FR2765168A1 - Release device for passenger protection system - Google Patents
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Abstract
Description
Etat de la technique
L'invention concerne un dispositif servant à déclencher un système de protection des passagers d'un véhicule, en particulier d'un coussin d'air latéral, dans un véhicule à moteur, qui comprend un détecteur d'accélération, une unité d'exploitation ainsi qu'au moins un dispositif d'allumage, au moins le détecteur d'accélération et l'unité d'exploitation étant logés dans un boîtier commun, qui les entoure directement.State of the art
The invention relates to a device for triggering a protection system for the passengers of a vehicle, in particular a side air bag, in a motor vehicle, which comprises an acceleration sensor, an operating unit. as well as at least one ignition device, at least the acceleration detector and the operating unit being housed in a common housing, which surrounds them directly.
Un tel dispositif de déclenchement est par exemple décrit dans un prospectus de la Société Robert Bosch GmbH sous le numéro 1 987 709 312 - ZVW2 et sous le titre "Electronics for the right decision at the right moment". Such a triggering device is for example described in a prospectus of the company Robert Bosch GmbH under the number 1 987 709 312 - ZVW2 and under the title "Electronics for the right decision at the right moment".
Edité en Septembre 1995. Selon ce document l'activation des systèmes de retenue des passagers d'un véhicule, tels que par exemple des coussins d'air ou des tendeurs de ceinture a lieu au moyen d'un appareil central de commande, qui est monté dans le véhicule à moteur et qui contient un détecteur d'accélération. Les signaux du détecteur d'accélération sont amenés à une unité d'exploitation dans l'appareil de commande et sont exploités par des processus de filtrage et de prédiction. En fonction de ce signal d'accélération exploité on détermine la charge qui s'exerce sur les passagers du véhicule à moteur et on la compare à une valeur limite. Les systèmes de protection des passagers ne sont pas activés tant que cette valeur limite n'est pas dépassée. Pour être assuré d'avoir pour un tel système de sécurité la fiabilité élevée requise et une garantie contre les défauts, il est nécessaire d'adapter de façon individuelle l'algorithme à l'exploitation du signal d'accélération pour les différents types de véhicules. On peut réduire les coûts de cette adaptation en choisissant de façon appropriée des paramètres et par des simulations, mais on ne les a pas entièrement évités jusqu'ici. On rencontre des difficultés particulières en relation avec un déclenchement approprié sûr et sans défaut de coussins d'air dans la zone latérale d'un véhicule. Comme dans cette zone il n'y a presque pas de "zone de froissage", le temps dont on dispose pour exploiter le signal d'accéléra tion et pour activer le coussin d'air latéral est extrêmement court. Pour le plus grand nombre des types actuels de véhicules ceci requiert des détecteurs locaux. Il n'y a alors dans ce cas que deux possibilités d'exploiter les signaux des détecteurs.Published in September 1995. According to this document, the activation of the passenger restraint systems of a vehicle, such as for example air cushions or belt tensioners takes place by means of a central control device, which is mounted in the motor vehicle and which contains an acceleration sensor. The signals from the acceleration sensor are fed to an evaluation unit in the control unit and are processed by filtering and prediction processes. Based on this acceleration signal used, the load on the passengers of the motor vehicle is determined and compared with a limit value. The passenger protection systems are not activated until this limit value is exceeded. To be sure of having the required high reliability and a guarantee against faults for such a security system, it is necessary to individually adapt the algorithm to the exploitation of the acceleration signal for the different types of vehicles. . The costs of this adaptation can be reduced by choosing parameters appropriately and by simulations, but we have not entirely avoided them so far. Particular difficulties are encountered in connection with an appropriate safe and flawless triggering of air bags in the lateral zone of a vehicle. As there is almost no "crumple zone" in this area, the time available for processing the acceleration signal and activating the side air bag is extremely short. For most of the current types of vehicles this requires local detectors. There are then in this case only two possibilities of exploiting the signals of the detectors.
Dans un cas on amène les signaux du détecteur local d'accélération à l'appareil central de commande, qui effectue l'exploitation des signaux et déclenche l'activation du coussin d'air latéral. Dans l'autre cas le détecteur local est logé dans un appareil de déclenchement de coussin d'air, qui est complètement indépendant. In one case, the signals from the local acceleration detector are brought to the central control unit, which processes the signals and triggers the activation of the side air bag. In the other case, the local detector is housed in an air bag triggering device, which is completely independent.
I1 est alors apparu qu'il était souhaitable d'avoir des temps de retraitement encore plus courts pour obtenir une décision quant à un déclenchement, qu'il s'agisse de pouvoir arriver encore plus vite à la décision, et de disposer en conséquence de davantage de temps pour avoir une réaction appropriée ou autrement pour pouvoir insérer par exemple des coussins d'air plus grands dans la zone latérale du véhicule, coussins d'air qui ne peuvent pas complètement se déployer dans le cas des temps de retraitement des dispositifs de déclenchement jusqu'à présent connus. It then appeared that it was desirable to have even shorter reprocessing times in order to obtain a decision as to a trigger, whether it was a matter of being able to arrive at the decision even faster, and consequently having more time to have an appropriate reaction or otherwise to be able to insert for example larger air cushions in the lateral area of the vehicle, air cushions which cannot fully deploy in the case of the reprocessing times of the trigger so far known.
On connaît par le brevet US 3 893 114 un procédé et un dispositif servant à prévoir l'entrée en collision d'un véhicule à moteur. Dans ce cas on exploite l'onde réfléchie d'un signal radar. On détermine un niveau des signaux de l'onde réfléchie, le temps qui subsiste jusqu'à la collision, une vitesse relative ainsi qu'une direction et un angle de la collision. A partir de ces grandeurs, on obtient une décision au sujet de l'activation d'un coussin d'air, avant que la collision n'ait effectivement lieu. Avec un tel dispositif on obtient naturellement très tôt une décision quant à une activation d'un système de protection contre les collisions, par rapport à l'instant d'une collision. Toutefois dans le cas de tels dispositifs le danger d'avoir des déclenchements par erreur est encore trop élevé. Ceux-ci peuvent être engendrés par exemple par des défauts de mesure ou par des réflexions de la cible, qui irradient par des lobes de rayonnement auxiliaires l'antenne radar. US Pat. No. 3,893,114 discloses a method and a device for predicting the collision of a motor vehicle. In this case, the reflected wave of a radar signal is used. A level of the signals of the reflected wave, the time remaining until the collision, a relative speed as well as a direction and an angle of the collision are determined. From these quantities, a decision is made about the activation of an air cushion, before the collision actually takes place. With such a device, a decision is naturally obtained very early on regarding the activation of a collision protection system, relative to the instant of a collision. However in the case of such devices the danger of having erroneous trips is still too high. These can be caused, for example, by measurement faults or by reflections from the target, which irradiate the radar antenna with auxiliary radiation lobes.
Mission, solution et avantages de l'invention
La présente invention a pour but de proposer un dispositif amélioré de déclenchement du système de protection des passagers d'un véhicule à moteur, qui permette d'obtenir par rapport à l'instant d'une collision une décision plus rapide quant à une activation des systèmes de protection des passagers et qui présente en même temps la sécurité élevée requise par rapport à des déclenchements erronés. On résout ce problème grâce à un dispositif du type ci-dessus caractérisé en ce que - dans le boîtier commun on loge en outre un organe d'émis
sion et un organe de réception, avec lesquels une onde en
espace libre peut rayonner et être reçue et avec lesquels
on peu détecter un objet qui se rapproche du dispositif à
partir d'une exploitation des signaux d'écho reçus et - le système de protection des passagers peut être activé par
l'unité d'exploitation en ce qui concerne les signaux mesu
rés déjà rien qu'en fonction des signaux du détecteur d'ac
célération logé dans le boîtier et d'un signal d'écho
exploité.Mission, solution and advantages of the invention
The object of the present invention is to propose an improved device for triggering the protection system of the passengers of a motor vehicle, which makes it possible to obtain, with respect to the instant of a collision, a faster decision as to the activation of the passenger protection systems and which at the same time offers the high level of safety required in relation to false trips. This problem is solved by means of a device of the above type, characterized in that - in the common housing there is also housed an emitting member
sion and a receiving device, with which a wave in
free space can radiate and be received and with which
we can detect an object that is close to the device to
from an evaluation of the echo signals received and - the passenger protection system can be activated by
the operating unit with regard to the measured signals
already res only according to the signals of the ac detector
celeration housed in the housing and an echo signal
exploited.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'unité d'exploitation contient pour exploiter les signaux
du détecteur d'accélération essentiellement seulement un
organe de décision à valeur de seuil, la valeur de seuil
pouvant être déterminée en fonction des signaux de l'organe
de réception.According to other characteristics of the invention - the operating unit contains for processing the signals
of the acceleration sensor basically only one
threshold value decision-making body, the threshold value
can be determined based on organ signals
reception.
- dans le boîtier mentionné, on loge en outre au moins une
partie du dispositif d'allumage, - le dispositif est relié à d'autres appareils de commande au
moyen d'une ligne de diagnostic, - l'unité d'exploitation est reliée à des appareils de com
mande ou à des détecteurs, qui se trouvent en dehors du
boîtier.- in the mentioned housing, there is also housed at least one
part of the ignition device, - the device is connected to other control devices at the
by means of a diagnostic line, - the operating unit is connected to communication devices
or detectors, which are outside the
housing.
L'invention offre l'avantage qu'une décision au sujet d'une activation d'un système de protection des passagers par rapport à l'instant d'une collision a lieu sensiblement plus vite que dans le cas des systèmes connus, qui utilisent uniquement un détecteur d'accélération. La raison de cela réside dans le fait que, grâce à l'exploitation de signaux d'écho reçus, une partie du processus de décision a déjà lieu avant le début de la collision. Comme cependant la décision a néanmoins lieu seulement après le début de la collision en fonction du signal du détecteur d'accélération, on obtient une sécurité plus élevée par rapport à des déclenchements erronés que dans le cas des systèmes qui se limitent seulement à une exploitation des signaux d'écho reçus. The invention offers the advantage that a decision about activating a passenger protection system with respect to the instant of a collision takes place substantially faster than in the case of known systems, which use only an acceleration sensor. The reason for this lies in the fact that part of the decision-making process already takes place before the collision begins, thanks to the processing of received echo signals. As the decision nevertheless takes place only after the start of the collision as a function of the signal from the acceleration detector, higher safety is obtained with regard to erroneous trips than in the case of systems which are limited only to an exploitation of the echo signals received.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que du fait des informations obtenues à partir du signal d'écho le signal du détecteur d'accélération n'a plus besoin d'être exploité par un dispositif de retraitement de signaux coûteux et qui réclame relativement beaucoup de temps. Il suffit au contraire d'avoir uniquement une simple surveillance d'une valeur de seuil du signal d'accélération. Ceci réduit le coût d'application du dispositif de déclenchement aux différents types de véhicules. En outre le dispositif selon l'invention convient de ce fait particulièrement pour une utilisation sur des véhicules utilitaires lourds, dans lesquels les signaux d'accélération du fait de la grande masse ne présentent qu'une faible dynamique et sont pour cette raison difficilement exploitables. Another advantage of the invention lies in the fact that because of the information obtained from the echo signal the signal from the acceleration detector no longer needs to be exploited by an expensive signal reprocessing device which relatively time-consuming. On the contrary, it suffices to have only a simple monitoring of a threshold value of the acceleration signal. This reduces the cost of applying the trigger device to different types of vehicles. In addition, the device according to the invention is therefore particularly suitable for use on heavy commercial vehicles, in which the acceleration signals due to the large mass have only weak dynamics and are therefore difficult to use.
Grâce à la combinaison particulièrement avantageuse du détecteur d'accélération et de la production de signaux d'échos dans un boîtier, il n'y a pas la nécessité de transmettre les signaux reçus à un appareil central de commande. Ceci épargne d'une part le câblage nécessaire pour cela du dispositif de déclenchement avec un appareil central de commande et permet d'autre part d'avoir une décision encore une fois plus rapide quant à un déclenchement du système de protection des passagers, car on n'a pas les temps de transmission des signaux à l'appareil central de commande. Grâce à cela le dispositif selon l'invention est particulièrement avantageux pour une activation de coussins d'air latéraux dans un véhicule à moteur. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que l'on fournit de cette façon un dispositif de déclenchement modulaire qui est de cette façon particulièrement facile à manier pour un constructeur automobile et que l'on peut produire de façon économique en grande série en raison de son application universelle. Thanks to the particularly advantageous combination of the acceleration detector and the production of echo signals in a housing, there is no need to transmit the received signals to a central control unit. This saves on the one hand the wiring necessary for this of the triggering device with a central control device and on the other hand makes it possible to have a decision once again quicker as to a triggering of the passenger protection system, because there does not have the signal transmission times to the central control unit. Thanks to this, the device according to the invention is particularly advantageous for activating lateral air cushions in a motor vehicle. Another advantage of the invention lies in the fact that a modular triggering device is provided in this way which is in this way particularly easy to handle for an automobile manufacturer and which can be produced economically in large series. because of its universal application.
Description des exemples de réalisation
On va décrire ci-après un exemple de réalisation de l'invention à partir d'un dessin. La figure unique montre une représentation de principe d'un dispositif de déclenchement 10 selon l'invention. Dans un boîtier 11 on a logé une unité d'exploitation 12 ainsi qu'un détecteur connu d'accélération 13. Un signal de sortie du détecteur d'accélération 13 est amené à l'unité d'exploitation 12. Dans le même boîtier 11 on a en outre logé un organe émetteur 14 ainsi qu'un organe récepteur 15, avec lesquels une onde en espace libre peut rayonner et être recueillie et avec lesquels on peut détecter à partir d'un appareil d'exploitation des signaux re çus un objet qui se rapproche du dispositif. Comme types d'ondes on peut dans ce cas utiliser par exemple des microondes, des ondes lumineuses ou des ondes à ultrasons. L'exploitation des signaux d'écho reçus est en principe connue par le brevet US-3 893 114, déjà mentionné ci-dessus.Description of the exemplary embodiments
An exemplary embodiment of the invention will be described below from a drawing. The single figure shows a principle representation of a trigger device 10 according to the invention. In an enclosure 11 an operating unit 12 has been housed as well as a known acceleration detector 13. An output signal from the acceleration detector 13 is supplied to the operating unit 12. In the same enclosure 11 in addition, there has been housed an emitting organ 14 as well as a receiving organ 15, with which a free space wave can radiate and be collected and with which it is possible to detect from an apparatus for processing signals received an object which approaches the device. As wave types, it is possible in this case to use for example microwaves, light waves or ultrasonic waves. The use of the echo signals received is in principle known from US Pat. No. 3,893,114, already mentioned above.
Les signaux de l'organe de réception 15 sont également amenés à l'unité d'exploitation 12. En outre il y a des liaisons entre l'unité d'exploitation 12 et l'organe émetteur 14 ainsi qu'entre celui-ci et l'organe récepteur 15. The signals from the reception unit 15 are also brought to the operating unit 12. In addition, there are connections between the operating unit 12 and the transmitting member 14 as well as between the latter and the receiving organ 15.
Au moyen de cette liaison on transmet des signaux de synchronisation, qui sont utilisés pour l'exploitation des signaux d'écho réfléchis. Dans le boîtier on prévoit d'avoir au moins une ouverture d'entrée ou une ouverture de sortie 16 pour les ondes émises et les ondes reçues. De préférence les ouvertures de sortie sont pourvues de lentilles qui forment des rayons, pour régler de la manière souhaitable une caractéristique de rayonnement de l'organe émetteur ou de l'organe récepteur. Il va de soi que le dispositif selon l'invention peut aussi être constitué d'une manière telle qu'il ne présente qu'une ouverture commune pour l'organe émetteur et pour l'organe récepteur. Ceci est par exemple suffisamment connu par ce qu'on appelle les systèmes radar monostatiques. A partir de l'unité d'exploitation 12 un ou plusieurs signaux ou données arrivent à un dispositif d'allumage 17. Celui-ci com prend des étages finaux, qui servent à produire la tension de déclenchement nécessaire ou une intensité de déclenchement nécessaire comme aussi le cas échéant des dispositifs pyrotechniques nécessaires, grâce à l'activation desquels un coussin d'air par exemple se déploie. Le dispositif d'allumage 17 est relié à un ou plusieurs systèmes de protection des passagers 18, tels que par exemple des coussins d'air ou des tendeurs de ceinture. Selon une réalisation préférée de l'invention on loge une partie au moins du dispositif d'allumage 17, en particulier les étages finaux mentionnés, dans le même boîtier 11. On a indiqué ceci par une ligne dessinée en tirets.By means of this link, synchronization signals are transmitted, which are used for processing the reflected echo signals. In the housing, provision is made to have at least one inlet opening or one outlet opening 16 for the waves emitted and the waves received. Preferably, the outlet openings are provided with lenses which form rays, in order to adjust in a desirable manner a characteristic of radiation of the emitting member or of the receiving member. It goes without saying that the device according to the invention can also be constituted in such a way that it only has a common opening for the transmitting member and for the receiving member. This is for example sufficiently known by what are called monostatic radar systems. From the operating unit 12 one or more signals or data arrive at an ignition device 17. This comprises final stages, which are used to produce the required trigger voltage or a required trigger intensity as also where necessary pyrotechnic devices, thanks to the activation of which an air cushion for example deploys. The ignition device 17 is connected to one or more passenger protection systems 18, such as for example air cushions or belt tensioners. According to a preferred embodiment of the invention, at least part of the ignition device 17, in particular the final stages mentioned, is housed in the same housing 11. This is indicated by a line drawn in dashes.
Selon l'invention le système de protection des passagers peut être activé par l'unité d'exploitation 12 au moyen du dispositif d'allumage 17 déjà rien qu'en fonction des signaux du détecteur d'accélération logé dans le boîtier et d'un signal d'écho exploité. Ceci signifie que l'on a en aucune façon besoin, pour décider d'une activation, de signaux additionnels provenant de détecteurs ou d'appareils de commande situés en dehors du boîtier 11. According to the invention, the passenger protection system can be activated by the operating unit 12 by means of the ignition device 17 already only as a function of the signals from the acceleration sensor housed in the housing and from a echo signal used. This means that there is in no way any need, in order to decide on an activation, of additional signals coming from detectors or from control devices situated outside the box 11.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention l'unité d'exploitation 12 est cependant reliée au moyen d'une ligne de diagnostic 20 à d'autres appareils de commande. Les signaux ou les données qui sont transmis par ce moyen n'interviennent cependant pas dans la décision relative à une activation d'un système de protection des passagers, mais ils servent uniquement à un test de fonctionnement du dispositif. Un tel test de fonctionnement du dispositif peut par exemple être effectué une fois après un démarrage du véhicule. According to a preferred embodiment of the invention, the operating unit 12 is however connected by means of a diagnostic line 20 to other control devices. The signals or data which are transmitted by this means, however, do not intervene in the decision relating to the activation of a passenger protection system, but they serve only for a functional test of the device. Such a device operating test can for example be performed once after starting the vehicle.
Par la ligne 21, dessinée en tirets, on a indiqué une autre interface du dispositif, au moyen de laquelle des données ou des signaux peuvent être échangés avec d'autres appareils de commande, en particulier d'autres dispositifs de déclenchement à l'intérieur du véhicule à moteur. Ceci n'est pas absolument nécessaire comme on l'a déjà décrit auparavant pour l'activation des systèmes déclenchés par ce dispositif. By line 21, drawn in dashes, another interface of the device has been indicated, by means of which data or signals can be exchanged with other control devices, in particular other triggering devices inside. of the motor vehicle. This is not absolutely necessary as has already been described previously for the activation of the systems triggered by this device.
C'est toutefois avantageux pour avoir une protection de va leur tout autour dans un véhicule. Quand on a monté par exemple respectivement un dispositif de déclenchement décrit sur le côté droit et sur le côté gauche d'un véhicule à moteur, chacun des deux activera son système correspondant de protection des passagers, quand une collision se produira du côté respectivement correspondant. Toutefois au moyen de l'interface 21 le dispositif de déclenchement respectivement concerné peut aussi informer les autres dispositifs de déclenchement, qui n'ont pas (encore) enregistré la collision. Ceci est alors en particulier avantageux quand le dispositif de déclenchement selon l'invention doit aussi activer des systèmes de protection des passagers, quand une collision se produit à partir d'un côté qui n'est pas lui-même surveillé par les organes émetteur et récepteur du dispositif.It is however advantageous to have a protection of their all around in a vehicle. When, for example, a trip device described on the right side and on the left side of a motor vehicle has been mounted, respectively, each of the two will activate its corresponding passenger protection system, when a collision will occur on the respective side respectively. However, by means of the interface 21, the triggering device respectively concerned can also inform the other triggering devices, which have not (yet) recorded the collision. This is therefore particularly advantageous when the triggering device according to the invention must also activate passenger protection systems, when a collision occurs from a side which is not itself monitored by the transmitting members and device receiver.
A l'intérieur de l'unité d'exploitation 12 on a esquissé de façon schématique un organe de décision à valeur de seuil 19, sous la forme d'un comparateur. Celui-ci est destiné à la configuration avantageuse de l'invention selon laquelle on peut se passer d'une exploitation coûteuse et prenant beaucoup de temps du déroulement du signal du détecteur d'accélération. On constate ainsi une collision selon l'invention au moyen de procédés connus sensiblement à partir des signaux d'écho reçus. L'activation des systèmes de protection des passagers a lieu cependant pour avoir une sécurité par rapport à des déclenchements erronés seulement après le début effectif de la collision. Ceci peut être détecté d'une manière simple par le fait que le signal du détecteur d'accélération dépasse un seuil prédéfini. Il n'est plus nécessaire d'avoir une exploitation pour savoir quel déroulement de signal présente concrètement dans ce cas le signal d'accélération. Il est particulièrement avantageux de déterminer le seuil pour la surveillance du signal d'accélération de façon dynamique en fonction du signal d'écho reçu. De cette façon on obtient une sécurité additionnelle contre des déclenchements erronés, en adaptant le seuil de la probabilité avec laquelle une collision menace de se produire. C'est ainsi que l'on place le seuil assez haut de façon avantageuse quand on ne détecte pas, à partir des signaux d'écho, de col lision imminente, et qu'on le met assez bas quand une collision est imminente. Inside the operating unit 12, a threshold value decision organ 19 has been schematically sketched, in the form of a comparator. This is intended for the advantageous configuration of the invention according to which one can do without costly and time-consuming operation of the progress of the signal from the acceleration detector. A collision according to the invention is thus observed by means of known methods substantially from the echo signals received. The activation of the passenger protection systems takes place, however, in order to provide security against false trips only after the effective start of the collision. This can be detected in a simple way by the fact that the signal from the acceleration detector exceeds a predefined threshold. It is no longer necessary to have an evaluation to know which signal sequence actually presents in this case the acceleration signal. It is particularly advantageous to determine the threshold for monitoring the acceleration signal dynamically as a function of the received echo signal. In this way, additional security is obtained against erroneous trips, by adjusting the threshold of the probability with which a collision threatens to occur. This is how the threshold is placed fairly high advantageously when it is not detected, from the echo signals, of imminent collision, and that it is set low enough when a collision is imminent.
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