DE60213916T2

DE60213916T2 - Überroll-Erfassungssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben desselben

Info

Publication number: DE60213916T2
Application number: DE60213916T
Authority: DE
Inventors: Kyle W. Auburn Hills Williams; Frank-Juergen Farmington Hills Stuetzler
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch LLC
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch LLC
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: US20030004627A1; DE60213916D1; EP1270337A9; JP4088110B2; EP1270337A3; EP1270337A2; EP1270337B1; JP2003112598A; US6560519B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Überroll-Erfassungssystem und insbesondere auf ein Überroll-Erfassungssystem, das Stolper-Überrollereignisse erfasst und wenigstens eine Sicherheitsvorrichtung in Abhängigkeit der Erfassung des Stolper-Überrollereignisses aktiviert.
Fahrzeug-Überrollereignisse sind Situationen, in denen Fahrzeuginsassen einem Risiko starker Verletzungen ausgesetzt sind. Um das Verletzungsrisiko zu verringern, kann ein Fahrzeug eine Überrollerfassungssystem enthalten, das ein Fahrzeug-Überrollereignis erfasst oder genauer gesagt das Auftreten von Zuständen erfasst, die für ein auftretendes Überrollereignis kennzeichnend sind. Ein Überrollereignis findet sehr schnell statt, und um Sicherheitsvorrichtungen rechtzeitig zu aktivieren, um die Fahrzeuginsassen zu schützen, muss ein Überrollerfassungssystem zu Beginn des Ereignisses reagieren. In der Praxis treffen die meisten Systeme Entscheidungen auf der Basis von Daten, die kennzeichnen, dass das Fahrzeug überrollen oder wahrscheinlich überrollen wird. Trotzdem werden derartige Systeme in vielen Fällen im Sinne des Erfassens des Auftretens eines Überrollereignisses erläutert, obwohl die Systeme agieren, bevor das Fahrzeug vollständig übergerollt ist. Dieser Gewohnheit wird in der folgenden Beschreibung gefolgt.
Überrollereignisse können in drei Gruppen kategorisiert werden. Ein Aufwärts-Überrollereignis tritt auf, wenn sich das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung bewegt und sich anschließend über einen Gegenstand oder eine geneigte Fläche bewegt, was zu einem Aufwärts-Überrollen führt. Ein Abwärts-Überrollereignis tritt auf, wenn sich das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung bewegt und sich anschließend über einen Gegenstand oder eine abschüssige Oberfläche bewegt, was zu einem Abwärts-Überrollen führt. Ein dritter Typ eines Überrollereignisses ist ein "Stolper"-Überrollereignis. Das Stolper-Überrollereignis tritt auf, wenn sich das Fahrzeug zu Beginn in einer Vorwärtsrichtung bewegt, sich um die z-Achse des Fahrzeugs derart dreht, dass das Fahrzeug "seitlich" gleitet und sich über einen "Gegenstand" bewegt oder über diesen "stolpert", was zu einem Überrollen des Fahrzeugs führt. Der Gegenstand kann ein Randstein, eine Vertiefung, ein Ort, an dem sich der Reibungskoeffizient der Oberfläche ändert, auf der sich das Fahrzeug bewegt, oder ein ähnlicher Gegenstand sein.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Einige Überrollsysteme nach dem Stand der Technik erfassen Aufwärts- oder Abwärts-Überrollereignisse. Die meisten Fahrzeughersteller verlangen normalerweise, dass eine oder mehrere Sicherheitsvorrichtungen etwa 700 ms nach dem Beginn des Aufwärts- oder Abwärts-Überrollereignisses aktiviert werden. Bei Stolper-Überrollereignissen verlangen es die Fahrzeughersteller jedoch, dass die Sicherheitsvorrichtungen innerhalb etwa 200 ms aktiviert werden. Ein Grund für die kürzere Aktivierungszeit bei Stolper-Überrollereignissen besteht darin, dass derartige Überrollvorgänge bewirken, dass sich die Insassen bei hoher Geschwindigkeit weiter seitwärts bewegen. Solange die Geschwindigkeit der Insassen nicht verringert wird, können diese mit einem Seitenfenster kollidieren oder aus dem Fahrzeug geschleudert werden. Damit das System eine Sicherheitsvorrichtung schnell entfalten kann, erfordert das Stolper-Überrollereignis schnellere Zündungs- oder Aktivierungszeiten. Überrollerfassungssysteme des Standes der Technik sind nicht in der Lage, folgerichtig die Wahrscheinlichkeit von Stolper-Überrollereignissen so vorauszusagen, dass das System die Sicherheitsvorrichtungen innerhalb einer erforderlichen Aktivierungszeit aktiviert.
WO0058133 (Automotive Systems LAB), die die Merkmale des Oberbegriffes der Ansprüche 1, 12 und 23 zeigt, beschreibt eine Überrollerfassungsvorrichtung und ein Verfahren zum Vorhersagen eines Überrollzustandes für ein Fahrzeug, das über eine Passagierrückhaltesystem verfügt. Die Vorrichtung enthält einen ersten und einen zweiten orthogonal ausgerichteten Beschleunigungsmesser zum Messen der seitlichen und vertikalen Beschleunigung des Fahrzeugs sowie einen Rollratensensor zum Messen der Änderungsrate des Winkels des Fahrzeugs im Bezug auf eine horizontale Achse über die Zeit, die beide ein Ausgangssignal erzeugen. Eine digitale Steuereinheit berechnet einen Stabilzustand-Rollwinkel des Fahrzeugs auf der Basis der erfassten seitlichen und vertikalen Beschleunigung desselben. Die Steuereinheit berechnet zudem eine Überroll-Schwellenwertkurve durch Auftragen der Rollrate gegenüber einem Rollwinkel auf der Basis der physikalischen Abmessungen des speziellen Fahrzeugs. Die Steuereinheit vergleicht die erfasste Rollrate und den berechneten Rollwinkel mit der Schwellenwertkurve und stellt eine Ausgabe bereit, um das Passagier-Rückhaltesystem zu aktivieren, wenn ein bevorstehendes Überrollen des Fahrzeugs bestimmt wird.
Charakterisierende Merkmale der Erfindung sind im unabhängigen Verfahrensanspruch 1 und im Anspruch des Fahrzeugs 12 sowie im Systemanspruch 23 definiert, wohingegen bevorzugte Merkmale in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen beschrieben sind.
Dementsprechend gibt die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform ein Überrollerfassungssystem an, das zur Verwendung mit einem Landfahrzeug mit einer x-, y- und z-Achse sowie einem Chassis bestimmt ist. Das System enthält einen Beschleunigungsmesser, der mit dem Chassis verbunden oder an diesem angebracht ist. Der Beschleunigungsmesser ist so betreibbar, dass er ein y-Beschleunigungssignal erzeugt, das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in Richtung der y-Achse repräsentativ ist. Das System enthält zudem einen Winkelratensensor, der mit dem Chassis verbunden oder an diesem befestigt ist. Der Winkelratensensor ist so betreibbar, dass er ein Winkelratensignal erzeugt, das für die Winkelgeschwindigkeit um die x-Achse repräsentativ ist. Das System enthält darüber hinaus einen Prozessor, wie etwa eine Mikrosteuereinheit, die mit dem Beschleunigungsmesser und dem Winkelratensensor verbunden ist. Die Mikrosteuereinheit ist so betreibbar, dass sie das y-Beschleunigungssignal und das Winkelratensignal empfängt und einen Fahrzeugwinkel berechnet, der eine Beziehung zum Winkelratensignal hat. Der berechnete Fahrzeugwinkel ist repräsentativ für den Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse. Die Mikrosteuereinrichtung bestimmt zudem einen Winkelratenschwellenwert, der eine Beziehung zum Fahrzeugwinkel und zum y-Beschleunigungssignal hat, vergleicht das Winkelratensignal mit dem Winkelratenschwellenwert und erzeugt ein Ausgangssignal, sofern ein Größe des Winkelratensignals größer ist als der Winkelratenschwellenwert. Das Ausgangssignal wird vorzugsweise zu einer Sicherheitsvorrichtung des Fahrzeugs übertragen oder gesendet. Die Sicherheitsvorrichtung kann in Erwiderung des Empfangs des Ausgangssignals aktiviert werden.
Die Erfindung gibt zudem ein Verfahren zum Aktivieren einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges an, das eine x-, y- und eine z-Achse hat. Das Verfahren beinhaltet das Erzeugen eines y-Beschleunigungssignals, das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der y-Achse repräsentativ ist, das Erzeugen eines Winkelratensignals, das für die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs im Bezug auf die x-Achse repräsentativ ist, und das Berechnen eines Fahrzeugwinkels, der eine Beziehung zum Winkelratensignal hat und repräsentativ für einen Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse ist. Das Verfahren beinhaltet zudem die Bestimmung eines Winkelratenschwellenwertes, der eine Beziehung zum Fahrzeugwinkel und zum y-Beschleunigungssignal hat, Vergleichen des Winkelratensignals mit dem Winkelratenschwellenwert und Aktivieren einer Sicherheitsvorrichtung, wenn eine Größe des Winkelratensignals größer ist als der Winkelratenschwellenwert.
Die Mikrosteuereinheit bestimmt einen Winkelratenschwellenwert, der eine Beziehung zur y-Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der y-Achse hat, sowie den Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse. Die Verwendung sowohl der y-Beschleunigung als auch des Winkels zum Berechnen des Winkelratenschwellenwertes verringert die Zündzeiten zum Aktivieren der Sicherheitsvorrichtungen. Wenn beispielsweise die y-Beschleunigung hoch ist, was auf ein Stolper-Überrollereignis hindeutet, verringert das Überrollerfassungssystem der Erfindung den Winkelratenschwellenwert, wodurch die Sicherheitsvorrichtung früher aktiviert werden kann, als wenn die y-Beschleunigung gering ist. Dies führt dazu, dass das System auf ein Stolper-Überrollereignis besser anspricht.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Studieren der folgenden detaillierten Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung eines Fahrzeuges, das mit einem Überrollerfassungssystem einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist.
2a und 2b sind schematische Darstellungen eines Systems zum Aktivieren einer oder mehrerer Sicherheitsvorrichtungen.
3a und 3b sind schematische Ansichten eines Stolper-Kriterienmoduls.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevor Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung auf die Details des Aufbaus und der Anordnung von Bestandteilen, die in der folgenden Beschreibung erläutert oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind, nicht beschränkt ist. Die Erfindung eignet sich für andere Ausführungsformen und kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgeführt sein oder in die Praxis umgesetzt werden. Es versteht sich zudem, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als einschränkend angesehen werden sollte. Mit der Verwendung von "enthaltend", "umfassend" oder "haben" sowie deren Variationen ist beabsichtigt, die Gegenstände, die hier im folgenden aufgeführt sind, sowie deren Äquivalente wie auch zusätzliche Gegenstände einzuschließen.
Ein Fahrzeug 100, das mit einem Überrollerfassungssystem einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, ist in 1 dargestellt. Die Verwendung des Begriffes Fahrzeug umfasst hier ein Automobil, einen Wagen, LKW, Lieferwagen, Bus, Traktor oder eine ähnliche Vorrichtung. Das Fahrzeug 100 enthält ein Chassis 102, eine Vorderseite 105, eine Rückseite 110 und verfügt über eine x-, eine y- und eine z-Achse im Bezug auf das Fahrzeug. Die x- oder Roll-Achse verläuft durch die Vorderseite 105 und die Rückseite 110 des Fahrzeugs, die y- oder Neigungsachse verläuft durch die Seiten 120 und 125 des Fahrzeugs, und die z- oder Gierachse verläuft durch die Oberseite 130 und Unterseite 135 des Fahrzeugs. Das Fahrzeug 100 ist mit einem Überrollerfassungssystem 140 (das schematisch dargestellt, ist) und einer oder mehreren Sicherheitsvorrichtungen (z.B. einem Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem 145 sowie einem Airbag-Entfaltungssystem 150) ausgestattet. Das Überrollerfassungssystem 140 ist am Chassis 102 angebracht und enthält im wesentlichen einen Winkelratensensor 155, einen oder mehrere Beschleunigungsmesser (z.B. einen y-Beschleunigungsmesser 160 und einen z-Beschleunigungsmesser 165) und einen Prozessor, wie etwa eine Mikrosteuereinheit 170. Das beispielhafte Überrollerfassungssystem 140 enthält zudem einen y-Beschleunigungsmesser und einen z-Beschleunigungsmesser.
Der Winkelratensensor 155 ist eine Vorrichtung, die eine Winkelrate oder eine Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um die x-Achse erfasst, und erzeugt ein Winkelratensignal, das mit der Winkelrate des Fahrzeugs korreliert. Das Winkelratensignal wird der Mikrosteuereinheit 170 zugeführt. Ein beispielhafter Winkelratensensor 155 der Erfindung ist ein CMG044-MM2-Winkelratensensorchip, der von der Robert Bosch GmbH hergestellt wird.
Der y-Beschleunigungsmesser 160 erfasst die Trägheitsreaktion des Fahrzeugs in der y-Achse und erzeugt ein y-Beschleunigungssignal, das für die y-Beschleunigung des Fahrzeugs repräsentativ ist. Der z-Beschleunigungsmesser 165 erfasst die Trägheitsreaktion des Fahrzeugs in der z-Achse und erzeugt ein z-Beschleunigungssignal, das für eine z-Beschleunigung des Fahrzeugs repräsentativ ist. Wenngleich der y- und der z-Beschleunigungsmesser separat dargestellt sind, können sie zu einem Chip kombiniert sein. Beispielsweise ist ein exemplarischer Beschleunigungsmesserchip der Erfindung, der eine y- und eine z- Beschleunigung bereitstellt, ein SMB100-Beschleunigungsmesserchip, der von der Robert Bosch GmbH hergestellt wird.
Die Mikrosteuereinheit 170 empfängt die Winkelrate, die y-Beschleunigungs- und die z-Beschleunigungssignale, analysiert die Signale, um festzustellen, ob ein Überrollzustand existiert, und erzeugt ein oder mehrere Ausgangssignale (die hier auch als Aktivierungs- oder Zündsignale bezeichnet werden), um eine oder mehrere Sicherheitsvorrichtungen 145 und 150 zu steuern oder zu aktivieren. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Mikrosteuereinrichtungen 170 eine Verarbeitungseinheit und einen Speicher auf einem einzigen Chip 175. Der Speicher beinhaltet ein oder mehrere Softwaremodule (die hier auch als Softwareblöcke bezeichnet werden), die über Anweisungen verfügen. Die Verarbeitungseinheit bezieht, interpretiert und führt die Anweisungen gemäß der folgenden Beschreibung aus. Wenngleich die Mikrosteuereinrichtung 170 dargestellt und beschrieben ist, kann die Erfindung mit anderen Vorrichtungen, die eine Vielfalt von integrierten Schaltkreisen (z.B. einen verstärkungsspezifischen integrierten Schaltkreis) und diskreten Vorrichtungen beinhalten, ausgeführt sein, wie es dem herkömmlichen Fachmann verständlich sein wird.
Die eine oder mehreren Sicherheitsvorrichtungen, ein Sicherheitsgurt-Vorspann- oder Rückhaltesystem 145 und ein Airbagentfaltungssystem 150 sind mit der Mikrosteuereinrichtung 170 verbunden und werden in Erwiderung von Steuersignalen aktiviert, die von der Mikrosteuereinheit 170 erzeugt werden. Wenngleich die Beschreibung hier auf das Airbag-Entfaltungssystem 150 und das Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem 140 beschränkt ist, können andere Vorrichtungen verwendet werden (z.B. Überrollstangen, automatische Verriegelungseinrichtungen und andere existierende und noch zu entwickelnde Sicherheitsvorrichtungen).
Das Airbag-Entfaltungssystem 150, das nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, enthält einen Airbag sowie eine Gaszufuhr, die den Airbag aufbläst. Wie es in 1 dargestellt ist, ist der Airbag ein Seitenentfaltungs-Airbag für den Fahrer. Es können jedoch andere Airbag-Entfaltungssysteme enthalten sein, die Systeme für andere Insassen und für andere Entfaltungspositionen (z.B. eine Entfaltung an der Vorderseite) beinhalten.
Das Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem 145, das nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, enthält einen Sicherheitsgurt und eine Vorspannvorrichtung zum Steuern des Durchhangs im Sicherheitsgurt. Die Vorspannvorrichtung entfernt den Durchhang oder erzeugt eine Spannung im Sicherheitsgurt, bei Empfang eines Steuersignals von der Mikrosteuereinheit 170. Wenngleich lediglich ein Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem 145 dargestellt ist, können andere Systeme für andere Passagiere des Fahrzeugs enthalten sein.
Das Fahrzeug 100 enthält weiterhin eine Stromquelle (nicht gezeigt), die das Überrollerfassungssystem 140, das Airbag-Entfaltungssystem 150 und das Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem 145 mit Strom versorgt. Beispielsweise kann die Stromquelle eine Batterie sein.
Beim Starten des Fahrzeugs 100 (d.h. wenn das Fahrzeug "ein"-geschaltet wird) führt die Stromquelle dem System 140 Strom zu. Bei Erhalt des Stroms führt die Mikrosteuereinheit 170 entsprechende Initialisierungsvorgänge aus und bezieht, interpretiert und führt ein oder mehrere Softwaremodule aus dem Speicher aus. Bei der dargestellten Ausführungsform führt die Mikrosteuereinheit Anweisungen aus, um das Winkelratensignal, das y-Beschleunigungssignal und das z-Beschleunigungssignal zu analysieren und so zu bestimmen, ob ein Überrollzustand existiert. Eine Art, das Winkelratensignal, das y-Beschleunigungssignal und das z-Beschleunigungssignal zu analysieren, ist schematisch in 2a und 2b dargestellt. 2a und 2b zeigen Funktionsblöcke (wie etwa Filter, Integrierschaltungen, Logik-Torschaltungen, Schalter und ähnlich funktionierende Einheiten), die als Hardware ausgeführt sein können, jedoch vorzugsweise durch Software implementiert sind, die von der Mikrosteuereinheit 170 ausgeführt wird. Der Fachmann könnte ohne Probleme Software erstellen, um eine Ausführungsform der Erfindung auf der Basis der Funktionsblockdarstellungen und der hier gegebenen Beschreibung anzuwenden.
Wie es in 2a und 2b gezeigt ist, wird das Winkelratensignal 200 einen Winkelraten-Softwarefilter 205 zugeführt, das Rauschen aus dem Winkelratensignal entfernt. In ähnlicher Weise wird das y-Beschleunigungssignal 210 einem y- Beschleunigungs-Softwarefilter 215 zugeführt, das Rauschen aus dem y-Beschleunigungssignal entfernt. Das z-Beschleunigungssignal 220 wird einem ersten z-Beschleunigungs-Softwarefilter 225 zugeführt, das Rauschen aus dem z-Beschleunigungssignal 220 entfernt. Darüber hinaus wird das z-Beschleunigungssignal 220 einem Wegeentscheidungs-Softwarefilter 230 zugeführt, das ebenfalls Rauschen aus dem z-Beschleunigungssignal 220 entfernt.
Die gefilterte Winkelrate (vom Modul 205) wird einer Integrierschaltung 235, einem Rückkipperfassungsmodul oder -block 240, einem Energiekriterienmodul oder -block 245, einem Impulskriterienmodul oder -block 250 und einem Stolperkriterienmodul oder -block 255 zugeführt. Die gefilterte y-Beschleunigung (vom Modul 215) wird dem Stolperkriterienmodul 255, einem Plausibilitätsmodul oder -block 260 und einem Wegeentscheidungsmodul oder -block 265 zugeführt. Die gefilterte z-Beschleunigung (vom Modul 225) wird dem Stolperkriterienmodul 255 und dem Plausibilitätsmodul 260 zugeführt. Die gefilterte Wegeentscheidungs-z-Beschleunigung (vom Modul 230) wird dem Wegeentscheidungsmodul 265 zugeführt. Wie er hier verwendet wird, impliziert der Begriff Modul einen oder mehrere Softwareanweisungen, die von der Mikrosteuereinheit 170 durchgeführt werden, um die Funktionen auszuführen, die mit dem einzelnen Modul oder Block in Verbindung stehen.
Die Integrierschaltung 235 integriert die gefilterte Winkelrate, um einen aktuellen Fahrzeugwinkel um die x-Achse zu berechnen. Eine beispielhafte Integrierschaltung ist die Rose-Bandintegrierschaltung, die von der Robert Bosch GmbH hergestellt wird. Der Fahrzeugwinkel wird dem Rückkipperfassungsmodul 240, dem Energiekriterienmodul 245, dem Impulskriterienmodul 250 und dem Stolperkriterienmodul 255 zugeführt.
Das Rückkipperfassungsmodul 240 empfängt den Fahrzeugwinkel von der Integrierschaltung 245 und die gefilterte Winkelrate vom Softwarefilter 205. Das Rückkipperfassungsmodul 240 analysiert den Fahrzeugwinkel und die Winkelrate, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 100 aus einem "instabilen" Zustand in einen "stabilen" Zustand zurückgekehrt ist. Wenn das Fahrzeug 100 beispielsweise ein Automobil ist, das vier Räder hat, und das Fahrzeug 100 begonnen hat, so zu rol len, das zwei Räder den Straßenbelag verlassen haben (d.h. das Fahrzeug ist in einen "instabilen" Zustand eingetreten), worauf alle vier Räder wieder auf den Straßenbelag zurückkehren (d.h. das Fahrzeug ist in den "stabilen" Zustand zurückgekehrt), erkennt das Rückkipperfassungsmodul 240, dass das Fahrzeug aus dem Rollvorgang zurückgekehrt ist, und stellt sicher, dass kein großes Winkelratensignal 200 eine Zündentscheidung erzeugt. Wenn das Rückkipperfassungsmodul erfasst, dass ein Rückkippzustand nicht auftritt, denn wird ein Logikwert von Eins UND-Gates oder -Modulen 270 und 272 zugeführt. Andernfalls wird ein Logikwert von Null den UND-Gates 270 und 272 zugeführt. Das Rückkipperfassungsmodul 240 ist nach dem Stand der Technik bekannt und wird nicht weiter im Detail beschrieben.
Das Energiekriterienmodul empfängt die gefilterte Winkelrate aus dem Software-Filtermodul 205 und den Fahrzeugwinkel von der Integrierschaltung 235. das Energiekriterienmodul analysiert den Fahrzeugwinkel und die gefilterte Winkelrate, um zu bestimmen, ob ein Aufwärts-Überrollen stattfindet. Bei einer Ausführungsform erzeugt das Energiekriterienmodul beispielsweise einen Winkelratenschwellenwert auf der Basis des Winkels des Fahrzeugs und vergleicht die Größe der aktuellen Winkelrate mit dem Winkelratenschwellenwert. Ermittelt das Energiekriterienmodul 245, dass ein Aufwärts-Überrollen stattfindet (z.B. dass die Größe der Winkelrate größer ist als der Winkelratenschwellenwert), dann erzeugt das Energiekriterienmodul 245 einen Logikwert entweder des ersten Wegewählmoduls 275 oder des zweiten Wegewählmoduls 276. Andernfalls wird ein Logikwert von Null den Wegewählmodulen 275 und 276 zugeführt. Das Energiekriterienmodul 245 ist nach dem Stand der Technik bekannt und wird nicht weiter im Detail erläutert.
Das Impulskriterienmodul 250 empfängt die gefilterte Winkelrate aus dem Software-Filtermodul 205 und den Fahrzeugwinkel aus der Integrierschaltung. Das Impulskriterienmodul 250 analysiert den Fahrzeugwinkel und die Winkelrate, um zu bestimmen, ob ein Abwärts-Überrollen stattfindet. Bei einer Ausführungsform erzeugt das Impulskriterienmodul beispielsweise einen Winkelratenschwellenwert auf der Basis des Winkels des Fahrzeugs und vergleicht die Größe der aktuellen Winkelrate mit dem Winkelratenschwellenwert. Tritt ein Abwärts-Überrollen auf (die Größe der Winkelrate ist beispielsweise größer als der Winkelratenschwellenwert), dann erzeugt das Impulskriterienmodul 250 einen Logikwert entweder des Wegewählmoduls 275 oder 276. Andernfalls wird ein Logikwert von Null den Wegewählmodulen 275 und 276 zugeführt. Das Impulskriterienmodul 250 ist nach dem Stand der Technik bekannt und wird nicht weiter im Detail beschrieben.
Das Stolperkriterienmodul 255 empfängt die gefilterte Winkelrate aus dem Softwarefilter 205, den Fahrzeugwinkel aus der Integrierschaltung 235, die gefilterte y-Beschleunigung aus dem Softwarefilter 215 und die gefilterte z-Beschleunigung aus dem Softwarefilter 225. Im allgemeinen, und wie es im folgenden detaillierter beschrieben wird, analysiert das Stolperkriterienmodul 255 die Winkelrate, den Fahrzeugwinkel, die y-Beschleunigung und die z-Beschleunigung, um zu ermitteln, ob ein Stolper-Überrollvorgang auftritt. Treten ein Zustand oder Zustände auf, die für einen Stolper-Überrollvorgang kennzeichnend sind, wird ein Logikwert von Eins von der "Zündstufe 1" (2b) dem Wegewählmodul 275 zugeführt. Andernfalls wird ein Logikwert von Null dem Wegewählmodul 275 zugeführt. Werden Zustände, die für einen Stolper-Überrollvorgang kennzeichnend sind, für eine vorbestimmte Zeitdauer erfasst, wird ein Logikwert von Eins von der "Zündstufe 2" ( 2b) dem Wegewählmodul 276 zugeführt.
Tritt ein Stolper-Überrollereignis auf, dann erzeugt das Stolperkriterienmodul beispielsweise ein erstes Ausgangssignal (d.h. Zündstufe 1), das das Ereignis kennzeichnet. Das erste Signal aktiviert eine erste Sicherheitsvorrichtung (z.B. die Sicherheitsgurt-Vorspanneinrichtung des Sicherheitsgurt-Rückhaltesystems 145). Wird ein Stolper-Überrollereignis für eine bestimmte Zeitperiode erfasst, dann erzeugt das Stolperkriterienmodul ein zweites Ausgangssignal (d.h. Zündstufe 2), das das verlängerte Ereignis kennzeichnet. Das zweite Signal aktiviert eine zweite Sicherheitsvorrichtung (z.B. den Seitenairbag eines Airbag-Entfaltungssystems 150). Der zweistufige Zündvorgang eignet sich für Stolper-Überrollvorgänge. Da die Zündzeiten für Stolper-Überrollvorgänge 100 ms kurz sind, trägt das zweistufige Zündsystem der Erfindung dazu bei, die endgültige Entscheidung der Aktivierung des Airbag-Entfaltungssystems 150 zu verzögern. Wenn ein Stolper-Überrollereignis erfasst wird, aktiviert die dargestellte Ausführungsform die Si cherheitsgurt-Vorspanneinrichtung, um ein Durchhängen des Sicherheitsgurtes um den Insassen zu verringern. Dies sichert den Insassen und verringert die seitliche Geschwindigkeit des Insassen. Das Verringern der seitlichen Geschwindigkeit des Insassen gibt dem System 140 mehr Zeit zu bestimmen, ob ein wahrscheinliches Stolper-Überrollereignis auftritt. Ermittelt das System, dass ein Stolper-Überrollereignis für eine bestimmte Zeitperiode (z.B. 50 ms) auftritt, wird der Seitenairbag entfaltet, um die seitliche Geschwindigkeit des Insassen zu verringern. Während dieser Zeitperiode kann der Prozessor 175 (z.B. über das Rückkipperfassungsmodul 240) bestimmen, dass das Fahrzeug wahrscheinlich in einen stabilen Zustand zurückkehren wird. Kehrt das Fahrzeug wahrscheinlich in einen stabilen Zustand zurück, wird nur die Sicherheitsgurt-Vorspanneinrichtung aktiviert, wodurch ein ungewollte Verwendung des Seitenairbags verhindert wird. Eine Ausführungsform des Stolperkriterienmoduls ist in 3a und 3b dargestellt und wird im folgenden detaillierter beschrieben.
Das Plausibilitätsmodul 260 stellt einen zweiten unabhängigen Entscheidungsweg für den Prozessor 175 bereit, um zu bestimmen, ob ein Logikwert von Eins, der vom Energiekriterienmodul 245, vom Impulskriterienmodul 250 oder dem Stolperkriterienmodul erzeugt wird, eine gültige Bestimmung ist. Bei bestimmten Steuermanövern können die Winkelrate und der Fahrzeugwinkel, die dem Energiekriterienmodul 245, dem Impulskriterienmodul 250 und dem Stolperkriterienmodul 225 zugeführt werden, nicht korrekt oder falsch einen Überrollzustand voraussagen. Beispielsweise kann das Steuermanöver ein Slalommanöver oder ein Manöver sein, das auf einer überhöhten Kurve stattfindet, so das die mögliche Überrollentscheidung unter den gegebenen Umständen keinen Sinn ergibt. Das Plausibilitätsmodul 260 analysiert die gefilterte y-Beschleunigung und die gefilterte z-Beschleunigung, um zu bestätigen, das ein Überrollzustand existiert. Bestimmt das Plausibilitätsmodul, dass ein Überrollzustand existiert, wird ein Logikwert von Eins den UND-Gates 270 und 272 zugeführt. Andernfalls wird ein Logikwert von Null den UND-Gates 270 und 272 zugeführt.
Das Wegeentscheidungsmodul 265 empfängt die gefilterte y-Beschleunigung vom Softwarefilter 215 und die gefilterte z-Beschleunigung vom Softwarefilter 230. Das Wegeentscheidungsmodul 265 erzeugt einen Wert, der die logische Ent scheidung wählt, die vom Energiekriterienmodul 245, vom Impulskriterienmodul 250 oder vom Stolperkriterienmodul 255 erzeugt wird. Der Wert, der vom Wegeentscheidungsmodul 265 erzeugt wird, wird den Wegewählmodulen 275 und 276 zugeführt, die die entsprechenden Logikwerte wählen, die von einem der Kriterienmodule 245, 250 oder 255 erzeugt werden.
Ist die y-Beschleunigung beispielsweise größer als ein y-Beschleunigungsschwellenwert, der ein Stolperereignis kennzeichnet, dann erzeugt das Wegeentscheidungsmodul 265 einen Wert, der dazu führt, dass die Wegeauswählmodule 275 und 276, die Zündstufen-1- bzw. Zündstufen-2-Logikentscheidungen des Stolperkriterienmoduls 255 ausgeben. Ist die y-Beschleunigung geringer als der y-Beschleunigungsschwellenwert, dann analysiert das Wegeentscheidungsmodul 265 die z-Beschleunigung. Ist die z-Beschleunigung größer als die Beschleunigung infolge der Schwerkraft, wird die Ausgabe des Energiekriterienmoduls 245 durch beide Wegewählmodule 275 und 276 gewählt. Ist die z-Beschleunigung geringer als die Beschleunigung infolge Schwerkraft, dann wird die Ausgabe des Impulskriterienmoduls 250 durch beide Wegewählmodule 275 und 276 gewählt.
Das UND-Gate 270 empfängt den Rückkipperfassungswert, der vom Rückkipperfassungsmodul 240 bereitgestellt wird, den Kriterienwert, der vom Wegewählmodul 275 bereitgestellt wird, und den Plausibilitätsentscheidungswert vom Plausibilitätsmodul 260. Haben alle drei einen Logikwert von Eins, dann wird ein Zünd- oder Aktivierungssignal erzeugt, dass zur Aktivierung einer ersten Sicherheitsvorrichtung (z.B. der Sicherheitsgurt-Vorspanneinrichtung des Sicherheitsgurt-Rückhaltesystems 145) führt. Hat einer der Werte, die dem UND-Gate 270 zugeführt werden, den Logikwert Null, dann wird ein Aktivierungssignal erzeugt, das zur Aktivierung keiner der Sicherheitsvorrichtungen führt.
Das UND-Gate 272 empfängt den Rückkipperfassungswert, der vom Rückkippkriterienmodul 240 zugeführt wird, den Kriterienwert, der vom Wegewählmodul 276 zugeführt wird und den Plausibilitätsentscheidungswert vom Plausibilitätsmodul 260. Haben alle drei einen Logikwert von Eins, dann wird ein Zünd- oder Aktivierungssignal erzeugt, das zur Aktivierung einer zweiten Sicherheitsvorrich tung (z.B. des Seitenairbags des Airbag-Entfaltungssystems 145) führt. Hat einer der Werte, die dem UND-Gate 279 zugeführt werden, den Logikwert Null, so wird ein Aktivierungssignal erzeugt, das dazu führt, dass die zweite Sicherheitsvorrichtung nicht aktiviert wird. Es können andere UND-Gates hinzugefügt sein, um andere Sicherheitsvorrichtungen zu aktivieren oder andere Beziehungen unter den Modulen 240–265 zu einzurichten.
Wie es oben erläutert wurde, erfasst das Stolperkriterienmodul 255, ob ein Stolper-Überrollereignis auftritt. Ein beispielhaftes Stolperkriterienmodul ist in 3a und 3b dargestellt. Wie es in 3a und 3b dargestellt ist, wird die gefilterte Winkelrate einem ersten Vorzeichenerfassungsmodul 300 und einem Größenwertmodul 305 zugeführt. Wie es hier verwendet wird, erzeugt ein Vorzeichenerfassungsmodul (z.B. Modul 300) einen Logikwert, der kennzeichnet, ob der Wert, der dem Modul zugeführt wird, positiv oder negativ ist. Wenn beispielsweise die Winkelrate positiv ist (z.B. eine Drehung im Uhrzeigersinn), wird ein Logikwert von Eins erzeugt; ist die Winkelrate negativ (z.B. die Drehung ist gegen den Uhrzeigersinn), so wird ein Logikwert von Null erzeugt. Ein Größenwertmodul (z.B. das Modul 305) erzeugt einen Absolutwert oder eine Absolutgröße eines Signals oder eines Wertes, der dem Modul zugeführt wird. Wendet man sich wieder 3a und 3b zu, wird das Vorzeichen der Winkelrate der Vergleichseinrichtung 310 zugeführt und die Größe der Winkelrate (die hier auch als "Winkelratengröße" bezeichnet wird) der Vergleichseinrichtung 315 zugeführt.
Der gefilterte Fahrzeugwinkel wird einem zweiten Vorzeichenanalysemodul 320 und einem zweiten Größenwertmodul 325 zugeführt. Das Vorzeichen des Fahrzeugwinkels, das den Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse kennzeichnet, wird der Vergleichseinrichtung 310 zugeführt. Die Größe des Fahrzeugwinkels (hier auch als "Fahrzeugwinkelgröße" bezeichnet) wird einer ersten Suchtabelle 300, einen zweiten Suchtabelle 355 und einer Vergleichseinrichtung 340 zugeführt.
Die gefilterte z-Beschleunigung wird einem ersten z-Faktormodul 350 und einem zweiten z-Faktormodul 355 zugeführt. Die gefilterte y-Beschleunigung wird einem dritten Größenwertmodul 360 zugeführt. Der Größenwert der gefilterten y- Beschleunigung (hier auch mit "y-Beschleunigungsgröße" bezeichnet) wird einem fortwährend variablen Schwellenwertmodul 365 zugeführt.
Die erste Suchtabelle 330, die zweite Suchtabelle 335, das erste z-Faktormodul 350, das zweite z-Faktormodul 355 und das fortwährend variable Schwellenwertmodul 365 bilden ein Analysemodul 370. Im allgemeinen analysiert das Analysemodul 370 den Fahrzeugwinkel, die z-Beschleunigung und die y-Beschleunigung, um einen Winkelratenschwellenwert zu erzeugen. Der Winkelratenschwellenwert wird mit der Größe der tatsächlichen Winkelrate (im Modul 315) verglichen, um zu ermitteln, ob ein Stolper-Überrollvorgang auftritt.
Bei der dargestellten Ausführungsform empfängt die erste Suchtabelle 330 den Fahrzeugwinkel und erzeugt einen ersten Schwellenwert. Die zweite Suchtabelle 335 empfängt den Fahrzeugwinkel und erzeugt einen zweiten Schwellenwert. Der erste und der zweite Schwellenwert sind Winkelratenwerte, die den höchsten und den niedrigsten Winkelratenschwellenwert für den Fahrzeugwinkel repräsentieren. Als Beispiel und bei einem speziellen Winkel erzeugt die erste Suchtabelle einen ersten oder hohen Schwellenwert, der einer sehr geringen y-Beschleunigung entspricht, und die zweite Suchtabelle erzeugt einen zweiten oder niedrigen Schwellenwert, der einer sehr hohen y-Beschleunigung entspricht. Sofern die Größe der y-Beschleunigung sehr klein ist, ist das Fahrzeug weniger anfällig dafür, einen Stolper-Überrollereignis zu erfahren, und es wird der hohe Schwellenwert gewählt. Ist die Größe der y-Beschleunigung sehr groß, dann ist das Fahrzeug anfälliger dafür, einen Stolper-Überrollereignis zu erfahren, und es wird der niedrige Schwellenwert gewählt. Wie es im folgenden weiter erläutert wird, wählt das fortwährend veränderbare Schwellenwertmodul 365 einen Wert zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert in Abhängigkeit der y-Beschleunigung.
Die erste und die zweite Suchtabelle stellen hohe und niedrige Schwellenwerte bereit, die in Abhängigkeit des Fahrzeugmodells variieren. Bei einer Ausführungsform verwenden die Tabellen bekannte Energieerhaltungstabellen für das Fahrzeugmodell, die anschließend auf der Basis von ermittelten Aufpralltestdaten angeändert werden. Die anfänglichen Energieerhaltungstabellen basieren auf Fahrzeugparametern (z.B. Masse, Ort des Schwerpunkt des Fahrzeuges, das Trägheitsmoment des Fahrzeugs, etc.) und werden verwendet, um zu ermitteln, wie viel kinetische Energie erforderlich ist, um das Fahrzeug zu bewegen. Die Größe der kinetischen Energie, die erforderlich ist, um das Fahrzeug zu bewegen, ist proportional zur Winkelrate, die erforderlich ist, um das Fahrzeug über den kritischen Winkel des Fahrzeugs hinaus zu drehen (d.h. der Winkel, bei dem das Fahrzeug "überkippt"). Die Aufpralltestdaten werden verwendet, um die Tabellen einzustellen, und berücksichtigen Variable, die in die ursprünglichen Energieerhaltungstabellen nicht einbezogen sind (z.B. Federkonstanten, den Einfluss der Lasten innerhalb des Fahrzeugs, etc.).
Wendet man sich wieder 3a und 3b zu, so wird der erste Schwellenwert dem z-Faktormodul 350 zugeführt. Das z-Faktormodul 350 modifiziert den ersten Schwellenwert durch einen Wert, der proportional zur z-Beschleunigung ist. Beispielsweise kann die z-Beschleunigung mit einem ersten Skalierfaktor multipliziert und anschließend von der Größe des ersten Schwellenwertes abgezogen werden (zu dieser addiert werden). Ist die z-Beschleunigung hoch, so kann der erste Schwellenwert um einen größeren Wert verringert (oder erhöht) werden, als wenn die z-Beschleunigung niedrig ist. Der erste Skalierfaktor variiert in Abhängigkeit der Fahrzeugmodul-Aufpralltestdaten für das Fahrzeugmodul. Bei einer Ausführungsform kann der erste Skalierfaktor Null sein (d.h. das Analysemodul 170 berücksichtigt die z-Beschleunigung nicht).
Ähnlich zum ersten Schwellenwert wird der zweite Schwellenwert dem zweiten z-Faktormodul 355 zugeführt. Das zweite z-Faktormodul 355 enthält einen zweiten Skalierfaktor, der sich vom ersten Skalierfaktor unterscheiden kann, und verhält sich ähnlich dem ersten z-Faktormodul 350.
Der modifizierte erste und zweite Schwellenwert werden einem fortwährend variablen Schwellenwertmodul 365 zugeführt, das zudem die Größe des y-Beschleunigungswertes empfängt. Das fortwährend variable Schwellenwertmodul 365 erzeugt den Winkelratenschwellenwert auf der Basis der Größe des y-Beschleunigung. Bei einer ersten beispielhaften Ausführungsform stellt das fortwährend variable Schwellenwertmodul 365 den Winkelratenschwellenwert auf den ersten Schwellenwert ein, sofern die Größe der y-Beschleunigung geringer ist als ein y-Beschleunigungs-Auswahlwert, und stellt den Winkelratenschwellenwert auf den zweiten Schwellenwert ein, sofern die Größe der y-Beschleunigung größer ist als der y-Beschleunigungswert.
Bei einer zweiten beispielhaften Ausführungsform interpoliert das fortwährend variable Schwellenwertmodul den Winkelratenschwellenwert zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert auf der Basis der y-Beschleunigung. Bei einem speziellen zweiten Beispiel kann das fortwährend variable Schwellenwertmodul 365 eine Linie zwischen dem hohen Schwellenwert (z.B. entsprechend einer y-Beschleunigung von 1 g) und dem niedrigen Schwellenwert (z.B. entsprechend einer y-Beschleunigung von 6 g) erzeugen. Das Modul 365 stellt anschließend den Winkelratenschwellenwert auf einen Wert zwischen dem hohen und dem niedrigen Wert auf der Basis der Größe der y-Beschleunigung ein (wenn die y-Beschleunigung beispielsweise 3,5 g ist, dann ist der Winkelratenschwellenwert der Median des hohen und des niedrigen Schwellenwertes). Der Winkelratenschwellenwert, der vom fortwährend variablen Schwellenwertmodul 365 erzeugt wird, wird einem dritten Wegewählmodul 375 zugeführt.
Wie es in 3a gezeigt ist, empfängt eine Vergleichsschaltung 380 die Größe des Fahrzeugwinkels und vergleicht den Fahrzeugwinkel mit einem minimalen Winkelschwellenwert. Ist der minimale Winkelschwellenwert größer oder gleich dem Minimalwinkel, wird ein Logikwert von Eins dem Wegewählmodul 375 zugeführt. Andernfalls wird ein Wert von Null dem Wegewählmodul 375 zugeführt. Das Wegewählmodul 375 wählt entweder den Winkelratenschwellenwert oder einen maximalen Schwellenwert in Abhängigkeit davon, ob der Fahrzeugwinkel größer oder kleiner als die minimale Winkelschwellenwert ist. Ist die Größe des Fahrzeugwinkels kleiner als der minimale Winkelschwellenwert, dann gibt das Wegewählmodul 275 einen maximalen Schwellenwert weiter. Sofern der Fahrzeugwinkel kleiner ist als der minimale Winkel, dann wird bei einigen Ausführungsformen verhindert, dass das Fahrzeug zündet, selbst wenn die Winkelrate hoch ist. Um dies zu erreichen, wird der Winkelratenschwellenwert auf einen nicht erreichbaren Schwellenwert eingestellt. Andernfalls wird der Winkelratenschwellenwert auf die Rate eingestellt, die durch das Analysemodul 370 eingestellt ist.
Wie es in 3b dargestellt ist, wird der Winkelratenschwellenwert mit der Größe der gefilterten Winkelrate in der Vergleichsschaltung 315 verglichen. Ist die Größe der gefilterten Winkelrate größer als der Winkelratenschwellenwert, dann wird ein Logikwert von Eins, der einen Stolper-Überrollzustand kennzeichnet, dem UND-Gate 375 zugeführt. Andernfalls wird ein Logikwert von Null dem UND-Gate 375 zugeführt.
In der Vergleichseinrichtung 310 wird das Vorzeichen der Winkelrate mit dem Vorzeichen des Winkels verglichen. Sind die beiden Vorzeichen gleich, wird ein Logikwert von Eins dem UND-Gate 375 zugeführt. Andernfalls wird ein Logikwert von Null dem UND-Gate 375 zugeführt. Ein Logikwert von Null kennzeichnet, dass die Größe des Fahrzeugrollwinkels abnimmt (d.h. das Fahrzeug in einen stabilen Zustand zurückkehrt).
Das UND-Gate 375 empfängt die Ergebnisse von den Vergleichsschaltung 310 und 315. Wenn beide Vergleichsschaltungen einen Logikwert von Eins bereitstellen, erzeugt das UND-Gate 375 einen Logikwert von Eins. Andernfalls wird ein Logikwert von Null erzeugt. Die Ausgabe des UND-Gates 375 ist das Zündstufen-1-Signal. Darüber hinaus wird eine logische Eins einer Schrittzählschaltung 385 zugeführt. Die Schrittzählschaltung 385 misst, wie lange das UND-Gate 375 den Logikwert Eins erzeugt. Die gezählte Zeit wird mit einer Zeitperiode im Vergleichsmodul 390 verglichen. Ist die gezählte Zeit größer als die Zeitperiode, die die Wahrscheinlichkeit eines Stolper-Überrollvorgangs kennzeichnet, erzeugt die Vergleichsschaltung 390 einen Logikwert von Eins. Andernfalls erzeugt die Vergleichsschaltung 390 einen Logikwert von Null. Die Ausgabe der Vergleichseinrichtung 390 ist das Zündstufen-2-Signal.
Wie es aus dem Obigen ersichtlich ist, gibt die Erfindung ein neues und brauchbares Überrollerfassungssystem sowie ein Verfahren zum Betrieben desselben an. Unterschiedliche Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen beschrieben.
Die Aufmerksamkeit des Lesers richtet sich auf alle Dokumente und Druckschriften, die gleichzeitig mit oder vor dieser Beschreibung in Verbindung mit dieser Anmeldung eingereicht wurden und die der öffentlichen Einsicht mit dieser Beschreibung zugänglich sind, sowie die Inhalte sämtlicher derartiger Dokumente und Druckschriften.
Sämtliche der in dieser Beschreibung erläuterten Merkmale (einschließlich beliebiger beiliegender Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) und/oder sämtliche der Schritte eines beliebigen Verfahrens oder Vorgangs, die in dieser Art beschrieben wurden, können beliebig kombiniert werden, mit der Ausnahme von Kombinationen, bei denen wenigstens einige derartiger Merkmale und/oder Schritte willkürlich ausgeschlossen sind.
Jedes Merkmal, das in dieser Beschreibung (einschließlich beliebiger beiliegender Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) erläutert wurde, kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die demselben, äquivalenten oder ähnlichem Zweck dienen, solange es nicht ausdrücklich anders erwähnt ist. Somit ist, solange es nicht ausdrücklich anders erwähnt ist, jedes beschriebene Merkmal ein Beispiel lediglich einer allgemeinen Abfolge äquivalenter oder ähnlicher Merkmale.
Die Erfindung ist nicht auf die Details der vorangehenden Ausführungsformen) beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf jedes beliebige neuartige Merkmal oder jede beliebige neuartige Kombination der Merkmale, die in der Beschreibung (einschließlich beliebiger Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) erläutert sind, oder auf jeden beliebigen neuartigen Schritt oder jede beliebige Kombination von Schritten eines beliebigen Verfahrens oder Vorgangs, die in dieser Art beschrieben sind.
Die Erfindung ist nur durch die beiliegenden Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Aktivieren einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeugs, das x-, y- und z-Achsen besitzt, wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen eines y-Beschleunigungssignals (210), das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der y-Achse repräsentativ ist; Erzeugen eines Winkelratensignals (200), das für die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um die x-Achse repräsentativ ist; Erzeugen eines z-Beschleunigungssignals (220), das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der z-Achse repräsentativ ist; und gekennzeichnet durch Berechnen eines Fahrzeugwinkels, der eine Beziehung zu dem Winkelratensignal (200) besitzt und für den Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse repräsentativ ist; Berechnen eines Winkelratenschwellwerts, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel und dem y-Beschleunigungssignal (210) besitzt; Bestimmen, ob ein Überrollzustand existiert, umfassend ein Vergleichen des Winkelratensignals mit dem Winkelratenschwellwert; Bestätigen der Plausibilität des Überrollzustands, umfassend ein Analysieren des y-Beschleunigungssignals (210) und des z-Beschleunigungssignals (220); und Aktivieren einer ersten Sicherheitsvorrichtung, wenn die Größe des Winkelratensignals (200) größer als der Winkelratenschwellwert ist und wenn die Plausibilität des Überrollzustands bestätigt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein Aktivieren einer zweiten Sicherheitsvorrichtung aufweist, wenn die Größe des Winkelratensignals (200) größer als der Winkelratenschwellwert für eine fortlaufende Zeitperiode ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Sicherheitsvorrichtung ein Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem (145) ist und wobei die zweite Sicherheitsvorrichtung ein Airbagauslösesystem (150) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Berechnen eines Winkelratenschwellwerts umfasst: Bereitstellen eines y-Beschleunigungsauswahlwerts; Erhalten eines ersten Schwellwerts, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt; Erhalten eines zweiten Schwellwerts, der eine zweite Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist; Einstellen des Winkelratenschwellwerts auf den zweiten Schwellwert, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) geringer als der y-Beschleunigungsauswahlwert ist; und Einstellen des Winkelgeschwindigkeitsschwellwerts auf den zweiten Schwellwert, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsauswahlwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Berechnen eines Winkelratenschwellwerts umfasst: Erhalten eines ersten Schwellwerts, der eine Beziehung zu dem Winkel besitzt; Erhalten eines zweiten Schwellwerts, der eine Beziehung zu dem Winkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist; und Interpolieren des Winkelratenschwellwerts zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert basierend auf einer Größe des y-Beschleunigungssignals (210).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Interpolieren des Winkelratenschwellwerts unter Verwendung einer linearen Interpolation durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren eines Berechnens eines Winkelratenschwellwerts ein Berechnen eines Winkelratenschwellwerts umfasst, der eine Beziehung zu dem Winkel, dem y-Beschleunigungssignal (210) und dem z-Beschleunigungssignal (220) besitzt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Berechnen eines Winkelratenschwellwerts, der eine Beziehung zu dem Winkel, dem y-Beschleunigungssignal (210) und dem z-Beschleunigungssignal (220) besitzt, umfasst: Erhalten eines ersten Schwellwerts; Erhalten eines zweiten Schwellwerts geringer als der erste Schwellwert; Modifizieren des ersten Schwellwerts basierend auf dem z-Beschleunigungssignal (220); und Modifizieren des zweiten Schwellwerts basierend auf dem z-Beschleunigungssignal (220).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Berechnen eines Winkelratenschwellwerts ein Einstellen des Winkelratenschwellwerts auf einen maximalen Schwellwert, wenn der Fahrzeugwinkel geringer als ein minimaler Winkel ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ein Bereitstellen eines y-Beschleunigungsschwellwerts umfasst und wobei ein Vergleichen des Winkelratensignals (200) mit dem Winkelratenschwellwert dann auftritt, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsschwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Berechnen eines zweiten Winkelratenschwellwerts, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt; und Vergleichen des Winkelratensignals (200) mit dem zweiten Winkelratenschwellwert, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) geringer als der Beschleunigungsschwellwert ist.
Fahrzeug, das x-, y- und z-Achsen besitzt, wobei das Fahrzeug aufweist: ein Chassis (102); einen ersten Beschleunigungsmesser (160), verbunden mit dem Chassis (102), wobei der erste Beschleunigungsmesser (160) so betreibbar ist, um ein y-Beschleunigungssignal (210) zu erzeugen, das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der y-Achse repräsentativ ist; einen zweiten Beschleunigungsmesser (165), der mit dem Chassis (102) verbunden ist, wobei der zweite Beschleunigungsmesser (165) so betreibbar ist, um ein z-Beschleunigungssignal (220) zu erzeugen, das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der z-Achse repräsentativ ist; einen Winkelratensensor (155), der mit dem Chassis (102) verbunden ist, wobei der Winkelratensensor (155) so betreibbar ist, um ein Winkelratensignal (200) zu erzeugen, das für die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um die x-Achse repräsentativ ist; eine Mikrosteuereinheit (170), die mit dem Chassis (102) verbunden und mit dem ersten und dem zweiten Beschleunigungsmesser (160, 165) und dem Winkelratensensor (155) gekoppelt ist; eine Sicherheitsvorrichtung, die mit dem Chassis (102) verbunden und die mit der Mikrosteuereinheit (170) gekoppelt ist; gekennzeichnet dadurch, dass die Mikrosteuereinheit (170) so betreibbar ist, um das y-Beschleunigungssignal (210), das z-Beschleunigungssignal (220) und das Winkelratensignal (200) aufzunehmen, um einen Fahrzeugwinkel, der eine Beziehung zu dem Winkelratensignal (200) besitzt und für den Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse repräsentativ ist, zu berechnen, um einen Winkelratenschwellwert, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel und dem y-Beschleunigungssignal (210) besitzt, zu berechnen, um zu bestimmen, ob ein Überrollzustand existiert, wobei sie auch so betreibbar ist, um das Winkelratensignal (200) mit dem Winkelratenschwellwert zu vergleichen, um die Plausibilität des Überrollzustands, umfassend ein Analysieren des y-Beschleunigungssignals (210) und des z-Beschleunigungssignals (220), zu bestätigen, und um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn die Größe des Winkelratensignals (200) größer als der Winkelratenschwellwert ist und wenn die Plausibilität des Überrollzustands bestätigt wird; und wobei die Sicherheitsvorrichtung in Abhängigkeit eines Empfangens des Ausgangssignals aktivierbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Mikrosteuereinheit (170) weiterhin so betreibbar ist, um ein zweites Ausgangssignal dann zu erzeugen, wenn die Größe des Winkelratensignals (200) größer als der Winkelratenschwellwert für eine fortlaufende Zeitperiode ist, und wobei das Fahrzeug weiterhin eine zweite Sicherheitsvorrichtung, verbunden mit dem Chassis (102) und gekoppelt mit der Mikrosteuereinheit (170), aufweist, wobei die zweite Sicherheitsvorrichtung in Abhängigkeit eines Empfangens des zweiten Ausgangssignals aktivierbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die erste Sicherheitsvorrichtung ein Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem (145) ist und wobei die zweite Sicherheitsvorrichtung ein Airbagauslösesystem (150) ist.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen ersten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, um einen zweiten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist, um den Winkelgeschwindigkeitsschwellwert auf den ersten Schwellwert einzustellen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) geringer als ein y-Beschleunigungsauswahlwert ist, und um den Winkelgeschwindigkeitsschwellwert auf den zweiten Schwellwert einzustellen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsauswahlwert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen ersten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, um einen zweiten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist; und um den Winkelratenschwellwert zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert, basierend auf einer Größe des y-Beschleunigungssignals (210), zu interpolieren.
Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei das Interpolieren der Winkelgeschwindigkeit durch eine lineare Interpolation durchgeführt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Mikrosteuereinheit (170) den Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen Winkelratenschwellwert zu berechnen, der eine Beziehung zu dem Winkel, dem y-Beschleunigungssignal (210) und dem z-Beschleunigungssignal (220) besitzt.
Fahrzeug nach Anspruch 18, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, der eine Beziehung zu dem Winkel, dem y-Beschleunigungssignal (210) und dem z-Beschleunigungssignal (220) besitzt, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen ersten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, um einen zweiten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist, um den ersten Schwellwert basierend auf dem z-Beschleunigungssignal (220) zu modifizieren; und um den zweiten Schwellwert basierend auf dem z-Beschleunigungssignal (220) zu modifizieren.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um den Winkelratenschwellwert auf einen maximalen Schwellwert einzustellen, wenn der Fahrzeugwinkel geringer als ein minimaler Winkel ist.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Mikrosteuereinheit (170) weiterhin so betreibbar ist, um einen y-Beschleunigungsschwellwert bereitzustellen, und um das Winkelratensignal (200) mit dem Winkelratenschwellwert zu vergleichen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsschwellwert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 21, wobei die Mikrosteuereinheit (170) weiterhin so betreibbar ist, um einen zweiten Winkelratenschwellwert zu berechnen, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt; und um das zweite Winkelratensignal mit dem zweiten Winkelratenschwellwert zu vergleichen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) geringer als der y-Beschleunigungsschwellwert ist.
Überrollerfassungssystem für ein Fahrzeug, das x-, y- und z-Achsen besitzt, wobei das System aufweist: einen ersten Beschleunigungsmesser (160), der so betreibbar ist, um ein y-Beschleunigungssignal (210) zu erzeugen, das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der y-Achse repräsentativ ist; einen zweiten Beschleunigungsmesser (165), der so betreibbar ist, um ein z-Beschleunigungssignal (220) zu erzeugen, das für die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Richtung der z-Achse repräsentativ ist; einen Winkelratensensor (155), der so betreibbar ist, um ein Winkelratensignal (200) zu erzeugen, das für die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um die x-Achse repräsentativ ist; eine Mikrosteuereinheit (170), gekoppelt mit dem ersten und dem zweiten Beschleunigungsmesser (160, 165) und dem Winkelratensensor (155); gekennzeichnet dadurch, dass die Mikrosteuereinheit (170) so betreibbar ist, um das y-Beschleunigungssignal (210) und das Winkelratensignal (200) zu empfangen, um einen Fahrzeugwinkel zu berechnen, der eine Beziehung zu dem Winkelratensignal (200) besitzt und für den Winkel des Fahrzeugs um die x-Achse repräsentativ ist, um einen Winkelratenschwellwert zu berechnen, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel und dem y-Beschleunigungssignal (210) besitzt, um zu bestimmen, ob ein Überrollzustand existiert, wobei sie auch so betreibbar ist, um das Winkelratensignal (200) mit dem Winkelratenschwellwert zu vergleichen, um die Plausibilität des Überrollzustands zu bestätigen, umfassend ein Analysieren des y-Beschleunigungssignals (210) und des z-Beschleunigungssignals (220), und um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn die Größe des Winkelratensignals (200) größer als der Winkelratenschwellwert ist und wenn die Plausibilität des Überrollzustands bestätigt ist.
System nach Anspruch 23, wobei die Mikrosteuereinheit (170) weiterhin so betreibbar ist, um einen zweiten Ausgang zu erzeugen, wenn die Größe des Winkelratensignals (200) größer als der Winkelratenschwellwert für eine fortlaufende Zeitperiode ist.
System nach Anspruch 23, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen ersten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, um einen zweiten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist, um den Winkelgeschwindigkeitsschwellwert auf den ersten Schwellwert einzustellen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) geringer als ein y-Beschleunigungsauswahlwert ist, und um den Winkelgeschwindigkeitsschwellwert auf den zweiten Schwellwert einzustellen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsauswahlwert ist.
System nach Anspruch 23, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen ersten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt; um einen zweiten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist; und um den Winkelratenschwellwert zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert, basierend auf einer Größe des y-Beschleunigungssignals (210), zu interpolieren.
System nach Anspruch 26, wobei das Interpolieren der Winkelgeschwindigkeit durch eine lineare Interpolation durchgeführt wird.
System nach Anspruch 23, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen Winkelratenschwellwert zu berechnen, der eine Beziehung zu dem Winkel, dem y-Beschleunigungssignal (210) und dem z-Beschleunigungssignal (220) besitzt.
System nach Anspruch 28, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, der eine Beziehung zu dem Winkel, dem y-Beschleunigungssignal (210) und dem z-Beschleunigungssignal (220) besitzt, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um einen ersten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, um einen zweiten Schwellwert zu erhalten, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt, wobei der zweite Schwellwert geringer als der erste Schwellwert ist, um den ersten Schwellwert basierend auf dem z-Beschleunigungssignal (220) zu modifizieren; und um den zweiten Schwellwert basierend auf dem z-Beschleunigungssignal (220) zu modifizieren.
System nach Anspruch 23, wobei die Mikrosteuereinheit (170) einen Winkelratenschwellwert berechnet, indem sie weiterhin so betreibbar ist, um den Winkelratenschwellwert auf einen maximalen Schwellwert einzustellen, wenn der Fahrzeugwinkel geringer als ein minimaler Winkel ist.
System nach Anspruch 23, wobei die Mikrosteuereinheit (170) weiterhin so betreibbar ist, um einen y-Beschleunigungsschwellwert bereitzustellen, und um das Winkelratensignal (200) mit dem Winkelratenschwellwert zu vergleichen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsschwellwert ist.
System nach Anspruch 31, wobei die Mikrosteuereinheit (170) weiterhin so betreibbar ist, um einen zweiten Winkelratenschwellwert zu berechnen, der eine Beziehung zu dem Fahrzeugwinkel besitzt; und um das zweite Winkelratensignal mit dem zweiten Winkelratenschwellwert zu vergleichen, wenn die Größe des y-Beschleunigungssignals (210) größer als der y-Beschleunigungsschwellwert ist.