DE19830835C2 - Verfahren und System zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenaufprallschutz, in einem Fahrzeug - Google Patents

Verfahren und System zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenaufprallschutz, in einem Fahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Aus­ lösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenauf­ prallschutz in einem Fahrzeug gemäß den Oberbegriffen der ne­ bengeordneten Ansprüche.
Aus der gattungsbildenden DE 196 19 468 C1 ist bekannt, den Schwellwert, oberhalb dessen das Rückhaltemittel ausgelöst wird, auf einen ersten, niedrigen Wert zu setzen, sobald der Luftdruck innerhalb des Fahrzeugseitenteils, beispielsweise einer Fahrzeugtüre, in vorbestimmter Weise zunimmt. Je nach eingesetztem Algorithmus wird der Schwellwert nach Ablauf ei­ ner vorbestimmten Zeitdauer auf einen zweiten, höheren Wert gesetzt.
Wenn eine Fahrzeugseitentüre zugeschlagen wird, entsteht in­ nerhalb der Türe zunächst ein Unterdruck, da nach dem Zu­ schlagen der Türe sich die Türinnenwand mit der Innenverklei­ dung infolge ihrer Trägheit etwas weiter in Richtung Fahrzeu­ ginnenraum bewegt als die steifere Türaußenwand. Beim Zurück­ schwingen der Innenverkleidung baut sich dann ein Überdruck in der Fahrzeugtüre auf. Der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes startet, sobald dieser Überdruck einen vorbe­ stimmten Wert überschreitet und setzt den Schwellwert auf ei­ nen ersten Wert. Dieser Wert ist verhältnismäßig niedrig, um unter normalen Bedingungen ein sicheres Auslösen des Rückhal­ temittels zu gewährleisten. Der nach dem Zuschlagen der Türe in der Türe entstehende Überdruck kann mäßig groß sein, so daß der Schwellwert auf einen hohen Wert gesetzt werden muß, um kein fehlerhaftes Auslösen des Rückhaltemittels herbeizu­ führen. Dieser hohe Wert steht einem frühen Auslösen des Rückhaltemittels bei einem normalen Seitencrash entgegen.
Eine ähnliche Problematik ergibt sich beispielsweise bei Ver­ wendung eines Drucksensors zum Sensieren eines Frontcrashes und Auslösen eines entsprechenden Rückhaltemittels, wenn das Fahrzeug einen Heckaufprall erleidet. Das Fahrzeug wird dann zunächst beschleunigt und dann verzögert, wobei der Drucksen­ sor nach einem Unterdruck beim Beschleunigen infolge eines mechanischen Überschwingens einen hohen Überdruck erzeugen kann, der zu einer Fehlauslösung beispielsweise eines Lenkra­ dairbags führt.
Aus der DE 196 02 990 A1 ist bekannt, einen Crash mittels ei­ nes Luftdrucksensors zu erfassen, der in einem Hohlraum, bei­ spielsweise einem Türinnenraum, untergebracht ist, welcher Hohlraum über Verbindungsleitungen mit anderen Hohlräumen der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Die DE 195 04 353 A1 zeigt einen Verformungssensor mit einem verformbaren Kasten, dessen Innendruck von einem Drucksensor erfaßt wird. Der verformbare Kasten ist zwischen einem Türau­ ßenteil und einem Türinnenteil angeordnet.
Aus der DE 195 06 014 A1 ist bekannt, einen Druckmeßumformer, insbesondere zur Sensierung einer Seitenkollision bei einem Kraftfahrzeug, derart auszubilden, daß das Ausgangssignal des Meßumformers der relativen Druckänderung bezüglich eines Druckereignisses entspricht.
Die EP 0 684 162 beschreibt ein Seitenaufprallschutzsystem mit einem in einer Seitentür montierten Airbag und einem Be­ schleunigungssensor zum Messen einer seitlichen Beschleuni­ gung der Tür. Ein Steuergerät verhindert eine Auslösung des Airbags, wenn festgestellt wird, daß die Tür geöffnet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und System derart weiterzubilden, daß Probleme der eingangs beschriebenen Art bezüglich der geeigneten Festle­ gung von Schwellwerten zur Auslösung des Rückhaltemittels vermieden werden und eine sichere und rechtzeitige Auslösung des Rückhaltemittels gewährleistet ist.
Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Dadurch, daß erfindungsgemäß der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes bei einer vorbestimmten Druckänderung so­ wohl in der einen als auch in der anderen Richtung startet, ist gewährleistet, daß ein Überschwingen des Druckes in die Richtung in der das Rückhaltemittel ausgelöst werden soll, nach einer Druckänderung in die Gegenrichtung nicht zu einem fehlerhaften Auslösen führt.
Die Ansprüche 2 bis 5 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dessen Anwendung zum Seitenaufprallschutz gerichtet.
Der Anspruch 6 kennzeichnet die Lösung des auf das System ge­ richteten Teils der Erfindungsaufgabe.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten anhand ihrer Anwendung für den Seitenaufprallschutz erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem System zum Seitenaufprallschutz,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Systems zum Seitenauf­ prallschutz,
Fig. 3 ein Flußdiagramms des Systems und
Fig. 4 bis 6 den Zeitverlauf von Drucksignalen und Schwell­ werten zur Erläuterung der Funktion des Sy­ stems.
Gemäß Fig. 1 weist ein Kraftfahrzeug 10 Seitentüren 12 auf, die ein nicht im einzelnen dargestelltes Türaußenteil und ein Türinnenteil aufweisen, das im wesentlichen durch eine Innen­ verkleidung gebildet sein kann. An jedem Türinnenteil ist ei­ ne Drucksensoreinrichtung 14 befestigt, die beispielsweise aufgebaut ist, wie in der EP 0 667 822 B1 beschrieben. Jede Drucksensoreinrichtung 14, in die eine Auswerteelektronik in­ tegriert sein kann, ist mit einer zentralen Steuergerät 16 verbunden, die wiederum mit Rückhaltemitteln 18 verbunden ist, die beispielsweise als Seitenairbag in den Türen und zu­ sätzlich zwischen den Sitzen ausgebildet sind.
Es versteht sich, daß unterschiedliche Konfigurationen mög­ lich sind. Beispielsweise können die Drucksensoreinrichtungen mit zugehöriger Auswertelektronik und zugehörigen Rückhalte­ mitteln autark in den Seitentüren (allen vier Seitentüren) angeordnet sein. Die Auswerteelektronik kann mit der Auslöse­ einrichtung zu einem zentralen Steuergerät zusammengefaßt sein, das beispielsweise auch Signale von einer Sensorein­ richtung zur Frontaufprallerkennung verarbeitet und Zündbe­ fehle an nicht eingezeichnete Rückhaltemittel zum Frontalauf­ prallschutz, Gurtstraffern usw. sendet.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild.
Ein Drucksensor 20 der Drucksensoreinrichtung 14 liefert sein Ausgangssignal an eine Auswerteeinrichtung 22, die in die Drucksensoreinrichtung 14 oder das Steuergerät 16 integriert sein kann. Die Auswerteeinrichtung 22 liefert ein Signal an eine Auslöseeinrichtung 24, die in den Rückhaltemitteln 18, beispielsweise einem Airbag, enthaltene Zündpillen zündet.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der Funktion der Anordnung ge­ mäß Fig. 2:
Nach Einschalten der Zündung wird im Verfahrensschritt 30 das System initialisiert, wobei beispielsweise Diagnosefunktionen durchgeführt werden. Im Verfahrensschritt 31 wird von der Auswerteeinrichtung 22 überprüft, ob der Luftdruck innerhalb der jeweiligen Seitentüre über dem Umgebungsluftdruck oder unter dem Umgebungsluftdruck liegt, d. h., ob der relative Luftdruck prel = p-p0, wobei p das Ausgangssignal des Druck­ sensors 20 ist und p0 der unmittelbar nach der Initialisie­ rung in der Auswerteeinrichtung 20 gespeicherte Umgebungs­ luftdruck ist, größer oder kleiner Null ist.
Für den Fall, daß prel größer Null ist, d. h. in der Seitentüre ein Überdruck herrscht, wird im Schritt 32 geprüft, ob prel größer ist als ein in der Auswerteeinrichtung 22 voreinge­ stellter Wert W1. Für den Fall, daß prel kleiner Null ist, wird im Schritt 33 festgestellt, ob prel kleiner ist als ein voreingestellter Wert W2. Dabei ist der Absolutwert von W1 vorzugsweise kleiner als der Absolutwert von W2. Ist eine der beiden Bedingungen gemäß Schritt 32 oder 33 erfüllt, so wird über ein Oder-Glied im Schritt 34 in der Auswerteeinrichtung 22 ein Algorithmus gestartet, der einen Schwellwert festlegt. Im Schritt 35 wird überprüft, ob der relative Luftdruck über dem Schwellwert liegt. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 36 das Rückhaltemittel 18 ausgelöst.
Anhand der Fig. 4 bis 6 wird im folgenden die Funktion de­ taillierter erläutert. In den Figuren ist auf der Waagrechten die Zeit in msek angegeben. Die Senkrechte gibt den Überdruck bzw. Unterdruck innerhalb einer Seitentüre an. Die Kurven sind relative Druckkurven, d. h. Überdrucke oder Unterdrucke, die vom Sensor gemessen werden. Die geraden Linien geben den Verlauf des Schwellwertes an.
Fig. 4 zeigt die Verhältnisse für einen typischen Auslösetest zur Prüfung des Systems. Ein typischer Seitencrash führt zu einem Druckverlauf gemäß der Kurve I. Zum Zeitpunkt A, d. h. etwa 3 bis 4 msek nach Beginn des Druckanstiegs, erreicht der relative Druck prel den Schwellwert W1, so daß der Schwellwert (Linienzug SW) auf einen Schwellwert SW1 gesetzt wird. Zum Zeitpunkt von etwa 5 msek übersteigt die Kurve I den Schwell­ wert SW1, so daß die Rückhaltemittel ausgelöst werden. Zum Zeitpunkt von etwa 8 msek nach Beginn des Druckanstiegs setzt der Algorithmus den Schwellwert höher auf den Wert des SW2. Zum Zeitpunkt etwa 20 msek nach Crashbeginn wird der Schwell­ wert abermals erhöht.
Der Schwellwert SW1 ist derart gewählt, daß einerseits eine gefährliche Kollision sicher zur Auslösung der Rückhaltemit­ tel führt, daß aber andererseits ein Mißbrauch, wie bei­ spielsweise ein Schlag gegen das Außenblech der Türe zu kei­ nem Auslösen der Rückhaltemittel führt. Der Schwellwert wird anschließend auf höhere Werte gesetzt, da ein Auslösen zu ei­ nem späten Zeitpunkt ab Aufprallbeginn unter Umständen ge­ fährlich sein kann, da ein Fahrzeuginsasse dann bereits teil­ weise verlagert ist und von dem sich aufblasenden Airbag ge­ troffen wird.
Typischerweise ist der in Fig. 4 nicht mehr eingezeichnete dritte Schwellwert am höchsten. die Schwellwertkurve ist le­ diglich beispielhaft. Je nach den vorherrschenden Verhältnis­ sen kann der zweite Schwellwert kleiner als der erste sein; der Schwellwert muß sich nicht auf vorbestimmte konstante Werte ändern sondern kann sich zeitlich kontinuierlich in vorbestimmter Weise oder dynamisch an die Beschleunigungen bzw. Druckwerte angepaßt ändern.
Fig. 5 zeigt die Verhältnisse mit gleichem Algorithmus für den Schwellwert SW beim Zuschlagen einer Seitentüre. Die Türe wird etwa zum Zeitpunkt t = 20 msek zugeschlagen, wodurch sich ein Unterdruck aufbaut, der etwa zum Zeitpunkt 35 msek auf Null zurückgegangen ist. Anschließend schwingt das Türin­ nenblech der zugeschlagenen Türe zurück in Auswärtsrichtung, wodurch sich ab dem Zeitpunkt von etwa 35 msek ein Druckan­ stieg aufbaut, der zum Zeitpunkt von etwa 39 msek den Wert W1 erreicht hat, wodurch der Schwellwert-Algorithmus beginnt und den Schwellwert auf SW1 setzt. Zum Zeitpunkt etwa 43 msek übersteigt der Überdruck den Schwellwert SW1, wodurch ein un­ erwünschtes Auslösen der Rückhaltemittel herbeigeführt wird.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem gemäß Fig. 6 gelöst, die den gleichen Druckverlauf (Kurve II) wie in Fig. 5 zeigt. Im Gegensatz zur Auslösung des Schwellwert-Algorithmus gemäß den Fig. 4 und 5 tritt der Schwellwert-Algorithmus gemäß Fig. 6 entsprechend Schritt 33 der Fig. 3 in Tätigkeit, sobald der infolge des Zuschlagens der Tür entstehende Unterdruck den Wert W2 unterschritten hat. Dadurch wird der Schwellwert auf SW1 angehoben (und in einer nachfolgenden Stufe weiter auf SW2 angehoben), so daß der nach etwa 35 msek sich aufbauende Überdruck unter dem Schwellwert bleibt und die Rückhaltemit­ tel nicht mehr ausgelöst werden.
Die Erfindung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Es können unterschiedlichste Drucksensoren eingesetzt werden, beispielsweise auch ein Drucksensor, der an dem Türinnenblech angebracht ist und an dem sich das Türaußenblech über eine Stütze mechanisch abstützt, so daß nicht der Luftdruck son­ dern ein mechanischer Druck sensiert wird. Der Drucksensor kann mit einer trägen Masse arbeiten, die eine Kraft auf ein druckempfindliches Element ausübt usw.
Bei einer Luftdrucksensierung ist es vorteilhaft, den Über­ druck und den Unterdruck am Umgebungsluftdruck zu normieren, so daß der Schwellwert unabhängig vom äußeren Luftdruck nach einem gleichbleibenden Algorithmus berechnet werden kann. Die Schwellwertbildung kann alleine in Abhängigkeit von der Zeit erfolgen; sie kann auch dynamisiert sein, indem der Verlauf der vorhergehenden Druckänderung zusätzlich berücksichtigt wird.
Der Start des Schwellwert-Algorithmus kann daran gebunden sein, daß die zeitliche Änderung des Druckes vorbestimmte Werte übersteigt.
Der Überdruck W1, bei dem der Algorithmus bei einer Druckzu­ nahme startet (Fig. 5) kann unterschiedlich zu dem Absolut­ wert des Unterdruckes W2 (Fig. 6) sein, bei der der Algorith­ mus startet. Vorteilhafterweise ist in vielen Fällen, daß W1 kleiner als W2 ist.

Claims (6)

1. Verfahren zum Auslösen eines Rückhaltemittels (18), insbesondere zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug, bei welchem Verfahren
von einer Sensoreinrichtung (14) ein Drucksignal ge­ liefert wird, von dem das Auslösen des Rückhaltemittels (18) abhängt,
ein Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwellwertes (SW) gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und das Rückhaltemittel (18) ausgelöst wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert (SW) übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW)auch gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbe­ stimmter Weise abnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksignal einem Druck in einer Fahrzeugseitentür (12) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW) gestartet wird, sobald das Drucksignal einen vorbestimm­ ten Überdruck (W1) über dem Umgebungsluftdruck überschreitet oder einen vorbestimmten Unterdruck (W2) unter dem Umgebungs­ luftdruck unterschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksignal dem Verhältnis zwischen dem Luftdruck in­ nerhalb der Türe (12) und dem Umgebungsluftdruck entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 3 bzw. 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vorbestimmte Überdruck bzw. der vorbestimm­ te relative Überdruck, bei dem der Algorithmus startet, ver­ schieden von dem vorbestimmten Unterdruck bzw. relativen Un­ terdruck ist, bei dem der Algorithmus startet.
6. System zum Auslösen eines Rückhaltemittels (18) zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug, enthaltend
einen innerhalb einer Seitentüre (12) angeordneten Drucksensor (20),
eine Auswerteeinrichtung (22) zur Auswertung des von dem Drucksensor (20) erzeugten Drucksignals und zum Starten eines Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwell­ wertes (SW), sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und
eine Auslöseeinrichtung (24) für das Rückhaltemittel (18), welche aktiviert wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteeinrichtung (22) derart ausgebildet ist, daß der Algorithmus zum Festlegen des Schwellwertes (SW) auch startet, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise ab­ nimmt.
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