DE69402594T2

DE69402594T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Rückhalten eines Insassen während eines Seitenaufpralls

Info

Publication number: DE69402594T2
Application number: DE69402594T
Authority: DE
Inventors: Brian K Blackburn; Scott B Gentry; Joseph F Mazur; Charles E Steffens Jr
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2014-02-01
Also published as: JP2990122B2; US5566974A; JPH1086789A; DE69402594T3; EP0616926B2; JPH072049A; JP2800878B2; DE69402594D1; EP0616926B1; EP0616926A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem und ist insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zurückhalten eines Insassen während eines Seitenaufpralls des Fahrzeugs gerichtet.
Ausgangspunkt:
Fahrzeugsinsassenrückhaltesysteme, die eine betätigbare Rückhaltevorrichtung besitzen, sind in der Technik bekannt. Eine besondere Art einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung umfaßt einen aufbiasbaren Airbag, der innerhalb des Insassenabteus des Fahrzeugs angebracht ist und zwar in einem vorderen Teil, um den Insassen während eines Frontalzusammenpralls zu schützen.
Solche Rückhaltesysteme zum Schutz eines Insassen während eines Frontalzusammenpralls umfassen ferner einen Zusammenstoßsensor, zum Detektieren des Auftritts eines Fahrzeugsfrontalzusammenprallzustandes und zum Vorsehen eines elektrischen Signals, das den Frontalzusammenstoßzustand anzeigt. Zusammenstoßsensoren in Ruckhaltesystemen, die den Insassen während eines Frontalzusammenstoßzustandes schützen, umfassen betätigbare Schalter, Trägheitsschalter oder Beschleunigungsmesser.
Wenn der Zusammenstoßsensor anzeigt, daß ein Frontalfahrzeugzusammenstoßzustand auftritt, wird ein elektrischer Strom mit vorbestimmter Größe und Dauer durch einen Zünder, d.h. einen elektrisch betätigbaren Zünder, geleitet und zwar um den Zünder zu zünden. Der Zünder entzündet, wenn er gezündet ist, eine verbrennbare Gaserzeugungszusammensetzung und/oder durchsticht bzw. zerstört einen Druckgasbehälter, der betriebsmäßig mit dem Airbag gekoppelt ist. Eine Zündung des Zünders hat somit ein Aufblasen des Airbags zur Folge.
Rückhaltesysteme zum Schutz eines Insassen während eines Seitenaufpralls des Fahrzeugs sind auch in der Technik bekannt. Solche Seitenaufprallrückhaltesysteme umfassen typischerweise einen in der Fahrzeugtür oder Armlehne be nachbart zu dem Insassen angebrachten Airbag. Ein bekanntes Seitenaufprallinsassenrückhaltesystem ist in dem US Patent Nr.4,966,388 von Warner et al gezeigt. Dieses '388 Patent umfaßt einen Airbag, der in der Fahrzeugtür benachbart zu dem Insassen angebracht ist. Die in dem '388 Patent gezeigte Seitenaufprallabfühlvorrichtung ist ein Streifenschalter, der an der Außenpaneele oder Außenplatte der Tür angebracht ist. Der Streifenschalter ist derart aufgebaut, daß er eine Zusammenstoßanzeige vorsieht, wenn ein Gegenstand, der auf die Seite des Fahrzeugs aufschlägt, um mehr als ungefähr ein Zoll in die Außentürplatte eindringt.
Ein weiteres bekanntes Seitenaufprallrückhaltesystem ist in US Patent Nr. 5,072,966 von Nishitake et al gezeigt. Das Rückhaltesystem des '966 Patentes umfaßt einen Airbag, der in der Fahrzeugarmlehne oder der Innenseite der Tür angebracht ist. Zwei Seitenaufprallsensoren sind vorgesehen für jede der Airbagrückhaltevorrichtungen. Einer der Seitenaufprallsensoren ist an einem Mittelteil eines Türverstärkungsgliedes angebracht, das an der Innenseite der Tür, d.h. der Türstrebe angebracht ist. Der zweite Seitenaufprallsensor ist an dem Fahrzeug und zwar an dem Boden der Türschwelle angebracht. Beide Sensoren in dem '966 Patent sind als Schock- bzw. Stoßsensoren gekennzeichnet.
Originalausrüstungshersteller für Automobile haben Sensoren an vielen unterschiedlichen Positionen in dem Fahrzeug angebracht und zwar um Beschleunigungen des Fahrzeugs während Fahrzeugzusammenstoßtests zu messen. Diese Sensoren werden nicht für Steuerzwecke, wie z.B. die Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung, verwendet, sondern sie sehen nur Beschleunigungsdaten whrend des Zusammenstoßtests vor. Diese Testdaten werden für die Fahrzeugdesignanalyse verwendet. Eine bekannte Anbringungsstelle für einen Testbeschleunigungsmesser, der verwendet wird, um Zusammenstoßdaten zu sammeln, ist die Innenpaneele bzw. -platte einer Fahrzeugtür.
Ferner zeigt die DE-A-42 22 595 (die auch der TRW Vehide Safety Systems Inc. gehört), die als der am nächsten kommende Stand der Technik angesehen wird und eine Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt, eine Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung mit einer Vielzahl von Rückhaltemitteln und mit Beschleunigungsmessern zum Messen der Zusammenstoßenergie sowohl in einer Richtung parallel zu einer sich von vorne nach hinten erstreckenden Achse eines Fahrzeuges als auch in einer Richtung parallel zur Seitenachse des Fahrzeugs. Diese Beschleunigungsmesser messen die Verzögerungs- oder Verlangsamungsgröße des Fahrzeugs entlang der jeweiligen Achse und eine Steuerung wird verwendet, um die Größe und Richtung eines Zusammenstoßgeschwindigkeitsvektors aus den Beschleunigungsmesserausgangssignalen zu bestimmen und ansprechend auf diesen Zusammenstoßgeschwindigkeitsvektor bestimmt die Steuerung, welches der Vielzahl von Rückhaltemitteln eingesetzt wird und ob seitlich angebrachte Rückhaltemittel eingesetzt werden, wenn der bestimmte Geschwindigkeitsvektor einen Seitenaufprallzustand anzeigt.

Die Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Zurückhalten eines Fahrzeuginsassen während eines Seitenaufpralls des Fahrzeugs mit einem Gegenstand vor. Die Vorrichtung weist dabei folgendes auf:
Einsetzbare Rückhaltemittel, die zum Betrieb zwischen dem Insassen und einer Seitenanordnung des Fahrzeugs benach bart zu dem Insassen angebracht sind, wobei die Seitenanordnung eine Außenpaneele oder -platte und eine Innenpaneele oder -platte aufweist, die von der Außenplatte beabstandet ist. Ein Beschleunigungsmesser zum Messen einer seitlichen Fahrzeugbeschleunigung und zum Vorsehen eines Ausgangssignals mit einem Wert, der funktionell zu der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs in Beziehung steht; überwachungsmittel zum Überwachen des Ausgangssignals des Beschleunigungsmesser; Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Fahrzeuggeschwindigkeitswertes in einer Seitenrich tung und zwar aus dem überwachten Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers; Einsatzmittel zum Ineinsatz bringen der Rückhaltemittel, wenn der bestimmte bzw. festgestellte Geschwindigkeitswert anzeigt, daß ein Einsatzzusammenstoßzustand auftritt, und die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsmesser auf der Innenplatte der Seitenanordnung angebracht ist.
Die Rückhaltemittel werden zu einer Betriebsposition eingesetzt, wenn das Beschleunigungssignal anzeigt, daß ein Seitenaufprall auftritt, der von einer solchen Art ist, daß der Einsatz der Rückhaltemittel den Schutz eines Insassen erhöhen würde, d.h. wenn es sich um einen Einsatzzusammenstoßzustand handelt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die einsetzbaren Rückhaltemittel ein Airbag. Der Airbag ist in der Seitenanordnung, der Rücklehne oder dem Sitzkissen angebracht. Die Bestimmungs- bzw. Feststellmittel für die Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs umfassen vorzugsweise Mittel zum Integrieren des Ausgangssignals des Beschleunigungsmessers. Die Ansatzmittel für die Rückhaltevorrichtung sehen ein Betätigungssignal vor, wenn der Integrationswert des Beschleunigungsmessersignals die vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwertgrenze innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode erreicht oder diese übersteigt. Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung ferner Mittel zum Zurücksetzen des Integrationswertes auf Null, wenn der Integrationswert die vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwertgrenze nicht innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode übersteigt. Der Beschleunigungsmesser ist vorzugsweise in einer ausgenommenen Tasche der Innenplatte der Seitenanordnung angebracht. Die Seitenanordnung umfaßt vorzugsweise Mittel zum Fördern der Übertragung einer Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs auf den Beschleunigungsmesser während eines Seitenaufpralls.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann, an den sich die vorhe gende Erfindung wendet, durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig.1 ein schematisches Diagramm eines Seitenaufprallfahrzeugrückhaltesystems, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei das Diagramm eine Endansicht einer Fahrzeugtür zeigt;
Fig.2 eine Seitenansicht der in Fig.1 gezeigten Tür, wobei die Tür in vier Quadranten aufgeteilt ist;
Fig.3 ein Flußdiagramm, das einen Steuervorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig.4 eine graphische Darstellung von Kurven der Ge schwindigkeit abhängig von der Zeit für drei unterschiedliche Seitenaufprallzusammenstoßzustände unter Verwendung des Seitenaufprallsystems gemäß Fig.1;
Fig.5 eine Seitenansicht einer inneren Türplatte einer Fahrzeugtür, die gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt ist; und
Fig.6 eine Ansicht entlang der Linie 6-6 in Fig.5.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Gemäß den Fig.1 und 2 umfaßt ein Seitenaufprallrückhaltesystem 10 eine einsetzbare Insassenrückhaltevorrichtung 20. Die einsetzbare Rückhaltevorrichtung 20 kann irgendeine einer Vielzahl von Formen einnehmen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die einsetzbare Rückhaltevorrichtung ein Airbag. Die Rückhaltevorrichtung kann auch ein einsetzbares Kissen sein.
Der Airbag 20 ist an einer Fahrzeugtür 22 angebracht. Die Tür 22 ist die Fahrertür eines Fahrzeugs. Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung für jeden Anbringungsort eines Airbags, benachbart zu einem Insassen, geeignet ist, solange sich der Airbag zwischen dem Insassen und der Seite des Fahrzeugs aufbläst. Beispiele hierfür sind die Vordersitzpassagiertür, die Hintersitzpassagiertür, eine seitliche Armlehne, irgendeine Seitenanordnung benachbart zum Insassen, das Insassensitzkissen oder die Insassenrücklehne.
Die Tür 22 umfaßt einen Hauptkörperteil 24 mit einer Außenplatte 26 und einer Innenplatte 28. Die Außenplatte 26 und die Innenplatte 28 sind voneinander beabstandet. Eine Innenverkleidung bzw. ein Verkleidungspaket 30 einschließlich der Türarmlehne 32 ist an einer inneren Blechverkleidung 34 angebracht, die auf bekannte Art und Weise als ein Verstärkungsglied an der Innenplatte 28 angebracht ist. Der Airbag 20 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an dem Innenteil der Tür 22 angebracht. Wenn der Airbag 20 aufgeblasen ist, nimmt er eine betriebsmäßige aufgeblasenen Position zwischen der Tür 22 und einem Insassen ein, um den Insassen während eines Seitenaufprallzusammenstoßzustandes des Fahrzeugs abzufedern.
Eine Türschutzstrebe 39 ist an der Innenseite der Außenplatte 26 der Tür 22 befestigt. Diese Strebe 39 ist derart aufgebaut, daß sie die Festigkeit der Außenplatte 26 der Tür 22 erhöht und einen Schutz für den Insassen gegenüber einem Seitenaufprall vorsieht.
Der obere Teil der Tür 22 umfaßt einen Rahmenteil 40, der ein Türfenster 42 einrahmt, wenn dieses geschlossen ist. Wenn die Tür 22 in einem geschlossenen Zustand ist, befindet sich ein vorderer Teil 44 der Tür 22 benachbart zu der "A"-Säule des Fahrzeugs (nicht gezeigt) und der hinterste Teil 46 der Tür 22 befindet sich benachbart zu der "B"-Säule (nicht gezeigt) des Fahrzeugs.
Von der Außenseite des Fahrzeugs her gesehen, kann die Tür 22 in vier Quadranten aufgeteilt werden. Ein erster Quadrant I ist das obere hintere Viertel der Tür 22. Ein zweiter Quadrant II ist das untere hintere Viertel der Tür 22. Ein dritter Quadrant III ist das untere vordere Viertel der Tür 22. Ein vierter Quadrant IV ist das obere vordere Viertel der Tür 22.
Ein Beschleunigungsmesser 50 ist an der Innenplatte 28 der Tür 22 angebracht und zwar in dem unteren hinteren Quadranten, d.h. Quadrant II der Tür. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Beschleunigungsmesser 50 an dem Blechtrageglied 34 angebracht, welches die Verkleidung 30 der Tür 22 trägt. Der Sensor 50 befindet sich unterhalb der Trag- oder Stützstrebe 39 und unterhalb des Niveaus der Armlehne 32.
Der Sensor so ist vorzugsweise ein direktional ansprechender Beschleunigungsmesser, dessen Betriebsachse senk recht oder auf einer Normalen zu der Innenplatte 28 der Tür 22 orientiert ist. Bei dieser Anordnung besitzt der Beschleunigungsmesser 50 eine elektrische Charakteristik, die sich als eine Funktion der Beschleunigung des Fahrzeugs mit einer Komponente senkrecht zu der Tür 22 verändert, wie es z.B. während eines Seitenaufpralls oder eines Seitenzusammenstoßes des Fahrzeugs mit einem anderen Gegenstand auftritt, d.h. eine seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs. Wenn das Fahrzeug einem Zusammenstoß aus einer Frontalrichtung ausgesetzt ist, sieht der Beschleunigungsmesser 50 kein erhebliches Ausgangssignal vor, da es keine Beschleunigungskomponente senkrecht zu der Tür 22 gibt, d.h. keine erhebliche seitliche Beschleunigungskomponente und zwar infolge des Frontalzusammenstoßes.
Vorzugsweise ist der Beschleunigungsmesser des Typs, der durch ICSensors Inc. in 1701 McCarthy Boulevard, Milpitas, Kalifornien 95035 unter der Teil-Nr. 3021 hergestellt wird. Wenn ein solcher Sensor ordnungsgemäß vorgespannt ist, wird ein elektrisches Ausgangssignal 52 mit einem Größenwert und einem Frequenzwert vorgesehen, die funktionell zu der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs in Beziehung stehen, d.h. einer Beschleunigung des Fahrzeugs in einer Richtung senkrecht zu der Tür 22.
Wenn der Sensor 50 an der Innenplatte 28 angebracht ist, ist er mit einem Abstand "d", der horizontal gemessen wird, von der äußeren Türplatte 26 beabstandet. Wenn ein Gegenstand auf die äußere Türplatte 26 aufschlägt, oder umgekehrt, wird die Platte in einem Ausmaß zusammengedrückt, das funktionell in Beziehung steht mit der Aufschlagkraft. Wenn die Aufschlagkraft größer ist als ein bestimmter Wert, und zwar für eine bestimmte Zeitperiode, bewegt sich die Außenplatte 26 nach innen, d.h. sie wird zusammengedrückt, zu der Innenplatte 28, und zwar mit einem solchen Ausmaß, daß die Außenplatte 26 den Sensor 50 treffen kann. Wenn der Sensor hart genug durch die zusammengedrückte Außenplatte getroffen wird, kann der Sensor 50 außer Betrieb gesetzt werden. Der Sensor so ist durch seine Anbringungsanordnung während eines Seitenaufpralls geschützt, bis die Seitenaufprallkraft mindestens einen bestimmten Wert für mindestens eine bestimmte Zeitperiode erreicht. Während eines Seitenaufpralls sieht der Sender 50 ein Ausgangssignal vor, das die Seitenbeschleunigung anzeigt, selbst wenn die Außenplatte 26 der Fahrzeugtür 22 zusammengedrückt wird. Die Zeitperiode, zwischen dem Beginn des Seitenaufprallzusammenstoßes zu dem Zeitpunkt in dem der Sensor durch die Außenplatte kontaktiert werden kann, ist ausreichend groß, um das Beschleunigungssignal zu verarbeiten und um zu bestimmen, ob der Airbag eingesetzt werden sollte.
Der Ausgang 52 des Beschleunigungsmessers so ist mit einem Verstärkungskreis 54 verbunden. Der Verstärkungskreis 54 verstärkt das Beschleunigungsmesserausgangssignal 52. Der Ausgang des Verstärkungskreises 54 ist mit einem Mikrocomputer 56 und noch spezieller mit einem analog zu digital ("A/D") Eingang 58 des Mikrocomputers 56 verbunden. Der Mikrocomputer 56 verarbeitet das Beschleunigungsmessersignal und bestimmt, ob der Airbag 20 eingesetzt werden sollte, d.h. ob der Seitenaufprall, dem das Fahrzeug ausgesetzt ist, von einer solchen Art ist, daß der Einsatz der Insassenrückhaltevorrichtung 20 den Schutz des Insassen, der mit der Rückhaltevorrichtung assoziiert ist, unterstützen würde. Zusammenstoßzustände, bei denen die Rückhaltevorrichtung eingesetzt werden sollte, werden als Einsatzzusammenstoßzustände bezeichnet.
Der Ausgang 60 des Mikrocomputer 56 ist mit einer Treiberschaltung 62 verbunden. Der Ausgang 64 der Treiberschaltung 62 ist mit einem elektrischen Schalter 66, wie z.B. einem Feldeffekttransistor ("FET") verbunden. Der Schalter 66 ist betriebsmäßig zwischen einem Zünder 70 und einer elektrischen Energiequelle V verbunden. Diese Leistungsverbindungsanordnung geht davon aus, daß ein zweiter Anschluß des Zünders 70 geerdet ist. Wenn der zweite Anschluß des Zünders 70 mit der elektrischen Versorgung V verbunden ist, würde der Schalter 66 zwischen dem Zünder und Erde verbunden sein.
Der Zünder 70 ist betriebsmäßig mit einer Gasquelle 71 wie z.B. einem festen verbrennbaren Gaserzeugungsmaterial und/oder einem Druckgasbehälter bzw. einer Flasche ver bunden. Wenn der Mikrocomputer 56 bestimmt bzw. feststellt, daß der abgefühlte Seitenaufprall von einer solchen Art ist, daß der Airbag 20 eingesetzt werden sollte, d.h. wenn ein Einsatzzusammenstoßzustand auftritt, dann schaltet der Ausgang 64 den Schalter 66 an, um einen ausreichend großen Strom für eine ausreichend lange Zeitperiode vorzusehen, um den Zünder 70 zu zünden. Wenn der Zünder 70 gezündet ist, wird der Airbag aufgeblasen, um dessen Betriebszustand 72 einzunehmen.
In Fig.3 ist ein Steuervorgang 100 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Im Schritt 102 wird ein Initiierungsschritt durchgeführt, bei dem interne Speicher, Timer, Integriervorrichtungen usw. auf Initial- bzw. Anfangswerte zurückgesetzt werden. Diese Rücksetzung wird jedesmal durchgeführt, nachdem der Fahrzeugmotor gestartet wird. Im Schritt 104 wird das Beschleunigungsmessersignal durch den Mikrocomputer 56 gemessen. Der Mikrocomputer macht in dem Schritt 110 eine Bestimmung, um zu sehen, ob der Wert des Beschleunigungsmesserausgangs bzw. Ausgangssignals gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Beschleuni gungsschwellenwert.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Beschleunigungsschwellenwert gleich 120 g (ig 9,81 m/sec² = 32,174 ft/sec²). Ein großer Beschleunigungsschwellenwert wird verwendet, um zu verhindern, daß der Airbag eingesetzt wird, wenn z.B. die Fahrzeugtür mit einer wesentlichen Kraft zugeschlagen wird.
Wenn die Bestimmung im Schritt 110 negativ ist, geht der Vorgang zurück zum Schritt 104, wo das Beschleunigungsmessersignal wieder überwacht wird. Wenn die Bestimmung im Schritt 110 positiv ist, geht der Vorgang zum Schritt 112 weiter, wo ein Zeitnehmer bzw. Timer (der sich in dem Mikrocomputer befindet) gestartet wird. Der Ausgang bzw. das Ausgangssignal des Timers ist tatsächlich eine Messung der abgelaufenen Zeit von dem Zeitpunkt, zu dem der Beschleunigungsschwellenwert erstmals überschritten wurde.
Vom Schritt 112 geht der Vorgang zum Schritt 114, wo eine Bestimmung getroffen wird, ob ein Timer-Schwellenwert überstiegen wurde. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Timer-Schwellenwert auf 15 msec eingestellt. Da der Timer im Schritt 102 zurückgesetzt wurde, ist der Bestimmungsschritt 114 beim ersten Durchlauf des Vorgangs negativ. Bei einer negativen Bestimmung im Schritt 115 wird das Beschleunigungsmessersignal im Schritt 116 gemessen. Im Schritt 118 wird das Integral des Beschleunigungsmessersignals über eine relativ kurze Zeitperiode, d.h. viel kürzer als der im Schritt 114 verwendete Zeitschwellenwert, bestimmt. Der im Schritt 118 bestimmte Integraiwert wird mit allen zuvor bestimmten Integralwerten im Schritt 120 summiert. Im ersten Durchlauf durch die Schritte 116, 118 und 120 gibt es keine zuvor bestimmten Integrale, so daß das im Schritt 118 bestimmte Integral im Schritt 120 mit Null summiert wird.
Im Schritt 130 wird eine Bestimmung getroffen, ob die Summe der im Schritt 120 bestimmten Integrale gleich oder größer ist, als ein vorbestimmter Integrationsschwellen wert. Da das erste Beschleunigungsintegral Geschwindigkeit ist, ist der vorbestimmte Integrationsschwellenwert derselbe wie der vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert. Wenn die Bestimmung im Schritt 130 negativ ist, geht der Vorgang zum Schritt 132 über, in dem der im Schritt 112 gestartete Timer um einen Zeitschritt vorgeschoben wird. Wenn der im Schritt 112 gestartete Timer ein kontinuierlich laufender Timer ist, ist es für den Fachmann klar, daß der Schritt 132 nicht verwendet wird. Der Vorgang geht dann zurück zum Schritt 114. Der Vorgang bleibt in der Schleife 114, 116, 118, 120, 130 und 132 ("der Integrationsschleife) bis der Zeitschwellenwert überschritten ist oder bis der Integrationswert dem Integrationsschwellenwert gleicht oder diesen übersteigt, wie es im Schritt 130 bestimmt bzw. festgestellt wird.
Beim zweiten und bei den nachfolgenden Durchläufen durch die Integrationsschleife wird der neu bestimmte Integralwert des Schritts 118 mit allen zuvor bestimmten Integralwerten summiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Integral über eine Vielzahl von diskreten Intervallen hinweg berechnet. Dem Fachmann ist es klar, daß eine kontinuierliche Integration des Beschleunigungssignals über die Zeit hinweg gleich der Summe einer Vielzahl von Integralen über diskrete Zeitperioden ist, wenn die Summe der Zeitperioden gleich der Zeitperiode der kontinuierlichen Integration ist.
Wenn der Wert der Summe der Integrale (die bestimmte Seitenbeschleunigung) den Integrationsschwellenwert übersteigt (einen Geschwindigkeitsschwellenwert) ist die Bestimmung im Schritt 130 positiv und der Steuervorgang bringt den Airbag 20 im Schritt 140 zum Einsatz. Wenn der Wert der Summe der Integrale (die bestimmte Geschwindigkeit) den Integrationsschwellenwert (den Geschwindigkeitsschwellenwert) nicht übersteigt, bevor die abgelaufene Zeit den Zeitschwellenwert übersteigt, ist die Be stimmung im Schritt 114 positiv bzw. bestätigend und der Vorgang geht zum Schritt 150 über. Im Schritt 150 werden der Timer, die Integriervorrichtung und die Summe der Integralwerte alle auf Nullwerte zurückgesetzt und der Vorgang geht zurück zum Schritt 104.
Der Abstand d zwischen dem Sensor 50 und der Außenplatte 26 der Tür 22 variiert von Fahrzeugtyp zu Fahrzeutyp. Die Festigkeit der Außenplatte 26 und die Festigkeit, die durch die Türstrebe 39 für eine bestimmte Türstruktur vorgesehen ist, muß derart aufgebaut oder ausgewählt sein, daß ein adäquater Schutz des Sensor 50 während eines Seitenaufpralls vorgesehen wird. Der Abstand d und die Türfestigkeit werden beide in Betracht gezogen, wenn der Anfangsbeschleunigungsschwellenwert und der Integral oder Geschwindigkeitsschwellenwert ausgewählt werden.
Gemäß Fig.4 sind drei unterschiedliche Seitenaufprallzusammenstoßzustände für ein Fahrzeug mit einem Beschleunigungsmesser, der gemäß den in den Fig.1 und 2 dargestell ten Ausführungsbeispielen der Erfindung angebracht ist, dargestellt. Die Summe der Integralwerte ist auf der Y- Achse eingetragen und die Zeit ist auf der X-Achse eingetragen. Die Zeit t = 0 ist der Zeitpunkt, zu dem der Timer im Schritt 112 gestartet wird. Bei allen drei Seiten aufprallzuständen wurde das Beschleunigungsmessersignal gemessen (Schritt 104) und das Beschleunigungsmessersignal hat den Beschleunigungsmesserschwellenwert überstiegen, d.h. die Bestimmung im Schritt 110 war positiv. Jede der Kurven ist die Summe der Integrale, die im Schritt 120 als eine Funktion der Zeit bestimmt wurden. Der Integrationsschwellenwert wird auf 3,048 m/sec (10 ft/sec) eingestellt. Der Zeitschwellenwert, der in dem Schritt 14 verwendet wird, ist 15 msec. Der Integrationsschwellenwert und der Zeitschwellenwert wurden ausgewählt, nachdem die Türfestigkeit und der Abstand d in Betracht gezogen wurden. Da die Zeitperiode, die notwendig ist, um die Schritte 114, 116, 118, 120, 130 und 132 durchzuführen bezüglich des Zeitschwellenwerts von 15 msec sehr kurz ist, erscheinen die in den Graphen gezeigten Kurven relativ glatt im Gegensatz zu stuf ig, wie man es erwarten würde.
Die Linie 202 ist der Integralwert, der sich aus einem Seitenaufprall der Tür 22 mit einer Testbarriere ergibt, die sich mit 19 km/h (12 mph) in die Tür bewegt. Zu keinem Zeitpunkt zwischen der Zeit t = 0 und der Zeit, wenn der Zeitschwellenwert überschritten wird (t = 15 msec) gleicht der Wert der Summe der Integrale, d.h. die von dem Beschleunigungsmesser bestimmte Seitengeschwindigkeit den Integrationsschwellenwert von 3,048 m/sec (10 ft/sec) oder übersteigt diesen. Daher bringt der Vorgang den Air bag 20 bei diesem Seitenaufprallzusammenstoßzustand nicht zum Einsatz. Der Timer, die Integrationsvorrichtung und die Summe der Integralwerte werden zu einem Zeitpunkt von 15 msec zurückgesetzt.
Die Linie 204 ist der Integralwert, der sich infolge eines Seitenaufpralls der Tür 22 mit einer Testbarierre ergibt, die sich mit 26 km/h (16 mph) in die Tür bewegt. Zum Zeitpunkt t&sub1; gleicht die Summe der Integralwerte dem Integrationsschwellenwert von 3,048 m/sec (10 ft/sec). Zum Zeitpunkt t&sub2; wird der Airbag 20 zum Einsatz gebracht.
Die Linie 206 ist der Integralwert, der sich aus einem Seitenaufprall der Tür 22 mit einer Testbarierre ergibt, die sich mit 48 km/h (30 mph) in die Tür bewegt. Zum Zeitpunkt t&sub2; gleicht die Summe der Integralwerte dem Integrationsschwellenwert von 3,048 m/sec (10 ft/sec). Zum Zeitpunkt t&sub1; wird der Airbag 20 zum Einsatz gebracht. Ein Einsatzzusammenstoßzustand ist ein Zustand, bei dem der Wert der Summe der Integrale einen vorbestimmten Integrationsschwellenwert innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode, d.h. den Zeitschwellenwert übersteigt. Mittels Anbringung des Sensors 50 an der Innenplatte 28 der Tür 22, um den Sensor 50 mit einem Abstand d von der Außenplatte zu beabstanden, kann ein Einsatzzusammenstoßzustand abgefühlt werden, bevor die Außentürplatte den Sensor 50 kon taktiert, was den Sensor betriebsunfähig machen k:-nnte. Das Ausmaß der Zusammendrückung der äußeren Türplatte 26 steht funktionell in Beziehung zu dem Gewicht des Fahrzeugs, der Festigkeit der Türplatte 26 und der Festigkeit des Türbalkens bzw. der Türstrebe 39. Wie zuvor bemerkt, wird der Abstand d für ein bestimmtes Fahrzeug verwendet, um den Beschleunigungsschwellenwert und den Integrationsschwellenwert vorzuwählen. Die Schwellenwerte können bestimmt werden durch Berechnungen oder durch die Verwendung empirischer Testtechniken.
Gemäß den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel umfaßt die Fahrzeugtür 300 benachbart zu dem Insassen eine innere Türplatte 302, die mit einem vorbestimmten Abstand von einer äußeren Türplatte 303 beabstandet ist, und zwar wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die innere Türplatte 302 besitzt eine lokale Vertiefung 304, die in die Platte 302 gestanzt ist, und zwar zum Zeitpunkt der Herstellung der Platte 302. Die Vertiefung 304 ist vorzugsweise in dem unteren hinteren Quadranten II der Tür 300 angeordnet.
Die Vertiefung 304 ist in der Lage, einen Beschleunigungsmesser 306 aufzunehmen. Der Beschleunigungsmesser 306 ist derselbe wie der Beschleunigungsmesser 50. Der Beschleunigungsmesser ist in der Vertiefung 304 befestigt durch irgendeines einer Vielzahl von Mitteln, wie z.B durch Kleben. Die Vertiefung 304 beabstandet den Beschleunigungsmesser 306 mit einem Abstand f von der äußeren Türplatte 303, was einen zusätzlichen Schutz des Beschleunigungsmessers 306 vorsieht.
Eine Vielzahl von festigkeitserhöhenden oder Verstärkungswulsten 310, 312 und 314 ist an der inneren Türplatte 302 ausgebildet. Vorzugsweise sind diese Wulste gestanzt. Der Zweck der Verstärkungswulste liegt darin, eine bessere Übertragung der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs, die sich aus einem Seitenaufprall ergibt, auf den Beschleunigungsmesser 306 vorzusehen. Eine Übertragung der Seitenbeschleunigung wird dadurch unterstützt, daß die Beschleunigungsdämpfung, die ansonsten bei einer nicht versteiften oder nicht verstärkten inneren Türplatte auftreten würde, begrenzt wird. Wenn die innere Türplatte nicht verstärkt wäre, würde der Beschleunigungsmesser dazu neigen, während eines Seitenaufpralls anfänglich eine geringere Beschleunigung anzuzeigen, da die innere Türplatte nachgeben bzw. sich (elastisch) verbiegen würde. Dieses (elastische) Verbiegen bzw. Nachgeben der inneren Türplatte besitzt einen Dämpfungseffekt hinsichtlich der Beschleunigung des Beschleunigungsmessers.
Die Verstärkungswulste 310, 312 und 314 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es wird ferner in Betracht gezogen, daß die innere Türplatte unter Verwendung irgendeines einer Vielzahl möglicher Verstärkungsmittel verstärkt wird. Es wird ferner in Betracht gezogen, daß Löcher eines vorbestimmten Designs an vorbestimmten Stellen in der inneren Türplatte vorgesehen sein können, die einen Versteifungseffekt an der inneren Türplatte an der Stelle des Beschleunigungsmessers haben.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Modifikationen und Veränderungen können sich für andere beim Lesen und Verstehen dieser Beschreibungen ergeben. Zum Beispiel wurde die vorliegende Erfindung hinsichtlich einer Verwendung mit einem Mikrocomputer beschrieben, um folgendes zu bestimmen, (a) wann der Seitenfahrzeugbeschleunigungsschwellenwert überschritten wird, (b) das Beschleunigungsintegral (die Geschwindigkeit des Fahrzeugs) und (c) ob der bestimmte Integrationswert (Geschwindigkeit) einem Integrations- (Geschwindigkeits-) Schwellenwert gleicht oder diesen übersteigt sowie Überwachung der abgelaufenen Zeit. Für den Fachmann ist klar, daß diese Funktion unter Verwendung diskreter Analogschaltungen erreicht werden könnte. Es ist gewollt, daß alle derartigen Modifikationen und Veränderungen, soweit sie in den Umfang nachfol genden Ansprüche fallen, umfaßt sind.

Claims

1. Vorrichtung (10) zur Zurückhaltung eines Fahrzeuginsassen während eines seitlichen Aufpralls des Fahrzeugs mit einem Objekt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist;

einsetzbare Rückhaltemittel (20) angebracht zum Betrieb zwischen dem Insassen und einer Seitenanordnung (22) des Fahrzeugs benachbart zum Insassen, wobei die Seitenanordnung (22) eine Außenplatte (26) und eine Innenplatte (28) beabstandet von der Außenplatte aufweist;

einen Beschleunigungsmesser (50) zur Messung der seitlichen Fahrzeugbeschleunigung zum Vorsehen eines Ausgangssignals mit einem Wert, der funktionell mit der seitlichen Beschleunigung des Fahrzeugs in Beziehung steht;

Überwachungsmittel (54, 56) zur Überwachung des Ausgangssignals des Beschleunigungsmessers (50); Bestimmungsmittel (56) zur Bestimmung eines Fahrzeuggeschwindigkeitswerts in einer seitlichen Richtung aus dem überwachten Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers (50);

Einsatzmittel (56, 62, 66, 70, 71) zum Einsatz der Rückhaltemittel (20) dann, wenn der bestimmte Geschwindigkeitswert das Auftreten eines Einsatzzusammenstoßzustandes anzeigt

dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsmesser (50) auf der Innenplatte (28) der Seitenanordnung (22) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Seitenanordnung (22) eine Fahrzeugtür aufweist und wobei der Beschleunigungsmesser an einer Innenseitenplatte (28) der Tür (22) an einem unteren dem am weitesten hinten liegenden Quadranten (II) der Tür (22) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach entweder Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Innenseitenplatte (302) eine Ausnehmungstasche (304) aufweist, in der der Beschleunigungsmesser (306) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenseitenplatte (302) Verstärkungsmittel (310, 312, 314) aufweist, und zwar zur Verbesserung der Verbindung der seitlichen Beschleunigung des Fahrzeugs zum Beschleunigungsmesser (306).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einsatzmittel (56, 62, 66, 70, 71) Betäti gungsmittel (56, 62, 66) aufweisen zum Vorsehen eines Betätigungssignals nur dann, wenn die bestimmte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeitsgrenze innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode nachdem ein vorbestimmter Beschleunigungswert überstiegen ist, überschreitet, wobei der Einsatz der Rückhaltemittel (20) nur ansprechend auf das erwähnte Betätigungssignal erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bestimmungsmittel (56) Mittel aufweisen zum Integrieren des Ausgangssignals des Beschleunigungsmessers und wobei die Betätigungsmittel (56, 62, 66) das Betätigungssignal dann vorsehen, wenn der Wert der Integration eine vorbestimmte Integrationsgrenze innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode übersteigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ferner Mittel vorgesehen sind zum Rücksetzen des Integrationswertes auf Null, wenn der Wert der Integration die vorbestimmte Integrationsgrenze innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode nicht übersteigt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Geschwindigkeit solange nicht bestimmt wird, bis die abgefühlte Beschleunigung der erwähnten Seitenanordnung (22) eine vorbestimmte Beschleunigungsgrenze übersteigt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückhaltemittel (20) ein Airbag oder Gassack sind.