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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Kollisionsschwere- bzw. Aufprallschwere-Bestimmungssystem und
auf ein Gerät
gemäß dem Oberbegriff
von jeweils den Ansprüchen
1 und 8.
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In
der Technik sind Insassenschutzvorrichtungen, wie beispielsweise
Airbagsysteme, bekannt, welche in Fahrzeugen installiert sind. Der
Zeitpunkt zur Aktivierung einer derartigen Insassenschutzvorrichtung
wird auf der Grundlage von Änderungen
der Verlangsamung des Fahrzeugs mit der Zeit eingestellt, welche
mit einem in dem Fahrzeug eingebauten Verlangsamungssensor, oder
dergleichen, erfasst wird. Um die Insassenschutzvorrichtung zu einer
geeigneteren bzw. passenderen Zeit zu aktivieren, ist es wichtig,
einen Aufprall bzw. eine Kollision des Fahrzeugs mit ausreichend
hoher Zuverlässigkeit
zu erfassen. Als einen Typ einer Vorrichtung zur Erfassung eines
Aufpralls des Fahrzeugs offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 10-152414 ein Aktivierungssteuersystem, welches einen im Wesentlichen
bei dem Zentrum eines Fahrzeugchassis angeordneten Bodensensor und
einen bzw. mehrere in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs angeordneten
Frontsensor bzw. Sensoren umfasst. Das Steuersystem steuert eine
Aktivierung einer Insassenschutzvorrichtung auf der Grundlage von
von dem Bodensensor und dem (den) Frontsensor(en) erfassten Verlangsamungen.
Mit einem derartigen Aktivierungssteuersystem kann die Insassenschutzvorrichtung
unter Bezugnahme auf eine von dem (den) Frontsensor(en) erfasste(n)
Verlangsamung(en) geeignet aktiviert werden, auch wenn es schwierig
ist, einen Aufprall nur mittels des Bodensensors zu erfassen.
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Um
einen noch zuverlässigeren
Insassenschutz zu dem Zeitpunkt eines Aufpralls des Fahrzeugs zu
erzielen, ist es vorzuziehen, die Schwere des Aufpralls bzw. der
Kollision, nämlich
ein Maß der Fahrzeugkollision
zu bestimmen, die eine sekundäre Kollision
des Insassen gegen ein Objekt bzw. einen Gegenstand innerhalb des
Passagierabteils verursacht, und den Pegel bzw. das Niveau der Leistung zur
Aktivierung der Insassenschutzvorrichtung gemäß der Aufprallschwere einzustellen.
Die Schwerebestimmung kann auf der Grundlage einer von dem Bodensensor
erfassten Verlangsamung vorgenommen werden, während auf eine von dem (den)
Frontsensor(en) erfasste Verlangsamung(en) Bezug genommen wird,
wie bei dem Fall, bei dem die Aktivierung der Insassenschutzvorrichtung
erfasst wird.
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Mittlerweile
ist das Fahrzeug mit einer vorbestimmten ausfallsicheren Betriebsart
ausgestattet, um so einen geeigneten Insassenschutz sicherzustellen,
auch wenn für
das Fahrzeug irgendein Problem auftritt. Beispielsweise überwacht
eine ECU (elektronische Steuereinheit), welche bei einer vorbestimmten
Position in dem Fahrzeug zur Verfügung gestellt ist, mit regelmäßigen Intervallen
Fahrzeugzustände
einschließlich
derjenigen eines Motors und eines Bremssystems. Bei Auftreten irgendeines
Problems für
bzw. an dem Fahrzeug, erzeugt das Fahrzeug eine bestimmte Warnung
oder einen Alarm, und beginnt ein Operieren bzw. Arbeiten in einer
vorbestimmten ausfallsicheren Betriebsart, die zum Sicherstellen
der Sicherheit des Fahrzeuginsassens konzipiert ist.
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Das
Fahrzeug operiert in der zuvor beschriebenen ausfallsicheren Betriebsart
in verschiedensten Situationen, welche den Fall umfassen, bei dem
ein Problem an dem Frontsensor oder den Frontsensoren auftritt.
In dem Fall eines mit einer Insassenschutzvorrichtung ausgestatteten
Fahrzeugs, welche in der Lage ist, die Aufprallschwere zu erfassen,
können
Ergebnisse der mit dem selben Ausgangswert des Bodensensors erlangten
Schwerebestimmung abhängig
von der (den) von dem (den) Frontsensor(en) erfassten Verlangsamung(en)
abweichen. Im Hinblick auf diesen Fall wurde es vorgeschlagen, die Insassenschutzvorrichtung
im Voraus zu programmieren, so dass ein niedrigerer Grenzwert als
in normalen Fällen
Verwendung findet, um die Aufprallschwere in der ausfallsicheren
Betriebsart zu bestimmen.
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Beispiele
von Problemen, die für
bzw. an dem Frontsensor auftreten können, umfassen beispielsweise
eine Störung
bzw. einen Fehler des Frontsensors während des normalen Gebrauchs, was
ein extrem seltenes Ereignis ist, einen Ausfall des Frontsensors
selbst auf Grund eines Aufpralls des Fahrzeugs, einer Unterbrechung
bzw. Auftrennung einer Kommunikationsleitung oder -leitungen um
den Frontsensor herum nach einem Fahrzeugaufprall usw. Die aus diesen
verschiedenen Ursachen entstehenden Probleme machen es unmöglich, eine
Verlangsamung von dem Frontsensor zu erfassen, um bei einer Schwerebestimmung
Verwendung zu finden.
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Um
eine ausreichend hohe Insassenschutzzuverlässigkeit sicherzustellen, ist
es vorzuziehen, die Schwere eines Aufpralls auf eine geeignete Weise
abhängig
von der Ursache des Problems zu bestimmen, das für den Frontsensor auftritt.
Wie zuvor beschrieben, kann die Insassenschutzvorrichtung vorprogrammiert
werden, um einen niedrigeren Grenzwert bei Auftreten eines Problems
für den Frontsensor
zu verwenden, um die Kollisionsschwere bzw. Aufprallschwere in der
ausfallsicheren Betriebsart zu bestimmen. Jedoch wäre es mehr
wünschenswert,
die Aufprallschwere abhängig
von der Ursache des Problems zu bestimmen, das für den Frontsensor auftritt,
um einen geeigneteren Insassenschutz zu erzielen.
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US-6070113
offenbart ein gewöhnliches bzw.
generisches Aufprallschwere-Bestimmungssystem zur Bestimmung der
Schwere eines Aufpralls eines Fahrzeugs, mit: einem ersten Verlangsamungsdetektor,
der im Wesentlichen in einem zentralen Teil eines Aufbaus des Fahrzeugs
angeordnet ist, um so eine Fahrzeugverlangsamung in einer Längsrichtung des
Fahrzeugs zu erfassen, einem zweiten Verlangsamungsdetektor, der
bei einem vorderen Teil bzw. Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordnet
ist, der sich vor dem ersten Verlangsamungsdetektor befindet, um
so eine Verlangsamung bei dem vorderen Teil in der Längsrichtung
bzw. longitudinalen Richtung des Fahrzeugs zu erfassen, einer Geschwindigkeitsänderungsbetrags-Berechnungseinheit,
die einen Geschwindigkeitsänderungsbetrag
des Fahrzeugs durch Integrieren der von dem ersten Verlangsamungsdetektor
erfassten Fahrzeugverlangsamung über
die Zeit berechnet, einer Schwere-Bestimmungseinheit, die zwei oder
mehr Schwere-Bestimmungsabbilder speichert, die von der von dem ersten
Verlangsamungsdetektor erfassten Fahrzeugverlangsamung und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag
definiert sind, wobei jedes der Schwere-Bestimmungsabbilder ein
Schwellwertmuster repräsentiert,
das aus Schwellwerten besteht, mit welchen die Fahrzeugverlangsamung
verglichen wird, um so die Schwere des Aufpralls des Fahrzeugs zu bestimmen,
und einer Problemerfassungseinheit, die ein Problemerfassungssignal
erzeugt, das anzeigt, dass ein Problem an dem Fahrzeug aufgetreten
ist, wenn ein Nicht-Vorhandensein
eines Signals erfasst wird, das die von dem zweiten Verlangsamungsdetektor übertragene
Verlangsamung anzeigt, wobei wenn das Problemerfassungssignal von
der Problemerfassungseinheit empfangen wird, die Schwere-Bestimmungseinheit
in einer vorbestimmten ausfallsicheren Betriebsart zum Auswählen eines
geeigneten Schwere-Bestimmungsabbilds
der zwei oder mehr Schwere-Bestimmungsabbilder
arbeitet, und die Schwere des Aufpralls des Fahrzeugs auf der Grundlage
des ausgewählten
Schwere-Bestimmungsabbilds bestimmt.
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Ein
weiteres Aufprallschwere-Bestimmungssystem ist in WO 02/12029 offenbart.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufprallschwere-Bestimmungssystem
zur Bestimmung der Schwere eines Aufpralls eines Fahrzeugs zur Verfügung zu
stellen, das in der Lage ist, die Schwere eines Aufpralls mit verbesserter
Genauigkeit zu bestimmen, auch wenn für bzw. an einem Frontsensor
oder -sensoren ein Problem auftritt.
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Diese
Aufgabe wird durch das Aufprallschwere-Bestimmungssystem mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Die
Erfindung ist weiterentwickelt, wie es in den abhängigen Ansprüchen definiert
ist.
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Mit
dem Aufprallschwere-Bestimmungssystem, das wie zuvor beschrieben
konstruiert bzw. aufgebaut ist, erfasst die Problemerfassungseinheit
eine Abnormalität
bei der Übertragung
bzw. Sendung eines Signals, welches die Verlangsamung von dem zweiten
Verlangsamungsdetektor anzeigt, und die Schwerebestimmungseinheit
operiert bzw. arbeitet in der ausfallsicheren Betriebsart, um die
Schwere des Fahrzeugaufpralls bzw. der Fahrzeugkollision zu bestimmen.
Auf diese Weise kann die Aufprallschwere auf eine gewünschte Weise
bestimmt werden, auch wenn an dem zweiten Verlangsamungsdetektor
ein Problem aufgetreten ist.
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Die
vorangehenden und/oder weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugname auf die beiliegende Zeichnung offensichtlicher,
in welcher gleiche Bezugszeichen Verwendung finden, um gleiche Elemente
zu bezeichnen. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer Hardwarekonfiguration eines Schwerebestimmungssystems
gemäß einem
als Beispiel dienenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches mit einem Insassenschutzsystem Verwendung
findet;
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2 eine
Ansicht eines Motorfahrzeugs, bei welchem das in 1 gezeigte
Schwerebestimmungssystem installiert ist;
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3 ein
Funktionsblockschaltbild, welches schematisch die Konfiguration
des in 1 gezeigten Schwerebestimmungssystems zeigt;
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4 einen
Graphen, der Beispiele von Schwerebestimmungsabbildern zeigt, die
in einer Schwerebestimmungseinheit des Systems von 3 gespeichert
sind;
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5 einen
Graphen, welcher Daten zeigt, die von einem Fahrzeug zu dem Zeitpunkt
von verschiedenen Arten seiner Aufprälle bzw. Kollisionen erlangt
wurden;
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6 einen
Graphen, welcher Beziehungen zwischen einer Zeit T, wie sie von
dem Anfang eines Aufpralls angemessen wird, und eines Geschwindigkeitsänderungsbetrags
VG zeigt;
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7 eine
Tabellenzusammenfassungsauswahl von niedrigen und hohen Abbildern
bei einer ausfallsicheren Betriebsart;
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8 eine
Ansicht einer Verschiebung einer Operationsbetriebsart des Schwerebestimmungssystems
von einer normalen Betriebsart zu einer ausfallsicheren Betriebsart;
und
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9 eine
Ansicht einer Steuerroutine, welche von dem Schwerebestimmungssystem
eines als Beispiel dienenden Ausführungsbeispiels zum Vornehmen
einer Schwerebestimmung in der ausfallsicheren Betriebsart ausgeführt wird.
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1 veranschaulicht
schematisch eine Hardwarekonfiguration eines Aufprallschwere-Bestimmungssystems 20 gemäß einem
als Beispiel dienenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wenn es mit einer Insassenschutzvorrichtung Verwendung
findet. In 1 ist eine Airbagvorrichtung 50 als
ein typisches Beispiel der Insassenschutzvorrichtung veranschaulicht.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein in der Airbagvorrichtung 50 aufbewahrter
Airbag 52 dahingehend ausgestaltet, um sich gemäß einem
von dem Schwerebestimmungssystem 20 erlangten Bestimmungsergebnis
(d.h. der Schwere eines Aufpralls) bei einem hohen Leistungspegel
bzw. -niveau oder einem niedrigen Leistungspegel bzw. -niveau zu
entfalten.
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Zusätzlich zu
dem Schwerebestimmungssystem 20 des Ausführungsbeispiels
ist eine (nicht abgebildete) Aktivierungsvorrichtung zur Verfügung gestellt,
welche bestimmt, ob die Airbagvorrichtung 50 aktiviert
werden sollte. Bestimmt die Aktivierungsvorrichtung, dass die Airbagvorrichtung 50 aktiviert werden
sollte, wird der Airbag aktiviert, so dass er sich, wie zuvor beschrieben,
gemäß der von
dem Schwerebestimmungssystem 20 bestimmten Aufprallschwere
mit einem hohen oder niedrigen Leistungspegel entfaltet.
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2 veranschaulicht
das Schwerebestimmungssystem 20, wenn es in einem Motorfahrzeug 10 installiert
ist. 3 ist ein Blockschaltbild, welches eine funktionelle
Anordnung bzw. eine Funktionsanordnung des Schwerebestimmungssystems 20 schematisch
veranschaulicht.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt, umfasst das Schwerebestimmungssystem 20 des
Ausführungsbeispiels
einen Bodensensor 22, welcher in der Nähe einer bei einem zentralen
Bereich des Fahrzeugs 10 montierten Konsolenbox angeordnet
ist, und einen linken Frontsensor 24 und einen rechten
Frontsensor 26, welche an Frontbereichen von jeweiligen
Seitenteilen des Fahrzeugs 10 montiert sind. Der Bodensensor 22 dient
zum Erfassen einer Fahrzeugverlangsamung (nachfolgend als „Boden
G" bezeichnet),
und der linke und der rechte Frontsensor 24, 26 dienen
zum Erfassen von Fahrzeugverlangsamungen (nachfolgend als „Front
LG" und „Front
RG" bezeichnet)
in der longitudinalen Richtung bzw. Längsrichtung (d.h. der Fahrtrichtung)
des Fahrzeugs 10. Hier kann anstelle dieser Frontsensoren 24 und 26 ein
Frontsensor bei dem Zentrum des vorderen Teils bzw. Frontabschnitts
bzw. Frontbereichs des Fahrzeugs 10 angeordnet werden.
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Das
Schwerebestimmungssystem 20 des Ausführungsbeispiels weist eine
vorbestimmte ausfallsichere Betriebsart auf, bei welcher die Aufprallschwere
bestimmt wird, wenn der linke Frontsensor 24 oder der rechte
Frontsensor 26 insbesondere irgendein Problem aufweist,
wie beispielsweise eine Störung
oder einen Ausfall des Sensors. Arbeiten der linke und der rechte
Frontsensor 24, 26 normal, bestimmt das Schwerebestimmungssystem 20 andererseits
die Aufprallschwere in einer normalen Betriebsart, wie später beschrieben.
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Die
Konstruktion des Schwerebestimmungssystem 20 wird zuerst
unter Bezugname auf 1 ausführlich beschrieben. Das Schwerebestimmungssystem 20 des
Ausführungsbeispiels
umfasst einen Mikrocomputer 40, welcher eine Funktion des
Bestimmens der Schwere eines Aufpralls eines Fahrzeugs auf der Grundlage
des von dem Bodensensor 22 erfassten Boden G und der von
den Frontsensoren 24 und 26 erfassten Front LG
und RG aufweist. Der Mikrocomputer 40 umfasst eine CPU 42 als
seine zentrale Komponente und umfasst zudem ein Operationsprogramme
bzw. Betriebsprogramme speicherndes ROM 44, ein RAM 46,
das in der Lage ist, Daten zeitweise zu speichern, und eine Eingabe-/Ausgabe-Schaltung
(I/O-Schaltung) 48.
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Beispielsweise
ist die CPU 42 dahingehend ausgestaltet, um ein Abtasten
eines Signals von dem Bodensensor 22 mit einer vorbestimmten
Frequenz (beispielsweise 2kHz) zu starten, nachdem der Bodensensor 22 einen
vorbestimmten Wert des Boden G erfasst. Dann ermittelt der Mikrocomputer 40, wenn
zumindest einer der von dem Frontsensoren 24 und 26 erfassten
Front LG und RG größer als
ein vorbestimmter Schwellwert wird, eine Möglichkeit eines Fahrzeugaufpralls,
und geht dazu über,
eine vorbestimmte Steueroperation durchzuführen. Ferner bestimmt der Mikrocomputer 40 auf
der Grundlage der von den Frontsensoren 24 und 2b erfassten
Front LG und RG, ob ein Fahrzeugaufprall stattfindet (d.h. dass
sich das Fahrzeug in einer Kollision bzw. einem Aufprall mit einem
Objekt befindet), und bestimmt auf der Grundlage des von dem Bodensensors 22 erfassten
Boden G unter Bezugname auf die erfassten Front LG und RG die Aufprallschwere.
Aus dem Funktionsblockschaltbild von 3, welches
das Schwerebestimmungssystem 20 darstellt, wird eine Funktionsanordnung
des Mikrocomputers 40 offensichtlich.
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Als
nächstes
wird nachfolgend eine Operation des Schwerebestimmungssystem 20 unter
Bezugname auf das Funktionsblockschaltbild von 3 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, empfängt eine Bestimmungseinheit 30 des
Systems 20 mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz über eine
Signaleingabeeinheit 28 ein das von dem Bodensensor 22 erfasste
Boden G anzeigendes Signal und von den Frontsensoren 24 und 26 erfasste
Front LG und RG anzeigende Signale.
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Wenn
zumindest eins des von den Frontsensoren 24, 26 erfassten
Front LG und RG größer als der
vorbestimmte Schwellwert wird, nimmt die Bestimmungseinheit 30 einen
Fahrzeugaufprall an und startet eine vorbereitende Operation zur
Schwerebestimmung. Die Bestimmungseinheit 30 umfasst eine Geschwindigkeitsänderungsbetrags- Berechnungseinheit 32 zur
Berechnung eines Geschwindigkeitsänderungsbetrags VG, welche
durch Integrieren des Boden G über
der Zeit erlangt wird, und eine Schwerebestimmungseinheit 36,
welche in dem Fall eines Aufpralls die Aufprallschwere gemäß dem Boden
G und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG bestimmt. Die Geschwindigkeitsänderungsbetrags-Berechnungseinheit 32 berechnet
den mit dem Boden G im Zusammenhang stehenden Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG gemäß einer
nachstehend gezeigten Gleichung (1). Durch Integrieren des Boden G,
um den Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG zu erlangen, können
Störungen
bzw. Rauschen entfernt werden, was folglich eine wünschenswertere
Schwerebestimmung ermöglicht. VG = ∫ G(t) dt (1)
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Die
Schwerebestimmungseinheit 36 umfasst ein Schwerebestimmungsabbild
gemäß 4,
bei welchem die vertikale Achse das Boden G repräsentiert und die horizontale
Achse den Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG repräsentiert.
Unter Verwendung dieses Schwerebestimmungsabbilds bestimmt die Schwerebestimmungseinheit 36 die
Kollisionsschwere auf der Grundlage des von dem Bodensensor 22 erfassten
Boden G. Dann wird der Leistungspegel bzw. das Leistungsniveau der
Airbagvorrichtung 50 zum Aufblasen des Airbags 52 auf der
Grundlage des Ergebnisses der Schwerebestimmung bestimmt.
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Das
in 4 gezeigte Schwerebestimmungsabbild umfasst zwei
verschiedene Schwellwertmuster STH-H und STH-L, welche nachfolgend erläutert werden.
Jedes Schwellwertmuster STH-H, STH-L repräsentiert bzw. bezeichnet Schwellwerte oder
Bezugswerte zum Bestimmen, ob sich die Aufprallschwere auf einem
hohen Pegel oder auf einem niedrigen Pegel befindet. Die Schwere
wird nämlich als
ein hoher Pegel (d.h. große
Schwere) bestimmt, wenn sich ein von dem Boden G und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG bestimmter Punkt über dem
ausgewählten
Schwellwertmuster befindet, und wird als ein niedriger Pegel (d.h.
niedrige bzw. kleine Schwere) bestimmt, wenn sich ein von dem Boden
G und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG bestimmter Punkt unter dem ausgewählten Schwellwertmuster befindet.
Folglich kann die Schwere, auch wenn bei Kollisionen bzw. Aufprällen im
Wesentlichen der selbe Wert des Boden G erfasst wird, in Abhängigkeit
von der Art der Fahrzeugkollision, als HOCH bestimmt werden, was
erfordert, dass sich der Airbag 52 mit einem hohen Leistungspegel
entfaltet, oder als NIEDRIG bestimmt werden, was erfordert, dass
sich der Airbag 52 bei einem niedrigen Leistungspegel entfaltet.
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Folglich
umfasst das bei dem Ausführungsbeispiel
verwendete Schwerebestimmungsabbild ein HOCH-Abbild, bei dem die
Schwellwerte STH relativ hoch gesetzt sind (Muster STH-H), und ein
NIEDRIG-Abbild, bei welchem die Schwellwerte STH relativ niedrig
gesetzt sind (Muster STH-L). Unterliegt das Fahrzeug einer versetzten
Kollision bzw. einem Versatzaufprall bei einer hohen Geschwindigkeit, welche
normalerweise eine große
Wirkung auf den Insassen ausübt,
ist es vorzuziehen, dass die Aufprallschwere bzw. Kollisionsschwere
wahrscheinlich als HOCH bestimmt werden wird, auch bei einem relativ
kleinen Boden G, und daher wird das NIEDRIG-Abbild für die Schwerebestimmung
verwendet. Umgekehrt ist es, wenn das Fahrzeug einer frontalen Kollision
bzw. einem Frontalaufprall, oder dergleichen, bei einer niedrigen
Geschwindigkeit unterliegt, welche normalerweise eine relativ kleine
Wirkung auf den Insassen ausübt,
vorzuziehen, dass die Kollisionsschwere wahrscheinlich als NIEDRIG
bestimmt werden wird, und daher das HOCH-Abbild für die Schwerebestimmung Verwendung
findet.
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Die
Bestimmung, ob das NIEDRIG-Abbild oder das HOCH-Abbild Verwendung findet, wird gemäß der Art
des Fahrzeugaufpralls unter Bezugnahme auf die von den Frontsensoren 24, 26 erfassten Front
LG und RG vorgenommen. Die Schwellwertmuster STH-H bei dem HOCH-Abbild und die Schwellwertmuster
STH-L bei dem NIEDRIG-Abbild sind
für jedes
Fahrzeug Modell auf der Grundlage von bei Kollisionstests, virtuellen
Simulationen, und dergleichen erlangten Daten jeweils vorbestimmt.
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Werden
die Front LG, RG normalerweise von den Frontsensoren 24, 26 erfasst
und die Front LG, RG anzeigenden Signale normalerweise an das Schwerebestimmungssystem 20 übertragen,
kann die Kollisionsschwere unter Bezugname, auf die erfassten Front
LG, RG bestimmt werden. Jedoch werden die Erfassungssignale in einigen
Fällen
auf Grund eines bestimmten Problems oder einer Abnormalität nicht
von den Frontsensoren 24, 26 übertragen. Daher weist das
Schwerebestimmungssystem 20 des Ausführungsbeispiels eine Funktion
des Durchführens
einer Schwerebestimmung sogar für den
Fall auf, bei dem von den Frontsensoren 24, 26 kein
Erfassungssignal übertragen
wird.
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In
Anbetracht der vorangehenden Situation umfasst die Bestimmungseinheit 30 des
Schwerebestimmungssystems 20 eine Problemerfassungseinheit 34.
Die Problemerfassungseinheit 34 überwacht die von den Frontsensoren 24 und 26 übertragenen Front
LG und RG mit bestimmten Intervallen, und bestimmt das Auftreten
eines Problems, wenn kein die Front LG und RG anzeigendes Signal
erfasst wird. Hier ist das „Problem" so zu interpretieren,
dass es beispielsweise die Fälle
umfasst, bei denen der (die) Frontsensor(en) 24, 26 während eines
normalen Gebrauchs gestört
ist (sind), was ein extrem seltenes Ereignis ist, bei dem der (die)
Frontsensor(en) 24 und 26 aufgrund eines Aufpralls
des Fahrzeugs ausgefallen ist/sind, und bei dem ein oder mehrere
Kommunikationskabel abgetrennt ist/sind, welche zu der Signaleingabeeinheit 28 führen. Die
Problemerfassungseinheit 34 erkennt den Typ des Problems,
wie zuvor beschrieben, und sendet ein den Typ des auf diese Weise
erkannten Problems umfassendes Problemerfassungssignal an die Schwerebestimmungseinheit 36.
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In
der Schwerebestimmungseinheit 36 ist im Voraus eine vorbestimmte
ausfallsichere Betriebsart gesetzt, und sie wird ausgeführt, wenn
die Einheit 36 von der Problemerfassungseinheit 34 ein
Problemerfassungssignal empfängt.
In der ausfallsicheren Betriebsart wird die Schwerebestimmung abhängig von dem
Typ des Problems des (der) Frontsensor(en) 24, 26 vorgenommen,
welches in dem Problemerfassungssignal von der Problemerfassungseinheit 34 umfasst
ist. Bei einer ausfallsicheren Operation, die durchgeführt wird,
wenn der (die) Frontsensor(en) 24, 26 fehlerhaft
ist/sind, wird das in 4 gezeigte NIEDRIG-Abbild zur Bestimmung
der Aufprallschwere verwendet. Bei einer ausfallsicheren Operation, die
in den Fällen
durchgeführt
wird, bei denen der (die) Frontsensor(en) 24, 26 aufgrund
eines Aufpralls des Fahrzeugs ausgefallen ist/sind, und bei denen ein
mit der Signaleingabeeinheit 28 verbundenes Kommunikationskabel
abgeschnitten ist (welche Fälle
im Allgemeinen als „Ausfall
des (der) Frontsensor(en) 24, 26" bezeichnet werden), wählt die Schwerebestimmungseinheit 36 auf
der Grundlage des Geschwindigkeitsänderungsbetrags VG, welcher zu
einer vorbestimmten Zeit Tm gemessen wird, nachdem kein die Front
LG und RG anzeigendes Signal erfasst wird, eins von dem NIEDRIG-Abbild
und dem HOCH-Abbild aus, und bestimmt die Aufprallschwere unter
Bezugnahme auf das ausgewählte Abbild.
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Nachfolgend
wird die Art des Auswählens des
NIEDRIG-Abbilds
oder des HOCH-Abbilds bei der zuvor beschriebenen ausfallsicheren
Betriebsart beschrieben, welche abhängig von dem Typ des Problems
ausgeführt
wird.
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Eine
Störung
bzw. Fehler des (der) Frontsensor(en) 24, 26,
was ein extrem seltener Fall ist, kann von der Problemerfassungseinheit 34 erkannt
oder bestätigt
werden, welche regelmäßig Ausgangssignale
der Frontsensoren 24, 26 überwacht. Wird eine Störung des
Frontsensors (der Frontsensoren) 24, 26 erfasst,
kann dem Insassen mittels einer alarmierenden Lampe oder dergleichen
eine bestimmte Warnung gegeben werden, so dass der Insasse das Fahrzeug
umgehend reparieren lassen wird, wodurch das Problem der Störung des
Frontsensors (der Frontsensoren) 24, 26 beseitigt
wird. Jedoch besteht eine Möglichkeit,
dass das Fahrzeug in einen Verkehrsunfall verwickelt wird, bevor
die Frontsensoren 24, 26 repariert sind. In diesem
Fall ist es wünschenswert,
die Schwerebestimmungsbetriebsart so zu setzen, dass das Airbagsystem 50 mit
einem Hochgeschwindigkeitsaufprall oder dergleichen zurecht kommen
kann, welches eine große
Wirkung auf den Insassen zur Folge hat.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wählt die
Schwerebestimmungseinheit 36 daher, wenn das Problem aus einer
Störung
des Frontsensors (der Frontsensoren) 24, 26 entsteht,
das NIEDRIG-Abbild zum Bestimmen der Aufprallschwere aus.
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Bei
dem Fall, bei dem der (die) Frontsensor(en) 24, 26 oder
dergleichen aufgrund eines Aufpralls des Fahrzeugs ausgefallen sind,
variiert die Intensität
der Wirkung auf den Insassen abhängig
von einer Aufprallart. In dem Graphen von 5 repräsentiert
die vertikale Achse das Front LG (oder RG) (m/s2),
welches von dem Frontsensor 24 (oder 26) erfasst
wird, und die horizontale Achse repräsentiert den Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG (m/s), welcher durch Integrieren des Boden G über der Zeit erlangt wird. 5 zeigt
Daten, welche in dem Fall (Hochgeschwindigkeits OBD) erfasst werden,
bei dem das Fahrzeug einem Hochgeschwindigkeits-Versatzaufprall
mit einem relativ weichen Winkel unterliegt, und in dem Fall, bei
dem das Fahrzeug einem Niedriggeschwindigkeits-Frontalaufprall unterliegt. In dem Fall
des Hochgeschwindigkeits-Versatzaufpralls erreicht das Front LG
(oder RG) eine Spitze, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag VG noch klein
ist. Folglich ist der Hochgeschwindigkeits-Versatzaufprall einer
von Aufprallarten, bei denen auf den Insassen eine große Wirkung
angewendet werden wird, und daher wird die Schwerebestimmung unter
Verwendung des NIEDRIG-Abbilds derart vorgenommen, dass die Schwere
wahrscheinlicher als HOCH bestimmt werden wird.
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In
dem Fall des Niedriggeschwindigkeits-Frontalaufpralls ändert sich
das Front LG (oder RG) mit zunehmendem Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG allmählich,
und nimmt einen relativ hohen Wert bei seiner Spitze bei dem späteren Zustand
des Aufpralls an, obwohl der Spitzenwert noch viel niedriger ist,
als der des Hochgeschwindigkeits-Versatzaufpralls. Der in dem Graph
repräsentierte
Niedriggeschwindigkeits-Frontalaufprall ist einer von Aufprallarten,
bei denen auf den Insassen eine kleine Wirkung angewendet werden
wird, und daher wird die Schwerebestimmung unter Verwendung des HOCH-Abbilds derart vorgenommen,
dass die Schwere wahrscheinlicher als NIEDRIG bestimmt werden wird.
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Eine
gestrichelte Linie in 5 repräsentiert eine Grenzlinie, auf
welcher Grundlage eins des HOCH-Abbilds und des NIEDRIG-Abbilds
ausgewählt
wird. Es kann nämlich
ein Aufprall, welcher ein relativ hohes Front LG (oder RG) in dem
Anfangszustand des Aufpralls (auf der linke Seite der Grenzlinie)
zeigt, als eine Aufprallart bestimmt werden, bei welcher die Schwerebestimmung
unter Verwendung des NIEDRIG-Abbilds derart vorgenommen wird, dass
die Schwere wahrscheinlicher als HOCH bestimmt werden wird. Im Gegensatz
dazu kann ein Aufprall, welcher ein relativ hohes Front LG (oder RG)
bei dem späteren
Zustand des Aufpralls (auf der rechten Seite der Grenzlinie) zeigt,
als eine Aufprallart bestimmt werden, bei welcher die Schwerebestimmung
unter Verwendung des HOCH-Abbilds derart vorgenommen wird, dass
die Schwere wahrscheinlicher als NIEDRIG bestimmt werden wird.
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Es
wird angenommen, dass der zuvor beschriebene Ausfall des Frontsensors
(der Frontsensoren) 24, 26 oder ihrer äußeren Verdrahtung
aufgrund eines Fahrzeugsaufpralls auftritt, wenn das Front LG (RG)
seine Spitze erreicht. Der Graph in 6 zeigt
eine Beziehung zwischen der Zeit T, welche von einem Zeitpunkt an
gemessen wird, wenn das Fahrzeug auf ein Objekt aufprallt, und dem
Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG. Wie in dem Graphen gezeigt, tendiert, in dem Fall des Hochgeschwindigkeits-Versatzaufpralls,
der Frontsensor 24, 26 oder dergleichen auszufallen
(arbeitsunfähig
zu werden), bevor der Geschwindigkeitsänderungsbetrag VG auf einen
bestimmten Pegel zunimmt. In diesem Fall wird daher der erfasste
Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG auf einem relativ niedrigen Wert gehalten. In dem Fall des Niedriggeschwindigkeits-Frontalaufpralls
tendiert andererseits der Frontsensor 24, 26 auszufallen,
nachdem der Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG einen bestimmten Pegel überschreitet.
In diesem Fall weist der erfasste Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG einen höheren
Wert auf, als der in dem Fall des Hochgeschwindigkeits-Versatzaufpralls.
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In
Anbetracht der vorangehenden Tendenzen wird ein bestimmter Referenzwert
KTH zwischen dem niedrigen Wert und dem hohen Wert des Geschwindigkeitsänderungsbetrags
VG gesetzt, wie zuvor beschrieben. Ist der erfasste Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG größer als
der Bezugswert KTH, wird der untersuchte Aufprall als einer von
Aufprallarten bestimmt, bei welchen die Schwerebestimmung unter
Verwendung des HOCH-Abbilds vorgenommen wird, so dass die Schwere
wahrscheinlicher als NIEDRIG bestimmt werden wird. Überschreitet der
erfasste Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG den Bezugswert KTH andererseits nicht, wird der untersuchte Aufprall
als einer von Aufprallarten bestimmt, bei welchen die Schwerebestimmung
unter Verwendung des NIEDRIG-Abbilds derart vorgenommen wird, dass
die Schwere wahrscheinlicher als HOCH bestimmt werden wird.
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Die
Tabelle von 7 fasst eine Auswahl des HOCH-Abbilds oder des
NIEDRIG-Abbilds durch die Schwerebestimmungseinheit 36 in
der ausfallsicheren Betriebsart zusammen.
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Um
einen gewünschten
Insassenschutz zu erzielen, wird wünschenswerterweise eine große Sorgfalt
gewahrt, um zu bestimmen, ob die Schwerebestimmungseinheit 36 in
die ausfallsichere Betriebsart gebracht wurde, welche ausgeführt wird, wenn
der Frontsensor 24, 26 oder dergleichen aufgrund
eines Aufpralls ausfällt.
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Beispielsweise
kann die ausfallsichere Betriebsart irrtümlicherweise errichtet werden,
wenn die Übertragung
des Front LG oder RG aufgrund von Rauschen auf Kommunikationsleitungen,
oder anderen Faktoren, unterbrochen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung überträgt die Problemerfassungseinheit 34 daher
nicht unmittelbar ein einen Ausfall des Frontsensors 24, 26 oder
dergleichen anzeigendes Problemerfassungssignal an die Schwerebestimmungseinheit 36,
wenn bei einer normalen Betriebsart von den Frontsensoren 24, 26 kein
das Front LG, RG anzeigendes Signal übertragen wird, wie in 8 gezeigt.
Eher wird das Problem (das heißt
keine Übertragung
des Front LG oder RG) als von einem Ausfall des Frontsensors 24, 26 verursacht
beurteilt, wenn eine vorbestimmte Zeit Tm abgelaufen ist, nachdem
die Übertragung
des Front LG oder RG gestoppt ist. Folglich wird die Schwerebestimmungseinheit 36 bei
einem Ablauf der vorbestimmten Zeit Tm in die ausfallsichere Betriebsart
gebracht. Durch Warten für
die vorbestimmte Zeit Tm vor Eintritt in die ausfallsichere Betriebsart,
wird verhindert, dass die Schwerebestimmungseinheit 36 irrtümlich in
die ausfallsichere Betriebsart gebracht wird, wenn die Übertragung
des Front LG oder RG aufgrund von Rauschen, oder irgendeinem anderen Grund,
zeitweise gestoppt ist.
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Bei
Eintreten in die ausfallsichere Betriebsart bestimmt die Schwerebestimmungseinheit 36,
welches des NIEDRIG- Abbilds
und des HOCH-Abbilds Verwendung findet, abhängig davon, ob der zu dieser Zeit
erfasste Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG höher
oder niedriger als ein Bezugswert KTH ist, in ähnlicher Weise wie in 6.
Der Bezugswert KTH ist für
jedes Fahrzeug auf der Grundlage von Daten vorbestimmt, welche bei
Aufpralltests, virtuellen Simulationen, und dergleichen erlangt
werden.
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Wie
zuvor beschrieben, arbeitet das Schwerebestimmungssystem 20,
sogar wenn ein Problem an dem Frontsensor 24 oder 26 auftritt,
in der ausfallsicheren Betriebsart, und bestimmt die Aufprallschwere
mit hoher Genauigkeit gemäß dem Schwerebestimmungsabbild,
wie in 4 gezeigt, welches Abbild das Boden G und den
Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG einschließt.
Insbesondere wird, wenn der Frontsensor 24 oder 26 aufgrund
eines Aufpralls des Fahrzeugs ausfällt oder arbeitsunfähig wird,
eins des NIEDRIG-Abbilds und des HOCH-Abbilds unter Verwendung des
Bezugswerts KTH und des Geschwindigkeitsänderungsbetrag VG geeignet bzw.
passend ausgewählt.
Dementsprechend wird, wie in 4 gezeigt,
die Schwerebestimmung unter Verwendung des NIEDRIG-Abbilds in dem Fall
eines Hochgeschwindigkeits-Versatzaufpralls
(ODB) durchgeführt,
bei welchem es vorzuziehen ist, die Schwere als HOCH zu bestimmen.
Andererseits wird in dem Fall eines Niedriggeschwindigkeits-Frontalaufpralls,
bei welchem es vorzuziehen ist, die Schwere als NIEDRIG zu bestimmen,
die Schwerebestimmung unter Verwendung des HOCH-Abbilds durchgeführt.
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Wie
zuvor beschrieben, wird das in 1 gezeigte
Ausführungsbeispiel
des Schwerebestimmungssystems 20 mit der Airbagvorrichtung 50 als einer
Insassenschutzvorrichtung verwendet. Nachfolgend wird die Struktur
bzw. der Aufbau der Airbagvorrichtung 50 kurz beschrieben.
Die Airbagvorrichtung 50 umfasst einen Airbag 52,
zwei Aufblaseeinrichtungen 54, welche dem Airbag 52 Gas
zuführen, zwei
Feuerungsvorrichtungen 56, welche ein (in 1 nicht
gezeigtes) Gas erzeugendes Mittel feuern, und zwei Ansteuerschaltungen 58,
welche den jeweiligen Feuerungsvorrichtungen 56 elektrischen Strom
zuführen,
um als Reaktion auf ein Schwerebestimmungssignal von dem Mikrocomputer 40 das Gas
erzeugende Mittel zu feuern. Mit den auf diese Weise zur Verfügung gestellten
beiden Aufblaseeinrichtungen 54 kann der Airbag 52 bei
einem hohen Leistungspegel schnell entfaltet werden, wenn beide Aufblaseeinrichtungen 54 gleichzeitig
betätigt
werden, und kann auch bei einem niedrigen Leistungspegel entfaltet
werden, wenn die beiden Aufblaseeinrichtungen 54 zu verschiedenen
Zeitpunkten betätigt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird der Airbag 52 bei einem hohen Leistungspegel entfaltet, wenn
das Schwerebestimmungssystem 20 die Aufprallschwere als
HOCH bestimmt, und wird bei einem niedrigen Leistungspegel entfaltet,
wenn das Schwerebestimmungssystem 20 die Aufprallschwere
als NIEDRIG bestimmt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung arbeitet das Schwerebestimmungssystem 20,
auch bei Auftreten eines Problems, das es unmöglich macht, ein das Front
LG oder RG von dem Frontsensor 24 oder 26 anzeigendes
Signal zu erfassen, in der ausfallsicheren Betriebsart, um so eine
Entfaltung der Airbagvorrichtung 50 zu ermöglich, welche
für den
Insassen günstig
oder vorteilhaft ist. Folglich erzielt das Schwerebestimmungssystem 20 des
Ausführungsbeispiel
konstant einen gewünschten
Insassenschutz mit hoher Zuverlässigkeit.
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9 zeigt
eine Steuerroutine zur Bestimmung einer Aufprallschwere, wenn das
Schwerebestimmungssystem 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
in einer ausfallsicheren Betriebsart arbeitet, welche errichtet
wird, wenn von dem Frontsensor 24 und/oder dem Frontsensor 26 ein
Signal übertragen wird.
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Die
Schwerebestimmungsroutine von 9 wird von
dem in 1 gezeigten Mikrocomputer 40 ausgeführt. Zuerst
bestimmt die Problemerfassungseinheit 34 bei Schritt S100,
ob von den Frontsensoren 24, 26 kein das Front
LG oder RG anzeigendes Signal übertragen
wird. Wird bei Schritt S100 keine Signalübertragung erfasst, dann bestimmt
die Problemerfassungseinheit 34 bei Schritt S102, ob das Problem
von einer Störung
des Frontsensors (der Frontsensoren) 24, 26 entsteht,
oder von einem Ausfall des Frontsensors (der Frontsensoren) 24, 26 oder dergleichen,
welches von dem Fahrzeugaufprall verursacht ist. Wird bei Schritt
S102 eine Störung
des Frontsensors (der Frontsensoren) 24, 26 bestimmt, wird
bei Schritt S108 das HOCH-Abbild zur Bestimmung der Aufprallschwere
verwendet, so dass die Schwere wahrscheinlicher als NIEDRIG bestimmt werden
wird. Nach Ausführen
des Schritts S108 ist die Routine von 9 beendet.
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Wird
andererseits bei Schritt S102 keine Störung der Frontsensoren 24, 26 erfasst,
wird Schritt S104 ausgeführt,
wobei angenommen wird, dass ein Fahrzeugaufprall aufgetreten ist,
um zu bestimmen, ob die vorbestimmte Zeit Tm abgelaufen ist, da
es unmöglich
wurde, dass das Front LG oder RG erfasst werden konnte. Bestimmt
Schritt S104, dass die Zeit Tm abgelaufen ist, wird bestimmt, dass
sich das Fahrzeug in einem Aufprallzustand befindet, und es wird
Schritt S106 ausgeführt,
um zu bestimmen, ob der gegenwärtige
Geschwindigkeitsänderungsbetrag VG
des Fahrzeugs größer als
der vorbestimmte Bezugswert KTH ist. Wird bei Schritt S106 bestimmt, dass
der Geschwindigkeitsänderungsbetrag
VG größer als
der Bezugswert KTH ist, wird bei Schritt S108 die Schwerebestimmung
unter Verwendung des HOCH-Abbilds
derart durchgeführt,
dass die Schwere wahrscheinlicher als NIEDRIG bestimmt werden wird,
und danach ist die Routine beendet. Umgekehrt wird, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag VG
bei Schritt S106 als nicht größer als
der Bezugswert KTH bestimmt wird, die Schwerebestimmung bei Schritt 110 unter
Verwendung des NIEDRIG-Abbilds derart durchgeführt, dass die Schwere wahrscheinlich
als HOCH bestimmt werden wird, und danach ist die Routine beendet.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Mikrocomputer 40 dahingehend ausgestaltet, um eine
Gesamtsteuerung des Schwerebestimmungssystems 20 einschließlich einer
Steuerung in der ausfallsicheren Betriebsart durchzuführen. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt. Beispielsweise
kann eine ECU (elektronische Steuereinheit) bei einer bestimmten Position
innerhalb des Fahrzeugs 10, wie in 2 gezeigt,
zum regelmäßigen Überwachen
der Operationszustände
bzw. Arbeitszustände
der Frontsensoren 24 und 26, sowie des Motors,
des Bremssystems, und dergleichen zur Verfügung gestellt sein, um so das
Schwerebestimmungssystem 20 bei Auftreten eines Problems
in der ausfallsicheren Betriebsart zu betreiben, wie zuvor beschrieben.
In diesem Fall kann der Mikrocomputer 40 als ein Teil der
ECU konstruiert sein.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird das Schwerebestimmungssystem 2 auf die Airbagvorrichtung 50 angewendet,
welche als die Insassenschutzvorrichtung eingesetzt wird. Jedoch kann
das Schwerebestimmungssystem der Erfindung auf ein Sitzgurtvorspannungssystem
angewendet werden, welches als eine Insassenschutzvorrichtung dient,
welche bei dem Fall eines Aufpralls den Sitzgurt automatisch aufnimmt
bzw. spannt. Zudem kann die Schwerebestimmungsvorrichtung 20 sowohl
auf die Airbagvorrichtung als auch das Sitzgurtvorspannungssystem
angewendet werden.
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Auch
wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre als Beispiel dienenden
Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die als
Beispiel dienenden Ausführungsbeispiele
oder Konstruktionen beschränkt
ist. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung bestrebt, verschiedenste
Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abzudecken. Zusätzlich
liegen, auch wenn die verschiedensten Elemente der als Beispiel
dienenden Ausführungsbeispiele
in verschiedensten Kombinationen und Konfigurationen dargestellt
sind, welche als Beispiel dienen, auch andere Kombinationen oder
Konfigurationen, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element
aufweisen, innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung, wie er
in den Ansprüchen
definiert ist.
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Ein
Aufprallschwere-Bestimmungssystem zur Bestimmung einer Schwere eines
Aufpralls eines Fahrzeugs umfasst einen ersten Verlangsamungsdetektor,
welcher in einem zentralen Teil eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist, zur Erfassung
einer Fahrzeugverlangsamung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs,
und einen zweiten Verlangsamungsdetektor, welcher in einem vorderen
Teil bzw. Frontteil des Fahrzeugs angeordnet ist, zur Erfassung
einer Verlangsamung der Längsrichtung.
Eine Steuereinrichtung des Systems berechnet einen Geschwindigkeitsänderungsbetrag
des Fahrzeugs, indem die Fahrzeugverlangsamung über der Zeit integriert wird, und
bestimmt die Schwere des Fahrzeugaufpralls durch Vergleichen der
Fahrzeugverlangsamung mit einem Schwellwert entsprechend dem selben
Geschwindigkeitsänderungsbetrag.
Tritt ein Problem, wie beispielsweise eine Störung oder ein Ausfall des zweiten
Verlangsamungsdetektors auf, operiert bzw. arbeitet die Schwerebestimmungseinheit
in einer vorbestimmten ausfallsicheren Betriebsart, um ein geeignetes
Schwerebestimmungsabbild von in der Steuereinrichtung gespeicherten
Schwerebestimmungsabbildern auszuwählen, und nimmt auf der Grundlage
des ausgewählten
Schwerebestimmungsabbilds eine Schwerebestimmung vor.