewicht größer als ungefähr 50 % und nicht mehr als ungefähr 75 % des maximalen vorbestimmten Gewichts ist, sagt man, daß das Insassengewicht in dem Insassengewichtsbereich III ist. Wenn das Insassengewicht größer als ungefähr 75 % des maximalen vorbestimmten Gewichts ist, sagt man, daß das Insassengewicht in dem Insassengewichtbereichs IV ist.
Die vier Insassengewichtsbereiche und Positionsbereiche bilden eine 4 × 4 Matrix, die 16 Insassencharakterisierungsblöcke vorsieht, die mit A-P bezeichnet sind.
Diese 16 Insassencharakterisierungsblöcke sind in drei Steuerzonen gruppiert. Blöcke D, H, L, P und O sind als eine tiefe bzw. niedrige Steuerzone 150 bezeichnet.
Blöcke C, G, J, K, M und N sind als eine mittlere Steuerzone 154 bezeichnet. Blöcke A, B, E, F und I sind als eine hohe Steuerzone 158 bezeichnet. Die Steuerzonen 150, 154, 158 werden von dem Controller 24 verwendet, um die Belüftungseinrichtung 120 zu steuern.
Diese Steuerzonen basieren auf dem Druckbetrag, der in dem Airbag 102 erforderlich ist, um den Insassen zurückzuhalten durch Dissipieren der kinetischen Energie des Insassen während eines Zusammenstoßereignisses und auf den Betrag des Abstands hin, der für den Airbag 102 verfügbar ist, um die nach vorne gerichtete Bewegung des Insassen anzuhalten, bevor der Insasse auf dem Armaturenbrett 82 aufschlägt. Während eines Zusammenstoßereignisses besitzt der Insasse eine kinetische Energie gleich 1/2mv². M ist die Masse des Insassen und v ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Insasse relativ zu dem Fahrzeuginneren bewegt. V ist eine Funktion der Zusammenstoßstärke und macht eine dynamische Bestimmung von dem Zusammenstoßsensorausgangssignal erforderlich. Die Position und das Gewicht des Insassen können kontinuierlich überwacht werden, um es der Belüftungseinrichtung 120 zu ermöglichen, eingestellt zu werden, und zwar vor dem Auftreten eines Zusammenstoßereignisses.
Die Arbeit, die erforderlich ist, um einen Insassen während eines Zusammenstoßereignisse zurückzuhalten, ist gleich der kinetischen Energie des Insassen. Arbeit ist definiert als Kraft mal Weg. Kraft ist die durch das Rückhaltesystem angelegte Kraft, und Weg ist der Abstand, über den die Kraft angelegt werden kann. Die Matrix der 3 zieht sowohl Gewicht als auch Abstand in Betracht und errichtet drei gesonderte Airbagdrücke. Durch Auswählen eines erforderlichen bzw. gewünschten Airbagdrucks auf der Grundlage von Messungen und Bestimmungen, die vor dem Auftreten eines Zusammenstoßereignisses gemacht wurden, wird die Belüftungseinrichtung vor einem Fahrzeugzusammenstoß eingestellt. Der Matrixansatz gestattet eine Einfachheit bei der Datenmanipulation, um einen Steuerwert zu errichten.
Wenn ein Gewicht und eine Position des Insassen den Insassen in die niedrige bzw. tiefe Steuerzone 150 plazieren, wird die Belüftungseinrichtung um einen ersten Betrag geöffnet, um eine erste Gasmenge, wie zum Beispiel ungefähr 50 % des möglichen Gases, zu belüften. Wenn ein Gewicht und eine Position des Insassen ihn in die mittlere Steuerzone 154 plazieren, wird die Belüftungseinrichtung um einen zweiten Betrag geöffnet, um eine zweite Gasmenge zu belüften, wie zum Beispiel ungefähr 25 % des möglichen Gases. Falls ein Gewicht und eine Position des Insassen ihn in die hohe Steuerzone 158 plazieren, schließt der Controller die Belüftungseinrichtung, um nicht irgendeinen Teil des Gases zu belüften.
Unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 wird der erfindungsgemäße Steuerprozeß besser verstanden. Der Steuerprozeß beginnt im Schritt 200, der bei dem Einschalten des Fahrzeugs auftritt. Im Schritt 200 werden alle internen Zustände des Controllers 24 auf vorbestimmte Anfangswerte eingestellt. Der Controller schreitet zum Schritt 202 fort, in dem eine Feststellung bzw. Bestimmung gemacht wird, ob der Insasse seinen Sitzgurt angeschnallt hat. Dies wird bestimmt durch den Controller 24, der den Sitzgurtschnallensensor 60 überwacht. Falls die Bestimmung im Schritt 202 bejahend ist, speichert der Prozeß die Information im Speicher für eine spätere Verwendung und schreitet dann zum Schritt 204 fort, in dem der Controller 24 den Insassengewichtssensor oder -waage 70, den Sitzrückenneigungssensor 36 und den Gurtauszugssensor 64 abtastet. Die abgetasteten Werte werden in einem internen Speicher des Controllers 24 für eine spätere Verwendung gespeichert.
Im Schritt 206 bestimmt der Controller 24 den Gewichtsbereich, in den das Gewicht des Insassen fällt. Um den Gewichtsbereich des Insassen zu bestimmen, folgt der Controller 24 einem Prozeß, der durch den Schritt 208 der 4 bezeichnet ist, und in größerer Einzelheit in 5 gezeigt ist. Im Schritt 210 liest der Controller den Sitzneigungswinkelwert, der im Speicher gespeichert wurde, und zwar früher im Schritt 204. Das gemessene Gewicht des Insassen auf den Sitz, wie es von dem Gewichtssensor 70 "gesehen" wird, steht in funktionaler Beziehung mit dem Neigungswinkel des Rückenteils 40 des Sitzes 32. Wenn der Sitzneigungswinkel zu einer zurückneigenden Position erhöht wird, wird mehr Gewicht des Insassen auf den Sitzrücken 40 des Sitzes 32 übertragen. Der Gewichtsübertrag spiegelt sich in einer verringernden Auslesung von dem Gewichtssensor 70 wieder. Durch Verwenden von empirisch bestimmten Daten auf der Grundlage eines Testens von vielen Insassen mit unterschiedlichen Gewichten und Höhen durch Berücksichtigen von unterschiedlichen Neigungswinkeln des Sitzrückens 40, werden Gewichtskompensationswerte für alle Sitzneigungswinkel in dem Controller 24 gespeichert.
Das Gewicht des Insassen kann ebenfalls bestimmt werden unter Verwendung des Gurtauszugs. Wie bei dem Insassengewichtssensor 70 wird der Wert des Gurtauszugssensors 64 funktional mit dem Neigungswinkel des Sitzrückens 40 in Beziehung stehen. Wiederum liefert empirisches Testen Gewichtskompensationswerte für Gurtauszug, und zwar auf Grundlage des Neigungswinkels des Rückenteils 40 des Sitzes 32.
Im Schritt 214 liest der Controller 24 die Kompensationswerte, die von dem gemessenen Neigungswinkel des Sitz rückens 40 abhängen. Im Schritt 216 wird der Wert des Gewichtssensors 70 und der Wert des Gurtauszugssensors 64, die im Schritt 204 gespeichert wurden, durch den Controller 24 gelesen. Im Schritt 220 werden die Werte der Sitzwaage oder -gewichtssensor 70 und der Wert des Gurtauszugssensors 64 unter Verwendung der im Schritt 214 gelesenen Kompensationswerte eingestellt.
Im Schritt 224 wird das tatsächliche Gewicht des Insassen auf zwei gesonderte Arten berechnet. Zuerst wird das Gewicht des Insassen auf der Grundlage des kompensierten Werts des Gewichtsensors 70 berechnet. Zweitens wird das Gewicht des Insassen berechnet, und zwar abhängig von dem kompensierten Sitzgurtauszugswert. Fachleute werden verstehen, daß die zwei Gewichtswerte entweder berechnet werden können unter Verwendung einer vorbestimmten Formel, oder durch Verwendung von Nachschautabellen bestimmt werden können. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die im Schritt 224 bestimmten Gewichtswerte die in 3 gezeigten Gewichtsbereiche. Die zwei gemachten Bestimmungen sind Bestimmungen dahingehend, welcher der vier Gewichtsbereiche das Gewicht des Insassen umfaßt.
Im Schritt 226 wird eine Feststellung gemacht, ob die zwei berechneten Gewichtswerte, d. h. Gewichtsbereiche, in Übereinstimmung sind. Falls die Festellung bejahend ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 228 fort, in dem der Gewichtsbereich des Insassen in den Speicher des Controllers 24 ausgegeben und gespeichert wird, und zwar für eine spätere Verwendung in der Nachschautabelle der 3. Falls die Feststellung im Schritt 226 negativ ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 230 fort, in dem ein Mitteln der zwei bestimmten bzw. festgestellten Gewichtsbereiche errichtet wird, oder ein Gewichtsbereich auf der Grundlage von Priorität bzw. Vorrang von Sensoren ausgewählt wird.
Falls die Gewichtsbestimmung bzw. -feststellung auf der Grundlage des Gewichtssensors 70 ist, daß der Insasse im Bereich IV ist, und die Gewichtsbestimmung auf der Grundlage des Gurtauszugssensors 64 ist, daß der Insasse im Gewichtsbereich II ist, wird ein Mittelwert des Gewichtsbereichs III im Schritt 230 errichtet und im Schritt 228 ausgegeben. Falls jedoch die Gewichtsbestimmung auf der Grundlage des Gewichtssensors 70 ist, daß das Insassengewicht im Bereich IV ist, und die Gewichtsbestimmung auf der Grundlage des Gurtauszugssensors 64 ist, daß das Insassengewicht im Bereich III ist, wird der Bestimmung des Gewichtssensors 70 Priorität gegeben, als wahrscheinlicher korrekt zu sein. In einer derartigen Situation würde der Gewichtsbereich IV im Schritt 228 ausgegeben werden, um das Gewicht des Insassen im Bereich IV festzusetzen. Immer wenn der Berechnungsschritt 224 bestimmt, daß die Gewichtsbereiche unterschiedlich, aber benachbarte Gewichtsbereiche sind, wird dem Gewichtssensor 70 immer Priorität gegeben, wahrscheinlicher korrekt zu sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4, nachdem der Gewichtsbereich bestimmt bzw. festgestellt wurde, schreitet der Prozeß zum Schritt 240 fort, in dem der Controller 24 die Insassenpositionssensoren 80, 84, 86 abtastet und die abgetasteten Werte werden in einem internen Speicher des Controllers 24 für eine spätere Verwendung gespeichert. Der Prozeß schreitet zum Schritt 242 fort, indem der Sitzgurtauszugssensor 64, der Sitzpositionssensor 30 und die Sitzneigungssensoren 36 abgetastet werden und die abgetasteten Werte werden in einem internen Speicher des Controllers 24 für eine spätere Verwendung gespeichert. Im Schritt 246 wird der Insassenpositionsbereich bestimmt bzw. festgestellt. Um den Positionsbereich zu bestimmen, in dem der Insasse sich befindet, folgt der Controller 24 mehreren durch Schritt 248 der 4 bezeichneten Pro zeßschritte, die in größerer Einzelheit in 6 gezeigt sind.
Unter Bezugnahme auf 6 werden die Werte der Ultraschallsensoren 80, 84, 86, die im Schritt 240 gespeichert wurden, aus dem Speicher im Schritt 252 durch den Controller 24 gelesen. Der Insassenpositionsbereich relativ zu der Einsatztür 150 des Airbagsystems 100 wird im Schritt 256 von jedem der drei Sensoren 80, 84, 86 bestimmt. Eine Bestimmung wird im Schritt 260 gemacht, ob die Positionsbereiche, die von den drei unabhängigen Sensoren bestimmt wurden, in Übereinstimmung sind.
Falls die Bestimmung im Schritt 260 bejahend ist, wird ein Wert des Insassenpositionsbereichs im Schritt 266 ausgegeben. Falls die Bestimmung im Schritt 260 negativ ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 270 fort, in dem der Controller 24 den Gurtauszugssensor 64 liest. Eine Insassenposition auf der Grundlage des Gurtauszugs muß kompensiert werden, und zwar ansprechend auf die Sitzneigung und Sitzposition. Um kompensierte Werte zur Speicherung in einer Nachschautabelle (look-up table) zu erhalten, werden mehrere Abtastungen bzw. Versuche mit Insassen, die in unterschiedlichen Positionen auf einem Fahrzeugsitz sitzen, gemacht, wobei der Sitz in unterschiedliche Positionen bewegt wird und mit unterschiedlichen Neigungen positioniert ist. Der Controller bestimmt den Insassenpositionsbereich aus dem kompensierten Gurtauszugswert, und zwar vorzugsweise von einer Nachschautabelle. Der bestimmte Insassenpositionsbereich von dem kompensierten Gurtauszug wird in den Speicher des Controllers 24 ausgegeben und darin gespeichert, und zwar wie der Insassenpositionsbereichswert im Schritt 266. Der Insassenpositionsbereich auf der Grundlage von entweder den Ultraschallsensoren oder dem Gurtauszug kann entweder berechnet werden oder unter Verwendung einer Nachschlagtabelle erhalten werden.
Nachdem der Insassengewichtsbereich bestimmt wurde und der Insassenpositionsbereich bestimmt wurde, schreitet der Prozeß zu einem Steuerprozeß (bezeichnet als "A") fort, um die Belüftungseinrichtung zurecht zu schneiden bzw. anzupassen oder zu steuern, um seinerseits den Druck in dem Airbag 102 zu steuern. Das Steuern der Menge von Aufblasströmungsmittel steuert den Druck des Strömungsmittels in dem Airbag 102. Der Aufblasdruck des Airbags 102 beeinträchtigt das Ansprechen des Airbags auf den Insassen, und zwar während eines Fahrzeugzusammenstoßzustands.
Der Prozeß schreitet zum Schritt 300 fort, wie in 7 gezeigt ist, in dem der Insassenpositionsbereich und der Insassengewichtsbereich gelesen werden. Unter Verwendung des Insassenpositionsbrereichs (Schritt 302) und des Insassengewichtsbereichs (Schritt 304) wird ein Insassencharakterisierungsblock ausgewählt oder aus der Matrix (3) bestimmt. Es sei angenommen, daß ein Insasse in einem Gewichtsbereich III und einem Positionsbereich II ist. Der Insasse würde dann in dem Insassencharakterisierungsblock G der in der 3 gezeigten Matrix sein, der in die mittlere Steuerzone 154 fällt. Andere Faktoren in dem System können einen ausgewählten oder bestimmten Steuerzonenort eines Insassens auf der Matrix der 3 von einem Ort zu einem anderen Ort bewegen.
Im Schritt 306 liest der Controller 24 die Sensoren, die eine ausgewählte oder bestimmte Steuerzone für den Insassen modifizieren können. Ein derartiger Zonenmodifiziersensor kann der Temperatursensor 88 sein. Wenn der Temperatursensor abfühlt, daß die Aufblasvorrichtung 110 kälter als ein vorbestimmter Wert, wie zum Beispiel –10°F ist, ist es bekannt, daß die Ausgabe von der Aufblasströmungsmittelquelle normalerweise niedriger sein würde. Deshalb, in einer derartigen kalten Umgebung ist es erforderlich, mehr Aufblasströmungsmittel an den Airbag zu liefern. Deshalb, falls die Temperatur als –10°F oder weniger abgefühlt wird, verschiebt der Controller 24 den ausgewählten oder bestimmten Insassencharakterisierungsblock einen Block nach links, wie in 3 gezeigt ist.
In dem obigen Beisiel, in dem bestimmt wird, daß der Insasse im Block G ist, was eine mittlere Steuerzone zur Folge hat, würde der Controller den Insassencharakterisierungsblock zum Block F verschieben, der in der höchsten Steuerzone 158 ist. Dies würde zur Folge haben, daß mehr Gas dem Airbag 102 während des Aufblasens zur Verfügung gestellt wird. Ähnlich, falls eine hohe Aufblasvorrichtungstemperatur abgefühlt wird, würde der Controller 24 den Insassencharakterisierungsblock einen nach rechts verschieben, was eine Steuerzonenverschiebung zur Folge haben kann.
Ein weiterer in Betracht gezogener Zonenmodifizierer ist die Aufprallgeschwindigkeit. Die Aufprallgeschwindigkeit wird bestimmt durch Integrieren des Ausgangssignals von dem Beschleunigungsmesseraufprallsensor 90. Wenn die bestimmte Aufprallgeschwindigkeit ansteigt, ist es erforderlich, mehr Gas zu haben, das den Airbag aufbläst. Für niedrige Aufprallgeschwindigkeiten ist es erforderlich, weniger Gas zu haben, das den Airbag aufbläst. Es sei angenommen, daß bestimmt wird, daß der Insasse in dem Insassencharakterisierungsblock G ist. Falls die Aufprallgeschwindigkeit unter einem ersten vorbestimmten Niveau ist, das eine Grenze eines Niedrigintensitäts- oder Niedriggeschwindigkeitsaufprall definiert, würde der Controller den Insassencharakterisierungsblock zum Block H verschieben. Dies würde zur Folge haben, daß weniger Gas zur Verfügung gestellt wird, um den Airbag 102 aufzublasen. Falls die Aufprallgeschwindigkeit größer als ein zweites vorbestimmtes Niveau ist, das eine Grenze eines Hochintensitäts- oder Hochgeschwindigkeitsaufpralls definiert, würde der Controller den Insassencharakterisierungsblock zum Block F verschieben. Dies würde zur Folge haben, daß mehr Gas zur Verfügung gestellt wird, um den Airbag 102 aufzublasen.
Der Sitzgurtschnallensensor 60 kann ebenfalls als ein Zonenmodifizierer verwendet werden. Es sei angenommen, daß das Insassengewicht und -position ohne Verwendung einer Gurtauszugsmessung bestimmt wurden. Abhängig von dem Insassencharakterisierungsblock, in den der Insasse fällt, kann es erforderlich sein, den Druck in dem Airbag 102 zu erhöhen. Es sei bemerkt, daß ein nicht-angeschnallter Zustand eine Verschiebung nach oben von einem Block in der Steuermatrix der 3 zur Folge haben würde. Es sei angenommen, daß ein bestimmter Insassencharakterisierungsblock eines Insassens J ist. Falls der Insasse nicht seinen Sitzgurt trägt, d. h. die Schnalle bzw. die Verschlußeinrichtung nicht geschlossen bzw. angeschnallt ist, würde der Controller den Charakterisierungsblock einen nach oben zum Block F verschieben. Dies würde die Steuerzone von der mittleren Zone zu der hohen Zone bewegen.
Im Schritt 308 führte der Controller 24 eine Bestimmung durch, ob oder nicht eine Steuerzonenverschiebung notwendig ist, und zwar von den im Schritt 306 gelesenen Werten der Zonenmodifizierer. Im Schritt 312 wird eine tatsächliche Steuerzone bestimmt, wobei berücksichtigt wird, ob oder nicht eine Steuerzonenverschiebung erforderlich ist. Wurde einmal die Steuerzone im Schritt 312 bestimmt, verwendet der Controller den bestimmten Steuerzonenwert, um die Belüftungseinrichtung 120 zu steuern, die ihrerseits den Druck in den Airbag steuert, und zwar auf das Auftreten eines Fahrzeugzusammenstosszustands bzw. Fahrzeugaufprallzustands hin. Es sei ebenfalls bemerkt, daß der Controller 24 die Sitzgurtsteuerungen 124 auf das Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßzustands hin steuern kann. Fachleute werden verstehen, daß dies ein kontinuierlicher Steuerprozeß ist. Sind einmal die Steuerwerte im Schritt 314 eingestellt, kehrt der Prozeß zum Schritt 202 zurück. Abhängig von Veränderungen in den Sensorausgangsgrößen können sich die Steuerwerte bezüglich der Zeit ändern oder nicht ändern.
Ein besonderer Typ von Sitzgurtsteuerung 124 ist ein Lastbeschränker. Der Betrag von Last, die der Lastbeschränker in dem Sitzgurt gestattet, wird vorzugsweise in drei gesondere Steuerzonen, nämlich eine niedrige bzw. tiefe Last, eine mittlere Last und eine hohe Last ähnlich zu den in 3 gezeigten, unterteilt. Andere in Betracht gezogene Sitzgurtsteuerungen 124 umfassen eine Höhenverstellvorrichtung für einen D-Ring und eine Sitzgurtvorspannungsvorrichtung.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4, falls die Bestimmung im Schritt 202, ob der Insasse seinen Sitzgurt angeschnallt hat, negativ ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 340 fort. Im Schritt 340 wird der Sitzinsassengewichtssensor 70 abgetastet und der Sitzneigungssensor 36 wird abgetastet. Wie im Schritt 204 werden diese abgetasteten Lesungen in einem Speicher gespeichert, der dem Controller 24 intern ist, und zwar für eine spätere Verwendung in dem Steuerprozeß. Der Prozeß schreitet dann zum Schritt 344 fort, in dem das Insassengewicht bestimmt wird. Die Bestimmung des Insassengewichts, wenn der Sitzgurt nicht angeschnallt ist, macht eine Vielzahl von Schritten, die durch den Schritt 346 der 4 angezeigt wird und in größerer Einzelheit in 8 gezeigt werden, erforderlich.
Unter Bezugnahme auf 8 liest im Schritt 348 der Controller 24 die Werte der Ultraschallsensoren 80, 84, 86 und den Wert der Sitzneigung, wie er von dem Sensor 36 abgefühlt wurde. Diese Werte werden in dem internen Speicher des Controllers 24 gespeichert. Auf der Grundlage der Ultraschallwerte vom Schritt 348 berechnet der Controller 24 im Schritt 352 das Insassengewicht. Die Gewichtsbestimmung im Schritt 352 ist ein Gewichtsbereich. Dieser Wert kann entweder berechnet werden oder kann aus einer Nachschautabelle bestimmt werden, und zwar auf der Grundlage von Abtastungen bzw. Tests von mehreren Insassen auf dem Fahrzeugsitz und unterschiedlichen Sitzneigungen.
Im Schritt 356 liest der Controller 24 den gespeicherten Wert von dem Gewichtssensor 70. Der im Schritt 356 von dem Gewichtssensor gelesene Wert wird kompensiert oder eingestellt, und zwar im Schritt 360 durch die Lesungen der Neigung des Sitzrückens 40, wie sie durch den Neigungssensor 36 abgefühlt wurde. Wie oben diskutiert wurde, steht das von dem Gewichtssensor 70 gemessene Gewicht in funktionaler Abhängigkeit von der Neigung des Sitzrückens 40. Die Gewichtsbestimmung im Schritt 360 ist ein Gewichtsbereich.
Im Schritt 370 wird eine Bestimmung gemacht, ob der im Schritt 352 bestimmte Insassengewichtsbereich gleich der kompensierten Gewichtsbereichsbestimmung im Schritt 360 ist. Falls die Bestimmung im Schritt 370 bejahend ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 374 fort, in dem der Insassengewichtsbereich ausgegeben und in einem internen Speicher innerhalb des Controllers 24 gespeichert wird. Falls die Bestimmung im Schritt 370 negativ ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 376 fort, in dem der mittlere oder Prioritäts-Gewichtsbereich des Insassen bestimmt wird. Unter erneuter Bezugnahme auf 3, falls der im Schritt 352 bestimmte Insassengewichtsbereich der Gewichtsbereich II ist, und der im Schritt 360 bestimmte Gewichtsbereich der Gewichtsbereich IV ist, würde der mittlere Gewichtsbereich III im Schritt 376 bestimmt werden und zum Schritt 374 ausgegeben werden. Falls die im Schritt 352 und im Schritt 360 bestimmten Gewichtsbereiche in benachbarten Blöcken sind, wird dem Gewichtsbereich auf der Grundlage des Gewichtsensors Priorität gegeben, und der im Schritt 360 bestimmte Gewichtsbereich würde im Schritt 374 ausgegeben werden.
Zum Beispiel, falls der Insassengewichtsbereich als der Gewichtsbereich III bestimmt wird, wie im Schritt 352 bestimmt wurde, und der Insassengewichtsbereich, wie er im Schritt 360 bestimmt wurde, der Gewichtsbereich IV ist, wird die Gewichtsbestimmung unter Verwendung des Gewichtssensor 70, d. h. dem Gewichtsbereich IV Priorität bzw. der Vorzug gegeben. Der Gewichtsbereich IV wird deshalb ausgegeben und im Speicher im Schritt 374 gespeichert. Ist einmal der Insassengegewichtsbereich im Schritt 374 errichtet, schreitet der Prozeß zum Schritt 390 (4) fort.
Im Schritt 390 werden die drei Ultraschallsensoren 80, 84, 86 abgetastet und ihre abgetasteten Werte werden in einem internen Speicher des Controllers 24 für eine spätere Verwendung gespeichert.
Der Prozeß schreitet zum Schritt 394 fort, in dem der Sitzpositionssensor 30 und der Sitzneigungssensor 36 abgetastet werden und die Abtastwerte für eine spätere Verwendung gespeichert werden. Im Schritt 396 wird die Insassenposition bestimmt. Die Bestimmung des Schritts 396 macht mehrere Prozeßschritte erforderlich, die als Schritt 398 der 4 bezeichnet sind, und die in größerer Einzelheit in 9 gezeigt sind.
Unter Bezugnahme auf 9 schreitet der Prozeß zum Schritt 400 fort, in dem die gespeicherten Werte der Ultraschallsensoren 80, 84 und 86 gelesen werden. Im Schritt 402 werden die Insassenpositionsbereiche geson dert für jede der Ultraschallesungen bestimmt. Im Schritt 408 wird eine Bestimmung gemacht, ob die im Schritt 402 bestimmten Insassenpositionsbereiche dieselben sind. Falls die Bestimmung bejahend ist, wird der Positionsbereichswert im Schritt 410 ausgegeben und für eine spätere Verwendung gespeichert. Falls die Bestimmung im Schritt 408 negativ ist, wird der gemittelte bzw. mittlere oder Prioritäts-Positionsbereich im Schritt 414 bestimmt. Falls die bestimmten Positionsbereiche einen Block dazwischen besitzen, wird der gemittelte bzw. mittlere Bereich ausgewählt. Falls die Blöcke benachbart sind, wird einer Positionsbestimmung auf der Grundlage der Rückensensoren 84 Priorität gegeben. Der bestimmte Positionsbereich wird im Schritt 410 ausgegeben und in einem internen Speicher des Controllers 24 für eine spätere Verwendung gespeichert.
Nachdem der Gewichtsbereich und der Positionsbereich für den Insassen unter Verwendung der Schritte 340-414 bestimmt wurden, schreitet der Prozeß zum Schritt 300 fort und der Steuerprozeß wird auf die exakte Art und Weise vollendet, wie oben unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wurde.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf eine gleichmäßig unterteilte, zwei-dimensionale Matrix von Insassencharakterisierungsblöcken A-P, wie in 3 gezeigt ist, beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Ebenfalls wurde die Erfindung im Hinblick auf eine in der 3 gezeigte Matrix beschrieben, die die Insassenposition und das Insassengewicht als die zwei Meßparameter besitzt, die verwendet werden, um eine Steuerzone zu bestimmen. Die Erfindung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt.
Unter Bezugnahme auf die 10-14 werden weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erklärt.
Zuerst unter Bezugnahme auf die 10 sind Steuercharakterisierungsblöcke A-P in einer Matrix gezeigt, in der die Steuercharakterisierungsblöcke eine gleichförmige Größe besitzen. Der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel der 10 und dem Ausführungsbeispiel der 3 besteht darin, daß (i) die Blöcke A-P nicht notwendigerweise auf Insassencharakterisierungsparameter beschränkt sind und (ii) die gemessenen Parameter nicht auf die Insassenposition und das Insassengewicht beschränkt sind. Die in dem Ausführungsbeispiel der 10 verwendeten Parameter werden generisch als ein erster Parameter und ein zweiter Parameter bezeichnet. Die Blöcke A-P werden generisch als Steuercharakterisierungsblöcke bezeichnet. Die Steuercharakterisierungsblöcke A-P sind in Steuerzonen von hoch, mittel und tief unterteilt. Auf der Grundlage der bestimmten Steuerzone von den gemessenen Parametern wird das Rückhaltesystem auf dieselbe Art und Weise, wie oben beschrieben, gesteuert.
Es sei bemerkt, daß eine Kombination von irgendwelchen von zwei der folgenden Parameter verwendet werden kann, um die X- und Y-Unterteilungen der Steuermatrix zu definieren: (1) das Insassengewicht, (2) die Insassenposition, (3) die Insassenhöhe, (4) der Insassenumfang, (5) die Aufprallstärke, (6) die Temperatur, (7) die Sitzposition und/oder -neigung, (8) Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor dem Zusammenstoß bzw. Aufprall, (9) bestimmte Stärke vor dem Aufprall unter Verwendung von Voraufprallabfühlen, d. h. Vorhersagen der Aufprallstärke unter Verwendung von Radar, und (10) abgefühlte Aufprallrichtung, zum Beispiel unter Verwendung von Radar. Es sei ferner bemerkt, daß der Sitzgurtschnallenzustand, d. h. der Sitzgurt ist befestigt oder nicht befestigt, als ein Matrixparameter verwendet werden kann.
Um die zusätzlichen Abfühlfunktionen zu erreichen, ist ein Insassenhöhensensor 502 in der Kopfraumauskleidung angebracht. Der Sensor 502 kann ein Ultraschallsensor sein, obwohl andere verwendet werden könnten. Der Sensor 502 ist betriebsmäßig mit dem Controller 24 verbunden. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 504 ist betriebsmäßig mit dem Controller 24 gekoppelt und sieht ein Signal vor, das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt. Ein Radarsensor 506 ist betriebsmäßig mit dem Controller 24 verbunden. Der Radarsensor wird als ein vorhersagender Aufprallsensor verwendet. Das Signal vom dem Radarsensor 506 wird verwendet, um die Zusammenstoßstärke und die Richtung des Aufpralls mit einem Ziel, d. h. einem Objekt auf einem Kollisionspfad mit dem Fahrzeug, vorherzusagen.
Unter Bezugnahme auf 11 definieren die ersten und zweiten Parameter eine Matrix, die unterteilt ist, um eine Vielzahl von nicht-gleichförmigen Steuercharakterisierungsblöcken A-P zu bilden. Die ersten Parameterwerte, die die linken und rechten Grenzwerte definieren, variieren für jeden zweiten Parameterwert. Die nicht-gleichförmigen Steuercharakterisierungsblöcke A-P sind in die drei Steuerzonen von hoch, mittel und tief unterteilt. Die Steuerung des Rückhaltesystems wird auf eine ähnliche Art und Weise erreicht, wie im Fall des Ausführungsbeispiels der 3. Es sei bemerkt, daß irgendeiner der anderen gemessenen Parameter, d. h. derjenigen, die nicht verwendet werden, um die ersten und zweiten Matrixparameter zu definieren, verwendet werden können, um eine bestimmte Steuerzone auf eine ähnliche Art und Weise, wie oben beschrieben, zu modifizieren.
Unter Bezugnahme auf 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel offenbart, bei dem eine Matrix nicht-gleichförmige Steuercharakterisierungsblöcke besitzt mit Formen, die sich von denjenigen in 11 gezeigten, unterscheiden. Die Grenzlinien, die die Steuercharakterisierungsblöcke definieren, weisen nicht-parallele, lineare Grenzlinien auf. Die Steuercharakterisierungs blöcke A-M sind in drei Steuerzonen von hoch, mittel und tief unterteilt. Die Steuerung des Rückhaltesystems wird auf eine ähnliche Art und Weise wie in dem Ausführungsbeispiel der 3 erreicht. Es sei bemerkt, daß irgendeiner der anderen gemessenen Parameter, d. h. derjenigen, die nicht verwendet werden, um die ersten und zweiten Matrixparameter zu definieren, verwendet werden können, um eine bestimmte Steuerzone auf eine ähnliche Art und Weise, wie oben beschrieben, zu modifizieren.
Unter Bezugnahme auf 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel offenbart, in dem eine Matrix nicht-gleich-förmige Steuercharakterisierungsblöcke besitzt, und zwar mit Formen, die sich von denen in 11 und 12 gezeigten unterscheiden. Die Grenzlinien, die die Steuercharakterisierungsblöcke definieren, weisen lineare und nichtlineare Linien auf. Die Steuercharakterisierungsblöcke A-N sind in drei Steuerzonen von hoch, mittel und tief unterteilt. Die Steuerung des Rückhaltesystems wird auf eine ähnliche Art und Weise wie in dem Ausführungsbeispiel der 3 erreicht. Es sei bemerkt, daß irgendeiner der anderen gemessenen Parameter, zum Beispiel derjenigen, die nicht verwendet werden, um die ersten und zweiten Matrixparameter zu definieren, verwendet werden kann, um eine bestimmte Steuerzone auf eine ähnliche Art und Weise, wie oben beschrieben, zu definieren.
Unter Bezugnahme auf 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel offenbart, in dem eine drei-dimensisonale Matrix Steuercharakterisierungsblöcke aufweist, die durch die drei gemessenen Parameter definiert sind. Es sei bemerkt, daß irgendeiner der oben aufgezeigten Parameter für die Matrix verwendet werden kann. Zum Zwecke der Klärung werden die Parameter als der erste Parameter, der zweite Parameter und der dritte Parameter bezeichnet. Ein Beispiel ist eine Matrix, die durch das Insassengewicht, die Insassenposition und die Fahrzeuggeschwindigkeit de finiert wird. Die drei-dimensionalen Steuercharakterisierungsblöcke würden ähnlich in drei gesonderte bzw. separate Steuerzonen unterteilt. Es sei bemerkt, daß irgendeiner der anderen gemessenen Parameter, d. h. derjenigen, die nicht verwendet werden, um die ersten, zweiten und dritten Matrixparameter zu definieren, verwendet werden könnte, um eine bestimmte Steuerzone zu modifizieren. Die Steuerung des Rückhaltesystems würde ähnlich wie die oben beschriebene sein.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Modifikationen und Abwandlungen können durch das Lesen und Verstehen dieser Beschreibung bei anderen auftreten. Zum Beispiel wurde die Steuerung des Gasdrucks in dem Airbag 102 oder die Steuerung einer Sitzgurtsteuerung 124, wie zum Beispiel ein Lastbeschränker, ansprechend auf die bestimmte Steuerzone beschrieben. Es sei bemerkt, daß andere steuerbare Sicherheitseinrichtungen ansprechend auf die bestimmten Steuerzonen der vorliegenden Erfindung gesteuert werden können. Derartige Einrichtungen weisen eine Rückziehvorrichtung oder D-Ringvorspannvorrichtungen, einstellbare Gurtbandklemmen, variabel gesteuerte Knieblockiervorrichtungen und steuerbare Sitze auf. Steuer- bare Sitze umfassen diejenigen, die sich steuerbar bewegen, um ein "Untertauchen" des Insassen zu verhindern, diejenigen, die variable Polster besitzen und diejenigen, die variabel gesteuerte Energieabsorptionsteile besitzen. Zusätzlich zu der Steuerung des Belüftens eines Airbags, wie oben beschrieben, sei bemerkt, daß das Zündungstiming bzw. die Zündungszeitsteuerung gesteuert werden kann, daß Multi- oder Mehrratenaufblasvorrichtungen gesteuert werden können, daß das Drosseln der Aufblasvorrichtung oder eines zugehörigen Diffusors gesteuert werden kann, und daß der Airbag ansprechend auf die bestimmte Steuerzone gezielt bzw. gerichtet werden kann. Jede der Matrizen wurde in drei Steuerzonen unterteilt. Jede Matrix kann selbstverständlich in irgendeine Anzahl von Steuerzonen unterteilt sein. Es ist beabsichtigt, alle derartigen Modifikationen und Abwandlungen zu umfassen, soweit sie innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Patentansprüche und den Äquivalenten davon fallen.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Vorrichtung zum Steuern eines Insassenrückhaltesystems, wie zum Beispiel einem Airbag, weist Sensoren auf, um mindestens zwei Parameter abzufühlen, die eine Insassenrückhaltefunktion des Rückhaltesystems beeinträchtigen könnten. Die Sensoren sind mit einem Controller verbunden. Ein Regulierventil ist mit einem Reaktionsbehälter bzw. Gegenkraftbehälter des Airbags verbunden, und wird durch ein Steuersignal von dem Controller gesteuert. Der Controller wählt eine von einer Vielzahl von diskreten Steuerzonen aus, und zwar abhängig von den mindestens zwei abgefühlten Parametern, und stellt das Steuersignal zur Verfügung auf der Grundlage der ausgewählten einen der diskreten Steuerzonen.

Claims

Vorrichtung (20) zum Steuern eines Insassenrückhaltesystems (100), wobei die Vorrichtung (20) folgendes aufweist: Abfühlmittel (22) zum Abfühlen von mindestens zwei Parametern, die eine Insassenrückhaltefunktion des Rückhaltesystems (100) beeinflussen können; Reguliermittel (120), die betriebsmäßig mit einer Insassenrückhalteeinrichtung (102, 103) des Insassenrückhaltesytems (100) verbunden sind, um die Insassenrückhaltefunktion der Insassenrückhalteeinrichtung (102, 103) ansprechend auf ein Steuersignal zu regulieren ; und Steuermittel (24), die betriebsmäßig mit den Abfühlmitteln (22) und den Reguliermitteln (122) verbunden sind, um eine von einer Vielzahl von diskreten Steuerzonen (150, 154, 158) auszuwählen, und zwar abhängig von den mindestens zwei der abgefühlten Parametern, und zwar zum Vorsehen des Steuersignals auf der Grundlage der ausgewählten einen der diskreten Steuerzonen (150, 154, 158) auszuwählen, wobei die Steuermittel (24) eine Nachschautabelle (142) mit einer Matrix von Steuercharakterisierungsblöcken aufweisen, und, wobei die Insassencharakterisierungsblöcke durch Grenzlinien definiert werden, so daß die Steuercharakterisierungsblöcke nicht gleichförmig sind.
Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei mindestens einige der Grenzlinien linear sind.
Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei mindestens einige der Grenzlinien nicht-linear sind.
Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei die Steuercharakterisierungsblöcke gruppiert sind, um die Steuerzonen (150, 154, 158) zu definieren.
Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei jeder der abgefühlten Parameter aus unterschiedlichen von folgenden Parametern ausgewählt wird: (1) das Insassengewicht, (2) Insassenposition, (3) die Insassenhöhe, (4) der Insassenumfang, (5) die Zusammenstoßstärke, (6) die Temperatur, (7) die Sitzposition und/oder -neigung, (8) Vorzusammenstoßgeschwindigkeit des Fahrzeugs, (9) bestimmte Vorzusammenstoßstärke und (10) abgefühlte Zusammenstoßrichtung.
Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5, die ferner Zonenmodifiziermittel zum Modifizieren der ausgewählten einen der Steuerzonen (150, 154, 158) aufweist, und zwar ansprechend auf einen Zonenmodifizierer.
Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 6, wobei die Zonenmodifiziermittel einen nicht-ausgewählten einen der folgenden Parameter aufweisen: (1) Insassengewicht, (2) Insassenposition, (3) die Insassenhöhe, (4) der Insassenumfang, (5) die Zusammenstoßstärke, (6) die Temperatur, (7) die Sitzposition und/oder -neigung, (8) Vorzusammenstoßgeschwindigkeit des Fahrzeugs, (9) bestimmte Vorzusammenstoßstärke und (10) abgefühlte Zusammenstoßrichtung.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Parameter erste und zweite Parameter aufweisen und wobei die Steuermittel (24), Mittel aufweisen um zu bestimmen in welchen einer Vielzahl von diskreten, ersten Parameterbereichen der erste, abgefühlte Parameter fällt und in welchen einer Vielzahl von diskreten, zweiten Parameterbereichen der zweite, abgefühlte Parameter fällt und wobei die Steuermittel (24) die eine von der Vielzahl von diskreten Steuerzonen (150, 154, 158) auswählt und zwar in Abhängigkeit von dem bestimmten, diskreten, ersten Parameterbereich und dem bestimmten, diskreten, zweiten Parameterbereich, und das Steuersignal aufweist, das auf der ausgewählten, diskreten Steuerzone (150, 154, 158) basiert.