DE60202992T2

DE60202992T2 - Insassenschutzsystem und Methode zum Insassenschutz

Info

Publication number: DE60202992T2
Application number: DE60202992T
Authority: DE
Inventors: Takaaki Toyota-shi Aichi-ken Enomoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: EP1329366A1; US20030111287A1; EP1329366B1; DE60202992D1; US7051830B2; JP2003182509A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Verbesserung eines Insassenschutzes durch akkurates bzw. zuverlässiges Betreiben einer Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise einer Sicherheitsgurtvorrichtung oder einer Airbagvorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Insassenschutzsystem, das eine Insassenschutzvorrichtung zielsicher bzw. zuverlässig aktiviert, die vor dem Auftreten eines Zusammenstoßes vorbeugend bzw. vorausschauend auf Basis einer Zusammenstoßvorhersage betrieben wird.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein System bzw. ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 11 ist aus dem Dokument DE 197 49 838 A bekannt.
Herkömmlicherweise sind verschiedene Vorrichtungen in einem Fahrzeug eingebaut, um den Insassenschutz zum Zeitpunkt eines Zusammenstoßes zu verbessern. Zu dieser Art der Insassenschutzvorrichtung gehört eine Airbagvorrichtung, die einen Airbag durch Zündung eines Sprengstoffs entfaltet, und eine Sicherheitsgurtvorrichtung mit einer Vorspannerfunktion bzw. Vorspannfunktion, die den Sicherheitsgurt durch Erzeugen einer Spannung durch Verwendung eines Sprengstoffs oder einer Feder strafft. Herkömmlicherweise sind allgemeine Insassenschutzsysteme derart gestaltet, um zu einem Zeitpunkt aktiviert zu werden, wenn ein Zusammenstoß des Fahrzeugs erfolgt. Sobald diese Insassenschutzsysteme aktiviert sind, ist es unmöglich, sie zu stoppen. Demgemäß werden sie als irreversible bzw. nicht umkehrbare Vorrichtungen genannt. Es ist daher notwendig, eine zuverlässige Bestätigung des Fahrzeugzusammenstoßes zu haben, um diese irreversiblen Insassenschutzvorrichtungen zu aktivieren.
Kürzlich ist eine Insassenschutzvorrichtung, die in Reaktion auf eine Vorhersage eines Fahrzeugzusammenstoßes aktiviert wird, in Hinblick auf einen zuverlässigen Insassenschutz vorgeschlagen worden. Diese Vorrichtung könnte eine Verbesserung des Insassenschutzes durch vorbeugenden Betrieb auf Basis der Vorhersage vor dem tatsächlichen Zusammenstoß erlauben.
Eine Insassenschutzvorrichtung, die auf die Zusammenstoßvorhersage hin aktiviert wird, enthält beispielsweise eine Sicherheitsgurtvorrichtung mit einem Vorspanner, der ein Spiel des Sicherheitsgurts durch Verwendung eines Motors strafft, um auf einen Zusammenstoß auf Basis der Zusammenstoßvorhersage vorzubereiten. Die oben genannte Sicherheitsgurtvorrichtung ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2001-247009 offenbart. Die Sicherheitsgurtvorrichtung aktiviert den Vorspanner in Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage und beendet die Aktivierung nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne.
Daher ist es für die oben genannte Sicherheitsgurtvorrichtung möglich, den Betrieb derart zu beenden, wenn kein Zusammenstoß erfolgt, daß die Sicherheitsgurtvorrichtung in den normalen Zustand zurückgesetzt wird. Im Gegensatz zur irreversiblen Insassenschutzvorrichtung, die einen Sprengstoff oder dergleichen verwendet, könnte die oben genannte Vorrichtung als reversible Vorrichtung bezeichnet, die leicht betrieben werden kann.
Herkömmlicherweise existiert keine Offenbarung mit Bezug auf die Maßnahme zur Bewältigung des Betriebs der reversiblen Vorrichtung auf Basis einer unkorrekten bzw. falschen Zusammenstoßvorhersage.
Wenn ein Zusammenstoß vorhergesagt wird, dies aber unkorrekt ist, ist es wünschenswert, die Insassenschutzvorrichtung so bald wie möglich in einen normalen Zustand zu bringen. Wenn die Zeit, für die die Insassenschutzvorrichtung betrieben wird, relativ lang eingestellt ist, kann der Insasse durch den Vorspanner der Sicherheitsgurtvorrich tung zurückgehalten bleiben, selbst nachdem der Zusammenstoß vermieden worden ist. Dies ist für den Insassen unbequem. Wenn die Zeit, die von der Zusammenstoßvorhersage bis zum tatsächlichen Zusammenstoß verstreicht, relativ lang wird, wird andererseits der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung beendet. Folglich können grundlegende Funktionen der Insassenschutzvorrichtung nicht dargestellt bzw. angezeigt werden.
Folglich ist der Bedarf angestiegen, die Insassenschutzvorrichtung zu steuern, die vorbeugend in Reaktion auf die Vorhersage vor dem Zusammenstoß betrieben wird, wobei dem Insassenschutz Vorrang gegeben wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Insassenschutzsystem bereitzustellen, das eine Insassenschutzvorrichtung zuverlässig und vorbeugend in Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage betreiben kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung aktiviert ein Insassenschutzsystem mindestens eine reversible Insassenschutzvorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut und für einen Wiederholbetrieb ausgelegt ist. Das Insassenschutzsystem wird mit einem Hindernisdetektor, der das Vorhandensein eines Hindernisses rund um das Fahrzeug erfaßt, und einer Steuereinheit bereitgestellt, die mit der mindestens einen reversiblen Insassenschutzvorrichtung verbunden ist. Die Steuereinheit macht eine Vorhersage über einen Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Hindernis auf Basis eines Detektionssignals des Hindernisdetektors, bestätigt den Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis im Anschluß an die Zusammenstoßvorhersage, und aktiviert die mindestens eine reversible Insassenschutzvorrichtung im Anschluß an die Vorhersage und beendet die Aktivierung der mindestens einen reversiblen Insassenschutzvorrichtung, wenn der Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis nicht bestätigt wird.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann das Detektionssignal des Hindernisdetektors zur Vorhersage des Fahrzeugzusammenstoßes zur Bestimmung eines tatsächlichen Fahrzeugzusammenstoßes verwendet werden. Dies kann die Struktur des Insassenschutzsystems vereinfachen.
Nachdem die Zusammenstoßvorhersage gemacht worden ist, wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ferner bestimmt, ob der Fahrzeugzusammenstoß eingetreten ist. Wenn ermittelt wird, daß der Zusammenstoß nicht eingetreten ist, kann der Betrieb der reversiblen Insassenschutzvorrichtung beendet werden. Das Insassenschutzsystem der Erfindung ist geeignet, den Betrieb der reversiblen Insassenschutzvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Fahrzeugzustand zuverlässig zu steuern, wobei dem Insassenschutz Vorrang gegeben wird.
In der Ausführungsform bestätigt die Steuereinheit den Zusammenstoß infolge der Zusammenstoßvorhersage auf Basis des Detektionssignals des Hindernisdetektors, der für die Zusammenstoßvorhersage verwendet wird.
In der Ausführungsform wird ein Kontaktdetektor bereitgestellt, der einen Kontakt des Hindernisses mit dem Fahrzeug erfaßt. Die Steuereinheit bestätigt den Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis auf Basis des Detektionssignals des Hindernisdetektors und/oder eines Detektionssignals des Kontaktdetektors.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann der Fahrzeugzusammenstoß durch Verwendung der jeweiligen Detektionssignale des Hindernisdetektors und des Kontaktdetektors bestätigt werden. Daher kann dies den Fahrzeugzusammenstoß zuverlässiger bestätigen. Die Rangfolge bzw. Reihenfolge der Bestätigung durch Verwendung der Detektionssignale des Hindernisdetektors und des Kontaktdetektors ist nicht besonders spezifiziert.
In der Ausführungsform erfaßt der Hindernisdetektor mindestens eine relative Geschwindigkeit bzw. Relativgeschwindigkeit und einen relativen Abstand bzw. Relativ abstand des Fahrzeugs und des Hindernisses derart, daß die Steuereinheit die Vorhersage und die Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis in bezug auf eine Karte macht, die Daten enthält, die durch die relative Geschwindigkeit und den relativen Abstand definiert sind.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung werden eine relative Geschwindigkeit und ein relativer Abstand durch Verwendung der Detektionssignale des Hindernisdetektors erhalten. Die Vorhersage und Bestätigung des Zusammenstoßes können unter Bezug auf einen Punkt gemacht werden, der in einer Karte durch diese relative Geschwindigkeit und diesen relativen Abstand definiert ist.
In der Ausführungsform erfaßt der Hindernisdetektor mindestens eine relative Geschwindigkeit und einen relativen Abstand des Fahrzeugs und des Hindernisses derart, daß die Steuereinheit die Vorhersage und die Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis in bezug auf eine Karte macht, die Daten enthält, die durch die relative Geschwindigkeit und den relativen Abstand definiert sind.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann der Zusammenstoß auf einfache Weise durch Verwendung des Detektionssignals des Kontaktdetektors bestätigt werden.
In der Ausführungsform ist die Steuereinheit mit mindestens einer irreversiblen Insassenschutzvorrichtung verbunden, die im Fahrzeug eingebaut ist und für keinen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, so daß die Steuereinheit mindestens eine irreversible Insassenschutzvorrichtung infolge der Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis aktiviert.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann die irreversible Insassenschutzvorrichtung auf die Bestätigung des Fahrzeugzusammenstoßes hin aktiviert werden. Das Insassenschutzsystem erlaubt den Betrieb der irreversiblen Insassenschutzvorrichtung, wie eines Airbags, wenn der Fahrzeugzusammenstoß bestätigt worden ist, wobei dem Insassenschutz Vorrang gegeben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung ersichtlicher, in der gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu repräsentieren, und worin:
1 ein Blockdiagramm ist, das die schematische Struktur einer Ausführungsform eines Insassenschutzsystems darstellt;
2 ein Schaubild ist, das ein Beispiel für eine Karte darstellt, die von einer Zusammenstoßvorhersage-ECU zur Zusammenstoßvorhersage verwendet wird; und
3 ein Flußdiagramm ist, das eine Prozeßroutine darstellt, die von einer Steuereinheit implementiert wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Insassenschutzsystems der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Insassenschutzsystems 1 der Ausführungsform darstellt. Wenn ein Hindernisdetektor 10 die Existenz eines Hindernisses im Umfald bzw. rund um das Fahrzeug erfaßt, sendet der Hindernisdetektor 10 gemäß 1 ein Detektionssignal zu einer Steuereinheit 20.
Verschiedene Sensoren zur Erfassung von Hindernissen rund um das Fahrzeug, die mit dem sich vorwärts bewegenden Fahrzeug zusammenstoßen könnten, können im weiteren Sinn als der Hindernisdetektor 10 angesehen werden. Beispielsweise können nicht nur ein elektromagnetischer Wellensensor, sondern auch ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor, ein Fotosensor und dergleichen als der Hindernisdetektor verwendet werden. Es ist vorzugsweise ein elektromagnetischer Wellensensor wie ein Millimeterwellensensor als der Hindernisdetektor 10 zu verwenden, der geeignet ist, einen relativen Abstand und eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis zu erfassen. Das Einbetten des elektromagnetischen Wellensensors in den Front-Stoßfänger des Fahrzeugs kann eine Erfassung des Hindernisses vor dem Fahrzeug erlauben. Mindestens ein elektromagnetischer Wellensensor kann im Fahrzeug eingebaut sein. Der Einsatz einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellensensoren, von denen jeder einen unterschiedlichen Erfassungsbereich aufweist, ermöglicht es, die Zusammenstoßvorhersage in mehrfacher Abstufung auszuführen, wobei auf diese Weise die Genauigkeit bzw. Zuverlässigkeit in der Zusammenstoßvorhersage verbessert wird.
Die Steuereinheit 20 zur Steuerung des gesamten Insassenschutzsystems 1 besteht aus einer elektronischen Steuereinheit (ECU). Insbesondere enthält die Steuereinheit 20 eine Zusammenstoßvorhersage-ECU 21, eine Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 und eine Betriebssteuer-ECU 23, die den Betrieb jeder Insassenschutzvorrichtung steuert, was unten beschrieben wird.
Die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 bestätigt das Vorhandensein eines Hindernisses, für das eine Möglichkeit des Zusammenstoßes mit dem Fahrzeug mit Bezug auf ein Detektionssignal des Hindernisdetektors 10 besteht. Dann erzeugt die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 ein Zusammenstoßvorhersagesignal. Wenn der elektromagnetische Wellensensor eingesetzt wird, kann beispielsweise die relative Geschwindigkeit und der relative Abstand des Fahrzeugs und des Hindernisses erhalten werden. Die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 bestimmt, ob eine Möglichkeit besteht, daß das Fahrzeug mit dem Hindernis mit Bezug auf die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs zusammenstößt. Wenn die Möglichkeit des Zusammenstoßes groß bzw. wahrscheinlich ist, erzeugt die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 ein Signal, das die Zusammenstoßvorhersage anzeigt.
Die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 speichert beispielsweise eine Karte in einem ROM und dergleichen und bezieht sich auf die Karte, auf Basis derer die Zusammenstoßvorhersage ausgeführt wird. 2 ist ein Schaubild, das ein Beispiel der Karte darstellt, auf die sich die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 für die Zusammenstoßvorhersage bezieht.
Gemäß der Karte, die in 2 dargestellt ist, stellt die horizontale Achse die relative Geschwindigkeit Vr und die vertikale Achse den relativen Abstand Lr dar. Wenn ein Punkt, der durch die relative Geschwindigkeit und den relativen Abstand definiert ist, die durch den Hindernisdetektor 10 erfaßt werden, innerhalb eines Bereichs α liegt, wird in dieser Karte bestimmt, daß das Fahrzeug mit dem Hindernis zusammenstoßen wird, d. h., der Zusammenstoß ist unvermeidbar (im folgenden als ein Zusammenstoßbereich α bezeichnet). Wenn der Punkt innerhalb eines Bereichs β ist, wird bestimmt, daß es möglich ist, den Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis zu vermeiden, d. h., der Zusammenstoß ist vermeidbar (im folgenden als ein Nicht-Zusammenstoßbereich β bezeichnet).
Der Zusammenstoßbereich α und der Nicht-Zusammenstoßbereich β sind beispielsweise durch eine Bremskurve BL und eine Lenkradkurve HA getrennt. Wenn die relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des Hindernisses zunimmt, wird die Möglichkeit eines Zusammenstoßes wahrscheinlicher, selbst wenn die Bremskraft angewandt wird. Die Bremskurve BL zeigt die Grenze zwischen dem Zusammenstoßbereich α und dem Nicht-Zusammenstoßbereich β an. Wenn der Datenwert, der vom elektromagnetischen Wellensensor erfaßt wird, unterhalb der Bremskurve BL ist, wird die Möglichkeit eines Zusammenstoßes wahrscheinlich. Wenn die relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des Hindernisses zunimmt, wird ebenso die Möglichkeit eines Zusammenstoßes wahrscheinlicher, selbst wenn der Fahrzeugführer das Lenkrad betätigt, um den Zusammenstoß zu vermeiden. Die Lenkradkurve HA zeigt die Grenze zwischen dem Zusammenstoßbereich α und dem Nicht-Zusammenstoßbereich β an. Wenn der Datenwert, der vom elektromagnetischen Wellensensor erfaßt wird, unterhalb der Lenkradkurve HA ist, wird die Möglichkeit eines Zusammenstoßes wahrscheinlicher.
Der Zusammenstoßbereich α ist definiert als der Bereich unterhalb der Bremskurve BL und der Lenkradkurve HA. Wenn der Zustand des Fahrzeugs als sich im Zusammenstoßbereich α befindlich bestimmt wird, wird folglich vorhergesagt, daß das Fahrzeug mit dem Hindernis mit hoher Wahrscheinlichkeit zusammenstoßen wird, selbst wenn die Bremskraft angewandt und das Lenkrad betätigt wird.
Die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 leitet die relative Geschwindigkeit Vr und den relativen Abstand Lr aus den Daten ab, die vom elektromagnetischen Wellensensor erfaßt werden, auf Basis derer ein Punkt in der Karte definiert wird, wie sie in 2 dargestellt ist. Wenn der Punkt innerhalb des Zusammenstoßbereichs α liegt, erzeugt die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 das Signal, das die Zusammenstoßvorhersage anzeigt. Durch Verwendung der Karte kann die Zusammenstoßvorhersage auf einfache Weise ausgeführt werden, wie es oben beschrieben worden ist. Die Karte kann auf Basis der Daten erstellt werden, die beispielsweise von Fahrzeug-Crashtests und Simulationen erhalten werden. Die Karte wird vorzugsweise für jedes Fahrzeugmodell erstellt und im ROM gespeichert, der der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 zugänglich ist.
Gemäß 1 wird das Zusammenstoßvorhersage-Signal, das von der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 erzeugt wird, der Betriebssteuer-ECU 23 und der Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 übermittelt. Die jeweiligen ECU 21 bis 23 sind mit einer reversiblen Insassenschutzvorrichtung 30 und einer irreversiblen Insassenschutzvorrichtung 40, die unten beschrieben werden, durch ein Multiplex-Kommunikationsnetz CAN über einen Signaleingangs- und -ausgangsabschnitt 25 verbunden.
Nach Empfang des Zusammenstoßvorhersage-Signals erzeugt und sendet die Betriebssteuer-ECU 23 unmittelbar ein vorbestimmtes Signal zur reversiblen Insassenschutzvorrichtung 30, um diese zu aktivieren. Wie es in 1 dargestellt ist, ist die reversible Insassenschutzvorrichtung 30 beispielsweise eine Sicherheitsgurtvorrichtung 31 in Motorbauweise bzw. mit Motorantrieb, eine Stoßstangenverschiebungsvorrichtung 32 und eine Sitzverschiebungsvorrichtung 33. Diese Insassenschutzvorrichtungen werden unmittelbar auf die Zusammenstoßvorhersage hin aktiviert, um den Insassen vor einem Zusammenstoß zu schützen.
Die Sicherheitsgurtvorrichtung 31 in Motorbauweise weist einen Vorspanner auf, der von einem Motor angetrieben wird, um den Sicherheitsgurt zu straffen. Der Insassenschutz kann durch vorbeugenden Betrieb des Vorspanners in Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage verbessert werden. Auch wird die Stoßstangenverschiebungsvorrichtung 32 vom Motor angetrieben, um die beweglich strukturierte bzw. angelegte Stoßstange in Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage nach vorne zu schieben. Dies ermöglicht es, den Stoß bzw. Schlag des Zusammenstoßes durch vorbeugendes Vorschieben der Stoßstange in Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage zu verringern. Des weiteren wird die Sitzverschiebungsvorrichtung 33 von einem Motor angetrieben, um den Sitz in eine normale Stellung bzw. Normstellung zurückzusetzen. Dies ermöglicht es, den Insassen vor einem Zusammenstoß durch Zurücksetzen des zu weit vorne oder zu weit hinten gewesenen Sitzes in die normale Stellung zu schützen.
Sowohl die Sicherheitsgurtvorrichtung 31, die Stoßstangenverschiebungsvorrichtung 32, als auch die Sitzverschiebungsvorrichtung 33 können in einen normalen Zustand durch Beenden des Motorbetriebs gebracht werden, d. h., Beenden der Aktivierung dieser Vorrichtungen durch Beenden oder Umkehren des Betriebs dieser Vorrichtungen, um in die normalen Zustände zurückgesetzt zu werden. Die Antriebsquelle ist nicht auf einen Motor beschränkt, und Öldruck oder dergleichen kann verwendet werden.
Das Konzept der reversiblen Insassenschutzvorrichtung 30 enthält nicht nur die Insassenschutzvorrichtungen 31 bis 33, wie es in 1 dargestellt ist, sondern auch eine Airbagvorrichtung, in der ein Schwellenwert zur Bestimmung eines Zeitpunkts für die Aktivierung in Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage herabgesetzt wird und auf den Ausgangswert zurückgesetzt wird, wenn der Zusammenstoß vermieden wird.
Des weiteren steuert die Betriebssteuer-ECU 23 des Insassenschutzsystems 1 auch den Betrieb der allgemein verwendeten irreversiblen Insassenschutzvorrichtung 40. 1 stellt eine Airbagvorrichtung 41, die einen Airbag durch Verwendung eines Sprengstoffs entfaltet, und eine Sicherheitsgurtvorrichtung 42 mit einem Vorspanner, der einen Sicherheitsgurt durch Verwendung eines Sprengstoffs auf einmal strafft, als Beispiele für die irreversible Insassenschutzvorrichtung 40 dar.
Wenn das eine Zusammenstoßvorhersage anzeigende Signal von der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 erzeugt wird, und wenn weiter der Zusammenstoß von der unten beschriebenen Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 bestätigt wird, dient im Insassenschutzsystem 1 die Betriebssteuer-ECU 23 zur Aktivierung der irreversiblen Insassenschutzvorrichtung 40. Das Insassenschutzsystem 1 ermöglicht es, den Insassenschutz durch Aktivierung der irreversiblen Insassenschutzvorrichtung 40, wie beispielsweise der Airbagvorrichtung, in Reaktion auf die Zusammenstoßbestätigung durch die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 sicherzustellen bzw. zu sichern.
Als nächstes wird eine Erklärung der Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 beschrieben. Die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 wird bereitgestellt, um zu bestätigen, daß das Fahrzeug mit dem Hindernis infolge der Zusammenstoßvorhersage zusammenstößt. Die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 sagt den Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Basis des Signals des Hindernisdetektors 10 voraus. Jedoch könnte der Zusammenstoß vermieden werden, nachdem das Zusammenstoßvorhersagesignal von der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 erzeugt worden ist. Im oben genannten Fall wird die reversible Insassenschutzvorrichtung 30 vorzugsweise in einen normalen Zustand durch Beenden der Aktivierung der Insassenschutzvorrichtung 30 zurückgesetzt. Das Insassenschutzsystem 1 ist mit der Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 ausgestattet, um die zuverlässige Steuerung der Insassenschutzvorrichtung 30 sicherzustellen.
Die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 bestätigt den Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis durch Bezug auf die Karte, die in 2 dargestellt ist und die von der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 zur Zusammenstoßvorhersage verwendet wird.
Wenn ein elektromagnetischer Wellensensor als der Hindernisdetektor 10 verwendet wird, können die relative Geschwindigkeit und der relative Abstand des Fahrzeugs und des Hindernisses erzielt werden. Die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 definiert einen Punkt in der Karte mit Bezug auf die erzielte relative Geschwindigkeit Vr und den relativen Abstand Lr. Wenn der Punkt innerhalb des Zusammenstoßbereichs α ist, erzeugt die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 das die Zusammenstoßvorhersage anzeigende Signal.
In Reaktion auf die Zusammenstoßvorhersage der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 bestätigt die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 durch Überwachen der Bewegung des Punktes innerhalb des Zusammenstoßbereichs α, daß das Fahrzeug mit dem Hindernis zusammengestoßen ist. Wenn der Punkt innerhalb des Zusammenstoßbereichs α sich in den Nicht-Zusammenstoßbereich β bewegt, wird bestimmt, daß die Zusammenstoßvorhersage unkorrekt ist. Im Fall, daß ein Stück Metallfolie über die Fahrbahn geweht wird, auf der das Fahrzeug fährt, und die Folie vom elektromagnetischen Wellensensor empfindlich erfaßt wird, tritt der Punkt momentan in den Zusammenstoßbereichs α ein und verschwindet dann, wobei bestimmt wird, daß die Zusammenstoßvorhersage unkorrekt ist.
Die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 schätzt den Zeitpunkt, zu dem der Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis stattfinden wird, auf Basis der Stellung des Punkts ab, der in den Zusammenstoßbereich α eingetreten ist. Der oben genannte Zeitpunkt kann durch eine einfache Rechnung unter Verwendung des relativen Abstands und der relativen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des Hindernisses erhalten werden. Wenn der Zusammenstoß nach Verstreichen der geschätzten Zeit nicht auftritt, wird bestimmt, daß die Zusammenstoßvorhersage unkorrekt ist.
Wenn das Insassenschutzsystem derart strukturiert ist, daß ein Signal FON zur Aktivierung des Airbags von einer Airbag-ECU (nicht dargestellt) zur Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 auf die Aktivierung der Airbagvorrichtung 41 hin gesendet wird, kann von der Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 bestimmt werden, daß das Fahrzeug nicht mit dem Hindernis zusammenstößt.
Im Fall, daß eine leere Schachtel, an der eine Metallfolie angebracht ist, auf die Fahrbahn gefallen ist, und das Fahrzeug die Schachtel überfährt, nachdem die Schachtel vom elektromagnetischen Wellensensor erfaßt worden ist, tritt selbst nach Verstreichen der geschätzten Zeit infolge der Zusammenstoßvorhersage kein Zusammenstoß ein. In einem solchen Fall, wird nach Verstreichen der geschätzten Zeit der Punkt innerhalb des Zusammenstoßbereichs α in der Karte verschwinden.
Im Fall, daß der Punkt innerhalb des Bereichs α selbst nach dem Verstreichen der geschätzten Zeit bleibt, wird bestimmt, daß ein Fehler im Hindernisdetektor vorliegt, d. h. im elektromagnetischen Wellensensor. In einem solchen Fall kann das Insassenschutzsystem derart angelegt bzw. strukturiert sein, daß die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 den Fahrzeugführer mit Bezug auf einen Defekt im elektromagnetischen Wellensensor warnt. Die Warnung kann durch Aufleuchten einer in der Instrumententafel des Fahrzeugs eingebauten Warnlampe oder durch Bereitstellen einer beliebigen Warnvorrichtung ausgeführt werden, die den Fahrzeugführer hörbar bzw. akustisch warnt.
Die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 bestätigt ferner den Zusammenstoß auf Basis eines Detektionssignals eines Kontaktsensors des Insassenschutzsystems 1. Der Kontaktsensor erfaßt einen Kontakt des Fahrzeugs mit dem Hindernis, das durch den Hindernissensor erfaßt worden ist. Der Kontaktsensor kann als ein in der Stoßstange eingebetteter Berührungssensor oder als ein Geschwindigkeitsabnahmesensor (G-Sensor) ausgebildet sein, der einen Stoß auf das Fahrzeug erfaßt. Die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 bestätigt einen tatsächlichen Zusammenstoß zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis auf Basis des Detektionssignals dieses Sensortyps. Im Fall, daß der G-Sensor bereits der Bestimmung der Aktivierung der Airbagvorrichtung 41 dient, kann er für die Erfassung des Kontakts zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis verwendet werden. Wenn der G-Sensor der Airbagvorrichtung 41 eingesetzt wird, kann das Insassenschutzsystem 1 derart angelegt sein, daß ein Geschwindigkeitsabnahmesignal GON zusammen mit dem Airbag-Betriebssignal FON von der Airbag-ECU zur Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 gesendet wird. Das Signal GON zeigt an, daß ein Stoß, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, aufgrund des Zusammenstoßes erzeugt wird. Wie es durch das Bezugszeichen 50 in 1 angezeigt wird, kann ein neuer G-Sensor oder ein Berührungssensor 50 in der Stoßstange bereitgestellt werden.
Jeder der ECU 21 bis 23, die die Steuereinheit 20 bilden, ist mit jeder reversiblen Insassenschutzvorrichtung 30 und mit jeder irreversiblen Insassenschutzvorrichtung 40 durch das Multiplex-Kommunikationsnetz CAN über den Signaleingangs- und -ausgangsabschnitt 25 verbunden.
Wie es oben beschrieben worden ist, sendet die Betriebssteuer-ECU 23 auf die Erzeugung des Zusammenstoßvorhersage-Signals durch die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 hin ein Betriebssignal durch das Multiplex-Kommunikationsnetz CAN an jede reversible Insassenschutzvorrichtung 30 zur Aktivierung. Wenn die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 bestimmt, daß die Zusammenstoßvorhersage der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 unkorrekt ist, sendet die Betriebssteuer-ECU 23 ein Abbruchsignal an jede reversible Insassenschutzvorrichtung 30 durch das Multiplex-Kommunikationsnetz CAN.
Weiter werden das Airbag-Betriebssignal FON und das Geschwindigkeitsabnahmesignal GON der Airbagvorrichtung 41 zur Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 durch das Multiplex-Kommunikationsnetz CAN über den Signaleingangs- und -ausgangsabschnitt 25 gesendet.
Gemäß eines Flußdiagramms von 3 wird ein Beispiel für die Prozeßroutine beschrieben, die von der Steuereinheit 20 ausgeführt wird. In diesem Beispiel wird der elektromagnetische Wellensensor als der Hindernissensor 10 verwendet, und die oben genannte Karte wird verwendet, um die Zusammenstoßvorhersage und Zusammenstoßbestätigung zu machen.
In Schritt S100 des Flußdiagramms, das in 3 dargestellt ist, verarbeitet die Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 das Detektionssignal des elektromagnetischen Wellensensors, um das Hindernis zu überwachen, für welches eine Möglichkeit besteht, mit dem Fahrzeug zusammenzustoßen. In Schritt S102 wird bestimmt, ob sich ein Punkt, der durch die relative Geschwindigkeit und den relativen Abstand des Hindernisses und des Fahrzeugs definiert ist, in der Karte vom Nicht-Zusammenstoßbereich β zum Zusammenstoßbereich α bewegt hat, um zu bestimmen, ob es eine Möglichkeit des Zusammenstoßes des Hindernisses mit dem Fahrzeug gibt. Wenn in Schritt S102 NEIN erhalten wird, d. h., der Punkt ist im Nicht-Zusammenstoßbereich β geblieben, wird die Karte wiederholt überwacht.
Wenn währenddessen in Schritt S102 JA erhalten wird, anders gesagt, wenn der Punkt vom Nicht-Zusammenstoßbereich β in den Zusammenstoßbereich α eingetreten ist, wird das Zusammenstoßvorhersagesignal erzeugt und jeweils zur Betriebssteuer-ECU 23 und zur Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 gesendet.
In Schritt S104 aktiviert die Betriebssteuer-ECU 23 auf Empfang des Zusammenstoßvorhersagesignals unmittelbar jede reversible Insassenschutzvorrichtung 30. Dann überwacht in Schritt S106 die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 weiter die Karte, die von der Zusammenstoßvorhersage-ECU 21 zur Zusammenstoßvorhersage verwendet wird, und bestimmt, ob der Punkt, der in den Zusammenstoßbereich α eingetreten ist, in den Nicht-Zusammenstoßbereich β zurückgekehrt ist. Wenn in Schritt S106 JA erzielt wird, anders gesagt, wenn der Punkt in den Nicht-Zusammenstoßbereich β zurückgekehrt ist, wird bestimmt, daß die Zusammenstoßvorhersage unkorrekt ist. Demgemäß schreitet der Prozeß zu Schritt S108 voran, in dem die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 das Abbruchsignal an die Betriebssteuer-ECU 23 sendet. Die Betriebssteuer-ECU 23 erzeugt dann ein Abbruchsignal, um die Aktivierung der reversible Insassenschutzvorrichtung 30 zu beenden. Dies ermöglicht es, jede reversible Insassenschutzvorrichtung 30 in einen normalen Zustand zu bringen. Auf diese Weise kehrt die Prozeßroutine zu Schritt 5100 zurück.
Wenn währenddessen in Schritt S106 NEIN erhalten wird, anders gesagt, wenn der Punkt im Zusammenstoßbereich α bleibt, ohne zum Nicht-Zusammenstoßbereich β zurückzukehren, wird bestimmt, daß die Wahrscheinlichkeit des Zusammenstoßes des Hindernisses mit dem Fahrzeug außerordentlich hoch ist. Der Prozeß schreitet dann zu Schritt S110 voran, bei dem auf Basis des Detektionssignals des Kontaktdetektors bestimmt wird, ob das Hindernis mit dem Fahrzeug zusammenstößt. Insbesondere wird in Schritt S110 auf Basis des Detektionssignals des Kontaktsensors, wie beispielsweise des Berührungssensors und des G-Sensors, bestätigt, daß das Fahrzeug tatsächlich mit dem Hindernis zusammengestoßen ist. Wenn kein Zusammenstoß bestätigt wird, wird bestimmt, daß die Zusammenstoßvorhersage unkorrekt ist. Dann fährt der Prozeß zu Schritt S108 und den nachfolgenden Schritten fort. Selbst im Fall, daß ein Hindernis von geringer Masse, wie beispielsweise eine Pappschachtel, auf der Fahrbahn vom elektromagnetischen Wellensensor erfaßt wird, und tatsächlich mit dem Fahrzeug zusammenstößt, kann in Schritt S110 bestimmt werden, daß die Zusammenstoßbestätigung unkorrekt ist.
Wenn in Schritt S110 JA erhalten wird, anders gesagt, wenn der Kontakt zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis vom Kontaktsensor erfaßt wird, kann bestätigt werden, daß der Zusammenstoß erfolgt ist. Der Prozeß fährt dann mit Schritt S112 fort, bei dem die irreversible Insassenschutzvorrichtung 40 aktiviert wird, und die Routine endet.
Gemäß der Prozeßroutine kann die Aktivierung der reversiblen Insassenschutzvorrichtung 30 zuverlässig gesteuert werden. Dies ermöglicht es, die Airbagvorrichtung und die Sicherheitsgurtvorrichtung mit Vorspanner durch Verwendung eines Sprengstoffs in Reaktion auf den tatsächlichen Zusammenstoß zu aktivieren. Demgemäß kann der Insassenschutz weiter verbessert werden.
Gemäß der Ausführungsform bestätigt die Zusammenstoßbestätigungs-ECU 22 ferner den Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis in Übereinstimmung mit der Karte und den Detektionssignalen des Kontaktsensors. Jedoch können sowohl die Karte als auch der Kontaktsensor zur Bestätigung des Zusammenstoßes verwendet werden.
Es sollte sich ergeben, daß die Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist, die hiermit offenbart ist, und daß verschiedene Abwandlungen und Änderungen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Insassenschutzsystem, das mindestens eine reversible Insassenschutzvorrichtung (30) aktiviert, die in einem Fahrzeug eingebaut und für einen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, wobei das Insassenschutzsystem enthält: einen Hindernisdetektor (10), der eine Anwesenheit eines Hindernisses rund um das Fahrzeug erfaßt; und eine Steuereinheit (20), die mit der mindestens einen reversiblen Insassenschutzvorrichtung verbunden ist, und die eine Vorhersage eines Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis auf Basis eines Detektionssignals des Hindernisdetektors macht; eine Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis im Anschluß an die Vorhersage des Zusammenstoßes macht; und welche die mindestens eine reversible Insassenschutzvorrichtung im Anschluß an die Vorhersage aktiviert und die Aktivierung der mindestens einen reversiblen Insassenschutzvorrichtung aufhebt, wenn keine Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (20) eine Bestätigung des Zusammenstoßes im Anschluß an die Vorhersage des Zusammenstoßes auf Basis des Detektionssignals des Hindernisdetektors (10) macht, der für die Vorhersage des Zusammenstoßes verwendet wird.
Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, wobei die reversible Insassenschutzvorrichtung (30) entweder eine Sicherheitsgurtvorrichtung, eine Stoßstangenverschiebungsvorrichtung oder eine Sitzverschiebungsvorrichtung enthält, wobei jede eine Antriebsquelle verwendet.
Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, das ferner einen Kontaktdetektor enthält, der einen Kontakt des Hindernisses mit dem Fahrzeug erfaßt, wobei die Steuereinheit (20) eine Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis auf Basis mindestens eines Detektionssignals des Hindernisdetektors (10) und eines Detektionssignals des Kontaktdetektors macht.
Insassenschutzsystem nach Anspruch 3, wobei der Kontaktdetektor entweder einen Berührungssensor oder einen G-Sensor enthält, der im Fahrzeug eingebaut ist.
Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hindernisdetektor mindestens eine relative Geschwindigkeit und einen relativen Abstand des Fahrzeugs und des Hindernisses derart erfaßt, daß die Steuereinheit (20) die Vorhersage und die Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis in bezug auf eine Karte macht, die Daten enthält, die von der relativen Geschwindigkeit und dem relativen Abstand definiert sind.
Insassenschutzsystem nach Anspruch 5, wobei der Hindernisdetektor (10) einen elektromagnetischen Wellensensor, einen Ultraschallsensor, einen Infrarotsensor und/oder einen Fotosensor enthält.
Insassenschutzsystem nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (20) den Kontaktsensor zur Erfassung des Kontakts zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis enthält.
Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (20) mit mindestens einer irreversiblen Insassenschutzvorrichtung (40), die im Fahrzeug eingebaut und für keinen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, derart verbunden ist, daß die Steuereinheit die mindestens eine irreversible Insassenschutzvorrichtung im Anschluß an die Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis aktiviert.
Fahrzeug, das mindestens eine reversible Insassenschutzvorrichtung, die für einen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, und ein Insassenschutzsystem nach Anspruch 1 enthält.
Fahrzeug nach Anspruch 9, das ferner mindestens eine irreversible Insassenschutzvorrichtung (40) enthält, die für keinen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, um von der Steuereinheit im Anschluß an die Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis aktiviert zu werden.
Insassenschutzverfahren zur Aktivierung von mindestens einer reversiblen Insassenschutzvorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut und für einen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, wobei das Verfahren enthält: Erfassen des Vorhandenseins eines Hindernisses rund um das Fahrzeug; Vorhersage eines Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis; Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis im Anschluß an die Vorhersage des Zusammenstoßes; und Aktivierung der mindestens einen reversiblen Insassenschutzvorrichtung im Anschluß an die Vorhersage; und Aufhebung der Aktivierung der mindestens einen reversiblen Insassenschutzvorrichtung, wenn keine Bestätigung des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit dem Hindernis gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestätigung des Zusammenstoßes im Anschluß an die Vorhersage des Zusammenstoßes auf Basis eines Detektionssignals gemacht wird, das durch Erfassen des Vorhandenseins des Hindernisses rund um das Fahrzeug erhalten wird.
Insassenschutzverfahren nach Anspruch 11, ferner mit Erfassung eines Kontakts des Hindernisses mit dem Fahrzeug, wobei die Bestätigung des Zusammenstoßes auf Basis von mindestens eines der Detektionssignale, die durch Erfassen des Vorhandenseins des Hindernisses rund um das Fahrzeug und durch Erfassen des Kontakts des Hindernisses mit dem Fahrzeug, erhalten werden.
Insassenschutzverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei mindestens eine relative Geschwindigkeit und ein relativer Abstand des Fahrzeugs und des Hindernisses erfaßt werden, um die Vorhersage und die Bestätigung des Zusammenstoßes zu machen.
Insassenschutzverfahren nach Anspruch 11, wobei die Bestätigung des Zusammenstoßes durch Erfassen des Kontakts zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug gemacht wird.
Insassenschutzverfahren nach Anspruch 11, ferner mit der Aktivierung mindestens einer irreversiblen Insassenschutzvorrichtung, die im Fahrzeug eingebaut und für keinen Wiederholbetrieb ausgelegt ist, wenn der Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Hindernis bestätigt wird.