DE19749857A1

DE19749857A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Umschalten des Betriebszustandes eines Steuergerätes für Rückhaltesysteme aus einem Bereitschaftszustand in einen Aktivzustand

Info

Publication number: DE19749857A1
Application number: DE1997149857
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Schelter; Guenther Dr Achhammer; Gerhard Gerl; Michael Doericht
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: DE19749857B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umschalten des Betriebszustandes eines in einem Kraftfahrzeug befindlichen Steuergerätes für Rückhaltesysteme aus einem Be reitschaftszustand in einen Aktivzustand.

Rückhaltesysteme, bei denen im Falle eines Unfalls ein oder mehrere Airbags ausgelöst werden, Gurtstraffer aktiviert werden usw. gehören zur Standardausrüstung moderner Kraftfahrzeuge. Die Rückhaltesysteme werden von einem Steuergerät gesteuert, das sich bei in Betrieb befindlichem Fahrzeug im Bereitschafts zustand oder im Aktivzustand befindet. Im Bereitschaftszustand werden Diagnosefunktionen durchgeführt, in denen zyklisch die Funktionstüchtigkeit von Sensoren und/oder von Zündeinrichtun gen der Rückhaltesysteme überprüft werden. Bei einem Crash ereignis geht der Betriebszustand des Steuergeräts aus dem Be reitschaftszustand in den Aktivzustand über, bei dem in einem nicht flüchtigen Speicher des Steuergerätes abgelegte Algorith men für eine eventuelle Auslösung des Rückhaltesystems gestar tet werden.

Üblich ist, daß vom Bereitschaftszustand in den Aktivzustand umgeschaltet wird, wenn ein oder mehrere Beschleunigungssenso ren eine über einem Schwellwert liegende Beschleunigung (bzw. Verzögerung) des Fahrzeugs erfaßt, was auf eine unmittelbare Aufprallgefahr hindeutet. Die Zeitdauer, die nach einem solchen Umschalten für die Auslösung des Rückhaltesystems zur Verfügung steht, ist unter Umständen zu kurz, um eine gezielte Ansteue rung eines Airbags oder eines Gurtstraffers zu ermöglichen. Mo derne Airbags mit mehrstufigen Gasgeneratoren beispielsweise ermöglichen ein an den Unfall angepaßtes Aufblasen des Airbags, wodurch die Chancen einer möglichst geringen Verletzungsschwere erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ei ne Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem bzw. der es möglich ist, den Betriebszustand des Steuerge räts zu einem früheren Zeitpunkt vor einem Crash aus dem Be reitschaftszustand in den Aktivzustand umzuschalten, so daß mehr Zeit zur Berechnung einer optimalen Auslösung des jeweiligen Rückhaltesystems zur Verfügung steht.

Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Betätigung wenigstens eines Bedienele ments des Kraftfahrzeugs von einem Sensor erfaßt, wobei eine über einem Schwellwert liegende Betätigung als auf eine Gefah rensituation hindeutend gewertet wird, bei der der Betriebszu stand des Steuergeräts in den Aktivzustand umgeschaltet wird. Das Bedienelement kann beispielsweise das Lenkrad sein, wobei ein Verreißen der Lenkung, d. h. eine schnelle Lenkbewegung, als kritischer Zustand erfaßt wird. Die Bedienelemente können auch die Pedale des Fahrzeugs sein, beispielsweise das Gaspedal und/oder das Bremspedal.

Die Ansprüche 2 und 3 geben zwei Beispiele an, wie der Be triebszustand des Steuergeräts aus dem Aktivzustand in den Breitschaftszustand zurückgeschaltet wird, wenn sich der zu nächst als kritisch eingeschätzte Zustand nicht fortsetzt und zu keinem Unfall führt.

Die Ansprüche 4 bis 6 geben drei Beispiele von Bedingungen an, unter denen der Betriebszustand des Steuergeräts vom Bereit schaftszustand in den Aktivzustand geschaltet wird.

Der die Vorrichtung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und entsprechenden Auswerte algorithmen lassen sich kritische Zustände verhältnismäßig si cher erkennen.

Gemäß dem Anspruch 9 kann ein dem Lenkrad zugeordneter Sensor zum Erkennen kritischer Zustände verwendet werden.

Gemäß dem Anspruch 10 kann die Vergleichseinrichtung, die das Vorliegen eines kritischen Zustandes ermittelt, dem Bremssystem eines Kraftfahrzeugs zugeordnet sein und dort im Falle eines kritischen Zustands bestimmte Funktionen auslösen. Auf diese Weise wird zur Ansteuerung des Steuergerätes des Rückhaltesy stems keine eigene Vergleichseinrichtung benötigt.

Alternativ können gemäß dem Anspruch 11 die Sensoren zur Erfas sung der Betätigung der Bedienelemente auch unmittelbar mit dem Steuergerät für das Rückhaltesystem verbunden sein, wobei dann die Vergleichsalgorithmen zum Erkennen eines kritischen Zu stands in einem nicht flüchtigen Speicher des Steuergeräts ab gelegt sind.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnun gen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 bis 3 Schaltbilder dreier unterschiedlicher Ausfüh rungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 Signalverläufe und mögliche Auswertezeitpunkte zum Erkennen kritischer Zustände, und

Fig. 5 einen Ablaufplan zur Erkennung einer Not bremssituation.

Gemäß Fig. 1 sind als Bedienelemente eines Kraftfahrzeugs ein Gaspedal 1 und ein Bremspedal 2 dargestellt, deren Betätigung von einem Gaspedalsensor 3 bzw. einem Bremspedalsensor 4 erfaßt wird. Die Sensoren 3 und 4, beispielsweise Drehpotentiometer oder berührungslos arbeitende Drehstellungssensoren, sind über Leitungen 5 mit einem Steuergerät 6 eines nichtdargestellten Fahrzeugrückhaltesystems verbunden. Das Steuergerät 6 enthält einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichereinrichtungen, zu denen ein nichtflüchtiger Speicher gehört, in dem Auswertealgo rithmen für die Signale der Sensoren 3 und 4 abgelegt sind.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die sich von der der Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß ein Notbremssteuergerät 7 vorgesehen ist, das die Signale der Sensoren 3 und 4 auswertet und bei Er kennung einer Notbremsung ein Signal an das Steuergerät 6 sen det, welches zu einer Umschaltung des Steuergeräts 6 aus dem Bereitschaftszustand in den Aktivzustand führt. Das Notbrems steuergerät 7 ist Bestandteil des Bremssystems des Fahrzeugs und beeinflußt dessen Funktion bei Erkennung einer Notbremssi tuation. Diese Beeinflussung kann darin bestehen, daß das Not bremssteuergerät 7 selbst eine Notbremsung herbeiführt, bei der mit maximalem Bremsdruck gebremst wird. Sie kann auch darin be stehen, daß das Notbremssteuergerät 7 im Bremssystem einen er höhten Bremsdruck aufbaut, der schon bei geringen Pedalkräften zu einer maximalen Bremsung führt.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der der Fig. 2 dadurch, daß ein eigenes Notbremserkennungsgerät 8 vorgesehen ist, das bei Erkennen einer Bremsung einerseits das Steuergerät 6 umschaltet und andererseits ein Bremssteuergerät 9 des Fahr zeugs ansteuert.

Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 liegen somit darin, daß bei der Ausführungs form gemäß Fig. 1 im Steuergerät 6 selbst die Algorithmen zur Erkennung eines kritischen Zustandes bzw. Notbremszustandes ab gelegt sind; daß bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 die Aus wertung in dem Notbremssteuergerät 7 erfolgt, das Bestandteil des Bremssystems des Fahrzeugs ist, wohingegen bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ein eigenes Notbremserkennungsgerät 8 vorgesehen ist, in dem die Auswertung der Pedalbetätigungen er folgt, wobei bei Erkennung einer Notbremsung von den Notbrem serkennungsgerät 8 das Bremssteuergerät 9 und das Steuergerät 6 des Rückhaltesystems angesteuert werden.

Fig. 4 zeigt in vier übereinanderliegenden Darstellungen ein Beispiel einer Betätigung des Gaspedals und des Bremspedals.

Fig. 4a zeigt den Weg w_G des Gaspedals, Fig. 4b zeigt den Weg w_B des Bremspedals, Fig. 4c zeigt die Geschwindigkeit v_G des Gaspedals und Fig. 4d zeigt die Geschwindigkeit V_B des Bremspe dals jeweils über der Zeit. Wie ersichtlich, folgt einer ra schen Zurücknahme des Gaspedals (Schwelle s1 in Fig. 4c über schritten) eine rasche Betätigung des Bremspedals (Schwelle s2 in Fig. 4b überschritten). Die Zeitpunkte t1 bis t8 geben den Beginn und das Ende der jeweiligen Bewegungsabläufe an.

Fig. 5 zeigt einen Ablaufplan bzw. einen Auswertealgorithmus zum Erkennen, ob eine Notbremssituation vorliegt.

Nach dem Start der Auswertung wird in Stufe 20 festgestellt, ob der Gaspedalweg w_G Null ist, falls "nein" wird in Stufe 22 festgestellt, ob die Betätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals v_G unterhalb des Schwellwertes s1 liegt. Falls "nein" wird in Stufe 24 der Zeitpunkt t4 ermittelt, zu dem das Gaspedal seine Nullstellung erreicht. Anschließend wird in Stufe 26 ermittelt, ob sich das Bremspedal in Ruhestellung befindet. Falls "ja" wird in Stufe 28 ein Zeitfenster tf eröffnet, das typischerwei se zwischen 0,1 und 0,3 Sekunden beträgt. Innerhalb des Fen sters kehrt das System zur Stufe 26 zurück, um festzustellen, ob das Bremspedal weiterhin nicht betätigt ist. Außerhalb des Zeitfensters kehrt das System zur Stufe 20 zurück.

Wenn in Stufe 20 festgestellt wird, daß das Gaspedal nicht be tätigt ist, wird in Stufe 30 festgestellt, ob das Bremspedal sich in der Nullstellung befindet. Falls "ja" kehrt das System zur Stufe 20 zurück. Falls "nein" wird in Stufe 32 festge stellt, ob die Geschwindigkeit der Bremspedalbetätigung v_G un terhalb des Schwellwertes s2 liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird dies in Stufe 34 als Notbremssituation definiert. Bei Er kennen der Notbremssituation erzeugt das System einen Impuls, der das Steuergerät 6 aus dem Bereitschaftszustand in den Ak tivzustand umschaltet. Die Notbremssituation hält solange an, wie in Stufe 36 nicht festgestellt wird, daß sich das Bremspe dal in Ruhestellung befindet. Sobald sich das Bremspedal in Ru hestellung befindet, tritt die Resetstufe 38 in Tätigkeit und stellt das Steuergerät in den Bereitschaftszustand zurück.

Wenn in Stufe 32 festgestellt wird, daß die Geschwindigkeit der Bremspedalbetätigung v_G unter dem Schwellwert s2 liegt, wird ebenfalls die Resetstufe 38 aktiviert.

Wenn in Stufe 20 festgestellt wird, daß die Gaspedalstellung w_G Null beträgt, läuft das System zur Stufe 30. Ebenso läuft das System zur Stufe 30, wenn in Stufe 22 festgestellt wird, daß die Geschwindigkeit der Gaspedalbetätigung unterhalb der Schwelle s1 liegt.

Wenn in Stufe 26 festgestellt wird, daß sich das Bremspedal nicht in Ruhelage befindet, wird in Stufe 40 innerhalb des Zeitfensters tf die Notbremssituation 34 solange aktiviert, wie sich das Bremspedal außerhalb seiner Ruhestellung befindet. Zu sätzlich wird die Stufe 32 aktiviert, die die Geschwindigkeit der Bremspedalbetätigung überprüft.

Es versteht sich, daß der Algorithmus in vielfältiger Weise ab geändert werden kann. Typische Situationen zum Definieren einer Notbremssituation sind folgende:

- rasches Loslassen des Gaspedals und Wechseln zum Bremspedal t4 - t3 < 0,1 sec. .. . 0,3 sec. und t5 - t4 < 0,1 sec. .. . 0,3 sec.;
- Gaspedalrückgeschwindigkeit < s1 und Bremspedalbetätigungsge schwindigkeit < s2;
- schnelles Betätigen des Bremspedals, t6 - t5 < 0,1 sec. . . . 0,3 sec. oder Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit < s2 (ggf. abhängig vom Pedalweg).

Alternativ kann ein Kraftsensor zum Messen der Kraft vorgesehen sein, mit dem das Bremspedal betätigt wird und das Betätigen des Bremspedals mit einer überschwelligen Kraft als Notbremssi tuation gewertet werden.

Nicht dargestellt ist ein dem Lenkrad zugeordneter Sensor. Ein Verreißen der Lenkung, d. h. ein Bewegen des Lenkrades mit ei ner über einem Schwellwert liegenden Drehgeschwindigkeit, kann als kritischer Zustand gewertet werden, der zu einem Umschalten des Steuergeräts 6 führt.

Auch für das Rückschalten des Steuergerätes aus dem Aktivzu stand gibt es neben den geschilderten zahlreiche weitere mögli che Kriterien, z. B. auf eine auf ein Verreißen der Lenkung folgende Drehung des Lenkrades mit unter einem Schwellwert lie gender Geschwindigkeit usw.

Claims

1. Verfahren zum Umschalten des Betriebszustandes eines in ei nem Kraftfahrzeug befindlichen Steuergerätes (6) für Rückhalte systeme aus einem Bereitschaftszustand in einen Aktivzustand, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung wenigstens eines Bedienelements (1, 2) des Fahrzeugs von einem Sensor (3, 4) erfaßt wird und das Umschal ten erfolgt, wenn bei der Betätigung wenigstens ein vorgegebe ner Schwellwert (s1, s2) überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand des Steuergeräts (6) aus dem Aktivzu stand in den Bereitschaftszustand zurückgeschaltet wird, wenn eine Betätigung des Bremspedals (2) endet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand des Steuergeräts (6) aus dem Aktivzu stand in den Bereitschaftszustand zurückgeschaltet wird, wenn eine erneute Betätigung eines Bedienelements unterhalb eines Schwellwertes liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten erfolgt, wenn die Geschwindigkeit (v_G), mit der das Gaspedal (1) in seine Ruhelage zurückkehrt, einen Schwellwert s1 überschreitet und das Bremspedal innerhalb eines Zeitintervalls (t5 - t4) betätigt wird, nachdem das Gaspedal in seine Ruhelage zurückgekehrt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten erfolgt, wenn das Bremspedal (2) mit einer über einem Schwellwert s2 liegenden Geschwindigkeit v_B betätigt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten erfolgt, wenn das Bremspedal mit einer über einem Schwellwert liegenden Kraft betätigt wird.

7. Vorrichtung zum Umschalten des Betriebszustandes eines in einem Kraftfahrzeug befindlichen Steuergerätes (6) für Rückhal tesysteme aus einem Bereitschaftszustand in einen Aktivzustand, gekennzeichnet durch wenigstens einen Sensor (3, 4), der die Betätigung eines Bedienelements (1, 2) des Kraftfahrzeugs er faßt, eine Vergleichseinrichtung (6; 7; 8), die ermittelt, ob bei der Betätigung des Bedienelements ein Schwellwert über schritten wird und bei Überschreiten des Schwellwerts ein Si gnal erzeugt, das den Betriebszustand des Steuergeräts (6) um schaltet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gaspedal (1) und dem Bremspedal (2) je ein Sensor (3, 4) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lenkrad ein Sensor zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung Bestandteil eines Bremssystems (7; 8, 9) des Kraftfahrzeugs ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (3, 4) mit dem Steuergerät (6) verbunden sind und die Vergleichsalgorithmen in einem nicht flüchtigen Spei cher des Steuergerätes abgelegt sind.