DE19955559B4

DE19955559B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung unter Verwendung von Zusammenstoßschwereindizierung und einen Knautschzonensensor

Info

Publication number: DE19955559B4
Application number: DE19955559A
Authority: DE
Inventors: Chek-Peng Foo (Anson), Ann Arbor; Huahn-Fern Yeh (Jeff), Novi; Anne Marie Ann Arbor Shields; Wei-Te Novi Chiang; Kevin D. Farmington Hills Weiss
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: GB2343977A; GB2343977B; US6186539B1; DE19955559A1; GB9926892D0

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung (12, 13) für ein Fahrzeug (11), wobei die Rückhaltevorrichtung (12, 13) eine Vielzahl von betätigbaren Stufen (24, 26) besitzt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
einen zentralen Zusammenstoßsensor (14 ,16), der an einer im wesentlichen zentralen bzw. mittigen Stelle des Fahrzeugs sitzt, zum Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung während eines Fahrzeugzusammenstoßzustandes und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignals (18, 20);
Geschwindigkeitsbestimmungsmittel (72) ansprechend auf das erste Zusammenstoßbeschleunigungssignal (18, 20) zur Bestimmung eines Zusammenstoßgeschwindigkeitswerts (74, 174) aus dem ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignal (18, 20) und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden Zusammenstoßgeschwindigkeitssignals;
einen Knautschzonensensor (17, 19, 21), der an einer vorderen Stelle des Fahrzeugs angeordnet ist, um so der Zusammenstoßbeschleunigung relativ früh während des Fahrzeugzusammenstoßzustandes ausgesetzt zu sein, wobei der Knautschzonensensor ein dafür anzeigendes zweites Zusammenstoßbeschleunigungssignal (23, 25) vorsieht;
Steuermittel (22) gekoppelt mit der betätigbaren Vorrichtung (12, 13), dem zentralen Zusammenstoßsensor (14, 16) und dem Knautschzonensensor...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung mit einer Vielzahl von betätigbaren Stufen.
Hintergrund der Erfindung
Betätigbare Insassenrückhaltesysteme, wie beispielsweise Airbags, für Fahrzeuge sind im Stand der Technik gut bekannt. Solche Rückhaltesysteme umfassen eine oder mehrere zusammenstoßabfühlende Vorrichtungen zum Abfühlen einer Fahrzeugzusammenstoßbeschleunigung (Fahrzeugverzögerung). Airbagrückhaltesysteme umfassen ferner eine elektrisch betätigbare Zündvorrichtung, auf die sich als Zünder bezogen wird. Wenn die zusammenstoßabfühlende Vorrichtung ein Einsatzzusammenstoßereignis abfühlt, wird ein elektrischer Strom mit ausreichender Größe und Dauer durch den Zünder zum Zünden des Zünders geleitet. Sobald er gezündet ist, initiiert der Zünder den Fluss eines Aufblasströmungsmittels in einen Airbag aus einer Quelle für Aufblasströmungsmittel, wie im Stand der Technik bekannt.
Bestimmte bekannte zusammenstoßabfühlende Vorrichtungen, die in betätigbaren Insassenrückhaltesystemen verwendet werden, sind von mechanischer Natur. Noch andere bekannte betätigbare Insassenrückhaltesysteme für Fahrzeuge umfassen einen elektrischen Wandler, wie beispielsweise einen Beschleunigungsmesser, zum Abfühlen einer Fahrzeugzusammenstoßbeschleunigung. Systeme, die einen Beschleunigungsmesser als einen Crash- oder Zusammenstoßsensor verwenden, umfassen ferner irgendeine Schaltung, beispielsweise eine Steuerung, zur Überwachung des Ausgangs des Beschleunigungsmessers. Der Beschleunigungsmesser sieht ein elektrisches Signal mit einer elektrischen Charakteristik vor, die anzeigend für die Zusammenstoßbeschleunigung des Fahrzeugs ist. Der Beschleunigungsmesser ist betätigbar mit einer Steuerung bzw. Steuervorrichtung verbunden, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, der einen Zusammenstoßalgorithmus ausführt, und zwar auf dem Beschleunigungssignal für den Zweck der Unterscheidung bzw. Diskriminierung zwischen einem Einsatz- und einem Nicht-Einsatz-Zusammenstoßereignis. Wenn das Auftreten eines Einsatzzusammenstoßereignisses bestimmt wurde, wird die Rückhaltevorrichtung betätigt, beispielsweise wird ein Airbag eingesetzt bzw. entfaltet.
Ein bestimmter Typ eines Insassenrückhaltesystems, das im Stand der Technik bekannt ist, ist ein Mehrstufeninsassenrückhaltesystem, das mehr als eine betätigbare Stufe assoziiert mit einem einzigen Airbag umfasst. In einem mehrstufigen Airbagrückhaltesystem ist das Aufblasen des Airbags das Ergebnis der Steuerung einer mehrstufigen Aufblasvorrichtung. Solche mehrstufigen Airbagsysteme besitzen typischerweise zwei oder mehrere getrennte Quellen für Aufblasströmungsmittel, die durch die Betätigung von assoziierten Zündern gesteuert werden. Bekannte Steueranordnungen steuern die Betätigung der mehreren Stufen basierend auf einer Zeitsteuerfunktion. Ein Problem tritt bei der Überwachung eines Beginns des Zusammenstoßereignisses beim Starten der Zeitsteuerung ein. Falsche Starts (und Ende) könnten auf grund von Signalen auftreten, die aus einem Straßenrauschen bzw. Straßengeräusch resultieren.

US Patent Nr. 3,966,224 ist auf ein mehrstufiges Airbagrückhaltesystem mit zwei Zündern gerichtet. Bei bestimmten Arten von Zusammenstoßbedingungen wird eine erste Stufe betätigt gefolgt, durch die Betätigung einer zweiten Stufe bei einer vorbestimmten Zeit nach der Betätigung der ersten Stufe. Wenn die Zusammenstoßbeschleunigung größer als ein vorbestimmter Pegel ist, werden beide Stufen simultan betätigt.

US Patent Nr. 4,021,057 ist auf ein mehrstufiges Airbagrückhaltesystem mit einer Vielzahl von Feuerelementen für Gasgeneratoren gelenkt. Eine Zusammenstoßgeschwindigkeit wird mit einer Vielzahl von Schwellenwerten für die Steuerung der Vielzahl von Zündern verglichen, und dadurch wiederum für die Steuerung der Aufblasrate des Airbags.

US Patent Nr. 5,400,487 ist auf ein Airbagrückhaltesystem mit einer Vielzahl von getrennt gesteuerten Gasgeneratoren bzw. Gaserzeugungsvorrichtungen gerichtet, die bei ausgewählten Zeiten in einer ausgewählten Ordnung bzw. Abfolge betätigt werden, um das Aufblasprofil des Airbags zu steuern. Die selektive Auslösung bzw. das Triggern ist eine Funktion sowohl der Zusammenstoßart, die aus den in der Vergangenheit empfangenen Beschleunigungsdaten extrapoliert wird, und der Insassenposition basierend auf empfangenen Insassenpositionsdaten.

US Patent Nr. 5,411,289 ist auf ein Airbagrückhaltesystem mit einer Mehrfachpegelgaserzeugungsquelle gerichtet. „Die elektronische Steuereinheit ist ansprechend auf eine Kombination der abgeführten Eingänge von dem Temperatursensor, dem Sitzgurtsensor und dem Beschleunigungssensor, um sowohl einen optimalen Gaserzeugungspegel als auch die Zeiten für die Aufblassequenz zur Steuerung der Mehrfachpegelgaserzeugungsquelle zu bestimmen." (Zusammenfassung des '289-Patents) Viele Arten von Zusammenstoßalgorithmen zur Diskriminierung zwischen Einsatz- und Nicht-Einsatz-Zusammenstoßereignissen sind im Stand der Technik bekannt. Algorithmen sind typischerweise dazu angepaßt, um besondere Typen bzw. Arten von Zusammenstoßereignissen für besondere Fahrzeugumgebungen bzw. Fahrzeugplattformen zur detektieren. Ein Beispiel eines solchen Algorithmus ist im US Patent Nr. 5,587,906 an Mclver und andere gelehrt, das an TRW Inc. erteilt wurde.

Airbagrückhaltesysteme sind ebenso dafür bekannt, daß sie mehr als einen Sensor zur Detektion eines Einsatzzusammenstoßereignisses erfordern. Oft sind die vielen Sensoren in einem Abstimmungsschema angeordnet, bei welchem alle Sensoren „übereinstimmen" müssen, daß ein Einsatzzusammenstoßereignis vorliegt, bevor die Betätigung der Rückhaltevorrichtung initiiert wird. In bestimmten bekannten Anordnungen mit einem ersten und einem zweiten Sensor wird sich auf den zweiten Sensor als „Sicherheitssensor" bezogen. Eine Airbagbetätigung tritt nur dann auf, wenn der erste Sensor und der Sicherungs- bzw. Sicherheitssensor anzeigen, daß ein Einsatzzusammenstoßereignis vorliegt.

Es ist wünschenswert, bestimmte Zusammenstoßereignistypen zu unterscheiden für Fahrzeuge, die eine Konstruktion besitzen, die in der Technik als „Rahmenkörper"-Konstruktion bekannt ist. Solche Fahrzeuge umfassen Lastkraftwagen und Sportnutzfahrzeuge. Bei diesen Fahrzeugtypen ist die Unterscheidung von bestimmten Zusammenstoßereignistypen unter Verwendung eines einzigen Zusammenstoßabfühlpunktes mit dem Zusammenstoßsensor im wesentlichen an einer Position in der Mitte des Fahrzeugs angeordnet schwierig. Ein solches Zusammenstoßereignis, das schwierig zu diskriminieren bzw. zu unterscheiden ist, ist jenes, das als „high speed bumper override" bzw. „Umgehung der Dämpfung bei hoher Geschwindigkeit" bekannt ist.

Des weiteren zeigt die DE 195 81 772 T1 eine Sicherheitsanordnung in einem Motorfahrzeug mit einem Prozessor dem ein zentraler Beschleunigungsmesser sowie ein Frontsensor zugeordnet sind. Der Frontsensor kann zwischen unterschiedlichen Härtegraden des Aufpralls unterscheiden. Der Prozessor steuert wenigstens eine Sicherheitseinrichtung wie beispielsweise ein Airbag. Der Prozessor kann die Sicherheitseinrichtung abhängig von einem von dem zentralen Beschleunigungsmesser vorgegebenen Signal aktivieren und er kann die Funktionsart der Sicherheitseinrichtung abhängig von dem Signal des Grundsensors wählen oder steuern.

Die DE 197 400 19 A1 zeigt eine Einrichtung für den Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug bei der mittels zweier Beschleunigungssensoren im Frontbereich und in der Fahrzeugmitte die Steuerung zweistufiger Rückhaltemittel durch Schwellwertentscheidungen durchgeführt wird. Die Steuereinheit löst in Abhängigkeit des ausgewerteten Beschleunigungssignals und des Signals von der Aufprallsensoreinheit das Insassenschutzmittel aus.

Die DE 197 513 36 A1 zeigt eine Einrichtung und Verfahren zur Einschaltsteuerung einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung mittels einem Bodensensor und mehreren Frontsensoren. Dazu werden die in Längsrichtung des Fahrzeugs wirkende Verlangsamung je gemessen und zusammen mit den Signalen der Frontsensoren ausgewertet und mit Schwellwerten verglichen. Dies ermöglicht es eine passive Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung unabhängig von der Art einer Kollision in die das Fahrzeug verwickelt ist zu dem frühest möglichen Zeitpunkt einzuschalten.

Die EP 0 982 199 A1 zeigt eine Auslösesteuerung für einen Airbag mit einem System mit Frontsensoren sowie einem zentralen Beschleunigungssensor zur Erkennung und Bewertung eines Fahrzeugaufpralls. Dazu werden die Signale der einzelnen Beschleunigungssensoren zeitlich aufintegriert und die Differenz zwischen den Integrationswerten bzw. diese Werte selbst und die Änderung der Ableitung der Differenzwerte werden zur Steuerung der Auslösung eines mehrstufigen Rückhaltesystems ausgewertet.

Das Ziel der Erfindung wurde erreicht durch das Vorsehen einer Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung nach Ansprüche 1 und 4 sowie eines Verfahrens zur Steuerung der Betätigung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung gemäss Anspruch 7. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines betätigbaren Insassenrückhaltesystems für ein Fahrzeug gerichtet, wobei die Rückhalteeinrichtung erste und zweite betätigbare Stufen besitzt. Die Vorrichtung weist einen Zusammenstoßsensor zum Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung und zum Vorsehen eines Zusammenstoßbeschleunigungssignals auf, das anzeigend dafür ist, und einen Bestimmer bzw. eine Bestimmungsvorrichtung für die durchschnittliche Zusammenstoßbeschleunigung ansprechend auf das Zusammenstoßbeschleunigungssignal zum Bestimmen eines durchschnittlichen Zusammenstoßbeschleunigungswerts und zum Vorsehenn eines Signals, das anzeigend dafür ist. Die Vorrichtung weist ferner eine betriebsmäßig mit den ersten und zweiten betätigbaren Stufen gekoppelte Steuerung auf. Die Steuerung bewirkt eine Betätigung der ersten betätigbaren Stufe, wenn der bestimmte bzw. festgestellte Durchschnittsbeschleunigungswert einen ersten Schwellenwert übersteigt. Die Steuerung bestimmt einen Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert gemäß einem Zeitintervall vom Überschreiten des ersten Schwellenwerts durch den bestimmten Durchschnittszusammenstoßbeschleunigungswert bis zum Überschreiten eines zweiten Schwellenwerts durch den bestimmten Durchschnittszusammenstoßbeschleunigungswert. Die Steuerung bewirkt eine Betätigung der zweiten betätigbaren Stufe ansprechend auf den Zusammenstoßschwereindexwert.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine Vorrichtung einen zentralen bzw. mittigen Zusammenstoßsensor auf, der an einer im wesentlichen mittigen Stelle des Fahrzeugs zum Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung während eines Fahrzeugzusammenstoßzustandes angeordnet ist, und der ein erstes Zusammenstoßbeschleunigungssignal anzeigend dafür liefert. Geschwindigkeitsbestimmungsmittel, die ansprechend auf das erste Zusammenstoßbeschleunigungssignal sind, bestimmen einen Zusammenstoßgeschwindigkeitswert aus dem ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignal und sehen ein Zusammenstoßgeschwindigkeitssignal anzei gend dafür vor. Ein Knautsch- bzw. Quetschzonensensor ist an einer vorderen Stelle des Fahrzeugs angeordnet, so daß er der Zusammenstoßbeschleunigung relativ früh während des Fahrzeugzusammenstoßzustandes ausgesetzt ist. Der Knautschzonensensor liefert ein zweites Zusammenstoßbeschleunigungssignal, das anzeigend für die abgefühlte Zusammenstoßbeschleunigung ist. Die Vorrichtung weist ferner Steuermittel auf, die gekoppelt sind mit der betätigbaren Einrichtung, dem mittigen bzw. zentralen Zusammenstoßsensor und dem Knautschzonensensor, und zwar für (i) das Bewirken der Betätigung einer ersten Stufe einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung, wenn der bestimmte bzw. festgestellte Zusammenstoßgeschwindigkeitswert einen ersten Schwellenwert übersteigt, (ii) das Bewirken der Betätigung der ersten der betätigbaren Stufen, wenn ein mit dem Zusammenstoßbeschleunigungswert funktional in Beziehung stehender Wert vom Knautschzonensensor einen zweiten Schwellenwert übersteigt, (iii) wenn der bestimmte Zusammenstoßgeschwindigkeitswert einen dritten Schwellenwert übersteigt, Bestimmen eines ersten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert, der mit einem Zeitintervall vom Übersteigen des ersten Schwellenwerts durch den bestimmten Zusammenstoßgeschwindigkeitswert bis zum Übersteigen eines dritten Schwellenwerts durch den bestimmten Zusammenstoßgeschwindigkeitswert in Beziehung steht, und für (iv), wenn die bestimmte Zusammenstoßbeschleunigung vom Knautschzonensensor einen vierten Schwellenwert übersteigt, Bestimmen eines zweiten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert, der mit einem Zeitintervall vom Übersteigen des zweiten Schwellenwerts durch den bestimmten Knautschzonensensorzusammenstoßbeschleunigungswert bis zum Übersteigen des vierten Schwellenwerts durch den bestimmten Knautschzonensensorzusammenstoßbeschleunigungswert in Beziehung steht. Die Steuermittel steuern die Betätigung einer zweiten der betätigbaren Stufen ansprechend auf einen der ersten und zweiten Zusammenstoßschwereindexwerte.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert ein Verfahren die Betätigung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung mit einer Vielzahl von betätigbaren Stufen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung an einer wesentlichen mittigen Stelle bzw. Position des Fahrzeugs und Vorsehen eines ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignals anzeigend dafür, Bestimmen eines Geschwindigkeitswerts ansprechend auf das erste Zusammenstoßbeschleunigungssignal und Abfühlen einer Zusammenstoßbeschleunigung an einer vorderen Stelle des Fahrzeugs und Liefern eines zweiten Zusammenstoßbeschleunigungssignals anzeigend dafür. Das Verfahren weist ferner folgende Schritte auf: Bewirken der Betätigung einer ersten der betätigungbaren Stufen ansprechend darauf, daß zumindest einer der bestimmten Geschwindigkeitswerte einen ersten Schwellenwert übersteigt und das zweite Zusammenstoßbeschleunigungssignal einen zweiten Schwellenwert übersteigt, Bestimmen, und zwar nach der Betätigung der ersten Stufe, eines ersten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert ansprechend auf ein Zeitintervall vom Überschreiten des ersten Schwellenwerts durch den bestimmten Geschwindigkeitswert bis zum Überschreiten eines dritten Schwellenwerts durch den bestimmten Geschwindigkeitswert und Bestimmen eines zweiten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert ansprechend auf das Zeitintervall vom Überschreiten des zweiten Schwellenwerts durch den Zusammenstoßbeschleunigungswert bis zum Überschreiten eines vierten Schwellenwerts durch denselben, und Bewirken der Betätigung einer zweiten der betätigbaren Stufen ansprechend auf die ersten und zweiten Zusammenstoßschwereindexwerte.

Das Vorangegangene und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich dem Fachmann bei der Betrachtung der folgenden Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen verdeutlichen, wobei Folgendes gezeigt ist:
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines betätigbaren Insassenrückhaltesystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das die Sensoranordnungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Teils des Systems der 1;
4 ist eine graphische Darstellung der Federkraft eines Insassen als Funktion der Insassenversetzung zur Verwendung mit dem Federmassenmodell der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine graphische Darstellung einer Dämpfungskraft eines Insassen als Funktion einer Insassengeschwindigkeit zur Verwendung mit dem Federmassenmodell der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine graphische Darstellung eines bestimmten bzw. festgestellten Geschwindigkeitsmetrikwerts als eine Funktion eines bestimmten Versetzungsmetrikwerts, die das Kreuzen der niedrigen und hohen Schwellenwerte zeigt;
7 ist ein Funktionsblockdiagramm eines weiteren Teils des Systems der 1;
8 ist ein Funktionsblockdiagramm von noch einem weiteren Teil des Systems der 1;
9 ist ein Funktionsblockdiagramm von noch einem weiteren Teil des Systems der 1;
10 ist eine graphische Darstellung eines bestimmten Beschleunigungsmetrikwerts als eine Funktion eines bestimmten Versetzungsmetrikwerts, die das Kreuzen der niedrigen und hohen Schwellenwerte für sowohl den Zustand des angeschnallten als auch des nicht angeschnallten Insassen zeigt;
11 ist eine tabellarische Darstellung, die die Wirkung der verschiedenen Zusammenstoßschwereindizes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
12A bis 12D sind Fließdiagramme, die die Steuerprozesse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
13A-18B sind graphische Darstellungen von Auftragungen der betimmten Insassengeschwindigkeit gegen die Insassenversetzung für verschiedene Zusammenstoßereignistypen; und
19-26 sind graphische Darstellungen von einer bestimmten Durchschnittsbeschleunigung als eine Funktion der bestimmten Versetzung für verschiedene erwartete Zusammenstoßzustände eines Fahrzeugs, und zwar aus den Knautschzonensensordaten.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 stellt ein Insassenrückhaltesystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und zwar zur Verwendung in einem Fahrzeug 11. Das System 10 umfaßt ein betätigbares Rückhaltesystem 12, wie beispielsweise ein Airbagrückhaltesystem. Obwohl das Rückhaltesystem 12 als ein Airbagrückhaltesystem beschrieben und gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem Airbagrückhaltesystem beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf jegliche betätigbare Rückhaltevorrichtung, die mehrere betätigbare Stufen besitzt, oder auf eine Vielzahl von betätigbaren Rückhaltevorrichtungen, die simultan oder aufeinanderfolgend betätigt werden können. Es ist nur ein einzelner Airbag mit einer Vielzahl von betätigbaren Stufen beschrieben, und zwar aus Gründen der Einfachheit für die Erklärung. Die Erfindung ist ebenso anwendbar auf Fahrzeuge mit mehreren Airbags, wobei zumindest einer der Airbags ein mehrstufiger Airbag ist, der gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird. Die anderen betätigbaren Rückhaltevorrichtungen sind bei 13 angezeigt.
Das System 10 umfasst zumindest einen zentral bzw. mittig angeordneten Zusammenstoß- oder Kollisionssensor. Bevorzugterweise umfasst es eine Vielzahl von zentral angeordneten Zusammenstoßbeschleunigungssensoren 14 und 16, von denen ein jeder ein Zusammenstoßbeschleunigungssignal 18 bzw. 20 vorsieht, das eine Charakteristik besitzt, die anzeigend für die abgefühlte Zusammenstoßbeschleunigung ist. Diese zentral angeordneten Zusammenstoßbeschleunigungssignale können mehrere Formen annehmen, wie im Stand der Technik bekannt ist. Das Zusammenstoßbeschleunigungssignal kann eine Amplitude, Frequenz, Pulsdauer usw. besitzen, die als Funktion der Zusammenstoßbeschleunigung variieren. Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels besitzen die Zusammenstoßbeschleunigungssignale Frequenz- und Amplitudenkomponenten, die funktional mit der Zusammenstoßbeschleunigung in Beziehung stehen.
Zusätzlich zu den Zusammenstoßbeschleunigungssensoren 14, 16 weist das System Quetsch- bzw. Knautschzonensensoren 17, 19 auf. Diese Knautschzonensensoren sind an einem vorderen Teil des Fahrzeugs 11 ( 2) montiert, und zwar mit jeweils einem Sensor an jeder Vorderseite des Fahrzeugs. Ein dritter Knautschsensor 21 könnte, sofern gewünscht, verwendet werden und in einem vorderen mittleren Teil des Fahrzeugs angeordnet sein. Zu Zwecken der Erklärung sind nur zwei Knautschzonensensoren 17 und 19 gezeigt und beschrieben. Die Signale 23, 25 von den Knautschzonensensoren 17 bzw. 19 haben ebenso Frequenz- und Amplitudenkomponenten, die funktional mit der durch das Fahrzeug erfahrenen Zusammenstoßbeschleunigung in Beziehung stehen. Die Knautschzonensensoren sind bevorzugterweise an der Stelle des Kühlers des Fahrzeugs montiert und dienen zur besseren Unterscheidung bzw. Diskriminierung von bestimmten Typen von Zusammenstoßzuständen, indem sie die Zusammenstoßsensoren 14, 16 für einen einzigen Punkt an der mittleren Stelle des Fahrzeugs ergänzen.
Die Zusammenstoßbeschleunigungssignale 18, 20, 23 und 25 werden an eine Steuervorrichtung bzw. Steuerung 22 geliefert, wie beispielsweise einen Mikrocomputer. Auch wenn das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Mikrocomputer verwendet, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Mikrocomputers beschränkt. Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, daß die Funktionen, die durch den Mikrocomputer ausgeführt werden, durch eine diskrete Digital- und/oder Analogschaltung ausgeführt werden könnten, und sie könnten auf einer oder mehreren Schalttafeln oder als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung („ASIC" = application specific integrated circuit) zusammengebaut sein. Die Zusammenstoßbeschleuni gungssignale 18, 20, 23 und 25 werden bevorzugterweise durch Filter 42, 43, 33 bzw. 35 gefiltert, um Frequenzkomponenten zu entfernen, die nicht bei der Diskriminierung eines Fahrzeugzusammenstoßereignisses nützlich sind, beispielsweise Frequenzkomponenten, die von Straßenrauschen bzw. Straßengeräusch herrühren. Nützliche Frequenzen für eine Zusammenstoßdiskriminierung werden über empirisches Testen festgestellt.
Die Steuerung 22 überwacht die gefilterten Zusammenstoßbeschleunigungssignale 44, 45, 47 und 49 von den Filtern 42, 43, 33 bzw. 35 und sie führt einen oder mehrere vorgewählte Zusammenstoßalgorithmen durch, um zu unterscheiden bzw. zu diskriminieren, ob ein Einsatz- oder ein Nicht-Einsatzzusammenstoßereignis für das Fahrzeug vorliegt. Jeder Zusammenstoßalgorithmus misst und/oder bestimmt Werte des Zusammenstoßereignisses aus den Zusammenstoßbeschleunigungssignalen. Diese Werte werden für die Entscheidung zum Einsatz verwendet. Solche gemessenen und/oder bestimmten Zusammenstoßwerte werden ebenso als „Zusammenstoßmetriken" bezeichnet und umfassen eine Zusammenstoßbeschleunigung, Zusammenstoßenergie, Zusammenstoßgeschwindigkeit, Zusammenstoßversetzung, Zusammenstoßruck usw. Basierend auf den Zusammenstoßbeschleunigungssignalen 44, 45, 47 und 49 stellt gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels die Steuerung 22 weitere Zusammenstoßschwereindexwerte fest, und zwar für ein Zusammenstoßereignis unter Verwendung von Zusammenstoßschweremetriken (die weiter unten beschrieben), und verwendet diese bestimmten Zusammenstoßschwereindexwerte bei der Steuerung der mehreren betätigbaren Stufen der betätigbaren Rückhaltevorrichtung 12.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, umfasst das Airbagrückhaltesystem 12 eine erste betätigbare Stufe 24 und eine zweite betätigbare Stufe 26, d.h. zwei getrennte Quellen für Aufblasströmungsmittel in Strömungsmittelverbindung mit einer einzigen Airbagrückhaltevorrichtung 12. Jede Stufe 24, 26 besitzt einen assoziierten Zünder (nicht gezeigt), der, wenn er mit ausreichend Strom für eine ausreichende Zeitdauer angeregt wird, einen Strömungsmittelfluss von einer assoziierten Strömungsmittelquelle initiiert. Wenn eine Stufe betätigt wird, tritt ein Aufblasen prozentmäßig kleiner als 100% ein. Zum Erreichen eines 100%igen Aufblasens muß die zweite Stufe innerhalb einer vorbestimmten Zeit der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden.
Im Speziellen führt die Steuerung 22 einen Zusammenstoßalgorithmus unter Verwendung der Zusammenstoßmetriken durch und gibt ein oder mehrere Signale an die betätigbare Rückhaltevorrichtung 12 aus, um eine Betätigung von einer oder beiden betätigbaren Aufblasstufen 24 und 26 zu bewirken. Wie erwähnt, können andere betätigbare Rückhaltevorrichtungen 13 verwendet werden und gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert werden. Zusätzlich zu diesen anderen betätigbaren Rückhaltevorrichtungen ist insbesondere in Erwägung gezogen, daß Vorspannvorrichtungen 150 gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die betätigbare Vorrichtung 12 ein Airbagmodul mit ersten und zweiten betätigbaren Stufen 24 bzw. 26. Jede der betätigbaren Stufen umfasst einen assoziierten Zünder von dem Typ, der im Stand der Technik bekannt ist. Jeder Zünder ist betriebsmäßig mit einer assoziierten bzw. zugeordneten Quelle aus einem gaserzeugenden Material und/oder einer Flasche mit unter Druck stehendem Gas verbunden. Die Zünder werden dadurch gezündet, daß eine vorbestimmte Menge von elektrischem Strom durch sie für eine vorbestimmte Zeitdauer geleitet wird. Der Zünder zündet das gaserzeugende Material und/oder durchlöchert die unter Druck stehende Gasflasche, wodurch die Rückhaltevorrichtung 12 aufgeblasen wird. Die Gasmenge, die in den Gassack bzw. Airbag freigegeben wird, ist eine direkte Funktion der Anzahl der Stufen, die betätigt sind, und der Zeitsteuerung von deren Betätigung. Je mehr Stufen während der vorbestimmten Zeitdauern betätigt werden, desto mehr Gas wird in den Gassack bzw. Sack freigegeben. Gemäß eines Ausführungsbeispiels besitzt der Airbag zwei Stufen. Wenn nur eine Stufe betätigt wird, tritt ein 40%iges Aufblasen ein. Wenn die Stufen innerhalb von 5 msek aufeinander betätigt werden, tritt ein 100%iges Aufblasen ein. Wenn die Stufen ungefähr 20 msek voneinander getrennt betätigt werden, tritt ein Aufblasen mit unterschiedlicher, geringer Prozentgröße ein. Durch Steuerung der Betätigungszeitsteuerung der Mehrfachstufen wird das dynamische Profil des Sacks gesteuert, d.h. die Aufblasrate, die Aufblasmenge usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert eine Feuersteuerung 31 innerhalb der Steuerung 22 die Betätigung der ersten und zweiten betätigbaren Stufen 24 und 26 unter Verwendung der festgestellten Zusammenstoßmetriken. Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beeinflussen mehrere Faktoren zusätzlich zu den festgestellten Zusammenstoßmetriken die Betätigung der Stufen der betätigbaren Rückhaltevorrichtung 12. Solche zusätzlichen Faktoren umfassen (i) das Auftreten eines Seitenaufprallereignisses, wie aus einem Signal 30 von Seitenaufprallsensoren 28 bestimmt, (ii) den Zustand einer Sitzgurtschnalle, wie aus einem Signal 34 von einem Schnallenschalter 32 bestimmt, und/oder (ii) das Insassengewicht, wie aus einem Signal 38 von einem Insassengewichtssensor 36 bestimmt. Zusätzlich zu den Senoren 28, 32 und 36 kann das System 10 auch andere Sensoren 40 aufweisen, die Signale 41 vorsehen, die für noch einen anderen Insassenzustand anzeigend sind und/oder einem Fahrzeugzustand, der nützlich bei der Steuerung der betätigbaren Rückhaltevorrichtung 12 sein könnte. Beispielsweise könnten die anderen Sensoren 40 einen Fahrzeugüberschlagsensor, einen Sensor zum Detektieren der Höhe, Größe und/oder Umfang eines Fahrzeuginsassens, einen Insassenpositionssensor usw. umfassen.
Wie erwähnt, umfasst das System gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zwei im wesentlichen zentral angeordnete Beschleunigungssensoren 14, 16. Der erste Beschleunigungssensor 14 wird zur Bestimmung der Zusammenstoßmetrikwerte verwendet, die mit einem angeschnallten Fahrzeuginsassen assoziiert sind. Der zweite Beschleunigungssensor 16 wird zur Bestimmung der Zusammenstoßmetrikwerte verwendet, die mit einem nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen assoziiert sind.
Bezugnehmend auf 3 repräsentiert ein Funktionalblockdiagramm schematisch bestimmte der Steuerfunktionen, die von der Steuerung 22 auf die Signale vom ersten Beschleunigungssensor 14 und den Seitenaufprallsensoren 28 durchgeführt werden. Im Speziellen entsprechen die Blockelemente (mit Ausnahme der Sensoren 14, 28 und des Filters 42) Funktionellen bzw. Funktionaloperationen, die durch die Steuerung 22 durchgeführt werden. Bevorzugterweise, wie erwähnt, ist die Steuerung 22 ein Mikrocomputer, der zur Durchführung dieser dargestellten Funktionen programmiert ist. Der Fachmann wird erkennen, daß diese Funktionen alternativ durch diskrete Schaltungen, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung („ASIC") oder eine Kombination von integrierten Schaltungen durchgeführt werden könnten. Auf die Beschreibung von „Funktionen", die durch die Steuerung 22 durchgeführt werden, kann sich auch hier als „Schaltungen" bezogen werden. Beispielsweise kann sich auf eine Summationsfunktion auswechselbar auf eine Summationsschaltung bezogen werden.
Der erste Beschleunigungssensor 14, bevorzugterweise ein Beschleunigungsmesser, gibt ein erstes Beschleunigungssignal 18 mit einer Charakteristik aus (beispielsweise Frequenz und Amplitude), die anzeigend für die Zusammenstoßbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Zusammenstoßereignisses ist. Das Beschleunigungssignal 18 wird bevorzugterweise gefiltert, bevorzugterweise durch einen Hardware- (d.h. getrennt von der Steuerung 22)-Hochpassfilter („HPF")/Tiefpassfilter („LPF" bzw. "TPF") 42, um Frequenzen zu eliminieren, die aus fremden Fahrzeugbetriebsereignissen und/oder aus Eingangssignalen beruhend auf Straßenrauschen resultieren. Die durch das Filtern entfernten Frequenzkomponenten sind nicht anzeigend für das Auftreten eines Zusammenstoßereignisses, für welches der Einsatz der Rückhaltevorrichtung 12 gewünscht ist. Empirische Tests werden zur Bestimmung der Frequenzwerte von relevanten Zusammenstoßsignalen verwendet. Fremde Signalkomponenten, die im Zusammenstoßbeschleunigungssignal vorliegen können, werden geeignet gefiltert, und Frequenzen, die anzeigend für ein Einsatzzusammenstoßereignis sind, werden für eine weitere Verarbeitung weitergeleitet.
Der erste Beschleunigungsmesser 14 besitzt bevorzugterweise eine Nennempfindlichkeit von +/– 100g (g ist der Wert der Beschleunigung aufgrund der Erdschwerkraft, d.h. 32 Fuß pro Sekunde im Quadrat oder 9,8 m/s²). In einem mehrstufigen, betätigbaren Rückhaltesystem ist es wünschenswert, mit der Abfühlung der Zusammenstoßbeschleunigung während des Zusammenstoßereignisses fortzufahren, sogar nachdem ein erster oder anfänglicher Auslösewert erreicht wird. Da eine erste Betätigungsstufe beim Auftreten einer Zusammenstoßbeschleunigung gut innerhalb von +/– 100g's ist, wird der weitere Bedarf für ein Abfühlen mit dem Beschleunigungsmesser 14 durchgeführt, der eine Nennempfindlichkeit von +/– 100g besitzt.
Das gefilterte Ausgabesignal 44 wird an einen Analog-Zu-Digitalwandler (Wandler oder Konvertierer) 46 geliefert, der bevorzugterweise der Steuerung 22 intern ist (im Allgemeinen ein A/D-Eingang eines Mikrocomputers), oder ein externer A/D-Wandler ist. Der A/D-Wandler 46 wandelt das gefilterte Zusammenstoßbeschleunigungssignal 44 in ein digitales Signal. Die Ausgabe bzw. Ausgangsgröße des A/D-Wandlers 46 wird bevorzugterweise mit einem weiteren Hochpass/Tiefpassfilter 48 gefiltert, der einen Filterwert besitzt, der empirisch für den Zweck der Eliminierung von kleinen Abweichungen bzw. Drifts und Versetzungen bestimmt wird, sowie für die weitere Reduzierung von Fremdsignalrauschen, das nicht nützlich für die Diskriminierung eines Zusammenstoßereignisses ist. Bei einem Ausführungsbeispiel mit einem Mikrocomputer der vorliegenden Erfindung würde der Filter 48 digital ausgeführt sein, und zwar innerhalb des Mikrocomputers. Die Filterfunktion 48 gibt ein gefiltertes Beschleunigungssignal 50 an einen positiven Eingang 52 einer Summationsfunktion 54 aus.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden Zusammenstoßschwereindexwerte (weiter unten im Einzelnen beschrieben) für sowohl einen angeschnallten Insassenzustand („Zusammenstoßschwereindex B") als auch für einen nicht angeschnallten Insassenzustand („Zusammenstoßschwereindex A") bestimmt, und zwar mittels der Verarbeitung der Zu sammenstoßbeschleunigungssignale unter Verwendung eines Insassenfedermassenmodells. Das Federmassenmodell sieht ein eingestelltes Zusammenstoßbeschleunigungssignal vor, das bezüglich der Federkraft und einer viskosen Dämpfung eingestellt ist.
Bei der Signalverarbeitung für den angeschnallten Insassenzustand, wie in 3 gezeigt, wird das Federmassenmodell zum Vorsehen eines eingestellten Zusammenstoßbeschleunigungssignals 56 verwendet, das aus der Summationsfunktion 54 ausgegeben wird. Das eingestellte Beschleunigungssignal 56 wird zur Diskriminierung zwischen Einsatz- und Nicht-Einatz-Zusammenstoßereignissen verwendet. Wenn das Fahrzeug einem Zusammenstoßzustand aus einer Richtung mit einer Vorne-Nach-Hintenkomponente ausgesetzt wird, wird die resultierende Zusammenstoßbeschleunigung, die durch das Fahrzeug erfahren wird, als die antreibende Funktion betrachtet, die einen anfänglichen Puls an das Insassen-Federmassenmodell weitergibt. Eine Federkraft, die eine Funktion der Versetzung ist, ist eine Kraft auf den Insassen, die aus dem Sitzgurtsystem resultiert. Eine Dämpfungskraft, die eine Funktion sowohl der bestimmten Geschwindigkeit als auch der bestimmten Versetzung ist, ist eine Kraft, die einen Reibungseffekt bezüglich des Insassens vorsieht, der aus dem Sitzgurtsystem resultiert. D.h., daß die Reibung, die aus der Sitzgurtdehnung aufgrund der Insassenbelastung während eines Fahrzeugzusammenstoßzustandes resultiert, die Dämpfungskraft definiert. Eine detaillierte Erklärung eines Federmassenmodells wird im US Patent mit der Anmeldungsseriennummer 08/719,082 an Foo und andere gefunden, welches der TRW Inc. zugeschrieben ist, und hierdurch völlig unter Bezugnahme aufgenommen wird.
Bezugnehmend auf 4, sind verallgemeinerte Werte der Federkraft als eine Funktion der Versetzung für sowohl einen unangeschnallten als auch angeschnallten Insassenzustand gezeigt. Obwohl zwei verschiedene Federkraftwerte gezeigt sind, d.h. einer für einen angeschnallten Insassen und einen für einer nicht angeschnallten Insassen, ist es möglich, einen einzelnen Satz der Springkraft gegenüber von Versetzungswerten zu verwenden, und zwar für sowohl den angeschnallten als auch den nicht angeschnallten Zustand. Die Federkraft aufgetragen gegen die Versetzung ist in drei Bereiche unterteilt. Während unterschiedliche Werte verwendet werden können, wurde gefunden, daß das Verhältnis der Steigung der Werte im Bereich III zum Bereich I mit 3/1 zufriedenstellende Ergebnisse liefert.
Bezugnehmend auf 5 sind verallgemeinerte Werte für die Dämpfungskraft als eine Funktion der Geschwindigkeit gezeigt, und zwar entsprechend der drei verschiedenen Versetzungsbereiche der 4. Obwohl Werte für drei unterschiedliche Bereiche gezeigt sind, wird der Fachmann schätzen, daß die Dämpfungswerte unter Verwendung einer funktionellen Beziehung berechnet werden könnten, so daß die Dämpfungswerte funktionell bzw. funktional mit sowohl der bestimmten Geschwindigkeit als auch der bestimmten Versetzung in Beziehung stehen. Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung werden die gleichen Dämpfungskraftwerte für sowohl den angeschnallten als auch den nicht angeschnallten Insassenzustand verwendet. Natürlich könnten unterschiedliche Dämpfungswerte für angeschnallte und nicht angeschnallte Zustände verwendet werden, um eine gewünschte Zusammenstoßdiskriminierung zu erreichen.
Spezifische Werte für die Federkraftfunktion 58 und Werte für die Dämpfungsfunktion 62 werden empirisch bestimmt, um die gewünschte Zusammenstoßdiskriminierung für eine besondere Fahrzeugplattform vorzusehen, und sie können andere Parameter beinhalten, wie beispielsweise das Insassengewicht, wie abgefühlt durch einen Insassengewichtssenor 36, und/oder jegliche andere abgefühlte Insassencharakteristik. Die Federkraftfunktion 58 gibt einen Federkraftwert (siehe 4) als eine Funktion der bestimmten Versetzung an einen negativen Eingang 60 der Summationsfunktion 54 aus. Die Dämpfungsfunktion 62 gibt einen Dämpfungswert (siehe 5) als eine Funktion der bestimmten Geschwindigkeit für einen bestimmten Versetzungsbereich an einen negativen Eingang 64 der Summationsfunktion 54 aus. Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße 56 der Summationsfunktion 54 ist ein „eingestelltes bzw. angeglichenes Beschleunigungssignal", das ansprechend auf das Insassen-Federmassenmodell modifiziert wurde, um näher bzw. besser die Beschleunigung des angeschnallten Fahrzeuginsassen zu repräsentieren. Anfänglich werden die Werte der Federkraftfunktion 58 und der viskosen Dämpfungsfunktion 62 auf Null gesetzt. Ihre Werte verändern sich ansprechend auf die kontinuierliche Bestimmung eines Geschwindigkeitswertes und eines Versetzungswertes aus dem eingestellten Beschleunigungssignal.
Das eingestellte Beschleunigungssignal 56 wird an einen Eingang 70 einer Integrierungsfunktion 72 angelegt. Ein Ausgang 74 der Integrierungsfunktion 72 ist ein Signal, das anzeigend für einen Geschwindigkeitswert bestimmt aus dem eingestellten Beschleunigungswert 56 ist. Der Geschwindigkeitswert 74 wird hier als die „virtuelle Insassengeschwindigkeit" bezeichnet, die aus der eingestellten bzw. angeglichenen Beschleunigung 56 herrührt.
Der Geschwindigkeitswert 74 wird an einen Eingang 76 einer zweiten Integrierungsfunktion 78 angelegt, und ferner an den Eingang der viskosen Dämpfungsfunktion 62. Die Ausgabe bzw. die Ausgangsgröße 80 des zweiten Integrierers 78 ist ein Versetzungswert basierend auf dem eingestellten Beschleunigungssignal 56. Der Versetzungswert 80 wird hier als die „virtuelle Insassenversetzung" bezeichnet, die aus der eingestellten Beschleunigung 56 herrührt.
Der Versetzungswert 80 wird sowohl an die Federkraftfunktion 58 als auch an die viskose Dämpfungsfunktion 62 angelegt. Der Geschwindigkeitswert 74 aus dem Integrierer bzw. der Integrierungsvorrichtung 72 wird auf die viskose Dämpfungsfunktion 62 angewendet bzw. an diese angelegt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Federkraftwerte, die eine Funktion der Versetzung sind und die viskosen Dämpfungswerte, die eine Funktion der Geschwindigkeit für einen besonderen Versetzungsbereich sind, in einer Nachschlagtabelle gespeichert werden oder sie können berechnet werden. In einem analogen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können konventionelle Schaltungsnetzwerktechniken verwendet werden, um Funktionsblöcke mit den gewünschten Übergangs- bzw. Transfercharakteristika herzustellen.
Der bestimmte Wert der Versetzung 80 wird an eine Versetzungsindexfunktion 82 („DISPL_INDEX") ausgegeben. Die Indexfunktion 82 kategorisiert den bestimmten Versetzungswert 80 in einen Wertebereich aus einer Vielzahl von möglichen diskreten Wertebereichen, die zur Indezierung von Schwellenwerten 84 und 86 als eine Funktion eines besonderen Versetzungsbereiches verwendet werden, in den der Versetzungswert 80 hineinfällt. Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Versetzungsschwellenbestimmungsfunktion 84 („LOW_THRESHOLD_VD (BELTED)") einem niedrigen, variablen Schwellenwert. Dieser niedrige, variable Schwellenwert variiert in einer schrittartigen Weise (und zwar aufgrund der Indexfunktion 82) als eine Funktion des normalisierten Versetzungswertes 80 für einen angeschnallten Fahrzeuginsassen. Die Funktionalbeziehung zwischen dem Schwellenwert 88 und dem bestimmten, normalisierten Versetzungswert 80 wird empirisch für eine besondere Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt, so daß die gewünschte Zusammenstoßdiskriminierung erreicht wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Werte für LOW_THRESHOLD_VD (BELTED) 84 für einen angeschnallten Fahrzeuginsassen über empirische Verfahren bestimmt und sind gedacht zur Steuerung der ersten betätigbaren Stufe 24 der betätigbaren Rückhaltevorrichtung 12. Die niedrigen Schwellenwerte müssen hoch genug gesetzt werden, so daß gegen ein unerwünschtes Abfeuern bzw. Zünden für vorbestimmte Typen von Nicht-Einsatzzusammenstoßereignissen geschützt wird.
Der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 90 geliefert. Die Ausgabe bzw. Ausgangsgröße 88 der LOW_THRESHOLD_VD-Funktion 84 wird an einen anderen Eingang des Vergleichers 90 geliefert. Der Vergleicher 90 bestimmt, ob der virtuelle Geschwindigkeitswert 74 eines Insassen größer als der versetzungsabhängige Schwellenwert 88 für einen angeschnallten Insassen ist. Wenn die Bestimmung zustimmend bzw. affirmativ ist, wird ein digitaler HOCH-Pegel (d.h. ein WAHR) an einen Eingangssatz einer Speicher- bzw. Halteschaltung 94 ausgegeben, die den HOCH-Pegel oder WAHR-Zustand des Ausgangs der Speicherschaltung 94 hält bzw. speichert.
Die Ausgangsgröße der Indexfunktion 82 wird ebenso an eine Hochschwellenwertbestimmungsfunktion 86 („HIGH_THRESHOLD_VD (BELTED)") geliefert. Die Hochschwellenwertbestimmungsfunktion 86 ist ähnlich zur Tief- bzw. Niederschwellenwertbestimmungsfunktion 84 dahingehend, daß sie eine relative Geschwindigkeitsschwelle vorsieht, die in einer schrittartigen Weise variiert (aufgrund der Indexfunktion 82), und zwar als eine Funktion des normalisierten Versetzungswertes 80. Wieder wird die Funktionalbeziehung zwischen der Hochschwellenbestimmungsfunktion 86 und dem normalisierten Geschwindigkeitswert 74 empirisch für eine besondere Fahrzeugplattform bestimmt, um die gewünschte Zusammenstoßdiskriminierung zu erreichen. Bezugnehmend auf 6 ist ein Graph gezeigt, um allgemein einen Tiefschwellenwert und einen Hochschwellenwert als eine Funktion des bestimmten bzw. festgestellten Versetzungswertes darzustellen. Ebenso ist eine graphische Repräsentation eines bestimmten bzw. festgestellten Zusammenstoßgeschwindigkeitswerts 74 für ein besonderes Fahrzeugzusammenstoßereignis gezeigt. Dieser Wert steigt bzw. geht zuerst über den Tiefschwellenwert 84 und dann den Hochschwellenwert 86.
Im Allgemeinen wird die Hochschwelle bzw. der Hochschwellenwert 86 durch Barrieren- bzw. Hindernisereignisse mittlerer Geschwindigkeit definiert. Dieser Schwellenwert wird nach unten angeglichen bzw. eingestellt, wenn notwendig, für eine besondere Fahrzeugplattform, um ein maximales Aufblasen des Airbags während vorbestimmter Zusammenstoßereignisse mit hoher Schwere vorzusehen. Die Ausgangsgröße 96 der HOCH-Schwellenwertbestimmungsfunktion bzw. -Schwellenbestimmungsfunktion 86 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 98 geliefert. Die Vergleicherfunktion 98 umfasst einen weiteren Eingang, der mit dem bestimmten Geschwindigkeitswert 74 verbunden ist. Der Vergleicher 98 sieht einen HOCH-Pegel (d.h. WAHR)-Ausgang vor, wenn der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 größer als der verset zungsabhängige hohe, variable Schwellenwert 96 ist. Die Ausgangsgröße des Vergleichers 98 wird mit einem Eingangssatz einer Halte- bzw. Speicherschaltung 100 verbunden, die das Auftreten eines HOCH-Pegels oder eines WAHR-Zustands am Ausgang der Halte- bzw. Speicherschaltung 100 hält bzw. speichert.
Jede der Speicherschaltungen 94, 100 besitzt ihre assoziierten Rücksetzeingänge („R"), verbunden mit dem virtuellen, bestimmten Versetzungsausgang 80 des Integrierers 78. Wenn der Wert für den virtuellen Versetzungswert des Insassen 80 unter einen vorbestimmten Wert fällt, werden die Speicher- bzw. Haltevorrichtungen 94, 100 zurückgesetzt. Wenn die Speicher 94, 100 zurückgesetzt werden, liefern sie einen digitalen TIEF-Pegel (d.h. NICHT WAHR) an ihrem Ausgang.
Der Ausgang des Speichers 94 ist mit einem Eingang einer UND-Funktion 102 verbunden. Der Ausgang des Speichers 100 ist mit einem Eingang einer UND-Funktion 104 verbunden. Die anderen Eingänge der UND-Funktionen 102, 104 sind mit einer Sicherungs-B-Funktion 101 verbunden. Die Sicherungs-B-Funktion 101 ist weiter unten beschrieben. Für den Augenblick wird angenommen, und zwar für Erklärungszwecke, daß der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße der Sicherheits-B-Funktion 101 ein HOCH-Pegel ist (d.h. die Sicherheitsfunktion B ist EIN oder WAHR) und daß der bestimmte virtuelle Geschwindigkeitswert 74 größer als der LOW_THRESHOLD_VD (BELTED) Wert 84 ist, dann würde der Ausgang der UND-Funktion 102 ein HOCH-Pegel sein, was einen TTF_LOW BELTED TRUE-Zustand 106 herstellt. Die Wirkung dieses Ereignisses bzw. Auftretens wird weiter unten beschrieben. Der Ausgang TTF_LOW BELTED 106 wird mit der Abfeuersteuerung bzw. Auslösesteuerung 31 verbunden.
Der Ausgang des Vergleichers 90 ist mit einer Zeit- bzw. Zeitnehmerfunktion 110 (TIMER) verbunden. Die Zeitnehmerfunktion 110 beginnt mit der Zeitnahme, wenn der LOW_THERESHOLD_VD (BELTED) Wert 88 über den vorbestimmten Geschwindigkeitswert 74 gestiegen ist. Die Ausgangsgröße der UND-Funktion 104 wird ebenso mit der Zeitnehmerfunktion 110 verbunden. Wenn der Wert des Geschwindigkeitswerts 74 den HIGH_THRESHOLD_VD (BELTED) Wert 86 (Hochschwellenwert angeschnallt) übersteigt, dient der HOCH-Pegel der UND-Funktion 104 für das Anhalten der Zeitnehmerfunktion 110 für eine weitere Zeitnahme. Die Zeitnehmerfunktion 110 gibt einen Wert anzeigend für die verstrichene Zeit aus, und zwar beginnend von dem Zeitpunkt, als der erste Schwellenwert 84 überschritten wurde, bis zu der Zeit, als der zweite Schwellenwert 86 überschritten wurde. Dieser Ausgang bzw. diese Ausgangsgröße der Zeitnehmerfunktion 110 wird mit einer INDEX_B (BELTED)-Funktion 112 für die Zusammenstoßschwere (CRASH_SEVERITY_INDEX_B (BELTED) = Zusammenstoßschwereindex B (angeschnallt)) verbunden.
Der INDEX_B für die Zusammenstoßschwere besitzt einen Wert, der funktional mit dem Zeitintervall in Beziehung steht, und zwar von dem Zeitpunkt als der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 den ersten variablen Schwellenwert 88 überstieg, bis zu dem Zeitpunkt als der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 den zweiten variablen Schwellenwert 96 überstieg. D.h., daß ein INDEX_B-Wert 112 für die Zusammenstoßschwere funktionell mit der Größe bzw. dem Zeitbetrag in Beziehung steht, von dem Zeitpunkt an, als der Vergleicher 90 zum erstenmal auf einen HOCH-Pegel geht, bis zu dem Zeitpunkt, als der Vergleichen 98 auf einen HOCH-Pegel geht (wiederum unter der Annahme daß die Sicherungs- bzw. Sicherheitsfunktion B bzw. SAFING FUNCTION B auf EIN ist). Diese Zeitdauer von der Bestimmung, daß der Geschwindigkeitswert 74 den niedrigen Schwellenwert 84 übersteigt, bis dorthin, wenn er den hohen Schwellenwert 86 übersteigt, wird hier als die „Δt-Messung" bezeichnet. Dieser Wert ist eine Messung der Zusammenstoßintensität. Je kürzer die Zeitdauer ist, desto intensiver ist der Fahrzeugzusammenstoß. Es ist diese Messung des Δt, die bei der Steuerung der zweiten Stufe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Der bestimmte Versetzungswert 80 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 120 angelegt. Die Seitenaufprallsensoren 28 sehen ein Seitenauf prallzusammenstoßsignal 30 vor, und zwar mit einem Wert (beispielsweise Frequenz und/oder Amplitude), der anzeigend für ein Seitenaufprallzusammenstoßereignis für die Steuerung 22 ist. Die Steuerung überwacht das Seitenaufprallzusammenstoßsignal und erstellt einen Seitenaufprallwert (beispielsweise Geschwindigkeit und Versetzung) in einer Seitenaufprallzusammenstoßereignisfunktion 122. Ein erstellter Wert (beispielsweise die Versetzung) des Seitenaufprallzusammenstoßereignisses wird an eine Funktion 124 zur Bestimmung eines variablen Versetzungsschwellenwerts („THRESHOLD_DB") angelegt, die eine auf der Versetzung basierende variable Schwellenfunktion für die Sicherungsfunktion eines nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen ist. Die Versetzungsschwellenwertbestimmungsfunktion 124 sieht einen Schwellenwert vor, der funktional in Beziehung zu dem Wert aus der Seitenaufprallzusammenstoßereignisfunktion 122 steht. Bei Abwesenheit eines Seitenaufprallereignisses gibt die versetzungsschwellenwertbestimmende Funktion 124 einen minimalen Schwellenwert aus. Die Ausgangsgröße der schwellenwertbestimmenden Funktion 124 wird mit einem anderen Eingang des Vergleichers 120 verbunden. Der Vergleicher 120 bestimmt, ob der bestimmte Versetzungswert 80 größer als der THRESHOLD_DB-Wert ist. Der Vergleicher 120 gibt einen HOCH-Pegel aus, wenn der bestimmte Versetzungswert 80 größer als der seitenaufprallabhängige Schwellenwert ist, der von 124 ausgegeben wird.
Der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 130 geliefert. Die Vergleicherfunktion 130 vergleicht den Geschwindigkeitswert 74 mit einem Wert aus der geschwindigkeitsschwellenwertbestimmenden Funktion 132 („THRESHOLD_VB"), welche eine geschwindigkeitsbasierende, variable Schwellenfunktion für die Sicherungsfunktion eines nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen ist. Die geschwindigkeitsschwellenwertbestimmende Funktion 132 wird mit der Seitenaufprallzusammenstoßereignisfunktion 122 verbunden. Die Schwellenwertfunktion 132 gibt einen Schwellenwert aus, der als eine Funktion des Signalwerts variiert, der anzeigend für das Seitenaufprallzusammenstoßereignis ist. Denn gemäß variiert der geschwindigkeitsbestimmende Schwellenwert, der von der Funktion 132 ausgegeben wird, gemäß einer Messung des Seitenaufprallzusammenstoßereignisses, wie bestimmt in Funktion 122. Die Vergleicherfunktion 130 sieht einen HOCH-Pegelausgang vor, wenn der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 größer als der Geschwindigkeitsschwellenwert aus der Funktion 132 ist.
Die Ausgangsgrößen der Vergleicherfunktion 120 und der Vergleicherfunktion 130 werden an assoziierte Eingänge einer ODER-Funktion 134 angelegt, um ein Sicherungsfunktionssignal 136 („SAFING_FUNCTION_A") vorzusehen. SAFING_FUNCTION_A ist „EIN" oder auf einem HOCH-Pegel, wenn entweder (i) der bestimmte Versetzungswert 80 den Versetzungsschwellenwert aus der Funktion 124 übersteigt, oder (ii) der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 den Geschwindigkeitsschwellenwert aus der Funktion 132 übersteigt.
Wie in größerer Einzelheit weiter unten dargelegt, wird SAFING_FUNCTION_A 136 in Verbindung mit einer weiteren Bestimmung durch die Steuerung 22 für einen nicht angeschnallten Insassenzustand verwendet. Allgemein dient bzw. arbeitet die Sicherungsfunktion 136 als ein Steuer- bzw. Kontrollmechanismus, um die Betätigung der ersten und zweiten Stufe 24 und 26 zu ermöglichen bzw. nicht zu ermöglichen, und zwar als ein Ergebnis der Überwachung des zweiten Beschleunigungssensors 16 gemäß 7, wie weiter unten beschrieben.
Die Ausgangsgröße des TTF_LOW_BELTED 106 ist mit einer Auslöse- bzw. Abfeuersteuerung 31 verbunden. Sobald die Abfeuersteuerung einen HOCH-Pegel aus TTF_LOW_BELTED 106 empfängt, wird die erste betätigbare Stufe 24 für einen angeschnallten Insassen betätigt. Dieses Signal kann ebenso dazu verwendet werden, die anderen betätigbaren Rückhaltevorrichtungen 13, 150 im Fahrzeug 11 zu betätigen.
Bezugnehmend auf 7 repräsentiert ein Funktionsblockdiagramm schematisch bestimmte der Steuerfunktionen die durch die Steuerung 22 auf die Signale von dem zweiten Beschleunigungssensor 16 und den Seitenaufprall sensoren 28 durchgeführt werden, um einen INDEX A der Zusammenstoßschwere vorzusehen, der für einen nicht angeschnallten Insassenzustand verwendet wird. Im Speziellen entsprechen die Blockelemente (mit Ausnahme der Sensoren 16, 28 und des Filters 43) den Funktionaloperationen, die durch die Steuerung 22 ausgeführt werden. Bevorzugterweise, wie erwähnt, ist die Steuerung 22 ein Mikrocomputer, der zur Durchführung dieser dargestellten Funktionen programmiert ist. Der Fachmann wird erkennen, daß die Funktionen alternativ durch eine diskrete Schaltung, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis („ASIC") oder eine Kombination aus intergrierten Schaltungen durchgeführt werden könnten.
Der zweite Beschleunigungssensor 16, bevorzugterweise ein Beschleunigungsmesser, gibt ein Beschleunigungssignal 20 mit einer Charakteristik aus (beispielsweise Frequenz und Amplitude) die anzeigend für die Zusammenstoßbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Zusammenstoßereignisses ist. Das Beschleunigungssignal 20 wird bevorzugterweise durch einen Hardware-Hochpassfilter-(„HPF")/Tiefpassfilter(„TPF" bzw. „LPF") 43 zur Eliminierung von Frequenzen gefiltert, die aus fremden Fahrzeugbetriebsereignissen und/oder Eingaben beruhend auf Straßenrauschen resultieren. Die durch das Filtern entfernten Frequenzkomponenten sind jene Frequenzen, die nicht anzeigend für das Auftreten eines Zusammenstoßereignisses sind, für welches der Einsatz der Rückhaltevorrichtung 12 erwünscht ist. Empirisches Testen wird zur Erstellung des Frequenzbereiches oder der Bereiche der relevanten Zusammenstoßsignale verwendet, so daß Fremdsignalkomponenten, die im Zusammenstoßbeschleunigungssignal vorliegen, gefiltert werden können, und Frequenzen, die anzeigend für ein Einsatzzusammenstoßereignis sind, für eine weitere Verarbeitung hindurchgehen.
Der Beschleunigungsmesser 16 hat bevorzugterweise eine Nennsensitivität bzw. Nennempfindlichkeit von +/– 100g. Wie zuvor erwähnt, ist es wünschenswert, das Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung während des Zusammenstoßereignisses fortzusetzen, und zwar für ein mehrstufiges betätigbares Rückhaltesystem, sogar nachdem ein erster oder anfänglicher Auslö sewert erreicht wird. Da eine Betätigung der ersten Stufe beim Auftreten einer Zusammenstoßbeschleunigung gut innerhalb von +/– 100g's wünschenswert ist, wird der weitere Bedarf für ein Abfühlen mit dem Beschleunigungsmesser 16 ermöglicht, der eine Nennempfindlichkeit von +/– 100g hat.
Das gefilterte Ausgangssignal 45 wird an einen Analog-Zu-Digital-Wandler (Wandler) 146 geliefert, der der Steuerung 22 intern sein kann (im Allgemeinen ein A/D-Eingang eines Mikrocomputers) oder ein externer A/D-Wandler sein kann. Der A/D-Wandler 146 wandelt das gefilterte Zusammenstoßbeschleunigungssignal 45 in ein digitales Signal. Die Ausgangsgröße des A/D-Wandlers 146 wird bevorzugterweise mit einem weiteren Hochpass/Tiefpassfilter 148 gefiltert, der Filterwert besitzt, die empirisch zum Zweck der Eliminierung von kleinen Abweichungen und Versetzungen sowie zur weiteren Reduzierung von Fremdsignalrauschen bestimmt ist, das nicht nützlich bei der Diskriminierung eines Zusammenstoßereignisses ist. In einem Ausführungsbeispiel mit Mikrocomputer der vorliegenden Erfindung würde der Filter 148 digital ausgeführt sein innerhalb des Mikrocomputers. Die Filterfunktion 148 gibt ein gefiltertes Beschleunigungssignal 150 an einen positiven Eingang 152 einer Summationsfunktion 154 aus.
Wie erwähnt, werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Zusammenstoßschwereindexwerte für sowohl den angeschnallten Insassenzustand INDEX_B für die Zusammenstoßschwere und für einen nicht angeschnallten Insassenzustand INDEX_A für die Zusammenstoßschwere durch die Verarbeitung der Zusammenstoßbeschleunigungssignale 18 bzw. 20 bestimmt, und zwar unter der Verwendung eines Insassen-Federmassenmodells. Das Federmassenmodell sieht ein angeglichenes bzw. eingestelltes Zusammenstoßbeschleunigungssignal vor, das bezüglich der Federkraft und einer viskosen Dämpfung eingestellt ist.
Bei der Signalverarbeitung für einen nicht angeschnallten Insassenzustand, wie in 7 gezeigt, wird das Federmassenmodell zum Vorsehen eines eingestellten Zusammenstoßbeschleunigungssignals 156 verwendet, das aus der Summationsfunktion 154 ausgegeben wird. Das eingestellte Beschleunigungsignal wird zur Diskriminierung zwischen Einsatz- und Nicht-Einsatz-Zusammenstoßereignissen verwendet. Wenn das Fahrzeug einem Zusammenstoßzustand in eine Richtung mit einer Vorne-Nach-Hinten-Komponente ausgesetzt wird, wird die resultierende Zusammenstoßbeschleunigung, die durch das Fahrzeug erfahren wird, als die antreibende Funktion betrachtet, die einen anfänglichen Impuls dem Insassen-Federmassenmodell übergibt. Eine Federkraft, die eine Funktion der Versetzung ist, ist eine Kraft auf den Insassen, die aus dem Sitzgurtsystem resultiert. Eine Dämpfungskraft, die eine Funktion sowohl der bestimmten Geschwindigkeit als auch der bestimmten Versetzung ist, ist eine Kraft, die einen Reibungseffekt an den Insassen liefert, der aus dem Sitzgurtsystem resultiert. D.h., daß die Reibung, die aus der Sitzgurtdehnung aufgrund der Insassenbelastung während eines Fahrzeugzusammenstoßzustandes resultiert, die Dämpfungskraft definiert. Eine detaillierte Erklärung eines Federmassenmodells kann in der zuvor mit aufgenommenen US Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/719,082, an Foo und andere, und an TRW Inc. zugewiesen, gefunden werden.
Bezugnehmend auf 4 sind verallgemeinerte Werte der Federkraft als eine Funktion der Versetzung sowohl für einen nicht angeschnallten als auch einen angeschnallten Insassenzustand gezeigt. Obwohl zwei unterschiedliche Federkraftwerte für die verschiedenen Insassenzustände gezeigt sind, ist es möglich, einen einzelnen Satz für die Federkraft gegen die Versetzungswerte zu verwenden. Der Graph der Federkraft gegen die Versetzung ist in drei Bereiche unterteilt. Während unterschiedliche Werte verwendet werden können, wurde gefunden, daß mit einer Steigung der Werte im Bereich III zum Bereich I bei 3/1 zufriedenstellende Ergebnisse vorgesehen werden.
Bezugnehmend auf 5 sind verallgemeinerte Werte der Dämpfungskraft als eine Funktion der Geschwindigkeit für drei verschiedene Versetzungsbereiche (4) gezeigt. Es wird in Erwägung gezogen, daß dieselben Werte verwendet werden, ob der Insasse angeschnallt ist oder nicht angeschnallt ist. Solch ein Dämpfungseffekt beruht auf dem Gewicht des Insassen in einem Sitz, ob die Füße am Boden sind usw. Natürlich könnten unterschiedliche Werte verwendet werden, um die gewünschte Zusammenstoßdiskriminierung zu erreichen.
Spezifische Werte für die Federkraftfunktion 158 und Werte für die Dämpfungsfunktion 162 werden empirisch bestimmt, um die gewünschte Zusammenstoßdiskriminierung für eine besondere Fahrzeugplattform vorzusehen, und, wie zuvor erwähnt, andere Parameter können umfasst sein, wie beispielsweise das Insassengewicht, wie es von einem Insassengewichtssensor 36 abgefühlt wird, und/oder jegliche andere abgefühlte Insassencharakteristik. Die Federkraftfunktion 158 gibt einen Federkraftwert (siehe 4) als eine Funktion der bestimmten Versetzung an einen negativen Eingang 160 der Summationsfunktion 154 aus. Die viskose Dämpfungsfunktion 162 gibt einen viskosen Dämpfungswert (siehe 5) als eine Funktion der bestimmten Geschwindigkeit für einen Versetzungsbereich an einen negativen Eingang 164 der Summationsfunktion 154 aus. Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße 156 der Summationsfunktion 154 ist ein eingestelltes Beschleunigungssignal, das ansprechend auf das Insassen-Federmassenmodell modifiziert wurde, um besser angenähert die wahre Beschleunigung eines nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen zu repräsentieren. Anfänglich werden die Werte für die Federkraft 158 und die viskose Dämpfung 162 auf Null gesetzt. Ihre Werte werden kontinuierlich ansprechend auf die Bestimmung des Geschwindigkeitswerts und des Versetzungswerts aus dem eingestellten Beschleunigungssignal verändert.
Das eingestellte Beschleunigungssignal 156 wird an einen Eingang 170 einer Integrierungsfunktion 172 angelegt. An der Ausgangsgröße 174 der Integrierungsfunktion 172 ist ein Signal, das anzeigend für einen Geschwindigkeitswert ist, der aus dem eingestellten bzw. angeglichenen Zusammenstoßbeschleunigungswert bestimmt wurde. Der bestimmte Geschwindigkeitswert kann als die virtuelle Insassengeschwindigkeit bezeichnet werden, die aus der eingestellten Beschleunigung 156 herrührt.
Der bestimmte Geschwindigkeitswert 174 wird an einen Eingang 176 einer zweiten Integrierungsfunktion 178 angelegt. Die Ausgangsgröße 180 des zweiten Integrierers 178 ist ein Versetzungswert (x) basierend auf dem eingestellten Beschleunigungssignal 156. Der Versetzungswert 180 wird an die Federkraftfunktion 158 und an die viskose Dämpfungsfunktion 162 angelegt bzw. angewendet. Die Ausgangsgröße 174 des Integrierers 172 wird ebenso auf die viskose Dämpfungsfunktion 162 angewendet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Federkraftwerte, die eine Funktion der Versetzung sind, und die viskosen Dämpfungswerte, die eine Funktion der Geschwindigkeit für einen besonderen Versetzungsbereich sind, handlich bzw. praktisch in einer Nachschlagtabelle gespeichert werden, oder sie können berechnet werden. In einer analogen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können konventionelle Schaltkreisnetzwerktechniken angewendet werden, um einen Funktionalblock mit den gewünschten Übergangs- bzw. Transfercharakteristika herzustellen. Der Geschwindigkeitswert 174 und der Versetzungswert 180 werden als die virtuelle Geschwindigkeit bzw. Versetzung des Insassen bezeichnet.
Der bestimmte Wert der virtuellen Versetzung 180 ist ein Signal, das als DISPL_REL_B bezeichnet wird und wird an eine Versetzungsindexfunktion 182 („DISPL_INDEX") ausgegeben. Das DISPL_REL_B-Signal wird weiter hinsichtlich der Verarbeitung der Ausgangssignale von den Knautschzonensensoren 17 und 19 verwendet, wie weiter unten diskutiert. Die Indexfunktion 182 kategorisiert den bestimmten virtuellen Versetzungswert 180 in einen von mehreren möglichen diskreten Wertebereichen, die verwendet werden, um die Schwellenwertnachschlagtabellen 184 und 186 zu indizieren. In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die versetzungsschwellenwertbestimmende Funktion 184 („LOW_THERESHOLD_VD (UNBELTED)": Tief- bzw. Niederschwellenwert-VD, nicht angeschnallt) einem niedrigen variablen Schwellenwert, der ein geschwindigkeitsbasierender Schwellenwert ist, der als eine Funktion des normalisierten Versetzungswertes 180 für einen nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen variiert. Die Funktionalbeziehung zwischen dem Schwellenwert 188 und dem bestimmten, normalisierten Versetzungswert 180 wird empirisch bestimmt für eine besondere Fahrzeugplattform von Interesse, um so gewünschte Einsatzcharakteristika der betätigbaren Rückhaltevorrichtung 12 vorzusehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die LOW_THERESHOLD_VD (UNBELTED)-Funktion 184 für einen nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen bestimmt, und sie ist zur Steuerung an der ersten betätigbaren Stufe 24 der betätigbaren Rückhaltevorrichtung 12 gedacht.
Ein bestimmter Geschwindigkeitswert 174 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 190 geliefert. Die Ausgangsgröße 188 der LOW_THERESHOLD_VD (UNBELTED)-Funktion 184 wird an den anderen Eingang des Vergleichers 190 geliefert. Der Vergleicher 190 bestimmt, ob der virtuelle Geschwindigkeitswert 174 größer als der versetzungsabhängige, variable Schwellenwert 188 ist. Wenn die Bestimmung zustimmend bzw. affirmativ ist, wird ein digitaler HOCH-Pegel an einen Satz von Eingängen einer Speicher- bzw. Halteschaltung 194 ausgegeben, die den HOCH-Pegel oder WAHR-Zustand am Ausgang des Speichers hält bzw. speichert.
Die Ausgangsgröße der Indexfunktion 182 wird an eine hochschwellenwertbestimmende Funktion 186 („HIGH_THRESHOLD_VD (UNBELTED)") ausgegeben. Die hochschwellenwertbestimmende Funktion 186 ist ähnlich zur niedrigschwellenwertbestimmenden Funktion 184 dahingehend, daß sie einen relativen Geschwindigkeitsschwellenwert vorsieht, der als eine Funktion des normalisierten Versetzungswertes 180 variiert. Wiederum ist die funktionelle bzw. Funktionalbeziehung zwischen der hochschwellenwertbestimmenden Funktion 186 und dem normalisierten Geschwindigkeitswert 180 empirisch bestimmt für eine besondere Fahrzeugplattform von Interesse.
Allgemein wird der Hochschwellenwert 186 durch Hindernisereignisse mit mittlerer Geschwindigkeit definiert. Dieser Schwellenwert wird nach unten eingestellt, wenn notwendig für eine besondere Fahrzeugplattform, um ein maximales Vollaufblasen während hochschwerer Zusammenstoßereignisse vorzusehen. Die Ausgangsgröße 196 der hochschwellenwertbestimmenden Funktion 186 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 198 geliefert.
Die Vergleichertunktion 198 umfaßt einen weiteren Eingang, der mit dem bestimmten Geschwindigkeitswert 174 verbunden ist. Der Vergleicher 198 sieht einen HOCH-Pegelausgang vor, wenn der Geschwindigkeitswert 174 größer als der versetzungsabhängige, hohe, variable Schwellenwert 196 ist. Die Ausgangsgröße des Vergleichers 198 wird mit einem Satz von Eingängen einer Speicher- bzw. Halteschaltung 200 verbunden, die das Auftreten eines HOCH-Pegelausgangs von der Vergleicherfunktion 198 am Ausgang des Speichers hält.
Jede der Speicherschaltungen 194, 200 besitzen ihre assoziierten Rücksetzeingänge verbunden mit der bestimmten Versetzungsausgangsgröße aus dem Integrierer 178. Wenn der Wert der bestimmten Versetzung unterhalb einen vorbestimmten Wert fällt, werden die Speicher zurückgesetzt. Wenn die Speicher 194, 200 zurückgesetzt sind, sehen ihre assoziierten Ausgänge einen digitalen TIEF-Pegel (d.h. NICHT WAHR) an ihren Ausgängen vor.
Die Ausgangsgröße des Speichers 194 ist mit einem Eingang einer UND-Funktion 202 verbunden. Die Ausgangsgröße des Speichers 200 ist mit einem Eingang einer UND-Funktion 204 verbunden. Die anderen Eingänge der UND-Funktionen 202, 204 sind mit einer Sicherungsfunktion A 136 aus 3 verbunden. Wird nun für den Augenblick angenommen, und zwar zu Erklärungszwecken, daß die Sicherungsfunktion A sich in einem HOCH-Pegelzustand befindet und der bestimmte Geschwindigkeitswert 174 größer als der LOW_THRESHOLD_VD-Wert 188 ist, dann geht der Ausgang von 202 auf einen HOCH-Pegel, was einen TTF_LOW UNBELTED (einen WAHR)-Zustand 206 erstellt. Die Wirkung dieses Auftretens wird weiter unten beschrieben. Die Ausgangsgröße TTF_LOW_UNBELTED 206 wird mit einer Auslöse- bzw. Abfeuersteuerung 31 verbunden.
Die Ausgangsgröße des Vergleichens 190 ist mit einer Zeitnehmerfunktion 210 verbunden. Die Zeitnehmertunktion 210 beginnt mit der Zeitnahme, wenn der LOW_THERESHOLD_VD (UNBELTED)-Wert 184 einen vorbestimmten Geschwindigkeitswert 174 übersteigt. Die Ausgangsgröße bzw. der Ausgang der UND-Funktion 204 ist ebenso mit der Zeitnehmertunktion 210 verbunden. Wenn der Wert der Geschwindigkeit 174 den HIGH_THRESHOLD_VD (UNBELTED)-Wert übersteigt, hält der HOCH-Pegel von 204 die Zeitnehmerfunktion an. Die Zeitnehmerfunktion 210 gibt einen Wert Δt aus, der anzeigend für die verstrichene Zeit beginnend von dem Zeitpunkt, als der erste Schwellenwert 184 überschritten wurde, bis zu dem Zeitpunkt als der zweite Schwellenwert 186 überschritten wurde, aus. Diese Ausgangsgröße der Zeitnehmerfunktion 210 ist mit einer INDEX_A (UNBELTED)-Funktion 212 der Zusammenstoßschwere (Zusammenstoßschwereindex A, nicht angeschnallt) verbunden.
Ein Zusammenstoßschwereindexwert INDEX_A (UNBELTED) der Zusammenstoßschwere besitzt einen Wert, der funktional in Beziehung zu einem Zeitintervall steht, und zwar von dort an, da der Geschwindigkeitswert 174 den ersten variablen Schwellenwert 188 übersteigt, zu dem Zeitpunkt, da der Geschwindigkeitswert 174 den zweiten variablen Schwellenwert 196 übersteigt. D.h., daß die Zeitnehmerfunktion einen Δt-Wert an den Zusammenstoßschwereindexwert 212 liefert, der gleich zur Größe der Zeit ist, und zwar von da an, da der Vergleicher 190 ein HOCH-Pegelsignal liefert, zu dem Zeitpunkt, da der Vergleicher 198 auf einen HOCH-Pegel geht. Diese Zeitdauer vom Übersteigen des niedrigen, variablen Schwellenwerts 188 durch den Geschwindigkeitswert 174 bis zum Übersteigen des variablen Wertes 196 durch den Geschwindigkeitswert wird hier als die „Δt-Messung" bezeichnet, und dieser Wert ist ein Maß für die Zusammenstoßintensität. Je kürzer die Zeitdauer, desto intensiver der Fahrzeugzusammenstoß. Es ist dieses Maß bzw. diese Messung von Δt, die zur Steuerung der zweiten Stufe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Der bestimmte Versetzungswert 180, und zwar bestimmt aus dem eingestellten Beschleunigungssignal 156, wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 220 angelegt. Die Seitenaufprallsensoren 28 liefern ein Seitenaufprallzusammenstoßsignal 30 mit einem Wert (Frequenz und/oder Amplitude) an die Steuerung 22, der anzeigend für ein Seitenaufprallzusammenstoßereignis ist.
Die Steuerung überwacht das Seitenaufprallzusammenstoßsignal und erstellt einen Seitenaufprallwert (beispielsweise Geschwindigkeit und Versetzung) in einer Seitenaufprallzusammenstoßereignisfunktion 222. Ein erstellter Wert (beispielsweise Versetzung) des Seitenaufprallzusammenstoßereignisses wird an eine variable versetzungsschwellenwertbestimmende Funktion 224 („THRESHOLD_DA") angelegt, die eine variable Schwellenwertfunktion basierend auf der Versetzung für die Sicherungsfunktion eines angeschnallten Fahrzeuginsassen ist. Die versetzungsschwellenwertbestimmende Funktion 224 sieht einen Schwellenwert vor, der funktional in Beziehung zum Wert aus der Seitenaufprallzusammenstoßereignisfunktion 222 steht. Bei Abwesenheit eines Seitenaufprallereignisses liefert die versetzungsschwellenwertbestimmende Funktion 224 einen minimalen Wert. Die schwellenwertbestimmende Funktion 224 gibt einen Schwellenwert an den anderen Eingang des Vergleichers 220 aus. Der Vergleicher 220 bestimmt, ob der bestimmte Versetzungswert 180 größer als der THRESHOLD_DA-Wert ist. Der Vergleicher 220 gibt einen HOCH-Pegel aus, wenn der bestimmte Versetzungswert 180 größer als die seitenaufprallabhängige Schwellenwertausgangsgröße aus 224 ist.
Der bestimmte Geschwindigkeitswert 174 wird an einen Eingang einer Vergleicherfunktion 230 geliefert. Die Vergleicherfunktion 230 vergleicht den bestimmten Geschwindigkeitswert 174 mit einem Wert aus der geschwindigkeitsschwellenwertbestimmenden Funktion 232 („THRESHOLD_VA"), die eine geschwindigkeitsbasierende, variable Schwellenwertfunktion für die Sicherungsfunktion eines angeschnallten Fahrzeuginsassen ist. Die geschwindigkeitsschwellenwertbestimmende Funktion 232 ist mit der Seitenaufprallzusammenstoßereignisfunktion 222 verbunden, und ihre Ausgangsgröße variiert als eine Funktion des Signalwertes, der anzeigend für das Seitenaufprallzusammenstoßereignis ist. Dem gemäß variiert der geschwindigkeitsbestimmende Schwellenwert aus Funktion 232 gemäß einer Messung bzw. einem Maß des Seitenaufprallzusammenstoßereignisses aus Funktion 222. Die Vergleicherfunktion 230 sieht einen HOCH-Pegelausgang vor, wenn bestimmt wird, daß der Geschwindigkeitswert 174 größer als der geschwindigkeitsschwellenwertbestimmende Wert aus der Funktion 232 ist.
Die Ausgangsgrößen der Vergleicherfunktion 220 und der Vergeicherfunktion 230 werden an Eingänge einer ODER-Funktion 234 angelegt, um die SAFING_FUNCTION_B-Funktion 101 (Sicherungsfunktion B) vorzusehen, die in 3 verwendet wird und zuvor beschrieben wurde. Die SAFING_FUNCTION_B wird dem gemäß auf „EIN" oder HOCH oder WAHR sein, wenn entweder der bestimmte Versetzungswert 180 den Versetzungsschwellenwert aus der Funktion 224 übersteigt, oder wenn der Geschwindigkeitswert 174 den Geschwindigkeitsschwellenwert aus der Funktion 232 übersteigt.
Die Ausgangsgröße bzw. der Ausgang von TTF_LOW_UNBELTED 206 ist mit der Abfeuersteuerung 31 verbunden. Sobald die Abfeuersteuerung einen HOCH-Pegel TTF_LOW_UNBELTED 206 empfängt, wird die erste betätigbare Stufe 24 für einen nicht angeschnallten Insassen betätigt. Dieses Signal kann ebenso zur Steuerung der Betätigung der anderen betätigbaren Rückhaltevorrichtungen verwendet werden.
Bezugnehmend auf 8 sind der INDEX_A der Zusammenstoßschwere 212 und der INDEX_B der Zusammenstoßschwere 112 mit einer Einstell- bzw. Angleichfunktion 236 verbunden. Die Einstellfunktion 236 empfängt ferner Eingangssignale vom Insassengewichtssensor 36 und von anderen Sensoren 40, die zuvor erwähnt wurden. Die Einstellfunktion 236 stellt die Zusammenstoßschwereindexwerte A oder B ansprechend auf die Sensoren 36, 40 ein. Abhängig vom abgefühlten Gewicht des Insassens oder anderen abgefühlten Charakteristika oder Eigenschaften, werden die Indexwerte A, B ansteigen, abfallen oder ohne weitere Einstellung belassen. Die eingestellten Zusammenstoßschwereindexwerte werden an die Abfeuersteuerung 31 weitergegeben. Die Abfeuersteuerung 31 betätigt sofort die erste betätigbare Stufe 24, wenn entweder die TTF_LOW nicht angeschnallt 206 (wenn der Schnallenschalter offen ist) oder die TTF_LOW angeschnallt 106 (wenn der Schnallenschalter geschlossen ist)-Funktionen ein Einsatzzusammenstoßereignis anzeigen, d.h. 206 oder 106 sind auf einen HOCH-Pegel geschaltet.
Wenn das Rückhaltesystem eine Vorspannvorrichtung 150 umfasst, dann wird die Vorspannvorrichtung bei einem HOCH-Pegel von TTF_LOW nicht angeschnallt 206 betätigt, wenn die Ausgangsgröße des Schnallenschalters geschlossen ist, d.h. der Insasse angeschnallt ist. Die Abfeuersteuerung 31 steuert ferner die Betätigung der zweiten Stufe 26 ansprechend auf den Wert des eingestellten INDEX_A der Zusammenstoßschwere 212, wenn der Schnallenschalter 32 offen ist (d.h. ein nicht angeschnallter Insasse wird detektiert). Die Abfeuersteuerung 31 steuert die Betätigung der zweiten Stufe 26 ansprechend auf den eingestellten INDEX_B der Zusammenstoßschwere 112 wenn der Schnallenschalter 32 einen angeschnallten Insassenzustand anzeigt. Basierend auf dem Wert des geeigneten eingestellten INDEX_A oder _B DER Zusammenstoßschwere (abhängig von Anschnallzustand des Insassen) schlägt die Steuerung 31 einen Abfeuersteuerwert in der Nachschlagtabelle 152 nach. Die Nachschlagtabelle 152 besitzt gespeicherte Abfeuerwerte zur Steuerung der zweiten Einsatzstufe ansprechend auf den geeigneten Zusammenstoßschwereindexwert. Diese gespeicherten Werte werden über empirische Verfahren für eine besondere Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt.
Bezugnehmend auf 9 ist der erste Quetsch- bzw. Knautschzonensensor 17 bevorzugterweise ein Beschleunigungsmesser mit einem Ausgang bzw. einer Ausgangsgröße 238 mit einer Charakteristik (im allgemeinen Frequenz und Amplitude), die anzeigend für die Zusammenstoßbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Zusammenstoßereignisses ist, die an einer vorderen Stelle des Fahrzeugs abgefühlt wird. Das Beschleunigungssignal 238 wird bevorzugterweise durch einen Hardware-Hochpaßfilter („HPF")/Tiefpaßfilter („LPF") 240 zur Eliminierung von Frequenzen gefiltert, die aus fremden Fahrzeugbetriebsereignissen und/oder Eingaben resultieren, die auf Straßenrauschen oder Straßengeräusch beruhen. Die durch das Filtern entfernten Frequenzkomponenten sind jene Frequenzen, die nicht anzeigend für das Auftreten eines Zusammenstoßereignisses sind, für welches der Einsatz der Rückhaltevorrichtung 12 erwünscht ist. Empirische Tests werden zur Erstellung eines Frequenzbereiches oder von Frequenzbereichen für die relevanten Zusammenstoßsignale verwendet, so daß fremde Signalkomponenten, die im Zusammenstoßbeschleunigungssignal vorliegen, gefiltert werden können, und für ein Einsatzzusammenstoßereignis anzeigende Frequenzen für die weitere Verarbeitung weitergeben werden.
Der Beschleunigungsmessser 17 hat bevorzugterweise eine Nennempfindlichkeit von +/– 250 g. Wie erwähnt, ist es wünschenswert, das Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung während des Zusammenstoßereignisses für ein mehrstufiges, betätigbares Rückhaltesystem fortzusetzen, sogar nachdem ein erster oder anfänglicher Auslösewert erreicht ist. Da eine Betätigung der ersten Stufe beim Auftreten einer Zusammenstoßbeschleunigung gut innerhalb von +/– 250 g erwünscht ist, wird der weitere Bedarf für das Abfühlen mit dem Beschleunigungsmesser 17 mit einer Nennempfindlichkeit von +/– 250 g ermöglicht.
Das gefilterte Ausgangssignal 241 wird an einen Analog-zu-Digital (-Wandler) 242 geliefert, der innerhalb der Steuerung 22 sein kann (beispielsweise ein A/D-Eingang eines Mikrocomputers), oder ein externer A/D-Wandler sein kann. Der A/D-Wandler 242 wandelt das gefilterte Zusammenstoßbeschleunigungssignal 241 in ein Digitalsignal. Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße des A/D-Wandlers 242 wird bevorzugterweise mit einem Hochpaß/Tiefpaßfilter 244 gefiltert, der Filterwerte besitzt, die empirisch für die Zwecke der Eliminierung von kleinen Drifts bzw. Abweichungen und Offsets bzw. Versetzungen bestimmt sind, sowie für die weitere Reduzierung von Fremdsignalrauschen, das zur Diskriminierung eines Zusammenstoßereignisses nicht nützlich ist. Bei einem Ausführungsbeispiel mit einem Mikrocomputer der vorliegenden Erfindung wird der Filter 244 digital innerhalb des Mikrocomputers implementiert. Die Filterfunktion 244 gibt ein gefiltertes Beschleunigungssignal 245 aus. Die Steuerung 22 bestimmt bzw. stellt eine Beschleunigung fest, und zwar basierend auf einem Metrikwert 246, der als A_MA_1 bezeichnet wird. Dieser Wert wird durch Berechnung eines Gleitmittelwerts des gefilterten Beschleunigungssignals des ersten Knautschzonensensors 17 bestimmt. Eine Gleitmittelwertbildung ist eine Summe der letzten, vorbestimmten Anzahl von Proben des gefilterten Beschleunigungssignals. Der Mittelwert wird aktualisiert, indem der älteste Wert entfernt wird, und zwar durch Ersetzen mit der letzten Probe und dann das neue Mittel bzw. der Mittelwert bestimmt wird. Es wurde festgestellt, daß 4 bis 32 Proben einen guten Mittelwert liefern.
Der DISPL_REL_B (siehe 7) ist mit sechs Schwellenwert bestimmenden Funktionen verbunden. Jeder der sechs Schwellenwerte steht funktional in Beziehung zu den DISP_REL_B-Werten. Der DISPL_REL_B ist mit einer Funktion 248 als Bestimmungsfunktion für einen Tiefschwellenwert für einen nicht angeschnallten Insassen, der Funktion 250 für den nicht angeschnallen Tiefschwellenwert, der Funktion 252 für einen nicht angeschnallten Hochschwellenwert, der Funktion 254 für einen angeschnallten Tiefschwellenwert, der Funktion 256 für einen angeschnallten Tiefschwellenwert und der Funktion 258 für einen angeschnallten Hochschwellenwert verbunden.
Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße von der Beschleunigungsmetrik 246 ist mit einem Eingang einer Vergleichsfunktion 260 verbunden. Der andere Eingang der Vergleichsfunktion 260 ist mit dem Ausgang der Funktion 248 für den nicht angeschnallten Tiefschwellenwert verbunden. Wenn der Wert der Beschleunigungsmetrik A_MA_1 größer ist als der Schwellenwert aus 248 wird ein HOCH vom Vergleicher 260 ausgegeben. Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße des Vergleichers 260 ist mit einem Eingang einer ODER-Verknüpfungfunktion 262 verbunden.
Die Ausgangsgröße von der Beschleunigungsmetrik 246 ist ferner mit einem Eingang einer Vergleichsfunktion 264 verbunden. Der andere Eingang der Vergleichsfunktion 264 ist mit der Funktion 254 für den angeschnallten Tiefschwellenwert verbunden. Wenn der Wert der Beschleunigungsmetrik A_MA_1 größer ist als der angeschnallte Tiefschwellenwert von 254 wird vom Vergleicher 264 ein HOCH ausgegeben. Der Ausgang des Vergleichers 264 ist mit einem Eingang einer ODER-Verknüpfungsfunktion 266 verbunden.
Der zweite Knautschzonensensor 19 ist bevorzugterweise ein Beschleunigungsmesser mit einem Ausgang 270 mit einer Charakteristik (beispielsweise Frequenz und Amplitude), die anzeigend für die Zusammenstoßbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Zusammenstoßereignisses ist, wie sie an der vorderen Stelle des Fahrzeugs abgefühlt wird. Das Beschleunigungssignal 270 wird bevorzugterweise durch einen Hardware-Hochpaßfilter ("HPF")/Tiefpaßfilter ("LPF") 271 zur Eliminierung von Frequenzen gefiltert, die aus fremden Fahrzeugbetriebsereignissesn resultieren und/oder von Eingängen, die von Straßengeräuschen herrühren. Die durch das Filtern entfernten Frequenzkomponenten sind jene Frequenzen, die nicht anzeigend für das Auftreten eines Zusammenstoßereignisses sind, für welches der Einsatz der Rückhaltevorrichtung 12 erwünscht ist. Empirische Tests werden zur Erstellung eines Frequenzbereiches oder -bereichen für die relevanten Zusammenstoßsignale verwendet, so daß fremde Signalkomponenten, die im Zusammenstoßbeschleunigungssignal vorliegen, gefiltert werden können, und Frequenzen, die anzeigend für ein Einsatzzusammenstoßereignis sind, für die weitere Verarbeitung weitergeleitet werden.
Der Beschleunigungsmesser 19 hat bevorzugterweise eine Nennempfindlichkeit von +/– 250 g. Wie erwähnt, ist es erwünscht, das Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung während des Zusammenstoßereignisses für ein mehrstufiges, betätigbares Rückhaltesystem fortzusetzen, sogar nachdem ein erster oder anfänglicher Auslösewert erreicht wird. Da die Betätigung einer ersten Stufe beim Auftreten einer Zusammenstoßbeschleunigung gut innerhalb von +/– 250 g erwünscht wird, wird der weitere Bedarf für das Abfühlen mit dem Beschleunigungsmesser 19 mit einer Nennempfindlichkeit von +/– 250 g ermöglicht.
Das gefilterte Ausgangssignal 272 wird an einen Analog-zu-Digital-Wandler 273 geliefert, der intern bzw. in der Steuerung 22 sein kann (beispielsweise ein A/D-Eingang eines Mikrocomputers), oder der ein externer A/D-Wandler sein kann. Der A/D-Wandler 273 wandelt das gefilterte Zusammenstoßbeschleunigungssignal 274 in ein Digitalsignal. Der Ausgang bzw. die Ausgangs größe des A/D-Wandlers 274 wird bevorzugterweise mit einem weiteren Hochpaß/Tiefpaßfilter 275 gefiltert, der Filterwerte hat, die empirisch zu Zwecken der Eliminierung von kleinen Drifts bzw. Abweichungen und Offsets bzw. Versetzungen sowie zur weiteren Reduzierung von für die Diskriminierung eines Zusammenstoßereignisses nicht nützlichem Fremdsignalrauschen bestimmt sind. In einer Ausführungsform mit einem Mikrocomputer gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Filter 275 digital innerhalb des Mikrocomputers implementiert bzw. ausgeführt. Die Filterfunktion 275 gibt ein gefiltertes Beschleunigungssignal 276 aus. Die Steuerung 22 bestimmt bzw. stellt einen Metrikwert 278 basierend auf der Beschleunigung fest, der als A_MA 2 bezeichnet wird. Dieser Wert wird durch Berechnung eines Gleitmittelwerts des gefilterten Beschleunigungssignals des zweiten Knautschzonensensors 19 bestimmt.
Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße von der Beschleunigungsmetrik 278 ist mit einem Eingang einer Vergleichsfunktion 280 verbunden. Der andere Eingang der Vergleichsfunktion 280 ist mit der Funktion 250 für den nicht angeschnallten Tiefschwellenwert verbunden. Wenn der Wert der Beschleunigungsmetrik A_MA_2 größer als der Schwellenwert von 250 ist, wird vom Vergleicher 280 ein HOCH ausgegeben. Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße des Vergleichers 280 ist mit dem anderen Eingang der ODER-Verknüpfungsfunktion 262 verbunden.
Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße von der Beschleunigungsmetrik 278 ist ferner mit einem Eingang einer Vergleichsfunktion 282 verbunden. Der andere Eingang der Vergleichsfunktion 282 ist mit der Funktion 256 für den angeschnallten Tiefschwellenwert verbunden. Wenn der Wert der Beschleunigungsmetrik A_MA_2 größer als der Schwellenwert aus 256 ist, wird vom Vergleicher 282 ein HOCH ausgegeben. Der Ausgang des Vergleichers 282 ist mit dem anderen Eingang einer ODER-Verknüpfungsfunktion 266 verbunden.
Wie erwähnt, sind die Ausgänge des Vergleichers 260 und des Vergleichers 280 mit der ODER-Verknüpfungsfunktion 262 verbunden. Der Ausgang der ODER-Verknüpfungsfunktion 262 ist mit einer Timer- bzw. Zeitnehmerfunktion 284 verbunden. Wenn entweder der A_MA_1-Wert seinen zugeordneten Wert 248 für den nicht angeschnallten Tiefschwellenwert übersteigt oder der A_MA_2-Wert seinen zugeordneten Wert 250 für den nicht angeschnallten Tiefschwellenwert übersteigt, wird der Ausgang der ODER-Verknüpfungsfunktion 262 ein HOCH sein und den Zeitnehmer 284 zur Zeitnahme einer Zeitdauer starten. Die Tiefschwellenwerte 248 und 250 für den nicht angeschnallten Insassenzustand sind als getrennte Werte gezeigt, jedoch ist es möglich, daß ein einziger Wert für den Vergleich mit den Werten von beiden Sensoren 17 und 19 verwendet werden kann.
Ein Schalter 285 verbindet entweder denn A_MA_1-Wert oder den A-MA_2-Wert mit einem Eingang eines Vergleichers 286. Der andere Eingang des Vergleichers 286 ist mit der Funktion 252 für den nicht angeschnallten Hochschwellenwert verbunden. Der Wert des Schwellenwerts 252 steht funktional in Beziehung zum Versetzungswert DISPL_REL_B, der mit einem Eingang der Funktion 252 verbunden ist. Der Zustand des Schalters 285 wird durch eine interne Logik der Steuerung 22 gesteuert, so daß der A_MA_1-Wert mit dem Vergleicher 286 verbunden ist, wenn der A-MA-1-Wert den Tiefschwellenwert 248 übersteigt, bevor der A_MA_2-Wert den Tiefschwellenwert 250 übersteigt. Ansonsten wird der A_MA_2-Wert mit dem Vergleicher 286 verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 286 ist mit dem Zeitnehmer 284 verbunden. Der Zeitnehmer 284 stoppt die Zeitnahme, wenn der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße des Vergleichers 286 auf HOCH geht. Eine Funktion 284 für einen INDEX_D der Zusammenstoßschwere ist mit dem Ausgang der Zeitnahmefunktion 284 verbunden und bestimmt einen INDEX D der Zusammenstoßschwere, der durch die Steuerung 22 für die Steuerung der zweiten Stufe der betätigbaren Vorrichtung 12 verwendet wird. Der Ausgang der ODER-Verknüpfungsfunktion 262 ist mit der Abfeuersteuerung 31 verbunden. Wenn der Ausgang von 262 auf HOCH geht, wird die erste Stufe 24 betätigt (und zwar unter der Annahme, daß die erste Stufe noch nicht als Ergebnis der Signale von den Beschleunigungsmessern 14, 16 betätigt wurde). Die Betätigung der zweiten Stufe ist ansprechend auf den INDEX_D der Zusammen stoßschwere (unter der Annahme, daß die zweite Stufe noch nicht als Ergebnis eines anderen Zusammenstoßschwereindexwertes betätigt wurde). Je kürzer die Zeit ist, die durch den Zeitnehmer 284 gemessen wurde, desto schwerer ist der Zusammenstoßzustand. Der Einsatz der zweiten Stufe ist ansprechend auf den bestimmten Indexwert.
Die Ausgänge des Vergleichers 264 und des Vergleichers 282 sind mit der ODER-Verknüpfungsfunktion 266 verbunden. Der Ausgang der ODER-Verknüpfungsfunktion 266 ist mit einer Timer- bzw. Zeitnahmefunktion 28 verbunden. Wenn entweder der A_MA_1-Wert seinen zugeordneten angeschnallten Tiefschwellenwert 254 übersteigt oder der A_MA_2-Wert seinen zugeordneten nicht angeschnallten Tiefschwellenwert 256 übersteigt, wird der Ausgang der ODER-Verknüpfungsfunktion 266 HOCH sein und den Zeitnehmer 288 starten, so daß er eine Zeitdauer mißt bzw. abnimmt. Die Tiefschwellenwerte 254 und 256 für den nicht angeschnallten Insassenzustand sind als getrennte Werte gezeigt, jedoch ist es möglich, daß ein einzelner Wert für den Vergleich mit den Werten von beiden der Sensoren 17 und 19 verwendet werden kann.
Ein Schalter 289 verbindet entweder den A_MA_1-Wert oder den A_MA_2-Wert mit einem Eingang eines Vergleichers 290. Der andere Eingang des Vergleichers 290 ist mit der Funktion 258 für den angeschnallten Hochschwellenwert verbunden, welche wiederum mit dem DISPL_REL_B-Wert verbunden ist. Der Hochschwellenwert 258 steht funktional in Beziehung mit dem bestimmten bzw. festgestellten Versetzungswert. Der Zustand des Schalters 289 wird durch eine interne Logik der Steuerung 22 gesteuert, so daß der A_MA_1-Wert mit dem Vergleicher 290 verbunden ist, wenn der A_MA_1-Wert den Tiefschwellenwert 254 übersteigt, bevor der A_MA 2-Wert den Tiefschwellenwert 256 übersteigt. Ansonsten ist der A_MA-2-Wert mit dem Vergleicher 290 verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 290 ist mit dem Zeitnehmer 288 verbunden. Der Zeitnehmer 288 stoppt die Zeitnahme, wenn der Ausgang des Vergleichers 290 auf HOCH geht. Eine Funktion 291 für einen INDEX_E der Zusammenstoßschwere ist mit dem Ausgang der Zeitnah mefunktion 288 verbunden und bestimmt einen INDEX_E-Wert der Zusammenstoßschwere, der durch die Steuerung 22 für die Steuerung der zweiten Stufe der betätigbaren Einrichtung 12 verwendet wird. Der Ausgang der ODER-Verknüpfungsfunktion 266 ist mit der Abfeuersteuerung 31 verbunden. Wenn der Ausgang von 266 auf HOCH geht, wird die erste Stufe 24 betätigt (wiederum unter der Annahme, daß die erste Stufe noch nicht betätigt wurde). Die Betätigung der zweiten Stufe ist ansprechend auf den INDEX_E der Zusammenstoßschwere (unter der Annahme, daß die zweite Stufe noch nicht betätigt wurde).
Die Schwellenwerte 248, 250, 254, 256, 252 und 258 werden unter Verwendung von empirischen Verfahren für eine besondere Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt, um die gewünschte Rückhaltevorrichtungsbetätigung zu erreichen. Unter Bezugnahme auf 10 (10) sind die Schwellenwerte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als eine Funktion des Wertes von DISPL_REL_B gezeigt. Auf dies wird sich als ein Stufenmuster bezogen. Die Werte können nach oben oder unten eingestellt werden und ihre Form gewünscht verändern, um die gewünschte Betätigungssteuerung für das Rückhaltesystem zu erreichen.
Bezugnehmend auf 8 sind der INDEX_D 287 der Zusammenstoßschwere und der INDEX_E 291 der Zusammenstoßschwere mit einer Einstellfunktion zur Einstellung des Wertes des Zusammenstoßschwereindex ansprechend auf das abgefühlte Insassengewicht vom Gewichtsensor 36 und anderen abgefühlten Parametern, wie sie durch die Sensoren 40 abgefühlt werden, verbunden. Der CZS-Wert (CZS = Knautschzonensensor) für TTF_LOW nicht angeschnellt und der CZS-Wert für TTF_LOW angeschnallt sind mit der Abfeuersteuerung 31 zur Steuerung der ersten Stufe 24, irgendeiner anderen betätigbaren Vorrichtung 13 und der Vorspannvorrichtung 150 verbunden.
Zusätzlich zur Steuerung durch die Werte, die von dem Beschleunigungsmesser ausgegeben wurden, wird die zweite Stufe 26 ferner ansprechend auf einen besonderen bzw. bestimmten Typ einer Aufblasvorrichtung gesteuert, die für ein besonderes bzw. bestimmtes Fahrzeug verwendet wird. Diese „Aufblasvorrichtungstyp"-Daten können in die Abfeuersteuerung 31 über einen geeigneten der Sensoren 40 eingegeben werden, oder sie können als ein Teil der Nachschlagtabellen 152 gespeichert sein. Auf diese Weise kann der Einsatz der zweiten Stufe 26 beschleunigt bzw. vorverlegt oder verzögert werden ansprechend auf den Aufblasvorrichtungstyp. Beispielsweise kann ein Fahrzeug die Serienbetätigung innerhalb von 5 msek erfordern, um ein 100%iges Aufblasen zu erreichen. Ein anderes Fahrzeug kann eine Serienbetätigung innerhalb von 7 msek erfordern um ein 100%iges Aufblasen zu erreichen, und zwar aufgrund eines Unterschiedes bezüglich des Aufblasvorrichtungstyps. Diesen Unterschieden kann durch die Abfeuersteuerung 31 Rechnung getragen werden. Diese weitere Einstellung ansprechend auf den Aufblasvorrichtungstyp wird als Translation bzw. Übersetzung bezeichnet. Die Übersetzung wird durch eine Translations- bzw. Übersetzungsfunktion innerhalb der Steuerung 22 bewerkstelligt, ansprechend auf die Fahrzeugtypendaten.
Bezugnehmend auf 11 ist eine Auflistung gezeigt, die die Wirkungen der INDEX_A oder _D und _B oder _E der Zusammenstoßschwere gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die linke Spalte zeigt besondere Typen von Zusammenstoßereignissen für eine ausgewählte Fahrzeugplattform. Man nehme für das gezeigte Beispiel an, daß ein vollständiges Aufblasen erreicht wird, wenn beide Stufen 5 msek getrennt voneinander betätigt werden, ein mittleres Aufblasen eintritt, wenn die zwei Stufen 20 msek getrennt voneinander betätigt werden, und der niedrigste Aufblaspegel eintritt, wenn nur eine Stufe (beispielsweise die Primärstufe) betätigt wird. Das erste Zusammenstoßereignis ist eines mit 40 KPH (kilometers per hour), frontal (0 Grad) in ein Hindernis. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 20 msek nach der ersten Stufe betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt ist, wird die zweite Stufe nicht betätigt. Im zweiten Beispiel ist das Zusammenstoßereignis ein 40-KPH-Zusammenstoß in ein versetztes, verformbares Hindernis („ODB" = offset deformable barrier). Wenn der Insasse nicht angeschallt ist, wird nur die Primärstufe betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt ist, tritt keine Betätigung irgendeiner Stufe ein. Im dritten Beispiel ist das Zusammenstoßereignis ein 48 KPH-0 Grad-Hindernisereignis. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 5 msek nach der ersten Stufe betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 20 msek nach der ersten Stufe betätigt. Dieses Beispiel zeigt deutlich die Wirkung der unterschiedlichen Zusammenstoßschwereindizes für einen angeschnallten und einen nicht angeschnallten Insassen.
Das vierte Beispiel ist ein Schrägzusammenstoß (30 Grad) mit 48 KPH in ein Hindernis. Wenn der Insasse nicht angeschnallt war, wird die zweite Stufe 20 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt war, wird nur die Primärstufe betätigt. Im fünften Beispiel ist das Zusammenstoßereignis ein Zusammenstoß mit 48 KPH in einen Pfahl bzw. einen Masten. Wenn der Insasse angeschnallt oder nicht angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 20 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt. Im sechsten Beispiel ist das Zusammenstoßereignis ein Ereignis mit 56 KPH und 0 Grad in ein Hindernis. In diesem Fall wird die zweite Stufe 5 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt, ob der Insasse nun angeschnallt ist oder nicht. Im siebten Fall ist das Zusammenstoßereignis ein Zusammenstoß mit 56 KPH in ein ODB. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 20 msek nachdem die erste Stufe betätigt wurde betätigt, wird die zweite Stufe 5 msek nach der ersten Stufe betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt ist, wird nur die Primärstufe betätigt. Im achten Beispiel ist das Zusammenstoßereignis ein 64-KPH-ODB-Ereignis. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 5 msek nach der ersten Stufe betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 20 msek nachdem die erste Stufe betätigt wurde, betätigt. Im neunten Beispiel ist das Zusammenstoßereignis ein Ereignis bei 48 KPH mit verfangenen bzw. übergangenem Stoßfänger. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, wird die zweite Stufe 20 msek, nachdem die erste Stufe betätigt wurde, betätigt. Wenn der Insasse angeschnallt ist, wird nur die Primärstufe betätigt.
In den in 11 gezeigten Beispielen, und wie sie zuvor beschrieben wurden, sehen die Zusammenstoßschwereindizes für den nicht angeschnallten Insas senzustand drei unterschiedliche Steuerungen für die aufgeführten Zusammenstoßereignisse vor, d.h. nur primär, eine 5 msek Verzögerung und eine 20 msek Verzögerung. Der Zusammenstoßschwereindex für den angeschnallten Insassenzustand sieht vier verschiedene Steuerungen für die aufgeführten Zusammenstoßereignisse vor, d.h. kein Abfeuern irgendeiner Stufe, nur primär eine 5 msek Verzögerung und eine 20 msek Verzögerung. Der Fachmann wird verstehen, daß die Zusammenstoßschwereindizes nicht in diskrete Zusammenstoßpegel unterteilt werden müssen. Die Größe der Unterteilungen und die möglichen Steuerpegel hängen von der Anzahl der Betätiger und einer gewünschten Steuerung des Aufblasströmungsmittels in den Airbag ab. Entlüftungs- bzw. Entnahmeventile könnten verwendet werden, um eine „infinite" bzw. „stufenlos" Steuerung zwischen einem Niedrigaufblaspegel und einem Vollaufblaspegel vorzusehen.
Die Kategorisierung der Typen der Fahrzeugzusammenstoßereignisse, wie sie in den Beispielen der 11 gezeigt sind, ist ansprechend auf die bestimmten Geschwindigkeitswerte 74 und 174, und die Sicherungsfunktion ist ansprechend auf die bestimmten Geschwindigkeitswerte und die assoziierten bestimmten Versetzungswerte und die bestimmten Gleitmittelwerte der Beschleunigung. Andere Zusammenstoßmetriken könnten zur Kategorisierung der unterschiedlichen Zusammenstoßereignisse verwendet werden, und zur Steuerung der Sicherungsfunktion. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel basieren die INDEX_A und _B der Zusammenstoßschwere auf dem Δt für das Kreuzen von Schwellenwerten. Wenn Δt größer als ein erster Wert ist, wird nur die Primär(-stufe) betätigt. Wenn Δt zwischen dem ersten Wert und einem zweiten Wert ist, wird die zweite Stufe 20 msek nach der ersten Stufe betätigt. Wenn Δt kleiner als der zweite Wert ist, wird die zweite Stufe 5 msek nach der ersten Stufe betätigt. Die ersten und zweiten Werte sind vom Aufblasvorrichtungstyp abhängig. Eine gewünschte Beziehung kann für die den Quetsch- oder Knautschzonensensoren zugeordneten Δt-Funktionen aufgestellt werden, um die Zeit für das Abfeuern bzw. Auslösen („TTF" = „Time to fire") für die ersten und zweiten Stufen einzustellen.
Bezugnehmend auf die 12A-12D wird ein Steuerprozess 300 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargelegt bzw. kann gewürdigt werden. Die Fließdiagramme zeigen eine Parallelverarbeitung. Der Fachmann wird verstehen, daß die Programmierschritte sequentiell sind, jedoch in einem Fließdiagramm parallel gezeigt werden. Die tatsächliche Abfolge bzw. Sequenz der Schritte kann von der gezeigten und beschriebenen abweichen.
Der Prozess startet bzw. beginnt in Schritt 302 mit einem Initialisierungsschritt, in welchem die Speicher geleert werden, Zeiger bzw. Kennzeichen zu ihren Anfangszuständen gesetzt werden usw., wie im Stand der Technik gut bekannt. Im Schritt 304 werden Anfangsdaten bezüglich des spezifischen Typs der Aufblasvorrichtung eingegeben, die im betätigbaren Rückhaltesystem der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie erwähnt, ist die Aufblasmenge eine Funktion des besonderen Typs der Aufblasvorrichtung, die verwendet wird. Beispielsweise könnte bei einem ersten Typ einer Airbaganordnung die Betätigung einer ersten Stufe ein 40%iges Aufblasen vorsehen, und ein 100%iges Aufblasen vorsehen, wenn die zweite Stufe innerhalb von x msek nach der ersten betätigt wird. Ein weiterer Aufblasvorrichtungstyp könnte ein 40%iges Aufblasen bei der Betätigung der ersten und ein 100%iges Aufblasen bei der Betätigung der zweiten vorsehen, wenn diese innerhalb von x + y msek nach der ersten betätigt wird. Diese Information kann durch Speicherung in einem ROM-Speicher bzw. read-only-memory vorgesehen sein, ferner durch die anderen Sensoren 40 oder es kann ihr Rechnung getragen werden durch Werte, die in der Nachschlagtabelle 152 gespeichert sind.
Der Prozess schreitet zu Schritt 306 fort, wo der Schnallenschalter 32 überwacht wird. Der Prozess schreitet zu Schritt 308 und zu Schritt 400 vor. In Schritt 308 wird das erste Beschleunigungssignal 18 vom ersten Beschleunigungssensor 14 überwacht. In Schritt 310 wird das überwachte Beschleunigungssignal mit den Federmassenmodellwerten summiert. Wie zuvor erwähnt, werden die anfänglichen Werte der Federkraft- und viskosen Dämpfungswerte auf Null gesetzt. Die Werte ändern sich mit den Beschleunigungsveränderungen. In Schritt 310 wird der Geschwindigkeitswert für den angeschnallten Insassenzustand durch Integrierung des eingestellten Beschleunigungssignals bestimmt. In Schritt 314 wird der Versetzungswert für den angeschnallten Insassenzustand mittels Integrierung bestimmt. Der Prozess schreitet zu Schritt 310 fort, wo die Seitenaufprallzusammenstoßsensoren 28 überwacht werden. Obwohl die Schritte 308 bis 316 nur einmal erwähnt sind, sei verstanden, daß diese Schritte periodisch während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden.
In Schritt 318 werden die Schwellenwerte 124 und 132 eingestellt, sofern notwendig, und zwar ansprechend auf den überwachten Seitenaufprall. Wenn kein Seitenaufprall abgefühlt wird, werden die Schwellenwerte ihr Default- bzw. voreingestellten Werte annehmen, die über empirisches Testen erstellt werden. Der Prozess schreitet zu Schritt 320 vor, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 größer als der Schwellenwert 132 ist. Wenn die Bestimmung negativ ist, wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob der Versetzungswert 78 größer als der Schwellenwert 124 in Schritt 322 ist. Wenn die Bestimmung in Schritt 322 negativ ist, wird die Sicherungsfunktion A entweder AUS-geschaltet oder auf AUS gehalten, d.h. ein digitaler TIEF-Pegel im Schritt 324. Die anfängliche Zeigereinstellung für die Sicherungsfunktion A würde bei AUS sein. Wenn eine zustimmende Bestimmung entweder in den Schritten 320 oder 322 getroffen wird, wird die Sicherungsfunktion A auf EIN gesetzt, d.h. auf einen digitalen HOCH-Pegel und zwar in Schritt 326.
Von entweder Schritt 324 oder 326 schreitet der Prozess fort zu Schritt 328, wo die niedrigen und hohen VD-Schwellenwerte 84, 86 indiziert 82 werden, und zwar gemäß dem vorbestimmten Versetzungswert 80. Wenn sich der Versetzungswert 80 verändert, werden sich die Geschwindigkeitsniedrig- und Hochschwellenwerte 84, 86 verändern. Die Beziehung dieses indizierten Wertes ist gemäß empirischer Verfahren für eine besondere bzw. gewünschte Fahrzeugplattform bestimmt, so daß eine gewünschte Diskriminierung der Zusammenstoßereignisse vorgesehen wird.
In Schritt 330 wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob der bestimmte Geschwindigkeitswert 74 größer als der niedrige, angeschnallte Geschwindigkeitsschwellenwert 84 ist. Wenn die Bestimmung negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306, da kein Einsatzzusammenstoßereignis eingetreten ist. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, wird ein HOCH-Pegel oder ein WAHR im Speicher bzw. Latch 94 in Schritt 331 gehalten und der Zeitnehmer 110 wird in Schritt 332 gestartet. Der Wert bleibt gehalten, bis der Wert der Versetzung 80 kleiner als ein vorbestimmter Rücksetzwert ist. Der Prozess schreitet fort vom Schritt 331 zu Schritt 333, wo bestimmt wird, ob die Sicherungsfunktion B EIN ist. Der anfängliche Zustand der Sicherungsfunktion B ist auf AUS eingestellt und kann EIN (digitaler HOCH-Pegel) geschaltet werden, wie weiter unten beschrieben. Wenn die Sicherungsfunktion B AUS (digitaler TIEF-Pegel) ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 340.
Wenn die Bestimmung in Schritt 333 zustimmend ist, d.h. die Sicherungsfunktion B ist EIN, schreitet der Prozess fort zu Schritt 334, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der Insasse angeschnallt ist. Wenn die Bestimmung im Schritt 334 negativ ist, wird die erste Stufe der Rückhaltevorrichtung nicht betätigt. Wenn die Bestimmung in Schritt 334 zustimmend bzw. affirmativ ist, schreitet der Prozess zu Schritt 335 fort, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob die erste Stufe durch Schritt 622 eingesetzt wurde, wie weiter unten beschrieben. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung im Schritt 335 negativ ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 336, wo die erste Stufe betätigt wird.
Nachdem der Zeitnehmer in Schritt 332 gestartet ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 340, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der Geschwindigkeitswert 74, der für den angeschnallten Insassen bestimmt wurde, den HIGH_THRESHOLD_VD-Wert 86 (angeschnallter hochindizierter Schwellenwert-VD) überschreitet. Wenn die Bestimmung negativ ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 342, wo eine Anfrage durchgeführt wird, ob ein vorbestimmter Zeitbetrag, T, durch den Zeitnehmer 110 gemessen bzw. abgezählt wurde.
Wie erwähnt, ist die Zusammenstoßschwere ein Maß der Zeit Δt zwischen dem Durchschreiten der Zusammenstoßgeschwindigkeit durch den Schwellenwert 84 und den Schwellenwert 86. Wenn der Zeitbetrag einen vorbestimmten Wert „T" übersteigt, dann ist der Zusammenstoß nicht schwer genug, um in einer Betätigung der zweiten Stufe zu resultieren. Der Wert T wird für eine besondere Fahrzeugplattform durch empirische Verfahren bestimmt. Wenn die Bestimmung in Schritt 342 negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 340. Wenn die Bestimmung in Schritt 342 zustimmend ist, was bedeutet, daß der NIEDRIG- bzw. TIEF-Schwellenwert 84 überschritten wurde, jedoch der HOCH-Schwellenwert 86 nicht innerhalb der Zeitdauer T überschritten wurde, „endet" das Programm mit Schritt 344. Unter diesen Umständen wurde nur die erste Stufe 24 betätigt, und weil die Zusammenstoßintensität nicht groß genug war, wurde die zweite Stufe 26 nicht betätigt.
Wenn die Bestimmung in Schritt 340 zustimmend ist, was bedeutet, daß der HOCH-Schwellenwert 86 überschritten wurde durch den bestimmten Geschwindigkeitswert, wird der angeschnallte INDEX B der Zusammenstoßschwere für den angeschnallten Insassen in Schritt 346 bestimmt. Bevorzugterweise verwendet die Steuerung 22 die Nachschlagtabelle 152. Die Steuerung „kennt" den Zeitbetrag Δt vom Überschreiten des TIEF-angeschnallten Schwellenwerts 84 zur Zeit, als der HOCH-angeschnallte Schwellenwert 86 überschritten wurde. Abfeuersteuerungswerte werden in der Nachschlagtabelle 152 als eine Funktion des Werts von Δt abgespeichert. Diese gespeicherten Werte sind Terme bzw. Größen der Einsatzzeiten relativ zum Einsatz der ersten Stufe. Der INDEX_B der Zusammenstoßschwere kann eingestellt bzw. angeglichen werden. Zur Bewerkstelligung dieser Einstellung werden andere Sensoren des Systems in Schritt 348 überwacht. Diese anderen Sen soren umfassen den Gewichtssensor 36 plus irgendeinen zusätzlichen Sensor 40, wie beispielsweise die Insassenposition, die Insassengröße usw. Der Wert wird in Schritt 350 eingestellt. Wie der Fachmann versteht, wird die zweite Stufe 26 ansprechend nicht nur auf die Zusammenstoßintensität betätigt, sondern auch ansprechend auf die abgefühlten oder programmierten Insassencharakteristika.
Der eingestellte INDEX_B der Zusammenstoßschwere für den angeschnallten Insassen aus Schritt 350 wird einer Translation bzw. Übersetzung unterzogen, um dem besonderen verwendeten Aufblasvorrichtungssystem und/oder dem Fahrzeugtyp Rechnung zu tragen. Wie früher erwähnt, kann das System der vorliegenden Erfindung zusammen mit Systemen mit unterschiedlichen Aufblasvorrichtungstypen verwendet werden. Diese Unterschiede werden durch die Verwendung des Übersetzungschrittes 352 unter Verwendung von Herstellerspezifikationen und/oder empirischen Testdaten normalisiert.
Der Prozess schreitet dann zu Schritt 353 fort, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob die erste Stufe (angeschnallt) im Schritt 336 betätigt wurde. Wenn die Bestimmung negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife bzw. springt zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung in Schritt 353 zustimmend ist, wird die zweite Stufe in Schritt 354 bei einer Zeit X (Ausgangsgröße des Schrittes 352) nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt. Der Prozess würde mit Schritt 344 „enden".
In Schritt 400 wird das zweite Beschleunigungssignal 20 vom zweiten Beschleunigungssensor 16 überwacht. In Schritt 402 wird das überwachte Beschleunigungssignal mit den Federmassenmodellwerten 158, 162 summiert. Wie zuvor erwähnt, werden die Anfangswerte für die Federkraft- und viskosen Dämpfungswerte auf Null gesetzt. Die Werte verändern sich, wenn sich die Beschleunigung verändert. In Schritt 404 wird der Geschwindigkeitswert für den nicht angeschnallten Insassenzustand durch die Integrierungsfunktion 172 bestimmt. In Schritt 406 wird der bestimmte Versetzungswert für den nicht angeschnallten Insassenzustand durch die Integrierungsfunktion 178 bestimmt. Der Prozess schreitet zu Schritt 408 fort, wo die Seitenaufprallzusammenstoßsensoren 28 überwacht werden. Obwohl die Schritte 400 bis 408 nur einmal erwähnt sind, sei verstanden, daß diese Schritte periodisch während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden.
In Schritt 410 werden die Schwellenwerte 224 und 232 eingestellt, sofern notwendig. Wenn kein Seitenaufprall abgefühlt wird, werden die Schwellenwerte ihre Default- bzw. voreingestellten Werte annehmen, die durch empirisches Testen erstellt werden. Der Prozess schreitet zu Schritt 412 durch, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der bestimmte Geschwindigkeitswert 174 größer als der Schwellenwert 232 ist. Wenn die Bestimmung negativ ist, wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob der Versetzungswert 180 größer als der Schwellenwert 224 ist, und zwar in Schritt 414. Wenn die Bestimmung in Schritt 414 negativ ist, wird die Sicherungsfunktion B entweder AUS-geschaltet oder auf AUS gehalten, d.h. ein digitaler TIEF-Pegel. Die anfängliche Zeigereinstellung für die Sicherungsfunktion B würde AUS sein. Wenn eine zustimmende Bestimmung in entweder Schritt 412 oder 414 getroffen wird, wird die Sicherungsfunktion B auf EIN gesetzt, d.h. ein digitaler HOCH-Pegel. Dieser Sicherungsfunktions-B-Zustand wurde verwendet, und zwar vorher bzw. weiter zurück bei der Bestimmung, die in Schritt 333 gemacht wurde.
Entweder von Schritt 416 oder Schritt 418 schreitet der Prozess fort zu Schritt 420, wo die niedrigen und hohen VD-Schwellenwerte 184, 186 gemäß dem vorbestimmten Versetzungswert 180 indiziert bzw. mit Indexen versehen werden. Wenn sich der Versetzungswert 180 verändert, werden sich die Geschwindigkeitsschwellenwerte 184, 186 verändern. Die Beziehung dieses indizierten Wertes wird gemäß empirischer Verfahren für eine besondere Fahrzeugplattform bestimmt, um so eine gewünschte Diskriminierung der Zusammenstoßereignisse vorzusehen.
In Schritt 422 wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob der bestimmte Geschwindigkeitswert 174 größer als der niedrige, nicht angeschnallte Ge schwindigkeitsschwellenwert 184 ist. Wenn die Bestimmung negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306, da kein Einsatzzusammenstoßereignis vorliegt. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, wird ein HOCH-Pegel oder ein WAHR im Speicher bzw. Latch 423 gehalten und der Zeitnehmer 210 wird in Schritt 424 gestartet. Die Werte bleiben gehalten bis der Wert der Versetzung 180 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Der Prozess schreitet von Schritt 423 zu Schritt 425 fort, wo er bestimmt, ob die Sicherungsfunktion A EIN ist. Der Zustand der Sicherungsfunktion A wird in den Schritten 324, 326 wie zuvor beschrieben gesteuert. Der Anfangszustand der Sicherung A wird auf AUS eingestellt und kann wie beschrieben auf EIN geschaltet werden. Wenn die Sicherungsfunktion A auf AUS (ein digitales TIEF) ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 430.
Wenn die Bestimmung in Schritt 425 zustimmend ist, d.h. die Sicherungsfunktion A ist auf EIN, schreitet der Prozess vor zu Schritt 426, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der Insasse angeschnallt ist. Wenn die Bestimmung negativ ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 427, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob die erste Stufe bei Schritt 522 eingesetzt wurde, wie unten beschrieben. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, kehrt der Prozess zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung in Schritt 427 negativ ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 428, wo die erste Stufe eingesetzt wird. Wenn die Bestimmung in Schritt 426 zustimmend ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 429, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob die Vorspannvorrichtung in Schritt 520 eingesetzt wurde. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 308. Wenn die Bestimmung negativ ist, wird die Vorspannvorrichtung 150 in Schritt 431 betätigt.
Von Schritt 424 schreitet der Prozess vor zu Schritt 430, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der Geschwindigkeitswert 174, der für den nicht angeschnallten Insassen bestimmt wurde, den HIGH_THRESHOLD_VD-Wert 186 überschreitet. Wenn die Bestimmung negativ ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 432, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob eine vorbestimmte Zeitdauer T durch den Zeitnehmer 110 abgestoppt bzw. genommen wurde. Wenn die Bestimmung in Schritt 432 negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 430. Wenn die Bestimmung in Schritt 432 zustimmend ist, was bedeutet, daß der NIEDRIG- bzw. TIEF-Schwellenwert 184 überschritten wurde, jedoch der HOCH-Schwellenwert 186 nicht überschritten wurde, und zwar innerhalb der Zeitdauer T, „endet" das Programm mit Schritt 434. Unter diesen Umständen wurde nur die erste Stufe 24 betätigt, und weil die Zusammenstoßintensität nicht groß genug war, wurde die zweite Stufe nicht betätigt.
Wenn die Bestimmung in Schritt 430 zustimmend ist, was bedeutet, daß der HOCH-Schwellenwert 186 durch den bestimmten Geschwindigkeitswert überschritten wurde, wird der nicht angeschnallte INDEX_A der Zusammenstoßschwere für den nicht angeschnallten Insassen in Schritt 436 bestimmt. Bevorzugterweise verwendet die Steuerung die Nachschlagtabelle 152. Die Steuerung „kennt" die Größe der Zeit Δt vom Überschreiten des NIEDRIG nicht angeschnallten Schwellenwerts 184 zum Zeitpunkt des Überschreitens des HOCH nicht angeschnallten Schwellenwerts 186. Werte werden in der Nachschlagtabelle 152 als eine Funktion der Werte von Δt gespeichert. Dieser bestimmte INDEX_A der Zusammenstoßschwere kann eingestellt bzw. angeglichen werden. Zur Erreichung dieser Einstellung werden andere Sensoren des Systems in Schritt 438 überwacht. Diese anderen Sensoren umfassen den Gewichtssensor 36 plus irgendeinen zusätzlichen Sensor 40, wie beispielsweise die Insassenposition, die Insassengröße usw. Der Wert wird in Schritt 440 eingestellt. Wie der Fachmann verstehen wird, wird die zweite Stufe 26 ansprechend nicht nur auf die Zusammenstoßintensität sondern auch ansprechend auf Insassencharakteristika betätigt.
Der eingestellte Zusammenstoßschwereindex für den nicht angeschnallten Insassen aus Schritt 440 wird einer Übersetzung bzw. Translation (d.h. eine weitere Einstellung bzw. Angleichung) unterzogen, um so dem besonderen, verwendeten Aufblasvorrichtungssystem und/oder dem Fahrzeugtyp Rechnung zu tragen. Wie zuvor erwähnt, sind nicht alle Aufblasvorrichtungen gleich weder sind ihre Betriebe die gleichen. Diese Unterschiede werden durch die Verwendung des Übersetzungsschrittes 442 unter Verwendung von Herstellerspezifikationen und/oder empirischen Testen normalisiert. Werte, die notwendig für die Übersetzung sind, sind in den Nachschlagtabellen 152 gespeichert oder werden in die Steuerung 22 über andere Mittel eingegeben, wie beispielsweise einen geeigneten Sensor 40.
Der Prozess schreitet dann fort zu Schritt 443, wo bestimmt wird, ob die erste Stufe in Schritt 428 betätigt wurde. Wenn die Bestimmung negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung in Schritt 443 zustimmend ist, schreitet der Prozess fort zu Schritt 444, wo die zweite Stufe bei einer Zeit X (Ausgangsgröße des Schrittes 442) nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt wird. Der Prozess würde mit Schritt 434 „enden".
Ebenso nach Schritt 306 (12A) überwacht der Prozess das Beschleunigungssignal 245 vom dritten Zusammenstoßsensor (erster Knautschzonensensor) 17 im Schritt 500. Ein gleitender Mittelwert (A_MA_1) des Beschleunigungssignals 245 wird in Schritt 502 bestimmt. Eine Bestimmung wird dann im schritt 504 dahingehend gemacht, ob der bestimmte Mittelwert A_MA_1 größer ist als der Tiefschwellenwert für den nicht angeschnallten Insassenzustand. Man erinnere sich, daß die Schwellenwerte vorbestimmte Werte sind. Beispiele sind in 10 gezeigt.
Ebenso nach Schritt 306 (12C) überwacht der Prozess das Beschleunigungssignal 276 vom vierten Zusammenstoßsensor (zweiter Knautschzonensensor) 19 im Schritt 506. Ein gleitender Mittelwert (A_MA_2) des Beschleunigungssignals 276 wird im Schritt 508 bestimmt. Im Schritt 510 wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob der bestimmte Mittelwert A_MA_2 größer als der Tiefschwellenwert für den nicht angeschnallten Insassenzustand ist. Bei einer negativen Bestimmung in den Schritten 504 oder 510 zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Bei einer affirmativen bzw. zustim menden Bestimmung in entweder dem Schritt 504 oder 510 wird der Zeitnehmer bzw. Timer 284 (9) in Schritt 512 gestartet.
Der Prozess schreitet dann fort zu Schritt 514, wo bestimmt wird, ob der Insasse angeschnallt ist. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, bestimmt der Prozess im Schritt 516, ob die erste Stufe im Schritt +28 eingesetzt wurde. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung im Schritt 514 zustimmend ist, wird eine Bestimmung in Schritt 518 dahingehend gemacht, ob die Vorspannvorrichtung im Schritt 431 eingesetzt wurde. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung negativ ist, wird die Vorspannvorrichtung dann in Schritt 520 betätigt.
Aus einer negativen Bestimmung im Schritt 516 schreitet der Prozess fort zu Schritt 522, wo die erste Stufe betätigt wird. Der Prozess identifiziert dann den ersten gleitenden Mittelwert der Beschleunigung, entweder A_MA_1 oder A_MA_2, der seinen zugeordneten Schwellenwert 248 bzw. 250 kreuzt, und zwar im Schritt 524. Diese Identifikation wird zur Steuerung des Schalters 285 (9) verwendet. Der Schalter 285 verbindet den ersten kreuzenden Gleitmittelwert mit dem Vergleicher 286, so daß der erste kreuzende Wert mit dem nicht angeschnallten Hochschwellenwert verglichen wird, und zwar im Schritt 526. Eine Bestimmung wird im Schritt 528 dahingehend gemacht, ob der erste kreuzende Gleitmittelwert, der im Schritt 524 identifiziert wurde, größer ist als der nicht angeschnallte Hochschwellenwert. Wenn die Bestimmung negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 526. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, stoppt der Prozess den Zeitnehmer 284 im Schritt 530. Ein INDEX_D der Zusammenstoßschwere wird als Funktion der verstrichenen Zeit bzw. abgelaufenen Zeit im Schritt 532 bestimmt. Der Prozess überwacht die anderen Sensoren 36 und 40 im Schritt 534. Der INDEX D der Zusammenstoßschwere wird, sofern nötig, im Schritt 536 eingestellt. Der eingestellte Wert wird dann im Schritt 538 übersetzt. Die zweite Stufe wird im Schritt 540 bei einer Zeit X betätigt, nachdem die erste Stufe gemäß dem bestimmten, eingestellten INDEX_D der Zusammenstoßschwere betätigt wurde. Der Prozess endet dann.
Wie zuvor erwähnt, wird die Schwere des Zusammenstoßereignisses durch die Zeit zwischen dem Durchgang des Gleitmittelwerts der Beschleunigung durch den Tiefschwellenwert und durch den Hochschwellenwert bestimmt. Wenn der Zeitbetrag einen vorbestimmten Wert übersteigt, ist der Zusammenstoß nicht schwer genug, um in einer Betätigung der zweiten Stufe zu resultieren. Wenn der Zusammenstoß schwer genug ist, d.h. der Zeitunterschied zwischen den Kreuzungen ist kleiner als irgendein vorbestimmter Wert, wird die zweite Stufe eingesetzt. Die Zeitsteuerung des Einsatzes der zweiten Stufe ist eine Funktion des Zeitunterschieds der Kreuzungen bzw. Kreuzungszeitunterschieds. Die Werte werden so, ausgewählt, daß beispielsweise die zweite Stufe entweder 5 msek oder 20 msek nach dem Einsatz der ersten Stufe eingesetzt wird, und zwar abhängig vom Kreuzungszeitunterschied, dem eingestellten INDEX_D der Zusammenstoßschwere und den Übersetzungswerten.
Ebenso überwacht nach Schritt 306 (12A) der Prozess das Beschleunigungssignal 245 vom dritten Zusammenstoßsensor (erster Knautschzonensensor) 17 im Schritt 600. Ein Gleitmittelwert (A_MA_1) des Beschleunigungssignals 245 wird im Schritt 602 bestimmt. Im Schritt 604 wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob der bestimmte Mittelwert A_MA_1 größer ist als der Tiefschwellenwert für den angeschnallten Insassenzustand. Man erinnere sich, daß die Schwellenwerte vorbestimmte Werte sind, wie sie in 10 gezeigt sind.
Ebenso überwacht nach Schritt 306 (12A) der Prozess das Beschleunigungssignal 276 vom vierten Zusammenstoßsensor (zweiter Knautschzonensensor) 19 im Schritt 606. Ein Gleitmittelwert (A_MA_2) des Beschleunigungssignals 276 wird im Schritt 608 bestimmt. Eine Bestimmung wird dahingehend in Schritt 610 gemacht, ob der bestimmte Mittelwert A_MA_2 größer ist als der Tiefschwellenwert für den angeschnallten Insassenzustand. Bei ei ner negativen Bestimmung in den Schritten 604 oder 610 zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Aus einer affirmativen Bestimmung in entweder dem Schritt 604 oder 610 wird der Zeitnehmer 288 (9) im Schritt 612 gestartet.
Der Prozess schreitet dann fort zu Schritt 614, wo er bestimmt, ob der Insasse angeschnallt ist. Wenn der Insasse angeschnallt ist, bestimmt der Prozess im Schritt 616, ob die erste Stufe im Schritt 336 eingesetzt wurde. Wenn die Bestimmung im Schritt 616 zustimmend bzw. affirmativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306. Wenn die Bestimmung im Schritt 614 negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 306.
Aus einer negativen Bestimmung im Schritt 616 schreitet der Prozess fort zu Schritt 622, wo die erste Stufe betätigt wird. Der Prozess identifiziert dann den ersten Gleitmittelwert der Beschleunigung, entweder A_MA_1 oder A_MA_2, der den zugeordneten Schwellenwert 248 bzw. 250 kreuzt, und zwar im Schritt 624. Diese Identifikation wird zur Steuerung des Schalters 289 ( 9) verwendet. Der Schalter 289 verbindet den ersten kreuzenden Gleitmittelwert mit dem Vergleicher 290, so daß der erste kreuzende Wert mit dem angeschnallten Hochschwellenwert verglichen wird, und zwar im Schritt 626. Eine Bestimmung wird im Schritt 628 dahingehend gemacht, ob der erste kreuzende Gleitmittelwert, der im Schritt 624 identifiziert wurde, größer ist als der angeschnallte Hochschwellenwert. Wenn die Bestimmung negativ ist, zieht der Prozess eine Schleife zurück zu Schritt 626. Wenn die Bestimmung zustimmend ist, hält der Prozess den Zeitnehmer 288 an bzw. stoppt diesen, und zwar im Schritt 630. Ein INDEX E der Zusammenstoßschwere wird als eine Funktion der verstrichenen Zeit im Schritt 632 bestimmt. Die anderen Sensoren 36, 40 werden im Schritt 634 überwacht. Der INDEX_E-Wert der Zusammenstoßschwere wird im Schritt 636 eingestellt und der Wert wird im Schritt 638 übersetzt. Die zweite Stufe wird im Schritt 640 bei einer Zeit X nach der Betätigung der ersten Stufe gemäß dem bestimmten INDEX_E der Zusammenstoßschwere, der im Schritt 634 vorgenommenen Einstellungen und der im Schritt 638 vorgenommenen Übersetzung betätigt. Der Prozess endet dann.
Wie zuvor erwähnt, wird die Schwere des Zusammenstoßereignisses durch die Zeit zwischen dem Durchgang des Gleitmittelwerts der Beschleunigung durch den Tiefschwellenwert und den Hochschwellenwert bestimmt. Wenn der Zeitbetrag einen vorbestimmten Wert übersteigt, ist der Zusammenstoß nicht schwer genug, um in einer Betätigung der zweiten Stufe zu resultieren. Wenn der Zusammenstoß schwer genug ist, d.h. der Zeitunterschied zwischen den Kreuzungen ist kleiner als irgendein vorbestimmter Wert, wird die zweite Stufe eingesetzt. Die Zeitsteuerung des Einsatzes der zweiten Stufe ist eine Funktion des Kreuzungszeitunterschieds. Die Werte werden so ausgewählt, daß beispielsweise die zweite Stufe entweder 5 msek oder 20 msek nach dem Einsatz der ersten Stufe eingesetzt wird, und zwar abhängig vom Kreuzungszeitunterschied.
Bezugnehmend auf die 13A und 13B ist ein 14-MPH-Hinderniszusammenstoß für ein Fahrzeug mit einem angeschnallten Insassen dargestellt. 13A stellt die Bestimmung der Sicherungsfunktion B 101 in 7 dar. Wenn der Versetzungsschwellenwert gekreuzt bzw. überschritten wird, wird die Sicherungsfunktion B auf EIN (ein digitaler HOCH-Pegel) geschaltet. Der Graph in 13B stellt den Steuerprozess dar, der in 3 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß die Geschwindigkeits-Gegen-Versetzungskurve niemals die niedrigen noch die hohen Schwellenwerte 84 bzw. 86 kreuzt. Demgemäß wird kein Einsatz des Airbags durch diesen Teil des Steueralgorithmus vorliegen.
Bezugnehmend auf die 14A und 14B ist ein 19-MPH-Hinderniszusammenstoß für ein Fahrzeug mit einem angeschnallten Insassen gezeigt. 14A stellte die Bestimmung der Sicherungsfunktion B 101 in 7 dar. Wenn der Geschwindigkeitsschwellenwert gekreuzt bzw. überschritten wird, wird die Sicherungsfunktion B auf EIN (ein digitaler HOCH-Pegel) geschaltet. Der Graph in 14B stellt den Steuerprozess dar, der in 3 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß die Kurve der Geschwindigkeit gegen die Versetzung nur den niedrigen bzw. unteren Schwellenwert 84 kreuzt. Da die Sicherung B an bzw. ein ist, wird nur die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde. Die zweite Stufe wird nicht durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, weil der hohe bzw. obere Schwellenwert niemals gekreuzt wird.
In den 15A und 15B ist ein 30-MPH-Hinderniszusammenstoß für ein Fahrzeug mit einem angeschnallten Insassen dargestellt. 15A stellt die Bestimmung der Sicherungsfunktion B 101 in 7 dar. Wenn der Geschwindigkeitsschwellenwert gekreuzt wird, wird die Sicherungsfunktion B EIN geschaltet (ein digitaler HOCH-Pegel). Der Graph in 11B (bzw. 15B) stellt den Steuerprozess dar, der in 3 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß die Kurve der Geschwindigkeit gegen die Versetzung den ersten Schwellenwert 84 kreuzt. Wenn die Sicherung B an bzw. EIN ist, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde. Der zweite Schwellenwert wird ebenso schließlich gekreuzt. Wenn dieses Kreuzen auftritt, bevor die Zeit T durch den Zeitnehmer 110 abgestoppt wurde, wird die zweite Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus ansprechend auf den bestimmten Zusammenstoßschwereindex 112 betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde.
Bezugnehmend auf die 16A und 16B ist ein 14-MPH-Hinderniszusammenstoß für ein Fahrzeug mit einem nicht angeschnallten Insassen dargestellt. 16B stellt die Bestimmung der Sicherungsfunktion A 136 in 3 dar. Wenn der Versetzungsschwellenwert gekreuzt wird, wird die Sicherungsfunktion A auf EIN geschaltet (ein digitaler HOCH-Pegel). Der Graph in 16A stellt den Steuerprozess dar, der in 7 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß die Kurve der Geschwindigkeit gegen die Versetzung den niedrigen Schwellenwert 184 kreuzt, jedoch nicht den oberen Schwellenwert 186. Demgemäß wird nur die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde. Verglichen mit den Graphen, die in den 9A (bzw. 13A) und 9B (bzw. 13B) dargestellt sind, wird die erste Stufe in einem nicht angeschnallten Zustand betätigt, jedoch nicht in einem angeschnallten Zustand.
Bezugnehmend auf die 17A und 17B ist ein 20-MPH-Hinderniszusammenstoß für ein Fahrzeug mit einem nicht angeschnallten Insassen dargestellt. 17B stellt die Bestimmung der Sicherungsfunktion A 136 aus 3 dar. Wenn der Versetzungsschwellenwert gekreuzt wird, wird die Sicherungsfunktion A auf EIN geschaltet (ein digitaler HOCH-Pegel). Der Graph in 17A stellt den Steuerprozess dar, der in 7 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß die Kurve der Geschwindigkeit gegen die Versetzung nur den unteren bzw. niedrigen Schwellenwert 184 kreuzt. Wenn die Sicherung A auf EIN ist, wird nur die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde. Die zweite Stufe wird nicht durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, weil der hohe Schwellenwert 186 niemals gekreuzt wird.
In den 18A und 18B ist ein 30-MPH-Hinderniszusammenstoß für ein Fahrzeug mit einem nicht angeschnallten Insassen dargestellt. 18B stellt die Bestimmung der Sicherungsfunktion A 136 aus 3 dar. Wenn der Geschwindigkeitsschwellenwert gekreuzt wird, wird die Sicherungsfunktion A auf EIN geschaltet (ein digitaler HOCH-Pegel). Der Graph in 18A stellt den Steuerprozess dar, der in 7 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß die Kurve der Geschwindigkeit gegen die Versetzung den ersten Schwellenwert 184 kreuzt. Wenn die Sicherungsfunktion B auf EIN ist, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde. Der zweite Schwellenwert wird ebenso gekreuzt. Wenn das Kreuzen auftritt, bevor die Zeit T durch den Zeitnehmer 210 abgestoppt ist, wird die zweite Stufe ansprechend auf den bestimmten Zusammenstoßschwereindex 212 durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie noch nicht betätigt wurde.
Bezugnehmend auf 19 ist ein erstes Zusammenstoßereignis gezeigt, das einen Gleitmittelwert der Beschleunigung, der durch den in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (nicht angeschnallter Zustand) bestimmt wurde, im Vergleich mit den vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerten zeigt. Da der A_MA-Wert keinen der Schwellenwert kreuzt, gibt es durch diesen Teil des Steueralgorithmus keine Betätigung.
Bezugnehmend auf 20 ist ein weiteres Zusammenstoßereignis dargestellt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung, der durch den in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (nicht angeschnallter Zustand) bestimmt wird, im Vergleich mit den vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerten gezeigt ist. Da der A_MA-Wert den Tiefschwellenwert gekreuzt hat, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt war.
Bezugnehmend auf 21 ist ein weiteres Zusammenstoßereignis dargestellt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung bestimmt aus dem in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (nicht angeschnallter Zustand) im Vergleich mit den vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerten gezeigt ist. Da der A_MA-Wert den Tiefschwelllenwert kreuzt, wird die este Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Da der A_MA-Wert ebenso den Hochschwellenwert kreuzt, wird der INDEX_D der Zusammenstoßschwere bestimmt. Die zweite Stufe würde durch diesen Teil des Steueralgorithmus ansprechend auf den Zusammenstoßschwereindexwert betätigt werden, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Im besonderen, dargestellten Zusammenstoßereignis würde die zweite Stufe 20 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden.
Bezugnehmend auf die 22 ist ein weiteres Zusammenstoßereignis dargestellt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung bestimmt aus dem in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzoenensensoren (nicht angeschnallter Zustand) im Vergleich gegen die vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerte gezeigt ist. Da der A_MA-Wert den Tiefschwellenwert kreuzt, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß er nicht bereits betätigt wurde. Da der A_MA-Wert ebenso den Hochschwellenwert kreuzt, wird der INDEX D der Zusammenstoßschwere bestimmt. Die zweite Stufe würde durch diesen Teil des Steueralgorithmus ansprechend auf den Zusammenstoßschwereindexwert betätigt werden, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Im besonderen, dargestellten Zusammenstoßereignis würde die zweite Stufe 5 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden.
Bezugnehmend auf 23 ist ein Nicht-Abfeuer-Zusammenstoßereignis dargestellt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung bestimmt aus dem in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (angeschnallter Zustand) im Vergleich gegen die vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerte gezeigt ist. Da der A_ MA-Wert keinen der Schwellenwerte kreuzt, wird keine Betätigung durch diesen Teil des Steueralgorithmus auftreten.
Bezugnehmend auf 24 ist ein weiteres Zusammenstoßereignis gezeigt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung bestimmt aus dem in 9 gezeigten Steuerprozeß als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (angeschnallter Zustand) im Vergleich mit den vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerten gezeigt ist. Da der A_MA-Wert den Tiefschwellenwert gekreuzt hat, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde.
Bezugnehmend auf 25 ist ein weiteres Zusammenstoßereignis gezeigt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung bestimmt aus dem in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (angeschnallter Zustand) im Vergleich mit den vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerten gezeigt ist. Da der A_MA-Wert den Tiefschwellenwert kreuzt, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Da der A_MA-Wert ebenso den Hochschwellenwert kreuzt, wird der INDEX_D der Zusammenstoßschwere bestimmt. Die zweite Stufe würde durch diesen Teil des Steueralgorithmus ansprechend auf den Zusammenstoßschwereindexwert betätigt werden, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Im besonderen, dargestellten Zusammenstoßereignis würde die zweite Stufe 20 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden durch diesen Teil des Steueralgorithmus.
Bezugnehmend auf 26 ist ein weiteres Zusammenstoßereignis dargestellt, wobei ein Gleitmittelwert der Beschleunigung bestimmt aus dem in 9 gezeigten Steuerprozess als eine Funktion des DISPL_REL_B-Werts von einem der Knautschzonensensoren (angeschnallter Zustand) im Vergleich mit den vorbestimmten Tief- und Hochschwellenwerten gezeigt ist. Da der A-MA-Wert den Tiefschwellenwert kreuzt, wird die erste Stufe durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Da der A_MA-Wert ebenso den Hochschwellenwert kreuzt, wird der INDEX_D der Zusammenstoßschwere bestimmt. Die zweite Stufe würde ansprechend auf den Zusammenstoßschwereindexwert durch diesen Teil des Steueralgorithmus betätigt werden, und zwar unter der Annahme, daß sie nicht bereits betätigt wurde. Im besonderen, dargestellten Zusammenstoßereignis würde die zweite Stufe 5 msek nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung entnimmt der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen. Beispielsweise wurde die Erfindung mit der Verwendung von zwei Knautschzonensensoren beschrieben. Es wird in Erwägung gezogen, daß einer, zwei oder irgendeine Anzahl verwendet werden kann. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen im Bereich des Fachkönnens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt sein.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung (12, 13) für ein Fahrzeug (11), wobei die Rückhaltevorrichtung (12, 13) eine Vielzahl von betätigbaren Stufen (24, 26) besitzt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: einen zentralen Zusammenstoßsensor (14 ,16), der an einer im wesentlichen zentralen bzw. mittigen Stelle des Fahrzeugs sitzt, zum Abfühlen der Zusammenstoßbeschleunigung während eines Fahrzeugzusammenstoßzustandes und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignals (18, 20); Geschwindigkeitsbestimmungsmittel (72) ansprechend auf das erste Zusammenstoßbeschleunigungssignal (18, 20) zur Bestimmung eines Zusammenstoßgeschwindigkeitswerts (74, 174) aus dem ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignal (18, 20) und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden Zusammenstoßgeschwindigkeitssignals; einen Knautschzonensensor (17, 19, 21), der an einer vorderen Stelle des Fahrzeugs angeordnet ist, um so der Zusammenstoßbeschleunigung relativ früh während des Fahrzeugzusammenstoßzustandes ausgesetzt zu sein, wobei der Knautschzonensensor ein dafür anzeigendes zweites Zusammenstoßbeschleunigungssignal (23, 25) vorsieht; Steuermittel (22) gekoppelt mit der betätigbaren Vorrichtung (12, 13), dem zentralen Zusammenstoßsensor (14, 16) und dem Knautschzonensensor (17, 19, 21) für (i) die Bewirkung der Betätigung einer ersten der betätigbaren Stufen (24), wenn der bestimmte Zusammenstoßgeschwindigkeitswert (74, 174) einen ersten Schwellenwert übersteigt, (ii) das Bewirken der Betätigung der ersten der betätigbaren Stufen (24), wenn ein Wert, der funktional mit dem Zusammenstoßbeschleunigungswert vom Knautschzonensensor (17, 19, 21) in Beziehung steht, einen zweiten Schwellenwert übersteigt, (iii) im Fall, daß der bestimmte Zusammenstoßgeschwindigkeitswert (74, 174) einen dritten Schwellenwert übersteigt, Bestimmen eines ersten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert, der mit einem Zeitintervall vom Übersteigen des ersten Schwellenwerts durch den bestimmten Zusammenstoßgeschwindigkeitswert (74, 174) bis zum Übersteigen des dritten Schwellenwerts durch den bestimmten Zusammenstoßgeschwindigkeitswert (74, 174) in Beziehung steht, und für (iv) wenn die bestimmte Zusammenstoßbeschleunigung vom Knautschzonensensor (17, 19, 21) einen vierten Schwellenwert übersteigt, Bestimmen eines zweiten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert, der mit einem Zeitinvervall vom Übersteigen des zweiten Schwellenwerts durch den bestimmten Knautschzonensensorzusammenstoßbeschleunigungswert bis zum Übersteigen des vierten Schwellenwerts durch den bestimmten Knautschzonensensorzusammenstoßbeschleunigungswert in Beziehung steht, wobei die Steuermittel die Betätigung einer zweiten Stufe der betätigbaren Stufe (26) ansprechend auf einen der ersten und zweiten Zusammenstoßschwereindexwerte steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuermittel (22) Mittel zur Bestimmung eines Zusammenstoßversetzungswertes (80) aus der Zusammenstoßbeschleunigung aufweisen, und ferner Mittel zur Variierung der ersten, zweiten, dritten und vierten Schwellenwerte ansprechend auf den bestimmten Zusammenstoßversetzungswert (80).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner Abfühlmittel (32) zum Abfühlen aufweist, ob ein Insasse angeschnallt oder nicht angeschnallt ist, wobei die Steuermittel (22) die Zusammenstoßschwereindices ansprechend darauf bestimmen, ob der Insasse als angeschnallt oder nicht angeschnallt abgefühlt wird.
Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung (12, 13) mit ersten und zweiten betätigbaren Stufen (24, 26), wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: einen Zusammenstoßsensor (17, 19, 21) zum Abfühlen einer Zusammenstoßbeschleunigung und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden Zusammenstoßbeschleunigungssignals (23, 25); einen Bestimmer für eine mittlere Zusammenstoßbeschleunigung ansprechend auf das Zusammenstoßbeschleunigungssignal (23, 25) zum Bestimmen eines mittleren Zusammenstoßbeschleunigungswerts und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden Signals; und eine Steuerung (22), die betriebsmäßig mit den ersten und zweiten betätigbaren Stufen (24, 26) gekoppelt ist, wobei die Steuerung (22) die Betätigung der ersten betätigbaren Stufe (24) bewirkt, wenn der bestimmte mittlere Beschleunigungswert einen ersten Schwellenwert übersteigt, und wobei die Steuerung einen Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert ansprechend auf ein Zeitintervall vom Überschreiten des ersten Schwellenwerts durch den bestimmten, mittleren Zusammenstoßbeschleunigungswert bis zum Übersteigen eines zweiten Schwellenwerts durch den bestimmten, mittleren Zusammenstoßbeschleunigungswert bestimmt, wobei die Steuerung eine Betätigung der zweiten betätigbaren Stufe (26) ansprechend auf den bestimmten bzw. festgestellten Zusammenstoßschwereindexwert bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Bestimmer für die mittlere Zusammenstoßbeschleunigung einen gleitenden Mittelwert bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, die ferner einen Schalter (32) zur Detektion eines angeschnallten oder nicht angeschnallten Insassenzustands und zum Vorsehen eines für den detektierten Insassenzustand anzeigenden Signals (34) aufweist, wobei die Betätigung der ersten und zweiten betätigbaren Stufen (24, 26) ferner ansprechend auf das Schaltersignal (34) ist.
Verfahren zur Steuerung der Betätigung einer betätigbaren Insassenrückhaltevorrichtung mit einer Vielzahl von Stufen (24, 26), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Abfühlen einer Zusammenstoßbeschleunigung an einer im wesentlichen mittleren bzw. zentralen Stelle des Fahrzeugs und Liefern eines dafür anzeigenden ersten Zusammenstoßbeschleunigungssignals (18, 20); Bestimmen eines Geschwindigkeitswerts (74,174) ansprechend auf das erste Zusammenstoßbeschleunigungssignal (18, 20); Abfühlen einer Zusammenstoßbeschleunigung an einer vorderen Stelle des Fahrzeugs und Vorsehen eines dafür anzeigenden zweiten Zusammenstoßbeschleunigungssignals (23, 25); Bewirken der Betätigung einer ersten der betätigbaren Stufen (24) ansprechend darauf, daß zumindest entweder ein erster Schwellenwert durch den bestimmten Geschwindigkeitswert (74, 174) überstiegen wird oder ein zweiter Schwellenwert durch das zweite Beschleunigungssignal überstiegen wird; Bestimmen von zumindest entweder einem ersten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert, der ansprechend auf ein Zeitinvervall vom Übersteigen des ersten Schwellenwerts durch den bestimmten Geschwindigkeitswert bis zum Übersteigen eines dritten Schwellenwerts durch den bestimmten Geschwindigkeitswert ist, oder eines zweiten Zusammenstoßschwereindex mit einem Wert, der ansprechend auf das Zeitintervall vom Übersteigen des zweiten Schwellenwerts durch den Zusammenstoßbeschleunigungswert bis zum Übersteigen eines vierten Schwellenwerts durch denselben ist; und Bewirken der Betätigung einer zweiten der betätigbaren Stufen (26) ansprechend auf zumindest entweder den ersten oder den zweiten Zusammenstoßschwereindex.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner den Schritt der Einstellung von zumindest entweder dem ersten oder dem zweiten Zusammenstoßschwereindex ansprechend auf einen abgefühlten Insassenzustand aufweist.