DE102004042600A1

DE102004042600A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung eines Airbagsystems

Info

Publication number: DE102004042600A1
Application number: DE102004042600A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Steiner; Helmut Dipl.-Ing. Steurer; Timur von Dipl.-Ing. Drach
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Aumovio Microelectronic GmbH
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-09
Also published as: DE112005001839A5; WO2006024255A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs, wobei das Airbagsystem mindestens einen Airbag mit einer ersten Stufe (5.1) und mindestens einer zweiten Stufe (5.2) aufweist und die Vorrichtung (1) ausgebildet ist, abhängig von mindestens einem Sensorsignal (2) zuerst die erste Stufe (5.1) und nach einer Verzögerungszeit (5.3) die mindestens eine zweite Stufe (5.2) des Airbags anzusteuern. Die Vorrichtung (1) ist ferner ausgebildet, die Verzögerungszeit (5.3) zur Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe (5.2) des Airbags abhängig von einer Eigengeschwindigkeitsinformation (6) des Fahrzeugs zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Airbagsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 8.

Aus der WO 2004/033260 ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Airbagsystems bekannt, bei dem eine zweite Stufe eines Airbags in Abhängigkeit von einer Verknüpfung wenigstens eines von einem Beschleunigungssignal abgeleiteten Kriteriums und einer Aufprallgeschwindigkeit angesteuert wird. Hierbei erhält die Vorrichtung die Aufprallgeschwindigkeit von einer Pre-Crash-Sensorik, also die relative Geschwindigkeit zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis. Das wenigstens eine Kriterium ist beispielsweise eine erste Auslösezeit für die erste Stufe des Airbags. Aufgrund der Aufprallgeschwindigkeit kann die Auslösezeit für die zweite Airbagstufe exakt hinsichtlich einer optimal an den Crashverlauf angepassten Auslösung des Airbags bestimmt werden. Für diese Vorrichtung ist jedoch eine aufwendige Pre-Crash-Sensorik im Fahrzeug erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung eines Airbagsystems vorzuschlagen, die keine aufwendigen Pre-Crash-Systeme bzw. -sensoriken benötigen und trotzdem eine an die jeweilige Unfallsituation möglichst gut angepasste Aktivierung des Airbagsystems ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Airbagsystems mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die Auslösezeit einer zweiten Stufe eines Airbags als Funktion der Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu realisieren. Dadurch ist keine aufwendige Pre-Crash-Sensorik für die Aufprallgeschwindigkeit erforderlich, sondern es kann eine Geschwindigkeitsinformation verwendet werden, die durch bereits in einem Fahrzeug vorhandene Messmittel der Eigengeschwindigkeit erzeugt wird, wie beispielsweise von Radsensoren oder einem Tachometer. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige in nahezu jedem Fahrzeug vorhandene Eigengeschwindigkeitsinformation für die exakte Bestimmung der Auslösezeit hinsichtlich einer möglichst guten Anpassung der Auslösung der zweiten Airbagstufe an einen Crashverlauf vollkommen ausreichend ist. Dadurch kann die Erfindung auch in Fahrzeugen eingesetzt werden, die keine Pre-Crash-Sensoriken aufweisen.

Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs, wobei das Airbagsystem mindestens einen Airbag mit einer ersten Stufe und mindestens einer zweiten Stufe aufweist und die Vorrichtung ausgebildet ist, abhängig von mindestens einem Sensorsignal zuerst die erste Stufe und nach einer Verzögerungszeit die mindestens eine zweite Stufe des Airbags anzusteuern. Die Vorrichtung ist ferner ausgebildet, die Verzögerungszeit zur Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe des Airbags abhängig von einer Eigengeschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs zu bestimmen.

Insbesondere ist die Vorrichtung ausgebildet, die Verzögerungszeit durch eine logische Verknüpfung einer Eigengeschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs und einer Sitzbelegungsinformation zu bestimmen. Dadurch ist eine noch bessere Anpassung des Auslösezeitpunkts der mindestens einen zweiten Airbagstufe an Situationen möglich, bei denen beispielsweise eine Person nicht angeschnallt ist, ungünstig hinsichtlich der Schutzwirkung eines Airbags sitzt oder sich ein Kindersitz auf einem Fahrzeugsitz befindet.

Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, die Verzögerungszeit derart einzustellen, dass keine Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe des Airbags erfolgt, wenn die Sitzbelegungsinformation einen vorgegebenen Wert signalisiert. Dieser vorgegebene Wert kann beispielsweise eine Information darüber sein, daß sich z.B. ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz befindet und daher eine Auslösung der mindestens einen zweiten Airbagstufe nicht erfolgen soll.

Die Vorrichtung kann alternativ aber auch ausgebildet sein, die Verzögerungszeit gemäss einer vorgegebenen Funktion abhängig von der Eigengeschwindigkeitsinformation einzustellen, wenn die Sitzbelegungsinformation einen vorgegebenen Wert signalisiert. Dies ist für Fälle vorteilhaft, in denen die Sitzbelegungsinformation beispielsweise signalisiert, dass sich eine Person auf dem Sitz befindet, sich aber nicht in einer optimalen Position hinsichtlich des üblichen Airbageinsatzes befindet. Durch die Einstellung der Verzögerungszeit gemäss einer bestimmten vorgegebenen Funktion kann diese Person besser als mit herkömmlichen unabhängig von einer Sitzbelegungsinformation arbeitenden Airbag-Auslösealgorithmen geschützt werden.

Schließlich kann die Vorrichtung auch in einer weiteren alternativen Ausführungsform ausgebildet sein, die Verzögerungszeit als Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation zu bestimmen. Hier wird also die Verzögerungszeit unabhängig von einer eventuell vorhandenen Sitzbelegungsinformation oder sonstigen Information außer der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Es ist daher keine Sitzbelegungsinformation für die Bestimmung der Verzögerung der Auslösung der mindestens einen zweiten Airbagstufe erforderlich, wie es beispielsweise beim Fahrersitz der Fall sein kann, da dieser bei einem fahrenden Fahrzeug immer belegt sein muss.

Die Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation kann beispielsweise einen stufenförmigen oder linearen Verlauf aufweisen. Denkbar wäre auch ein nichtlinearer Verlauf der Funktion, der aber in der Regel einen grösseren Rechenaufwand zur Ermittlung der Verzögerungszeit anhand der Eigengeschwindigkeitsinformation erfordert.

Die Eigengeschwindigkeitsinformation wird von mindestens einem Messmittel zur Verfügung gestellt, das ein Radsensor oder ein Tachometer sein kann. Diese Messmittel sind in nahezu jedem Fahrzeug vorhanden, so dass die Eigengeschwindigkeitsinformation auf kostengünstige Art und Weise unter Vermeidung aufwendiger speziell für diesen Zweck vorgesehener Messmittel gewonnen werden kann.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs, wobei das Airbagsystem mindestens einen Airbag mit einer ersten Stufe und mindestens einer zweiten Stufe aufweist und abhängig von mindestens einem Sensorsignal zuerst die erste Stufe und nach einer Verzögerungszeit die mindestens eine zweite Stufe des Airbags angesteuert wird. Die Verzögerungszeit zur Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe des Airbags wird hierbei abhängig von einer Eigengeschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs bestimmt.

Die Verzögerungszeit kann beispielsweise durch eine logische Verknüpfung einer Eigengeschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs und einer Sitzbelegungsinformation bestimmt werden, um eine optimal angepasste Auslösung der mindestens einen zweiten Airbagstufe zu bewirken.

Die Verzögerungszeit kann auch derart eingestellt werden, dass keine Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe des Airbags erfolgt, wenn die Sitzbelegungsinformation einen vorgegebenen Wert signalisiert. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn sich ein Kindersitz oder Gepäck auf einem Fahrzeugsitz befindet und eine Auslösung der mindestens einen zweiten Airbagstufe nicht erforderlich ist.

Alternativ kann die Verzögerungszeit gemäss einer vorgegebenen Funktion abhängig von der Eigengeschwindigkeitsinformation eingestellt werden, wenn die Sitzbelegungsinformation einen vorgegebenen Wert signalisiert.

Die Verzögerungszeit kann als Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation bestimmt werden, die von mindestens einem Messmittel der Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs geliefert wird.

Hierbei kann die Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation einen stufenförmigen oder linearen Verlauf aufweisen, um mit möglichst geringem Rechenaufwand die Verzögerungszeit aus der Eigengeschwindigkeitsinformation zu ermitteln.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
Die Zeichnungen zeigen in:
1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs; und
2 ein Diagramm mit dem Verlauf zweier beispielhafter Funktionen zur Ermittlung der Verzögerungszeit aus der Eigengeschwindigkeitsinformation eines Kraftfahrzeugs.
In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens (PKW) dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst zur Signalerfassung Beschleunigungssensoren 2, die im Falle eines Zusammenstosses des Fahrzeugs mit einem Hindernis Signale zum Auslösen von Rückhaltemitteln wie Airbags abgeben. Ferner ist ein Steuergerät, das beispielsweise einen leistungsfähigen μP aufweist, für das Airbagsystem mit einem implementieren Algorithmus zur Signalverarbeitung insbesondere der Signale der Beschleunigungssensoren 2 und zur Erzeugung von Auslösesignalen für Airbags vorgesehen.
Wenigstens einer der von der Vorrichtung 1 angesteuerten Airbags umfasst mehrere, insbesondere zwei Airbagstufen, wie in 1 durch eine erste und eine zweite Airbagstufe 5.1 bzw. 5.2 angedeutet ist. Diese Stufen bedeuten, dass der Airbag für jede Stufe vom Steuergerät ein Auslösesignal empfängt, das eine bestimmte Stufe „zündet"; im dargestellten Beispiel empfängt eine erste Airbagstufe 5.1 ein erstes Auslösesignal 5.1.1 und eine zweite Airbagstufe 5.2 ein zweites Auslösesignal 5.2.1. Die Stufen sind in der Regel durch mehrstufige, z.B. zweistufige Gasgeneratoren eines Airbags realisiert. Durch derartige mehrstufige Gasgeneratoren kann die Entfaltung eines Airbags genauer als bei einstufigen Gasgeneratoren gesteuert werden. Dadurch kann die Schutzwirkung des Airbags besser an den Verlauf eines Unfalls angepasst werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin Messmittel 6 für die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Sitzbelegungserkennungsschaltung 4. Die Messmittel umfassen einen Radsensor 6.1 und ein Tachometer 6.2, die beide die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Eigengeschwindigkeit, nicht die Relativgeschwindigkeit wie bei einem Pre-Crash-Sensor) messen. Die Sitzbelegungserkennungsschaltung 4 erfasst die Belegung eines Sitzes, beispielsweise des Beifahrersitzes. Hierbei kann sie als Sitzbelegungsinformation nicht nur eine Belegung des Sitzes liefern, sondern auch Informationen darüber, wie der Sitz belegt ist. Dadurch kann eine gezieltere Einstellung einer Verzögerungszeit 5.3 des zweiten Auslösesignals 5.2.1 der zweiten Airbagstufe 5.2 vorgenommen werden. Wird beispielsweise an das Steuergerät 3 die Information übermittelt, daß der Beifahrersitz belegt ist, die im Sitz befindliche Person allerdings „out of position" ist, also sich nicht vollständig im Sitz befindet, kann der im Steuergerät 3 implementierte Auslöse-Algorithmus die Verzögerungszeit 5.3 entsprechend einstellen, beispielsweise derart, daß die zweite Airbagstufe 5.2 früher als bei einer sich vollständig im Sitz befindlichen Person gezündet wird, um schwerere Verletzungen zu vermeiden.
Die Verzögerungszeit 5.3 wird im Steuergerät 3 abhängig von den zugeführten Signalen und Informationen bestimmt. Beispielsweise kann sie abhängig von der zugeführten Eigengeschwindigkeitsinformation gemäß einer in 2 dargestellten Funktion 3.1 bestimmt werden. Die Funktion 3.1 ist in 2 als stufenförmige Funktion 3.1.1 und als lineare Funktion 3.1.2 dargestellt. Bei beiden Funktionen 3.1.1 und 3.1.2 nimmt die auf der Ordinate dargestellte Verzögerungszeit mit steigender auf der Abszisse dargestellter Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab, im Falle der Funktion 3.1.1 sprunghaft und im Falle der Funktion 3.1.2 stetig. Die Implementierung der Funktion 3.1 in dem Steuergerät 3 kann beispielsweise in Form einer Tabelle erfolgen, in der verschiedene Geschwindigkeiten und die dazugehörigen Verzögerungszeiten abgelegt sind. Denkbar ist auch die Realisierung in Form einer Berechnung der Verzögerungszeit aus der Geschwindigkeit, die sich bei beiden Funktionsbeispielen 3.1.1 und 3.1.2 als mit relativ geringem technischen Aufwand realisierbar erweist. Selbstverständlich kann in eine derartige Berechnung noch die Sitzbelegungsinformation einfliessen, beispielsweise indem bei einer nicht vorhandenen Sitzbelegung die Verzögerungszeit auf „Unendlich" eingestellt wird, so daß die zweite Airbagstufe überhaupt nicht gezündet bzw. aktiviert wird.

1: Vorrichtung zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs
2: Beschleunigungssensoren
3: Steuergerät für das Airbagsystem mit einem implementieren
: Algorithmus zur Signalverarbeitung und Erzeugung von
: Auslösesignalen der ersten und zweiten Airbagstufe 5.1 bzw. 5.2
3.1: Funktion der Verzögerungszeit abhängig von der
: Eigengeschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs
3.1.1: stufenförmige Funktion
3.1.2: lineare Funktion
4: Sitzbelegungserkennungsschaltung
5.1: erste Airbagstufe
5.1.1: erstes Auslösesignal für die erste Airbagstufe 5.1
5.2: zweite Airbagstufe
5.2.1: zweites Auslösesignal für die zweite Airbagstufe 5.2
5.3: Verzögerungszeit zwischen erstem und zweitem Auslösesignal 5.1.1
: und 5.2.1
6: Messmittel für die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs
6.1: Radsensor
6.2: Tachometer
7: logische Verknüpfung der Eigengeschwindigkeitsinformation des
: Fahrzeugs und einer Sitzbelegungsinformation

Claims

Vorrichtung (1) zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs, wobei das Airbagsystem mindestens einen Airbag mit einer ersten Stufe (5.1) und mindestens einer zweiten Stufe (5.2) aufweist und die Vorrichtung (1) ausgebildet ist, abhängig von mindestens einem Sensorsignal (2) zuerst die erste Stufe (5.1) und nach einer Verzögerungszeit (5.3) die mindestens eine zweite Stufe (5.2) des Airbags anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ferner ausgebildet ist, die Verzögerungszeit (5.3) zur Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe (5.2) des Airbags abhängig von einer Eigengeschwindigkeitsinformation (6) des Fahrzeugs zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, die Verzögerungszeit (5.3) durch eine logische Verknüpfung (7) einer Eigengeschwindigkeitsinformation (6) des Fahrzeugs und einer Sitzbelegungsinformation (4) zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, die Verzögerungszeit (5.3) derart einzustellen, dass keine Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe (5.2) des Airbags erfolgt, wenn die Sitzbelegungsinformation (4) einen vorgegebenen Wert signalisiert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, die Verzögerungszeit (5.3) gemäss einer vorgegebenen Funktion (3.1.1, 3.1.2) abhängig von der Eigengeschwindigkeitsinformation (6) einzustellen, wenn die Sitzbelegungsinformation (4) einen vorgegebenen Wert signalisiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, die Verzögerungszeit (5.3) als Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation (3.1.1, 3.1.2) zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation einen stufenförmigen (3.1.1) oder linearen Verlauf (3.1.2) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigengeschwindigkeitsinformation von mindestens einem Messmittel (6) der Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt wird, wobei das mindestens eine Messmittel ein Radsensor (6.1) oder ein Tachometer (6.2) ist.
Verfahren zur Ansteuerung eines Airbagsystems eines Fahrzeugs, wobei das Airbagsystem mindestens einen Airbag mit einer ersten Stufe (5.1) und mindestens einer zweiten Stufe (5.2) aufweist und abhängig von mindestens einem Sensorsignal (2) zuerst die erste Stufe (5.1) und nach einer Verzögerungszeit (5.3) die mindestens eine zweite Stufe (5.2) des Airbags angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit (5.3) zur Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe (5.2) des Airbags abhängig von einer Eigengeschwindigkeitsinformation (6) des Fahrzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit (5.3) durch eine logische Verknüpfung (7) einer Eigengeschwindigkeitsinformation (6) des Fahrzeugs und einer Sitzbelegungsinformation (4) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit (5.3) wird derart eingestellt, dass keine Ansteuerung der mindestens einen zweiten Stufe (5.2) des Airbags erfolgt, wenn die Sitzbelegungsinformation (4) einen vorgegebenen Wert signalisiert.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit (5.3) gemäss einer vorgegebenen Funktion (3.1.1, 3.1.2) abhängig von der Eigengeschwindigkeitsinformation (6) eingestellt wird, wenn die Sitzbelegungsinformation (4) einen vorgegebenen Wert signalisiert.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit (5.3) als Funktion der Eigengeschwindigkeitsinformation (3.1.1, 3.1.2) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der Geschwindigkeitsinformation einen stufenförmigen (3.1.1) oder linearen Verlauf (3.1.2) aufweist.