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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Insassen-Rückhaltesystem
und ein Verfahren zum Betrieb eines Insassen-Rückhaltesystems.
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Eine konventionelle Steuervorrichtung
zum Betrieb eines Seitenairbags einer Sicherheitseinrichtung zum
Rückhalt
von Passagieren in einem Fahrzeug und somit zum Schutz des Passagiers
gegen einen seitlichen Aufprall umfasst Satellitenaufprallerkennungsschaltungen,
die Aufprallsensoren, beispielsweise Beschleunigungssensoren, enthalten, die
an Teilen oder Positionen angebracht sind, die einem seitlichen
Aufprall entgegen stehen und diesen möglichst genau erkennen, sowie
eine Steuerung, die an einem Teil oder einer Position angebracht
ist, die höchstwahrscheinlich
nicht von dem Aufprall des Fahrzeugs betroffen sind, wie etwa einem
Mittelbodentunnel eines Autos. Die Satellitenaufprallerkennungsschaltungen
und die Steuerung sind miteinander durch Kommunikationsleitungen
verbunden, so dass eine Satellitenaufprallerkennungsschaltung, die einen
eine vorbestimmte Stärke übersteigenden
Aufprall erkannt hat, den Seitenairbag der betreffenden Seite auslöst.
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Bei einer solchen konventionellen
Steuervorrichtung für
eine Sicherheitseinrichtung zum Rückhalt von Passagieren werden
jene Teile oder Positionen, auf denen oder an denen die Satellitenaufprallerkennungsschaltungen
befestigt werden, dahingehend ausgewählt, dass der Stoß des Aufpralls
mit hoher Genauigkeit erkannt wird und die Aufprallsensoren der
größten Kraft
und dem größten Schaden
bei einem seitlichen Aufprall ausgesetzt sind. Zusätzlich muss
die Anordnung der für
die Verbindung der Satellitenaufprallerkennungsschaltungen mit der
Steuerung benötigten
Kommunikationsleitungen sorgfältig entworfen
werden, damit der Aufprall nicht zu einer Unterbrechung der Verbindungen
der Komminikationsleitungen führt.
Die Sicherheitsprüfung,
dass es keine Unterbrechung der Kommunikationsleitungen aufgrund
eines Aufpralls gibt, wird durch Tests durchgeführt, d. h. durch das wiederholte
Durchführen
von Crashtests und die Untersuchung der zerstörten Fahrzeugkarosserien zur
Feststellung, ob es eine Unterbrechung der Kommurikationsleitungen
gibt.
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Um die verlangte Bestätigung zu
liefern, dass keine Unterbrechung der Kommunikationsleitungen aus
dem Aufprall resultiert, benötigt
die Entwicklung solcher konventioneller Steuervorrichtungen für eine Sicherheitseinrichtung
zum Rückhalt
von Passagieren daher zum einen groß angelegte Untersuchungsanlagen
sowie zum anderen eine große Menge
an Zeit und Laborkapazitäten
für die
Tests. Diese Faktoren sind die grundsätzlichen Gründe für die hohen Kosten einer solchen
konventionellen Steuervorrichtung für eine Sicherheitseinrichtung zum
Rückhalt
von Passagieren. Außerdem
gibt es aufgrund von Entwurfsvorschriften, denen die Anordnung der
Kommunikationsleitungen unterliegt, nur wenig Spielraum für die Anordnung
der Kommunikationsleitungen, was die Kosten zusätzlich steigen lässt.
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EP 0 402 622 A1 enthüllt eine Zündungseinrichtung für Sicherheitseinrichtungen
in Fahrzeugen. Besagte Zündungseinrichtung
umfasst eine Steuerung, die ein Zündungselement aktiviert. Zwischen der
Steuerung und dem Zündungselement
ist eine elektronische Sperrvorrichtung angebracht, die durch ein
erstes Entsperrsignal entsperrt werden muss, bevor ein weiteres
Aktivierungssignal an das Zündungselement
angelegt werden kann, woduch besagtes Zündungselement aktiviert wird.
Besagtes dem Stand der Technik entsprechendes Dokument enthüllt jedoch
keine Aufprallerkennungseinrichtungen, die mit der Steuerung kommunizieren,
um im Falle eines Aufpralls Aufprallerkennungssignale zu liefern.
Daher beschäftigt
sich besagtes dem Stand der Technik entsprechendes Dokument nicht
mit dem Problem einer möglichen
Unterbrechung der Kommunikationsleitungen zwischen irgendeiner der
Aufprallerkennungseinrichtungen und der Steuerung.
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US
5,326,146 enthüllt
eine Vorrichtung zur Steuerung einer Vielzahl von Fahrzeugsicherheitseinrichtungen,
wobei zur Erhaltung der Passagiersicherheit eine zweite Sicherheitseinrichtung
sofort aktiviert wird, falls das Fahrzeug in einen Zusammenstoß verwickelt
ist und eine erste Sicherheitseinrichtung versagt.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein Insassen-Rückhaltesystem
und ein Verfahren zum Betrieb eines Insassen-Rückhaltesystems zu liefern, das
den sicheren Betrieb einer Sicherheitseinrichtung zum Rückhalt von
Passagieren erlaubt, um die Sicher heit eines Passagiers zu erhalten,
selbst wenn aus einem Aufprall eine Unterbrechung der Kommunikationsleitungen
resultiert.
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In Hinblick auf das Insassen-Rückhaltesystem
wird besagtes Ziel gemäß der Erfindung
durch den Inhalt von Anspruch 1 erreicht. Im Hinblick auf das Verfahren
wird das Ziel gemäß der Erfindung durch
den Inhalt von Anspruch 15 erreicht.
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In dem Insassen-Rückhaltesystem sendet die Aufprallerkennungsschaltung,
während
sich ein Fahrzeug normal bewegt, über die Kommunikationsleitung
wiederholt das Normalzustandssignal mit einer vorbestimmten, hochratigen
Periode an die Steuerung der Rückhalteeinrichtung.
Wenn ein eine Minimalstärke übersteigender
seitlicher Aufprall auftritt, sendet die Aufprallerkennungsschaltung
das Startsignal für
eine Rechenoperation über
die Kommunikationsleitung an die Steuerung der Rückhalteeinrichtung, und wenn
ein der Stärke
des Aufpralls entsprechender Integralwert gleich oder größer wird
als eine vorbestimmte Stärke,
die größer ist
als die Minimalstärke,
sendet sie das Rückhaltestartsignal über die Kommunikationsleitung
an die Steuerung der Rückhalteeinrichtung,
und die Steuerung der Rückhalteeinrichtung
weist die Einrichtung zum Rückhalt
von Passagieren an, die Arbeit zum Schutz eines Passagiers aufzunehmen.
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Wenn ein Aufprall aufgetreten ist,
wird das Startsignal für
die Rechenoperation von der Aufprallerkennungsschaltung über die
Kommunikationsleitung an die Steuerung der Rückhalteeinrichtung gesendet,
bevor bedeutender Schaden am Fahrzeug entstanden ist. Ist das Fahrzeug
später
aufgrund des Aufpralls derartig schwer beschädigt, dass daraus eine Unterbrechung
der Kommunikationsleitung resultiert, arbeitet die Steuerung der
Rückhalteeinrichtung,
in dem selben Zustand, wie wenn ein Aufprall stattgefunden hat,
da die Steuerung der Rückhalteeinrichtung
das Startsignal für
die Rechenoperation, aber kein Folgesignal oder ein fehlerhaftes
Signal empfangen hat, und weist die Einrichtung zum Rückhalt von
Passagieren an, die Arbeit zum Schutz eines Passagiers aufzunehmen.
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Bevorzugte Ausführungsformen und Verbesserungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung
wird im Folgenden mit Hilfe von Beispielen und unter Verweis auf
die begleitenden Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei
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1 ein
Funktionsblockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 ein
detailliertes Funktionsblockdiagramm der Ausführungsform der Erfindung ist;
und
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3 ein
Arbeitsflussdiagramm eines Arbeitszyklus einer Steuerung für eine Rückhalteeinrichtung
ist.
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1 zeigt
eine Anordnung einer Airbagsteuervorrichtung in einem Auto 5 mit
Satellitenaufprallerkennungsschaltungen 1 zum Erkennen eines seitlichen
Aufpralls an entweder der linken. oder der rechten Seite des Fahrzeugs,
eine Steuerung 2, die aus einem Mikrocomputer besteht und
verantwortlich ist für
die Feststellung, ob ein Airbag gemäß eines Signals von irgendeiner
der Satellitenaufprallerkennungsschaltungen 1 aufgeblasen
werden soll, eine die Satellitenaufprallerkennungsschaltungen 1 mit der
Steuerung 2 verbindenden Kommunikationsleitung 3 und
Airbags 4 auf der linken und rechten Seite, deren etwaiges
Aufblasen von der Steuerung 2 gesteuert wird. Die Steuerung 2 in 1 ist an einer Position
angebracht, die von einem Aufprall höchstwahrscheinlich nicht betroffen
ist, wie beispielsweise dem Mittelbodentunnel des Autos 5.
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Wie in 2 gezeigt,
umfassen die linken und rechten Satellitenaufprallerkennungsschaltungen 1 jeweils
einen Beschleunigungssensor 1a, einen Stoßstärkeentscheidungsteil 1b bestehend
aus einem Mikrocomputer und verantwortlich für die Ausgabe dreier Signalarten
(die später
beschrieben werden) gemäß des vom
Beschleunigungssensor 1a ausgegebenen Signals, und einen
Signalsendeteil 1c zum Senden eines vorbestimmten Signaltyps
mit einer vorbestimmten hochratigen Periode über die Kommunikationsleitung 3 an
die Steuerung 2 gemäß der vom
Stoßstärkeentscheidungsteil 1b ausgegebenen
Signalart.
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Der Beschleunigungssenor 1a reagiert
auf einen seitlichen Aufprall und gibt ein der Stärke des durch
den Aufprall entstandenen Stoßes
entsprechendes Beschleunigungssignal aus. Der Stoßstärkeentscheidungsteil 1b empfängt das
Beschleunigungssignal von dem Beschleunigungssensor 1a und
entscheidet, dass es i) keinen Aufprall gibt, wenn das Signal vom
Beschleunigungssensor 1a für jede vorbestimmte Periode,
z. B. 1 ms, eine Minimalstärke nicht übersteigt,
dass ii) eine Rechenoperation gestartet wird, wenn das Beschleunigungssignal
vom Beschleunigungssensor 1a eine Minimalstärke übersteigt,
oder dass iii) ein Aufprall aufgetreten ist und ein Airbag aufgeblasen
werden muss, wenn ein Integralwert des Signals vom Beschleunigungssensor 1a eine
vorbestimmte Stärke,
die höher
ist als die Minimalstärke,
innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls übersteigt, und den Signalsendeteil 1c mit
einem der jeweiligen Entscheidung entsprechenden Ausgabebefehl für ein normales
Signal, ein Startsignal für
die Rechenoperation oder ein Rückhaltestartsignal
versorgt. Der Signalsendeteil 1c reagiert auf den Ausgabebefehl
des Stoßstärkeentscheidungsteils 1b mit dem
Senden eines dem Ausgabebefehl entsprechenden Signals über die
Kommunikationsleitung 3 an die Steuerung 2, beispielsweise „0101" für das Normalzustandssignal, „1000" für das Startsignal
für die
Rechenoperation und „1111" für das Rückhaltestartsignal,
wobei das Signal eine Codelänge
von mehreren Bits besitzt, z. B. 4 Bits.
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Die Steuerung 2 empfängt von
jedem der Satellitenaufprallerkennungsschaltungen 1 ein
Signal und antwortet auf dessen Inhalt mit der Steuerung des gegebenenfalls
benötigten
Aufblasens des Seitenairbags 4 zu einer Rückhalteeinrichtung.
Steuerung 2 überprüft den Empfangsstatus
der von jeder der Satellitenaufprallerkennungsschaltungen 1 gesendeten
Signale sowie den Inhalt des empfangenen Signals und beginnt mit
dem Aufblasen des Airbags nicht, wenn das Normalzustandssignal „0101" empfangen wird,
veranlasst den Seitenairbag 4 einer entsprechenden Seite
aber zum Aufblasen, wenn das Rückhaltestartsignal „1111" nach dem Empfang
des Startsignals für
die Rechenoperation „1000" empfangen wird Steuerung 2 steuert
den Seitenairbag 4 einer entsprechenden Seite ebenfalls
zum Aufblasen, wenn nach dem Empfang des Startsignals für die Rechenoperation „1000" ein Kommunikationsfehler oder
eine fehlerhafte Kommunikation auftritt.
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Unten sind die Aktionen der Steuerung
zum Steuern der Arbeitsweise einer Sicherheitseinrichtung zum Rückhalt von
Passagieren mit Verweis auf ein Flussdiagramm aus 3 beschrieben, in dem ein Verarbeitungszyklus
mit einer hohen Rate an Verarbeitungsintervallen, z. B. 1 ms periodisch
wiederholt wird.
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(Für keinen Aufprall)
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Die Steuerung 2 empfängt Kommunikationssignale
S(t) von der linken und der rechten Satellitenaufprallerkennungsschaltung 1 und
speichert die Signale in Registern (Schritt S1) bevor entschieden wird,
ob die Kommunikationssignale von den Satellitenaufpraller kennungsschaltungen 1 erfolgreich empfangen
wurden oder nicht (Schritt S2). Wenn das Kommunikationssignal erfolgreich
empfangen wurde, geht der Arbeitsfluss weiter zu einem Schritt S4 (Schritt
S2). Wenn das empfangene Signal das Normalzustandssignal „1010" (es gibt keinen
Aufprall) ist, lautet die Entscheidung an Schritt 4, dass das empfangene
Signal nicht das Startsignal für
die Rechenoperation ist und der Arbeitsfluss folgt einem NEIN-Ast,
wonach eine Rechenoperation-AN-Markierung CF zu „0" gelöscht
wird, d. h. CF = 0 (Schritt S5). In einem späteren Schritt S6 wird zudem
die Entscheidung getroffen, dass das empfangene Signal nicht das
Rückhaltestartsignal „1111" ist (das Normalzustandssignal „1010" wurde empfangen)
und der Arbeitsfluss folgt einem NEIN um zurückzukehren. Demgemäß werden
die Seitenairbags 4 nicht zu einer Rückhalteeinrichtung aufgeblasen,
wenn es keinen Aufprall gibt.
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(Bei einem Aufprall, ohne
Unterbrechung der Kommunikationsleitungen)
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Falls auf entweder der linken oder
der rechten Seite des Fahrzeugs ein Aufprall auftritt, der stärker ist
als die Minimalstärke,
erkennt der entsprechende Beschleunigungssensor 1a einen
solchen Vorfall, und das Startsignal für die Rechenoperation „1000" wird über den
Stoßstärkentscheidungsteil 1b, den
Signalsendeteil 1c und die Kommunikationsleitung 3 an
die Steuerung 2 gesendet. Das Startsignal für die Rechenoperation „1000" wird empfangen und in
einem Register gespeichert (Schritt S1) bevor entschieden wird,
ob das Kommunikationssignal von der Satellitenaufprallerkennungsschaltung
erfolgreich empfangen wurde oder nicht (Schritt S2). Da das Kommunikationssignal
in dem derzeitigen Verarbeitungszyklus erfolgreich empfangen wurde,
lautet die Entscheidung in Schritt 2 JA, und der Arbeitsfluss folgt
dem Ast zu Schritt S4.
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In Schritt S4 folgt der Arbeitsfluss
aufgrund der Entscheidung, dass das empfangene Signal das Startsignal
für die
Rechenoperation „1000" ist, dem JA-Zweig,
und die Rechenoperation-AN-Markierung CF wird vor der Rückkehr auf „1" gesetzt, d. h. CF
= 1 (Schritt S8).
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In einem späteren Verarbeitungszyklus wird der
der Stärke
des Aufpralls entsprechende Integralwert des Signals von Beschleunigungssensor 1a derart
angestiegen sein, dass er die vorbestimmte Stärke, die höher ist als die Minimalstärke, überstiegen hat,
so dass die Entscheidung gefällt
wird, dass der Aufprall bedeutend ist, was ein Aufblasen des Airbags
nötig macht.
Folglich wird das Rückhaltestartsignal „1111" vom Stoßstärkeentscheidungsteil 1b abgeschickt.
Da die Kommunikationsleitung 3 nicht unterbrochen ist,
wird das Rückhaltestartsignal „1111" empfangen und in
einem Register gespeichert (Schritt S1), und der Arbeitsfluss geht
weiter zu Schritt S2, wo der Arbeitsfluss dem JA-Zweig zu Schritt S4 folgt, da der Empfang
des Rückhaltestartsignals „1111" erfolgreich war.
Da das empfangene Signal das Rückhaltestartsignal „1111" ist, folgt der Arbeitsfluss
in Schritt S4 einem NEIN-Zweig, wo die Rechenoperation-AN-Markierung
CF zu „0" gelöscht wird,
d. h. CF = 0 (Schritt S5), und in Schritt S6 folgt der Arbeitfluss
einem JA-Zweig,
um den Seitenairbag zu veranlassen, sich zu einer Rückhalteeinrichutng aufzublasen
(Schritt S7).
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(Bei einem Aufprall, mit
Unterbrechung der Kommunikationsleitung)
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In dem Fall, dass auf entweder der
linken oder der rechten Seite des Fahrzeugs ein Aufprall auftritt,
und der Aufprall so stark ist, dass er schweren Schaden anrichtet
und die Kommunikationsleitung 3 unterbricht, wird der Seitenairbag 4 der
betreffenden Seite nach dem unten beschriebenen Schema zum Aufblasen
veranlasst.
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Bis kurz vor dem Auftreten des die
Minimalstärke übersteigenden
Aufpralls durchläuft
die Steuerung 2 wiederholt den Verarbeitungszyklus für keinen
auftretenden Aufprall, wobei die Rechenoperation-AN-Markierung CF
auf „0" gesetzt wird, d.
h. CF = 0. In dem Moment direkt nach dem Aufprall, in dem sich das
Fahrzeug gerade am Anfang der Beschädigungsphase befindet, wird
das Startsignal für
die Rechenoperation „1000" von der entsprechenden
Satellitenaufprallerkennungsschaltung 1 über die
Kommunikationsleitung 3 gesendet und der Arbeitsfluss folgt dem
JA-Zweig an Schritt S4, wo die Rechenoperation-AN-Markierung CF
auf „1" gesetzt wird, d.
h. CF = 1.
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Danach wird das Fahrzeug durch den
Aufprall schwer beschädigt,
und die Stärke
des Aufpralls ist so groß,
dass eine Unterbrechung der Kommunikationsleitung 3 auftritt,
was dazu führt,
dass keine Signale mehr von der entsprechenden Satellitenaufprallerkennungsschaltung 1 empfangen
werden können.
Daher folgt der Arbeitsfluss im nächsten Arbeitszyklus dem NEIN-Zweig
an Schritt S2, da das Signal von der Satellitenaufprallerkennungsschaltung 1 nicht
erfolgreich empfangen werden konnte. Da die Rechenoperation-AN-Markierung
CF im vorherigen Arbeitszyklus auf „1" gesetzt wurde, d. h. CF = 1, folgt der
Arbeitsfluss im nächsten
Arbeitsszyklus bei der Entscheidung in Schritt S3 dem NEIN-Zweig
und geht direkt weiter zu Schritt S7, wo der Seitenairbag 4 dazu
veranlasst wird, sich zu einer Rückhalteeinrichtung
aufzublasen.
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Wie beschrieben überwacht in der Steuervorrichtung
für Passagierrückhalteeinrichtungen
gemäß der Ausführungsform
die Steuerung 2 von den Satellitenaufprallerkennungsschaltungen
gesendete Signale und veranlasst das Aufblasen eines entsprechenden
Seitenairbags 4 nicht nur bei Empfang von (in dieser Reihenfolge):
einem normalen Signal einem Startsignal für die Rechenoperation → einem Rückhaltestartsignal,
sondern auch, falls nach dem Empfang des Startsignals für die Rechenoperation kein
weiteres Signal oder ein fehlerhaftes Signal (fehlerhafte Kommunikation)
ohne den Empfang eines normalen Signals empfangen wird. Dies führt zu einer
gesicherten Arbeit einer Rückhalteeinrichtung, um
einen Passagier zum Schutz zurückzuhalten, selbst
dann, wenn ein schwerer seitlicher Aufprall auftritt und die Kommunikationsleitung 3 unterbrochen
ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform
beschränkt,
und jede Satellitenaufprallerkennungsschaltung, die auf einem Teil
oder an einer Position angebracht ist, um seitlichen Aufprällen des
Fahrzeug entgegen zu stehen und diese zu erkennen, kann als ein
Stoßerkennungsverfahren unter
der Verwendung eines willkürlichen
der Vielzahl von konventionell genutzten Algorithmen implementiert
werden. Zudem sind die Sensoren zur Erkennung der Stärke eines
Aufpralls nicht, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, auf Beschleunigungssensoren
beschränkt,
sondern können
andere ein der Stärke
eines Aufpralls entsprechendes Signal liefernde Sensoren sein.
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Außerdem wurde zur Veranschaulichung
ein Seitenairbag als das von der Steuerung 2 zum Rückhalten
veranlasste Objekt beschrieben. Den Seitenairbag kann jedoch ebenso
ein vorspannender Sitzgurt oder Knieschutz, der sich als Reaktion
auf das Rückhaltestartsignal
straft zieht, ersetzen oder zusammen mit ihm als die Rückhalteeinrichtung
wirken.