DE19930384A1 - Schutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen - Google Patents
Schutzeinrichtung für FahrzeuginsassenInfo
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Abstract
Eine Insassenschutzeinrichtung dient zum Schutz eines Beifahrers auf dem Beifahrersitz im Fall einer Fahrzeugkollision. Hierzu wird aus einer schnellen Erfassung der Beifahrerposition beim Beginn des Aufblasens des Airbags (2) ein geeigneter Aufblasmodus ausgewählt. Wenn ein Notbrems-Beschleunigungssensor (12) eine Notbremsung durch den Fahrer erfaßt, wird durch eine Mitfahrerpositions-Erfassungsanordnung (3) die gegenwärtige Sitzposition des Beifahrers aufgenommen und daraus sowie aus der Verlagerung des Beifahrers dessen Position zu Beginn des Aufblasens errechnet. Die Beifahrerverlagerung wird durch zweifache Zeitintegration einer Beschleunigung erhalten, die von einem Kollisionserfassungs-Beschleunigungssensor (11) aus der Größe des Stoßes bei der Fahrzeugkollision erfaßt wurde. Wenn die errechnete Beifahrerposition außerhalb einer Zone liegt, die durch einen vorgegebenen Abstand von einem Auffaltverschluß (31) definiert wird, erfolgt das Aufblasen des Airbags mit normaler Geschwindigkeit. Liegt dagegen die errechnete Position innerhalb dieser Zone, dann wird der Airbag in einem schwächeren Aufblasmodus entfaltet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für die Insassen
eines Fahrzeugs.
Wenn der Fahrer eines Fahrzeugs eine Notbremsung ausführt, d. h.
zum Vermeiden einer Kollision stark bremst, wird ein Mitfahrer
auf dem Beifahrersitz, sofern er den Sicherheitsgurt nicht an
gelegt hat, infolge seiner ungesicherten Lage nach vorne fal
len. Sofern daher unmittelbar nach der Notbremsung durch den
Fahrer eine Kollision erfaßt und der Airbag entfaltet wird,
kann der Beifahrer nicht zuverlässig vor einer Verletzung ge
schützt werden, da sich der Oberkörper des Mitfahrers in der
Nähe des Verschlusses für den Airbag befindet.
In diesem Zusammenhang wurde bereits eine Insassen-Schutzein
richtung vorgeschlagen, die den Airbag mit einer geringeren Ge
schwindigkeit (als angepaßter Modus bezeichnet) aufblasen kann
als die normale Geschwindigkeit (als Normalmodus bezeichnet),
wenn der Insasse sich zum Zeitpunkt der Kollision in der Nähe
des Öffnungsbereiches für den Verschluß befindet.
Bei dieser Einrichtung muß die Position des Mitfahrers bei der
Fahrzeugkollision erfaßt werden, um entsprechend der Position
des Mitfahrers unmittelbar vor dem Aufblasen des Airbag die
Aufblasgeschwindigkeit entweder im Normalmodus oder im angepaß
ten Modus einzustellen. Es sind bereits unterschiedliche Vor
schläge für Einrichtungen gemacht worden, mit denen die Sitzpo
sition des Mitfahrers und die Einstellung des Sitzes erfaßt
werden kann.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine
Schutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen zu schaffen, bei der die
Einrichtung zum Erfassen der Beifahrerposition unmittelbar vor
dem Aufblasen des Airbag bei einer Fahrzeugkollision keine hohe
Ansprechgeschwindigkeit erfordert, sondern die übliche An
sprechzeit für die Entscheidung, ob der Airbag aufgeblasen wer
den soll oder nicht, und die die Aufblasgeschwindigkeit so ein
stellen kann, daß sie dem jeweiligen Vorfallen des Beifahrers
angepaßt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale ge
löst:
- - einen Airbag, der in einem ersten Aufblasmodus entfaltet werden kann, bei dem der Airbag mit einem ersten Druck aufge blasen wird, oder in einem zweiten Aufblasmodus, bei dem der Airbag mit einem zweiten Druck aufgeblasen wird, welcher niedriger ist als der erste Druck,
- - eine Kollisionsstoß-Erfassungseinheit zum Erfassen der Grö ße des bei einer Fahrzeugkollision auftretenden Stoßes,
- - eine Notbrems-Erfassungseinheit zum Erfassen eines abrupten Abbremsens des Fahrzeugs,
- - eine Sitzpositions-Erfassungseinheit zum Erfassen der Sitz position eines Mitfahrers und zum Halten der erfaßten Sitzpo sition,
- - eine Mitfahrerpositions-Bewertungseinheit zum Aufnehmen der von der Sitzpositions-Erfassungseinheit erfaßten und gehalte nen Sitzposition des Mitfahrers, wenn die Notbrems-Erfas sungseinheit ein abruptes Abbremsen des Fahrzeugs feststellt, und zum Bestimmen der Position des Mitfahrers beim Aufblasen des Airbag auf der Grundlage der Sitzposition und der Größe des von der Kollisionsstoß-Erfassungseinheit erfaßten Stoßes, und
- - eine Airbagaufblas-Steuereinheit zum Aufblasen des Airbag im ersten oder im zweiten Aufblasmodus in Abhängigkeit von der getroffenen Bestimmung.
Wenn bei dieser Fahrzeuginsassen-Schutzeinrichtung die Stärke
des Stoßes einen bestimmten Wert überschreitet und die von der
Mitfahrerpositions-Bewertungseinheit bestimmte Position des
Mitfahrers außerhalb einer vorgegebenen Zone liegt, die durch
einen vorbestimmten Abstand von dem Öffnungsverschluß definiert
ist, steuert die Airbagaufblas-Steuereinheit das Aufblasen des
Airbag im ersten Aufblasmodus. Wird andererseits die Position
des Mitfahrers von der Mitfahrerpositions-Bewertungseinheit als
innerhalb der vorgegebenen Zone liegend erkannt, dann steuert
die Airbagaufblas-Steuereinheit das Aufblasen des Airbag im
zweiten Aufblasmodus.
In einer anderen Ausführungsform weist die Schutzeinrichtung
für Fahrzeuginsassen folgende Merkmale auf:
- - einen Airbag, der in einem ersten Aufblasmodus entfaltet werden kann, bei dem der Airbag mit einem ersten Druck aufge blasen wird, oder in einem zweiten Aufblasmodus, bei dem der Airbag mit einem zweiten Druck aufgeblasen wird, welcher niedriger ist als der erste Druck,
- - eine Kollisionsstoß-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Größe des bei einer Fahrzeugkollision auftretenden Stoßes,
- - eine Notbrems-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ab rupten Abbremsens des Fahrzeugs,
- - eine Sitzpositions-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Sitzposition eines Mitfahrers und zum Halten der erfaßten Sitzposition,
- - eine Mitfahrerpositions-Bewertungseinrichtung zum Aufnehmen der von der Sitzpositions-Erfassungseinrichtung erfaßten und gehaltenen Sitzposition des Mitfahrers, wenn die Notbrems-Er fassungseinrichtung ein abruptes Abbremsen des Fahrzeugs feststellt, und zum Bestimmen der Position des Mitfahrers beim Aufblasen des Airbag auf der Grundlage der Sitzposition und der Größe des von der Kollisionsstoß-Erfassungseinrich tung erfaßten Stoßes, und
- - eine Airbagaufblas-Steuereinrichtung zum Aufblasen des Air bag im ersten oder im zweiten Aufblasmodus in Abhängigkeit von der getroffenen Bestimmung.
Wenn bei dieser Fahrzeuginsassen-Schutzeinrichtung die Stärke
des Stoßes einen bestimmten Wert überschreitet und die von der
Mitfahrerpositions-Bewertungseinrichtung bestimmte Position des
Mitfahrers außerhalb einer vorgegebenen Zone liegt, die durch
einen vorbestimmten Abstand von dem Öffnungsverschluß definiert
ist, steuert die Airbagaufblas-Steuereinrichtung ebenfalls das
Aufblasen des Airbag im ersten Aufblasmodus. Wird desgleichen
die Position des Mitfahrers von der Mitfahrerpositions-Bewer
tungseinrichtung als innerhalb der vorgegebenen Zone liegend
erkannt, dann steuert die Airbagaufblas-Steuereinrichtung das
Aufblasen des Airbag im zweiten Aufblasmodus.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbei
spiele in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei
zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm mit dem Aufbau einer Insassenschutz
einrichtung in einer ersten Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 2 eine erläuternde Darstellung einer Mitfahrerpositicns-
Erfassungsanordnung nach der ersten Ausführungsform,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm mit der Routine zum Berechnen der
Verlagerung des Mitfahrers nach dem Erfassen eine Not
bremsung bei der ersten Ausführungsform,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm mit der Routine zum Auswählen des
Aufblasmodus für den Airbag bei der ersten Ausführungs
form,
Fig. 5 eine erläuternde Darstellung einer Mitfahrerpositions-
Erfassungsanordnung in einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm mit der Routine zum Auswählen des
Aufblasmodus für den Airbag bei der zweiten Ausführungs
form.
Die beiden Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Fig. 1
zeigt den Aufbau der Insassenschutzeinrichtung in der ersten
Ausführungsform. Die Insassenschutzeinrichtung dieser Ausfüh
rungsform dient zum Steuern des Füllens eines Airbag für einen
vorderen Beifahrersitz und besteht aus einer Airbag-Steuerein
heit 1, einem Airbag 2, der wahlweise entweder in einem ersten
Aufblasmodus (Normalmodus) mit einer ersten Geschwindigkeit
oder in einem zweiten Aufblasmodus (angepaßter Modus) mit einer
zweiten Geschwindigkeit aufgeblasen werden kann, sowie aus ei
ner Mitfahrerpositions-Erfassungsanordnung 3 zum laufenden An
zeigen der Position des auf dem vorderen Sitz sitzenden Mitfah
rers.
Die Airbag-Steuereinheit 1 enthält einen Kollisionserfassungs-
Beschleunigungssensor (GP1) 11 zum Erfassen der bei der Kolli
sion des Fahrzeugs auftretenden negativen Beschleunigung, einen
Notbrems-Beschleunigungssensor (GP2) 12, der empfindlicher ist
als der Sensor 11 und eine negative Beschleunigung erfaßt, de
ren absoluter Wert kleiner ist als der der nachfolgenden nega
tiven Beschleunigung, und eine Kollisions-Bewertungssektion 13
zum Bewerten, ob eine Kollision erfolgt ist, die ein Aufbksen
des Airbag 2 aufgrund der von dem Kollisionserfassungs-Be
schleunigungssensor 11 erfaßten Beschleunigung erfordert.
Außerdem enthält die Airbag-Steuereinheit 1 eine Mitfahrerver
lagerungs-Berechnungssektion 14, die mit dem Berechnen der Ver
lagerung (Bewegungsstrecke) des Mitfahrers beginnt, wenn die
von dem Beschleunigungssensor 12 erfaßte Beschleunigung einen
bestimmten Wert überschreitet und die die Verlagerung des Mit
fahrers durch zweifaches Integrieren der von dem Kollisionser
fassungs-Beschleunigungssensor 11 ausgegebenen Beschleunigung
errechnet, und eine Airbagaufblasmodus-Auswahlsektion 15 für
die Festlegung, ob das Aufblasen des Airbag im ersten oder
zweiten Modus auszuführen ist, sowie eine Treiberschaltung 16
zum Aufblasen des Airbag 2 entsprechend dem von der AirbageLuf
blasmodus-Auswahlsektion 15 bestimmten Modus. Die Airbagauf
blasmodus-Auswahlsektion 15 arbeitet in der Weise, daß beim Be
stimmen des Aufblasens des Airbag durch die Sektion 13 die Sek
tion 15 zunächst die Mitfahrerposition beim Beginn des Aufbla
sens erfaßt, und zwar auf der Grundlage der Sitzposition des
Mitfahrers unmittelbar vor der Feststellung, die von der Mit
fahrerpositions-Erfassungsanordnung 3 gemacht worden ist, und
der Mitfahrer-Verlagerung, die von der Mitfahrerverlagerungs-
Berechnungssektion 14 berechnet worden ist. Anschließend be
stimmt die Airbagaufblasmodus-Auswahlsektion 15, ob die derart
ermittelte Mitfahrerposition innerhalb des vorgegebenen Berei
ches von dem Öffnungsverschluß liegt, wonach bestimmt wird, ob
das Entfalten des Airbag im ersten oder im zweiten Modus ausge
führt werden soll.
Der Airbag 2 ist mit zwei Inflatoren 21, 22 ausgestattet. Im
ersten Modus (Normalmodus) werden beide Inflatoren 21, 22
gleichzeitig aktiviert, um den Airbag 2 mit normaler Geschwin
digkeit aufzublasen. Im zweiten Modus (angepaßter Modus) werden
dagegen die beiden Inflatoren 21, 22 nacheinander mit einer be
stimmten Zeitverzögerung aktiviert, so daß der Airbag 2 mit ei
ner mäßigen Geschwindigkeit aufgeblasen wird.
Die Mitfahrerpositions-Erfassungsanordnung 3 ist gemäß Fig. 2
vor dem vorderen Beifahrersitz in der Nähe des Auffaltver
schlusses 31 für den Beifahrerairbag 2 angeordnet und mißt den
Abstand zwischen der Anordnung 3 und dem auf dem vorderen Bei
fahrersitz 32 sitzenden Mitfahrer. Die Mitfahrerpositions-Er
fassungsanordnung 3 ist mit einem Bereichsmesser ausgestattet,
der einen Emitter und Rezeptor für Licht, Ultraschall oder In
frarotlicht aufweist und den Abstand LDIST mißt, indem er die
Zeitspanne zwischen der Emission durch den Emitter bis zum Emp
fang durch den Rezeptor durch Reflexion von dem Beifahrer 33
mißt.
Die derart aufgebaute Insassenschutzeinrichtung arbeitet fol
gendermaßen. Der Kollisionserfassungs-Beschleunigungssensor 11
besteht aus einem elektronischen Beschleunigungssensor, der die
bei einer Kollision vorn am Fahrzeug erzeugte Verzögerung (ne
gative Beschleunigung) in ein elektrisches Signal umwandelt und
es in Form des die Größe der Stoßenergie (Ausmaß des Stoßes)
wiedergebenden Signals GP1 sequentiell an die Kollisions-Bewer
tungssektion 13 und die Mitfahrerverlagerungs-Berechnungssek
tion 14 weitergibt.
Der Notbrems-Beschleunigungssensor 12 dient zum Erfassen des
Auftretens einer Verzögerung mit einem niedrigeren Wert als 1G.
Mit einer im Vergleich mit dem Kollisionserfassungs-Beschleuni
gungssensor 11 hohen Empfindlichkeit erfaßt der Notbrems-Be
schleunigungssensor 12 die vom Fahrer verursachte Notbremsung
und gibt den erfaßten Wert an die Mitfahrerverlagerungs-Berech
nungssektion 14 aus.
Während der Fahrt mißt die Mitfahrerpositions-Erfassungsanord
nung 3 laufend den Abstand LDIST zwischen dem Auffaltverschluß 31
und dem Mitfahrer als maßgebliche Position des Mitfahrers auf
dem vorderen Beifahrersitz.
Wenn die Vorderseite des Fahrzeugs kollidiert, erzeugt der Kol
lisionserfassungs-Beschleunigungssensor 11 das die Stärke des
Stoßes wiedergebende Beschleunigungssignal GP1. Unmittelbar vor
einer solchen Kollision tritt der Fahrer normalerweise abrupt
auf die Bremse, d. h. er führt eine Notbremsung aus, um eine
Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden. Der Notbrems-Beschleu
nigungssensor 12 nimmt den durch die Notbremsung bewirkten Stoß
auf, der geringer ist als der durch eine Fahrzeugkollision er
zeugte Stoß, und gibt das Beschleunigungs-Erfassungssignal GP2
aus.
Danach erfolgt durch die Mitfahrerverlagerungs-Berechnungssek
tion 14 ein Vergleich des Beschleunigungssignals GP2 von dem
Sensor 12 mit einem Schwellenwert TH. Wenn dadurch festgestellt
ist, daß das der Notbremsung zugehörige Signal GP2 in die Sek
tion 14 eingegeben ist, wird es als Trigger für den Beginn der
Berechnung verwendet, um die zweifache Zeit-Integration des Be
schleunigungssignals GP1 zu starten, das von dem Kollisionser
fassungs-Beschleunigungssensor 11 ausgegeben worden ist. Die
doppelte Zeit-Integration LCAL, wird für eine Periode dt ausge
führt, welche die Kollisions-Bewertungssektion 13 benötigt, um
das Aufblasen des Airbag zu bewerten.
LCAL = ∫∫GP1.d2t
Während der Aufnahme des Beschleunigungssignals GP1 von dem
Kollisionserfassungs-Beschleunigungssensor 11 stellt die Kolli
sions-Bewertungssektion 13 die Notwendigkeit des Aufblasens
fest, wenn das Signal GP1 einen Wechsel in der Beschleunigung
zeigt, der der Größe des das Aufblasen erfordernden Stoßes ent
spricht, so daß der Befehl zum Auslösen des Airbag von der Sek
tion 13 an die Airbagaufblasmodus-Auswahlsektion 15 ausgegeben
wird.
Beim Empfang des Befehls zum Entfalten des Airbag nimmt die
Airbagaufblasmodus-Auswahlsektion 15 von der Mitfahrerpositi
ons-Erfassungsanordnung 3 den Abstand LDIST auf, der die Position
des Beifahrers vor der Kollision wiedergibt, und gibt den Be
rechnungswert LCAL von der Mitfahrerverlagerungs-Berechnungssek
tion 14 ein, um zu ermitteln, ob die Position des Beifahrers 33
zu Beginn des Aufblasens innerhalb einer Zone KOZ (Fig. 2)
liegt oder nicht. Dabei werden in der Sektion 15 die folgenden
Berechnungen ausgeführt, um den Aufblasmodus auszugeben und die
Treiberschaltung 16 anzusteuern.
LDIST-LCAL ≦ LKOZ, → 2. Modus (angepaßter Modus)
LDIST-LCAL, < LKOZ, → 1. Modus (Normalmodus)
LDIST-LCAL, < LKOZ, → 1. Modus (Normalmodus)
In Fig. 2 bezeichnet die Abkürzung "KOZ" (Keep Out Zone) Eine
Freihaltezone, in der der Airbag im zweiten Modus (angepaßter
Modus) aufzublasen ist, während "SZ" (Safe Zone) eine sichere
Zone bezeichnet, in der der Airbag im ersten Modus (Normalmo
dus) aufzublasen ist.
Beim Empfang des Befehls für den Aufblasmodus veranlaßt die
Treiberschaltung 16 beim Befehl für den ersten Modus die Infla
toren 21, 22, den Airbag 2 mit der normalen Geschwindigkeit zu
entfalten. Beim Befehl für den zweiten Modus veranlaßt dagegen
die Treiberschaltung 16 eine Verschiebung des Zündzeitpunkaes
für die Inflatoren 21, 22 gegeneinander, so daß sie in unter
schiedlichen Phasen auslösen. Dementsprechend wird der Airbag
mit einer derart gemäßigten Geschwindigkeit aufgeblasen, daß
der Beifahrer 33, der sich in der Vorwärtsbewegung dem Auffalt
verschluß 31 nähert, vor einem starken Stoß infolge der abrup
ten Entfaltung des Airbag 2 geschützt ist und außerdem vor ei
nem Aufprallstoß bewahrt wird.
Die vorstehend beschriebene Aufblassteuerung wird nachfolgend
anhand der Fig. 3 und 4 im einzelnen erläutert.
In dem Ablauf der Fig. 3 bezeichnet "FCAL" einen Merker, der das
erfolgte Erfassen einer Notbremsung anzeigt. Im Schritt S10
wird festgestellt, ob der Merker FCAL auf Null (0) zurückgesetzt
ist. Ist die Feststellung im Schritt S10 JA (0), dann geht der
Ablauf zum Schritt S20 zur Bewertung, daß eine Notbremsung ge
geben ist. Wenn dagegen der Merker FCAL gesetzt ist (1), geht
der Ablauf zum Schritt S60, um die Initialisierung zu unterbin
den, da die Bewertung im Schritt S10 bedeutet, daß die Berech
nung der Verlagerung des Mitfahrers infolge der vorangegangenen
Erfassung der Notbremsung bereits begonnen hat. Der Anfangswert
des Merkers FCAL wird bei diesem Ablauf auf Null (0) gesetzt.
Im Schritt S20 wird bestimmt, ob ein Erfassen der Notbremsung
vorliegt (JA oder NEIN), indem festgestellt wird, ob der Aus
gang GP2 des Beschleunigungssensors 12 größer ist als ein vor
gegebener Beschleunigungswert TH. Wenn das Ergebnis im Schritt
S20 JA ist (GP2<TH), geht der Ablauf zu den folgenden Schritten
weiter, in denen nacheinander ein Zeitgeber zum Messen der Ab
laufzeit der zweifachen Zeitintegration gestartet wird, wie
noch beschrieben wird (Schritt S30), der Merker FCAL auf auf "1" ge
setzt wird (Schritt S40), und die anfängliche Position LDIST des
Mitfahrers von der Mitfahrerpositions-Erfassungsanordnung 3 er
faßt und gehalten wird (Schritt S50).
Im Schritt S60 wird die Ablaufzeit der noch zu erläuternden
zweifachen Zeitintegration geprüft. Wenn in diesem Schritt S60
die abgelaufene Zeit eine vorgegebene Zeit T übersteigt, geht
der Ablauf weiter zum Schritt S70, um den Merker FCAL auf Null
zu setzen, im Schritt S80 den numerischen Wert der Zeitgeberbe
rechnung zu löschen und im Schritt S90 den Berechnungswert LCAL
auf "0" zu löschen.
Während der Zeitspanne vom Beginn der Fahrzeugkollision an bis
zur Entscheidung, den Airbag zu füllen, wird die zweifache
Zeitintegration durch wiederholte Berechnung in den aufeinan
derfolgenden Schritten S10, S60 und S100 für jeden Berechnungs
zyklus ΔT ausgeführt. Die Berechnungsformel im Schritt S100
lautet wie folgt:
LCAL = LCAL × ΔT × ΔT
Diese Berechnungsformel dient zur digitalen doppelten Zeitinte
gration der Ausgänge GP1 des Kollisionserfassungs-Beschleuni
gungssensors 11. Da der berechnete Wert LCAL durch zweifache In
tegration der Verzögerung GP1 infolge der Fahrzeugkollision er
halten wird, entspricht dieser Wert LCAL der Verlagerung des
nicht zurückgehaltenen Beifahrers 33, wenn das Fahrzeug infolge
einer Kollision abrupt stoppt. Der Anfangswert von LCAL ist da
bei gleich Null.
Der im Schritt S50 erhaltene Anfangswert LDIST und der im Schritt
S100 errechnete Wert LCAL werden zusammen in dem den Aufblasmo
dus auswählenden Ablauf gemäß Fig. 4 verwendet.
Wenn aufgrund des von der Kollisions-Bewertungssektion 13 aus
geführten Algorithmus das Entfalten des Airbag bestimmt worden
ist, wird ein Airbag-Aufblasmerker FFIRE auf "1" gesetzt.
Anschließend wird entsprechend dem in Fig. 4 gezeigten Ablauf
plan im Schritt S110 ermittelt, ob ein Aufblasen des Airbag be
stimmt worden ist oder nicht. Wenn das Ergebnis im Schritt S110
JA lautet (FFIRE=1), geht der Ablauf zum Schritt S120. Ist dage
gen das Ergebnis im Schritt S110 NEIN (FFIRE=0), dann ist der Ab
lauf beendet.
Im Schritt S120 wird festgestellt, wo sich der Beifahrer 33 in
folge der Notbremsung gerade befindet. Hierzu wird die Position
des Beifahrers durch Vergleichen der Differenz zwischen dem im
Schritt S50 erhaltenen Anfangswert LDIST und dem im Schritt S100
errechneten Wert LCAL mit dem die Zone KOZ definierenden Abstand
bestimmt.
Liegt die Position des Beifahrers außerhalb der Zone KOZ, dann
geht der Ablauf zum Schritt S130, um den Befehl zum Aufblasen
de Airbag im Normalmodus abzugeben. Wird dagegen festgestellt,
daß die Position des Beifahrers innerhalb der Zone KOZ liegt,
geht der Ablauf zum Schritt S140, um den Befehl zum Aufblasen
de Airbag im angepaßten Modus abzugeben.
Wenn bei der Insassenschutzeinrichtung nach der ersten Ausfüh
rungsform die Fahrzeugkollision so auftritt, daß der Airbag
aufgeblasen werden muß, erfolgt kein Ablauf zum Erfassen der
Beifahrerposition zu dem Zeitpunkt, in dem die Notwendigkeit
zum Füllen des Airbag erkannt und danach der Aufblasmodus für
den Airbag bestimmt worden ist. Wenn nach dem vorherigen Erfas
sen der Sitzposition des Beifahrers die Kollision auftritt,
wird die Sitzposition als Eingangswert erhalten, indem die un
mittelbar vor der Kollision erfolgte Notbremsung erfaßt und au
ßerdem durch Berechnung die Bewegungsstrecke des Beifahrers be
stimmt wird, die aufgrund der negativen Beschleunigung des
Fahrzeugs nach der Notbremsung auftritt. Dann wird bei dieser
Ausführungsform der Aufblasmodus für den Airbag danach be
stimmt, ob der Beifahrer sich bei der Entscheidung für das Auf
blasen des Airbag in der Zone KOZ oder in der Zone SZ befindet.
Damit ist es möglich, auch dann den geeigneten Aufblasmcdus
auszuwählen, wenn die Einrichtung keinen hochempfindlichen Sen
sor für die Erfassung der Beifahrerposition aufweist.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 die Insas
senschutzeinrichtung nach der zweiten Ausführungsform beschrie
ben. Während bei der ersten Ausführungsform eine Mitfahrerposi
tions-Erfassungsanordnung 3 mit dem Bereichssensor in der Nähe
des Auffaltverschlusses vorgesehen ist, werden bei der zweiten
Ausführungsform gemäß Fig. 5 anstelle des Bereichssensors meh
rere Wärmesensoren 3A, 3B, 3C verwendet, die das vom Kopf des
Beifahrers 33 abgestrahlte Infrarotlicht erfassen.
Da die Wärmesensoren zum Erfassen des Infrarotlichtes keinen
Abstand messen können, ist der Sitzbereich des Beifahrers cer
art in mehrere Zonen, nämlich die drei Zonen A, B, C in Fig. 5,
aufgeteilt, daß die Sensoren 3A, 3B, 3c jeweils das vom Kopf
des Beifahrers abgestrahlte Infrarotlicht in den Zonen A, B, C,
erfassen.
Nunmehr wird die Arbeitsweise der Einrichtung für den Fall be
schrieben, daß von der Kollisions-Bewertungssektion 13 das Auf
blasen des Airbag bestimmt worden ist. Wie bei der ersten Aus
führungsform wird zu einem Zeitpunkt, an dem das Signal GP2 des
Notbrems-Beschleunigungssensors 12 den vorgegebenen Wert TH vor
der genannten Bestimmung übersteigt, die zweifache Zeitinteqra
tion des Signals GP1 von dem Kollisionserfassungs-Beschleuni
gungssensor 11 von der Mitfahrerverlagerungs-Berechnungssektion
14 gestartet.
Wenn die Sektion 13 das Aufblasen des Airbag bestimmt, erhält
die Airbagaufblasmodus-Auswahlsektion 15 von der Mitfahrerposi
tions-Erfassungsanordnung 3 ein Zonensignal, das die vom Bei
fahrer eingenommene Zone unmittelbar vor der Kollision wieder
gibt, und sie gibt desgleichen den Rechenwert LCAL der Mitfah
rerverlagerungs-Berechnungssektion 14 ein, um zu bestimmen, ob
die Position des Beifahrers zu Beginn des Aufblasens innerhalb
der Zone KOZ liegt oder nicht. In der Sektion 15 werden dabei
die folgenden Ermittlungen durchgeführt:
- 1. wenn der Beifahrer sich in der Zone A befindet:
LCAL ≧ LA → 2. Modus (angepaßter Modus)
LCAL < LA → 1. Modus (Normalmodus) - 2. wenn der Beifahrer sich in der Zone B befindet:
LCAL ≧ LA + LB → 2. Modus (angepaßter Modus)
LCAL < LA + LB → 1. Modus (Normalmodus) - 3. wenn der Beifahrer sich in der Zone C befindet:
LCAL ≧ LA + LB + LC → 2. Modus (angepaßter Modus)
LCAL < LA + LB + LC → 1. Modus (Normalmodus)
Nach dem Erhalt der Bestimmung für den Aufblasmodus durch die
Airbagaufblasmodus-Auswahlsektion 15 ermöglicht die Treiber
schaltung 16 das Entfalten des Airbag 2 in dem festgelegten
Aufblasmodus.
Anhand des Ablaufplanes der Fig. 6 wird nunmehr im einzelnen
der Ablauf zum Auswählen des Aufblasmodus unter Verwendung der
Wärmesensoren 3A, 3B, 3C als Mitfahrerpositions-Erfassungsan
ordnung 3 beschrieben. Dabei ist der Ablauf zum Berechnen der
Beifahrerverlagerung nach dem Erfassen einer Notbremsung der
selbe wie im Ablaufplan der Fig. 3 bei der ersten Ausführungs
form. Zusätzlich wird als Eingangswert für die Beifahrerposition
im Schritt S50 ein Signal für die Angabe erzeugt, in welcher
der Zonen A, B, C sich der Beifahrer gerade befindet.
Wenn das entfalten des Airbag von der Kollisions-Bewertungs
sektion 13 mittels des Aufblas-Algorithmus festgelegt wird,
wird der Airbag-Aufblasmerker FFIRE auf "1" gesetzt.
Im Ablauf der Fig. 6 wird dann im Schritt S210 ermittelt, ob
das Aufblasen des Airbag bestimmt worden ist oder nicht. Wenn
das Ergebnis im Schritt S210 JA lautet (FFIRE=1), geht der Ablauf
zum Schritt S220. Lautet dagegen das Ergebnis im Schritt S210
NEIN (FFIRE=0), ist der Ablauf beendet.
In den Schritten S220 bis 5240 wird bestimmt, wo der Beifahrer
33 sich infolge der Notbremsung gerade befindet. Wenn die im
Schritt S50 der Fig. 3 ermittelte Beifahrerposition in die Zone
A fällt, wird ermittelt, ob die im Schritt S100 berechnete
größte Bewegungsstrecke LCAL, den Umfang LA der Zone A übersteigt
(LCAL ≧ LA).
Desgleichen wird, wenn die im Schritt S50 der Fig. 3 ermittelte
Beifahrerposition in die Zone B fällt, ermittelt, ob die im
Schritt S100 berechnete größte Bewegungsstrecke LCAL den Gesamt
umfang LA + LB der Zonen A und B übersteigt (LCAL ≧ LA +
LB). Liegt die Beifahrerposition in der Zone C, dann wird ermit
telt, ob die größte Bewegungsstrecke LCAL den Gesamtumfang LA +
LB + LC der Zonen A, B und C übersteigt (LCAL ≧ LA + LB + LC).
Wenn die Bewertung jedes der Schritte S220, S230 oder S240 er
gibt, daß die Beifahrerposition außerhalb der Zone KOZ liegt,
dann geht der Ablauf zum Schritt S250 zur Ausgabe des Befehls
zum Aufblasen des Airbag im Normalmodus. Ergibt sich, daß die
Beifahrerposition innerhalb der Zone KOZ liegt, dann geht der
Ablauf zum Schritt S260 zur Ausgabe des Befehls zum Aufblasen
des Airbag im angepaßten Modus.
Auch in der zweiten Ausführungsform wird dann, wenn eine Fahr
zeugkollision mit der Notwendigkeit des Aufblasens des Airbag
auftritt, kein Vorgang zum Erfassen der Beifahrerposition zum
Zeitpunkt der erforderlichen Entfaltung des Airbag ausgeführt
und dann der Aufblasmodus für den Airbag ausgewählt. Durch das
vorherige Erfassen der Sitzposition des Beifahrers ist es beim
Auftreten einer Kollision sichergestellt, die Sitzposition als
Eingangswert zu erhalten, indem die unmittelbar vor der Kolli
sion erfolgte Notbremsung erfaßt und zusätzlich die Bewegungs
strecke des Beifahrers berechnet wird, die sich nach der Not
bremsung aus der negativen Beschleunigung des Fahrzeugs ergibt.
Auf diese Weise wird bei der zweiten Ausführungsformder Auf
blasmodus für den Airbag danach bestimmt, ob der Beifahrer zum
Zeitpunkt der Notwendigkeit für das Aufblasen des Airbag sich
in der Zone KOZ befindet oder in der Zone SZ. Damit kann der
Aufblasmodus zuverlässig auch dann bestimmt werden, wenn die
Einrichtung keinen hochempfindlichen Sensor zum Erfassen der
Beifahrerposition aufweist.
Obgleich die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese Ausführurgen
beschränkt. Für einen Fachmann sind aus den vorstehenden Darle
gungen Modifikationen und Abwandlungen ersichtlich. Wenn bei
spielsweise bei den vorstehenden Ausführungsformen die Regelung
des Aufblasmodus durch Steuern des Zündzeitpunktes der Inflato
ren erfolgt, so kann die Einrichtung als Abwandlung auch Infla
toren mit unterschiedlichen Gasmengen aufweisen. In diesem Fall
würden im ersten Modus beide Inflatoren gleichzeitig gezündet,
während im zweiten Modus einer der beiden Inflatoren gezündet
würde. Die herkömmlichen Inflatoren unterschiedlicher Bauweise
können natürlich bei der vorliegenden Einrichtung eingesetzt
werden.
Wenn auch bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der hoch
empfindliche Sensor zum Erfassen der Notbremsung dient, ann
dafür ebenso der Kollisionserfassungs-Beschleunigungssensor al
lein unter der Voraussetzung verwendet werden, daß er als hoch
empfindlicher Sensor einen weiten Bereich von geringer bis zu
hoher Beschleunigung bei der Fahrzeugkollision abdeckt.
Ferner kann bei Verwendung eines Sensor in einer ABS-(Antibloc
kiersystem-)Einrichtung das Arbeitssignal dieses Sensors als
das beschriebene Startsignal zum Berechnen der BeifahrerVerla
gerung dienen. In noch einfacherer Weise kann die Einrichtung
so aufgebaut sein, daß diese Berechnung durch die Aktivierung
eines Bremsschalters ausgelöst wird.
Wenn erfaßt wird, ob der Beifahrer durch einen Sicherheitsgurt
gesichert ist, kann die erfindungsgemäße Insassenschutzeinrich
tung in Abhängigkeit von der Voraussetzung arbeiten, daß der
Beifahrer den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
Der gesamte Inhalt der Japanischen Patentanmeldung P10-187798
vom 2. Juli 1998 wird in die vorstehende Offenbarung mit einbe
zogen.
Obgleich die Insassenschutzeinrichtung bei den beschriebenen
Ausführungsbeispielen sich auf den Airbag vor dem vorderen Bei
fahrersitz bezieht, kann die Einrichtung auch für den Airbags
bei den anderen Mitfahrersitzen zur Anwendung kommen.
Zusammengefaßt dient die erfindungsgemäße Insassenschutzein
richtung zum Schutz eines Beifahrers auf dem Beifahrersitz im
Fall einer Fahrzeugkollision. Hierzu wird aus einer schnellen
Erfassung der Beifahrerposition beim Beginn des Aufblasens des
Airbag 2 ein geeigneter Aufblasmodus ausgewählt. Wenn ein Not
brems-Beschleunigungssensor 12 eine Notbremsung durch den Fah
rer erfaßt, wird durch eine Mitfahrerpositions-Erfassungsanord
nung 3 die gegenwärtige Sitzposition des Beifahrers aufgenommen
und daraus sowie aus der Verlagerung des Beifahrers dessen Po
sition zu Beginn des Aufblasens errechnet. Die Beifahrerverla
gerung wird durch zweifache Zeitintegration einer Beschleuni
gung erhalten, die von einem Kollisionserfassungs-Beschleuni
gungssensor 11 aus der Größe des Stoßes bei der Fahrzeugkolli
sion erfaßt wurde. Wenn die errechnete Beifahrerposition außer
halb einer Zone liegt, die durch einen vorgegebenen Abstand von
einem Auffaltverschluß 31 definiert wird, erfolgt das Aufblasen
des Airbag mit normaler Geschwindigkeit. Liegt dagegen die er
rechnete Position innerhalb dieser Zone, dann wird der Airbag
in einem schwächeren Aufblasmodus entfaltet.
Weitere Abwandlungen im Rahmen der Erfindung sind möglich.
Claims (8)
1. Insassenschutzeinrichtung für Kraftfahrzeuge, gekennzeich
net durch:
- 1. einen Airbag (2), der in einem ersten Aufblasmodus entfaltet werden kann, bei dem der Airbag mit einem ersten Druck aufge blasen wird, oder in einem zweiten Aufblasmodus, bei dem der Airbag (2) mit einem zweiten Druck aufgeblasen wird, welcher niedriger ist als der erste Druck,
- 2. eine Kollisionsstoß-Erfassungseinheit (11) zum Erfassen der Größe (GP1) des bei einer Fahrzeugkollision auftretenden Sto ßes,
- 3. eine Notbrems-Erfassungseinheit (12) zum Erfassen eines ab rupten Abbremsens des Fahrzeugs,
- 4. eine Sitzpositions-Erfassungseinheit (3) zum Erfassen der Sitzposition eines Beifahrers (33) und zum Halten der erfaß ten Sitzposition,
- 5. eine Beifahrerpositions-Bewertungseinheit (14) zum Aufnehmen der von der Sitzpositions-Erfassungseinheit (3) erfaßten und gehaltenen Sitzposition des Beifahrers, wenn die Notbrems-Er fassungseinheit (12) ein abruptes Abbremsen des Fahrzeugs feststellt, und zum Bestimmen der Position des Beifahrers beim Aufblasen des Airbag (2) auf der Grundlage der Sitzposi tion und der Größe des von der Kollisionsstoß-Erfassungsein heit (11) erfaßten Stoßes, und
- 6. eine Airbagaufblas-Steuereinheit (15) zum Aufblasen des Air bag im ersten oder im zweiten Aufblasmodus in Abhängigkeit von der getroffenen Bestimmung,
- 7. wobei dann, wenn die Stärke des Stoßes einen bestimmten Wert überschreitet und die von der Beifahrerpositions-Bewertungs einheit (14) bestimmte Position des Beifahrers außerhalb ei ner vorgegebenen Zone liegt, die durch einen vorbestimmten Abstand von einem Öffnungsverschluß (31) für den Airbag (2) definiert ist, die Airbagaufblas-Steuereinheit (15) das Auf blasen des Airbag im ersten Aufblasmodus steuert,
- 8. und wenn die Position des Beifahrers von der Beifahrerpositi ons-Bewertungseinheit (14) als innerhalb der vorgegebenen Zo ne liegend erkannt wird, die Airbagaufblas-Steuereinheit (15) das Aufblasen des Airbag (2) im zweiten Aufblasmodus steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Notbrems-Erfassungseinheit (12) eine Stoßerfassungseinheit
zum Erfassen eines durch abruptes Abbremsen des Fahrzeugs er
zeugten Stoßes aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Notbrems-Erfassungseinheit (12) einen Bremsschalter auf
weist, der durch das Treten des Fahrers auf die Bremse betätigt
wird.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sitzpositions-Erfassungseinheit (3) einen
Bereichssensor aufweist, der den Abstand zwischen dem Auffalt
verschluß (31) für den Airbag (2) und dem Beifahrer (33) er
faßt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Airbag (2) vor dem vorderen Beifahrersitz (32) angeordnet
ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die vom Beifahrer (33) einzunehmende Sitzpo
sition in Längsrichtung des Fahrzeugs in mehrere Zonen aufge
teilt ist, und daß die Sitzpositions-Erfassungseinheit (3) ei
nen Infrarotsensor (3A, 3B, 3C) aufweist, der das vom Kopf des
Beifahrers (33) abgestrahlte Infrarotlicht erfaßt, wenn der
Beifahrer in der jeweiligen Zone sitzt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Airbag (2) vor dem vorderen Beifahrersitz (32) angeordnet
ist.
8. Insassenschutzeinrichtung für Kraftfahrzeuge, gekennzeich
net durch:
- 1. einen Airbag (2), der in einem ersten Aufblasmodus entfaltet werden kann, bei dem der Airbag mit einem ersten Druck aufge blasen wird, oder in einem zweiten Aufblasmodus, bei dem der Airbag mit einem zweiten Druck aufgeblasen wird, welcher niedriger ist als der erste Druck,
- 2. eine Kollisionsstoß-Erfassungseinrichtung (11) zum Erfassen der Größe GP1) des bei einer Fahrzeugkollision auftretenden Stoßes,
- 3. eine Notbrems-Erfassungseinrichtung (12) zum Erfassen eines abrupten Abbremsens des Fahrzeugs,
- 4. eine Sitzpositions-Erfassungseinrichtung (3) zum Erfassen der Sitzposition eines Beifahrers (33) und zum Halten der erfaß ten Sitzposition,
- 5. eine Mitfahrerpositions-Bewertungseinrichtung (14) zum Auf nehmen der von der Sitzpositions-Erfassungseinrichtung (3) erfaßten und gehaltenen Sitzposition des Beifahrers, wenn die Notbrems-Erfassungseinrichtung (12) ein abruptes Abbremsen des Fahrzeugs feststellt, und zum Bestimmen der Position des Beifahrers beim Aufblasen des Airbag auf der Grundlage der Sitzposition und der Größe des von der Kollisionsstoß-Erfas sungseinrichtung (11) erfaßten Stoßes, und
- 6. eine Airbagaufblas-Steuereinrichtung (15) zum Aufblasen des Airbag (2) im ersten oder im zweiten Aufblasmodus in Abhän gigkeit von der getroffenen Bestimmung,
- 7. wobei dann, wenn die Stärke des Stoßes einen bestimmten Wert überschreitet und die von der Beifahrerpositions-Bewertungs einrichtung (14) bestimmte Position des Beifahrers außerhalb einer vorgegebenen Zone liegt, die durch einen vorbestimmten Abstand von einem Öffnungsverschluß (31) für den Airbag (2) definiert ist, die Airbagaufblas-Steuereinrichtung (15) das Aufblasen des Airbag im ersten Aufblasmodus steuert,
- 8. und wenn die Position des Beifahrers von der Beifahrerpositi ons-Bewertungseinrichtung (14) als innerhalb der vorgegebenen Zone liegend erkannt wird, die Airbagaufblas-Steuereinrich tung (15) das Aufblasen des Airbag (2) im zweiten Aufblasmo dus steuert.
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