DE102005035850A1

DE102005035850A1 - Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers und Sicherheitsanordnung mit einem Sicherheitsgurt und einem reversiblen Gurtstraffer

Info

Publication number: DE102005035850A1
Application number: DE102005035850A
Authority: DE
Inventors: Horst Kettern-Kohler
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-07-30
Filing date: 2005-07-30
Publication date: 2007-02-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers in einem Kraftfahrzeug mit den Verfahrensschritten Erfassen des zeitlichen Verlaufs eines die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes (S1), Berechnen eines Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes (S2) und Aktivieren des Gurtstraffers, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes einen ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet (S4, S5). Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Sicherheitsanordnung mit einem reversiblen Gurtstraffer zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers in einem Kraftfahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Sicherheitsanordnung mit einem Sicherheitsgurt und einem reversiblen Gurtstraffer.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Sicherheitsanordnungen für Kraftfahrzeuge bekannt. Diese umfassen regelmäßig einen Aufwickelmechanismus zum automatischen Aufwickeln eines Sicherheitsgurtes um eine Gurtspule. Durch das automatische Aufwickeln wird erreicht, dass der angelegte Sicherheitsgurt locker und komfortabel an dem Körper des Fahrzeuginsassen anliegt und bei Nichtgebrauch des Sicherheitsgurtes um die Gurtspule aufgerollt ist. Das Abwickeln des Sicherheitsgurtes ist bei angelegtem Sicherheitsgurt leicht möglich, so dass die Bewegungsfreiheit des Fahrzeuginsassen gewährleistet ist.

Ferner sind bei den bekannten Sicherheitsanordnungen so genannte Gurtstraffer vorgesehen. Die Gurtstraffer bewirken eine Straffung des Sicherheitsgurtes, um den Fahrzeuginsassen gegen die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes zu ziehen, so dass die Verletzungsgefahr im Falle eines Zusammenpralls des Fahrzeuges mit einem anderen Fahrzeug oder einem Verkehrshindernis verrin gert ist. Die bekannten Gurtstraffer können dabei in irreversible und reversible Gurtstraffer unterteilt werden. Der irreversible Gurtstraffer wird erst dann aktiviert, wenn es bereits zu einem Unfall, wie beispielsweise einem Zusammenprall mit einem anderen Fahrzeug gekommen ist. Crashsensoren ermitteln den Zusammenprall und entsenden ein entsprechendes Aktivierungssignal an den irreversiblen Gurtstraffer. Die irreversiblen Gurtstraffer können stets nur einmal aktiviert bzw. ausgelöst werden, da es ja definitiv zu einem Unfall gekommen ist. Die reversiblen Gurtstraffer sollen hingegen mehrmals, auch schnell hintereinander, auf Grund von Signalen ausgelöst werden können, die die Möglichkeit eines bevorstehenden Crashs andeuten. Das heißt, die reversiblen Gurtstraffer sollen immer dann aktiviert werden können, wenn ein Crash möglich oder wahrscheinlich ist, aber noch nicht stattgefunden hat bzw. festgestellt wurde.

Eine kritische Fahrsituation wird bei den reversiblen Gurtstraffern nicht durch Crashsensoren, die lediglich den tatsächlich stattgefundenen Crash ermitteln, sondern durch Fahrdynamiksensoren ermittelt, die Informationen über den derzeitigen Bewegungszustand des Kraftfahrzeuges liefern. Hierzu gehört beispielsweise die Ermittlung der Längs-, Quer- und Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeuges. Sollten diese gemessenen Werte einen Grenzwert überschreiten, so erfolgt die prophylaktische Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers. Sollte der Grenzwert wieder unterschritten werden und tatsächlich kein Crash stattgefunden haben, so wird der reversible Gurtstraffer wieder deaktiviert, so dass der Sicherheitsgurt wieder in seine Normalstellung gebracht werden kann, in der dem Fahrzeuginsassen eine größere Bewegungsfreiheit eingeräumt ist. Bei der nächsten kritischen Fahrsituation ist es möglich, den reversiblen Gurtstraffer erneut zu aktivieren.

Die DE 199 61 799 B4 beschreibt ein Sicherheitsgurtsystem mit einem reversiblen Gurtstraffer. Der bekannte reversible Gurtstraffer verfügt über einen elektromotorischen Antrieb, der in Abhängigkeit von einer aus Sensorsignalen abgeleiteten Wahr scheinlichkeit einer Unfallsituation den Sicherheitsgurt in eine Sicherheitszwischenstellung mit einer bestimmten Zugkraft reversibel vorspannt. Die von der nicht näher erläuterten Precrash-Sensorik erfasste kritische Fahrsituation, die zu einer Aktivierung des Gurtstraffers führt, kann beispielsweise ein Schleudern, eine Vollbremsung usw. sein.

Die DE 103 45 726 A1 beschreibt ein Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen in einem Fahrzeug. Das bekannte Rückhaltesystem verfügt über einen reversiblen Gurtstraffer, der über ein Steuergerät gesteuert wird. Das Steuergerät steht mit einer Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung zum dynamischen Erfassen von Fahrzeugsituationsdaten, wie beispielsweise der Querbeschleunigung des Fahrzeuges, und einer Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung zum dynamischen Erfassen von Insassen-Parameter-Daten, wie beispielsweise dem Gewicht des Insassen, in Verbindung. Der Gurtstraffer wird in Abhängigkeit von den ermittelten Fahrzeugsituationsdaten und Insassen-Parameter-Daten gesteuert.

Die DE 102 30 483 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines zweistufigen irreversiblen Gurtstraffers. Bei dem bekannten Verfahren wird die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges erfasst und einer Integration unterzogen, wobei das Integral der Beschleunigung mit einer Auslöseschwelle verglichen wird. Ist dies Auslöseschwelle überschritten, wird der irreversible Gurtstraffer ausgelöst.

Die DE 103 32 024 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers zum Lösen einer von einem Beschleunigungssensor aktivierbaren Gurtauszugssperre eines Rückhaltegurts in einem Kraftfahrzeug. Als Lösezeitpunkt für die Gurtauszugssperre ist ein Zeitpunkt festgelegt, zu dem die erfasste Beschleunigung einen Beschleunigungsschwellwert unterschreitet.

Die bekannten reversiblen Gurtstraffer haben den Nachteil, dass der Gurtstraffer in bestimmten Fahrsituationen gar nicht oder erst sehr spät aktiviert bzw. ausgelöst wird, so dass die Sicherheit des Fahrzeuginsassen nicht in ausreichendem Maße gewährleistet und der Fahrkomfort eingeschränkt ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers in einem Kraftfahrzeug anzugeben, das eine schnelle Ansteuerung des Gurtstraffers ermöglicht, so dass der Fahrkomfort und die Sicherheit des Fahrzeuginsassen erhöht ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Sicherheitsanordnung mit einem reversiblen Gurtstraffer zu schaffen, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 12 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers in einem Kraftfahrzeug weist die folgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird der zeitliche Verlauf eines die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes erfasst. Unter einem die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwert kann beispielsweise die Quer-, Längs-, Vertikalbeschleunigung, der Bremsdruck, die Auslenkung des Bremspedals bzw. die Bremspedalposition o. ä. verstanden werden. Anschließend wird ein Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes berechnet. Unter dem Gradienten kann beispielsweise die Steigung des zeitlichen Verlaufs des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes verstanden werden. Der Gurtstraffer wird aktiviert, wenn der somit berechnete Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes einen ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Es sei angemerkt, dass sich der Begriff Über- und Unterschreiten stets auf die Beträge der entsprechenden Grenzwerte und Messwerte bzw. Gradienten bezieht.

Indem der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes einen vorbestimmten Grenzwert überschreiten muss, ist ein frühes Aktivieren des Gurtstraffers insbesondere bei geringen, aber ruckartigen Veränderungen des Messwertes möglich, die beispielsweise bei kurzen, als unangenehm empfundenen Ausweichmanövern auftreten. Im letztgenannten Fall wäre beispielsweise die Querbeschleunigung der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert. Aber auch bei kurzen Bremsmanövern, bei denen beispielsweise der Bremsdruck als der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert verwendet werden könnte und der Bremsdruck lediglich geringe Veränderungen erfährt, bewirkt die Zugrundelegung des Gradienten des Messwertes ein früheres und sicheres Aktivieren des Gurtstraffers. Die Sicherheit wie auch der Fahrkomfort ist somit erhöht.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aktivieren des Gurtstraffers auch dann, wenn der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert einen zweiten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Wenn während der Fahrt beispielsweise ein kontinuierlicher aber langsamer Anstieg der Querbeschleunigung auftritt, so ist der Gradient als Aktivierungskriterium ungeeignet. Dennoch wird der Gurtstraffer ausgelöst, wenn die Querbeschleunigung, die in diesem Beispiel der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert ist, den zweiten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Somit ist in jedem Fall eine Aktivierung des Gurtstraffers in unterschiedlichen Fahrsituationen gewährleistet, selbst wenn der Gurtstraffer nicht durch den erhöhten Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes ausgelöst wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zeitlichen Verläufe unterschiedlicher die Fahrzeugdynamik charakterisierender Messwerte erfasst und die zugehörigen Gradienten berechnet. Indem mehrere Gradienten unterschiedlicher Messwerte, wie beispielsweise Quer-, Längs- und Vertikalbeschleunigung, überwacht werden und bei Überschreiten eines entsprechenden ersten vorbestimmten Grenzwertes den Gurtstraffer aktivieren, ist eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Steigung des zeitlichen Verlaufs des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei dem Berechnen des Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Betrag des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes zu Grunde gelegt. Auf diese Weise muss lediglich der Betrag eines ersten vorbestimmten Grenzwertes vorgesehen sein, der mit den Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes verglichen wird, wodurch das Verfahren vereinfacht und beschleunigt ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert die Quer-, Längs- und/oder Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeuges. Diese Messwerte, die beispielsweise durch entsprechende Quer-, Längs- und Vertikalbeschleunigungssensoren ermittelt werden können, vermögen die Fahrzeugdynamik ganz unmittelbar zu beschreiben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes dementsprechend der Quer-, Längs- bzw. Vertikalbeschleunigungsgradient.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der die Fahrzeugdynamik charak terisierende Messwert der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes dementsprechend der Bremsdruckgradient bzw. der Bremspedalpositionsgradient.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des Deaktivierens des aktivierten Gurtstraffers auf, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes den ersten vorbestimmten Grenzwert wieder unterschreitet und der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert kleiner als ein dritter vorbestimmter Grenzwert ist. Der dritte vorbestimmte Grenzwert kann vorteilhafterweise dem zweiten vorbestimmten Grenzwert entsprechen. Der Vorteil dieser Ausführungsform soll an Hand der Querbeschleunigung als der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert erläutert werden. Steigt die Querbeschleunigung schnell an, so wird der Gurtstraffer durch das Überschreiten des ersten vorbestimmten Grenzwertes durch den Querbeschleunigungsgradienten schnell ausgelöst, noch bevor die Querbeschleunigung den zweiten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Bleibt die Querbeschleunigung nach diesem Anstieg jedoch konstant hoch, so sinkt der Querbeschleunigungsgradient wieder unter den ersten vorbestimmten Grenzwert. Würde der Gurtstraffer daraufhin deaktiviert werden, so würde die hohe, konstante Querbeschleunigung den Fahrzeuginsassen zur Seite beschleunigen. Da jedoch weiterhin vorausgesetzt ist, dass auch die Querbeschleunigung selbst unter den dritten (bzw. zweiten) Grenzwert abgesenkt sein muss, bevor der Gurtstraffer deaktiviert wird, kann dies vermieden werden. Der Fahrkomfort und die Sicherheit des Fahrzeuginsassen sind somit gewährleistet.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition ist, weist ferner den Verfahrensschritt des Herabsetzens des ersten vorbestimmten Grenzwertes auf, wenn der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition bereits oberhalb eines vorbestimmten Bremsschwellenwertes liegt und einen sprunghaften Anstieg erfährt. Da bei einem bereits vorhandenen hohen Bremsdruck, also einem Bremsdruck oberhalb des Bremsschwellenwertes, selbst bei einem ruckartigen Nachbremsen keine hohen Bremsdruckgradienten mehr erzielt werden können, bewirkt die Herabsetzung des ersten vorbestimmten Grenzwertes, dass dieser Bremsdruckgradient dennoch oberhalb des ersten vorbestimmten Grenzwertes liegen kann, so dass auch bei einem Nachbremsen der Gurtstraffer sicher zuverlässig aktivierbar ist.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung beschrieben, wobei bezüglich der hiermit erzielten Vorteile auf die oben stehende Beschreibung des Verfahrens verwiesen sein soll.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Sicherheitsgurt, einen reversiblen Gurtstraffer, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs eines die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes und eine Steuereinrichtung, mittels derer der Gurtstraffer aktivierbar und deaktivierbar ist. Erfindungsgemäß ist eine Gradientenberechnungseinrichtung vorgesehen, mittels derer ein Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes berechenbar ist, wobei die Steuereinrichtung derart mit dem Gurtstraffer zusammenwirkt, dass der Gurtstraffer aktivierbar ist, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes einen ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung wirkt die Steuereinrichtung derart mit dem Gurtstraffer zusammen, dass der Gurtstraffer auch dann aktivierbar ist, wenn der die Fahrzeugdynamik cha rakterisierende Messwert einen zweiten vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung können mehrere zeitliche Verläufe verschiedener die Fahrzeugdynamik charakterisierender Messwerte durch die Erfassungseinrichtung erfasst und die zugehörigen Gradienten durch die Gradientenberechnungseinrichtung berechnet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung entspricht der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Steigung des zeitlichen Verlaufs des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung ist die Gradientenberechnungseinrichtung derart ausgebildet, dass bei dem Berechnen des Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Betrag des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes zu Grunde gelegt ist.

Der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung die Quer-, Längs- und/oder Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeuges.

Dementsprechend ist der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung der Quer-, Längs- bzw. Vertikalbeschleunigungsgradient.

Der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition.

Dementsprechend ist der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung der Bremsdruckgradient bzw. der Bremspedalpositionsgradient.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung wirkt die Steuereinrichtung derart mit dem Gurtstraffer zusammen, dass der aktivierte Gurtstraffer deaktivierbar ist, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes den ersten vorbestimmten Grenzwert wieder unterschreitet und der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert kleiner als ein dritter vorbestimmter Grenzwert ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass der erste vorbestimmte Grenzwert herabgesetzt ist, wenn der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition bereits oberhalb eines vorbestimmten Bremsschwellenwertes liegt und einen sprunghaften Anstieg erfährt.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens in bestimmten Fahr situationen des Kraftfahrzeuges und
4 ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in bestimmten Fahrsituationen des Kraftfahrzeuges.
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung 2. Die Sicherheitsanordnung 2 weist einen nicht näher dargestellten Sicherheitsgurt auf. Der Sicherheitsgurt kann durch einen reversiblen Gurtstraffer 4 reversibel gestrafft werden. Der reversible Gurtstraffer 4 steht mit einer Steuereinrichtung 6 in Wirkverbindung, so dass der reversible Gurtstraffer 4 von der Steuereinrichtung 6 aktiviert und deaktiviert werden kann.
Die Sicherheitsanordnung 2 weist ferner eine Erfassungseinrichtung 8 zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs eines die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes auf. Zu diesem Zweck steht die Erfassungseinrichtung 8 mit einem Querbeschleunigungssensor 10 zur Erfassung der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges, einem Längsbeschleunigungssensor 12 zur Erfassung der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges, einem Vertikalbeschleunigungssensor 14 zur Erfassung der Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeuges, einem Bremspedalpositionssensor 16 zur Erfassung der Position bzw. Auslenkung eines Bremspedals und einem Bremsdrucksensor 18 zur Erfassung des Bremsdruckes in Verbindung, wobei unter dem Bremsdruck beispielsweise der Druck innerhalb der Bremsflüssigkeit verstanden werden kann. Gemäß der Erfindung reicht allerdings bereits einer der genannten Sensoren aus, so dass zumindest ein die Fahrzeugdynamik charakterisierender Messwert erfassbar ist.
Es ist ferner eine Gradientenberechnungseinrichtung 20 vorgesehen, der die ermittelten zeitlichen Verläufe der jeweiligen Messwerte zugeführt werden können. Die Gradientenberechnungseinrichtung 20 kann aus den zeitlichen Verläufen der die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwerte den zeitlichen Verlauf des Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes berechnen. Sowohl der zeitliche Verlauf des Messwertes selbst als auch des Gradienten können an die Steuereinrichtung 6 weitergegeben werden, die an Hand der Messwerte, der Gradienten und der vorbestimmten Grenzwerte eine Entscheidung treffen, ob der reversible Gurtstraffer 4 aktiviert oder deaktiviert werden soll, und ein entsprechendes Signal an den reversiblen Gurtstraffer 4 senden kann.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise der in 1 angedeuteten Sicherheitsanordnung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des reversiblen Gurtstraffers 4 veranschaulicht, wobei das Verfahren nachfolgend unter Bezugnahme auf die Querbeschleunigung als den die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwert erläutert wird. Die Beschreibung gilt jedoch für die anderen Messwerte, wie beispielsweise den Bremsdruck, die Bremspedalposition, die Längsbeschleunigung oder die Vertikalbeschleunigung, in analoger oder entsprechender Weise.
Zunächst wird in einem ersten Schritt S1 des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des reversiblen Gurtstraffers 4 der zeitliche Verlauf der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges erfasst. Das Erfassen der Querbeschleunigung erfolgt hierbei über den der Erfassungseinrichtung 8 zugeordneten Querbeschleunigungssensor 10.
In einem darauf folgenden Schritt S2 wird der zeitliche Verlauf des Querbeschleunigungsgradienten zu dem erfassten zeitlichen Verlauf der Querbeschleunigung berechnet, was durch die Gradientenberechnungseinrichtung 20 erfolgt. So entspricht der Querbeschleunigungsgradient beispielsweise der Steigung bzw. Änderung des zeitlichen Verlaufes der Querbeschleunigung.
In dem nachfolgenden Schritt S3 wird der Querbeschleunigungsgradient mit einem ersten vorbestimmten Grenz wert verglichen, während die erfasste Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges mit einem zweiten vorbestimmten Grenzwert verglichen wird.
Anschließend wird in Schritt S4 abgefragt, ob der Querbeschleunigungsgradient den ersten vorbestimmten Grenzwert oder die erfasste Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges den zweiten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Da die Querbeschleunigung in zwei Richtungen erfolgen kann und somit positiv oder negativ sein kann, wird hier stets mit den Beträgen der erfassten Querbeschleunigung bzw. des errechneten Querbeschleunigungsgradienten gearbeitet, so dass nur der Betrag eines ersten und zweiten vorbestimmten Grenzwertes verwendet werden muss. Sollte keine der beiden Fragen bejaht werden können, so wird das Verfahren mit dem Schritt S1 erneut aufgenommen. Sollte mindestens eine der beiden Fragen bejaht werden, so wird mit dem Schritt S5 fortgefahren. Sowohl der Vergleich als auch die Abfrage wird mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 6 durchgeführt.
Vor dem Schritt S5 wurde im Schritt S4 festgestellt, dass entweder der Querbeschleunigungsgradient den ersten vorbestimmten Grenzwert oder die erfasste Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges den zweiten vorbestimmten Grenzwert überschritten hat. Dies führt dazu, dass die Steuereinrichtung 6 den reversiblen Gurtstraffer 4 in Schritt S5 aktiviert bzw. auslöst.
Auf den Schritt S5 folgen die Schritte S6 und S7, die den Schritten S1 und 52 entsprechen, d.h. es wird zunächst wieder der zeitliche Verlauf der Querbeschleunigung erfasst und der zugehörige Querbeschleunigungsgradient berechnet.
In dem weiteren Schritt S8 wird der Querbeschleunigungsgradient mit dem ersten vorbestimmten Grenzwert verglichen, während die erfasste Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges mit einem dritten vorbestimmten Grenzwert verglichen wird. Der dritte vorbestimmte Grenzwert entspricht in der vorliegenden Ausführungsform dem zweiten vorbestimmten Grenzwert, allerdings kann der dritte vorbestimmte Grenzwert auch niedriger als der zweite vorbestimmte Grenzwert gewählt werden.
In dem anschließenden Schritt S9 wird abgefragt, ob der Querbeschleunigungsgradient den ersten vorbestimmten Grenzwert wieder unterschritten hat und die Querbeschleunigung kleiner als der dritte vorbestimmte Grenzwert ist. Wenn eine der beiden Fragen verneint wird, so wird das Verfahren bei dem Schritt S6 wieder aufgenommen. Für den Fall, dass beide Fragen bejaht werden, wird die Prozedur bei Schritt S10 weitergeführt.
In dem Schritt S10 wird der aktivierte Gurtstraffer 4 durch die Steuereinrichtung 6 deaktiviert und das Verfahren beginnt erneut bei Schritt S1.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der in 1 dargestellten Sicherheitsanordnung sowie des in 2 veranschaulichten Verfahrens unter Bezugnahme auf 3 an Hand von typischen Fahrsituationen erläutert.
In 3 ist auf der Achse X die Fahrzeit, auf der Achse Y₁ der Querbeschleunigungsgradient und auf der Achse Y₂ die Querbeschleunigung aufgetragen, wobei die gestrichelte Kurve den Verlauf der Querbeschleunigung und die durchgezogene Kurve den Verlauf des Querbeschleunigungsgradienten zeigt. Die Bezugszeichen g₁, g₂ und g₃ bezeichnen den ersten, zweiten und dritten vorbestimmten Grenzwert, wobei der zweite und dritte Grenzwert g₂, g₃ im vorliegenden Beispiel gleich groß gewählt wurden.
In dem Zeitraum t₀ bis t₁ erfährt das Kraftfahrzeug keinerlei Querbeschleunigung, es bewegt sich vielmehr auf einer geraden Strecke. Im Zeitpunkt t₁ weicht das Kraftfahrzeug einem Hindernis aus. Durch das Lenkmanöver steigt die Querbeschleunigung zunächst an, um anschließend wieder abzusinken. Zum Zeitpunkt t₂ fährt das Kraftfahrzeug wieder geradeaus und die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges ist wieder Null. Die Querbeschleunigung geht dabei nicht über den zweiten Grenzwert g₂ hinaus, so dass ein Auslösen des Gurtstraffers 4 auf Grund einer zu hohen Querbeschleunigung unterbleibt. Dennoch wird der Gurtstraffer 4 durch die Steuereinrichtung 6 aktiviert, da der berechnete Querbeschleunigungsgradient den ersten Grenzwert g₁ bereits zum Zeitpunkt t₁ überschreitet. Der Vorteil besteht gegenüber dem Stand der Technik folglich darin, dass der Gurtsstraffer 4 selbst bei geringen Querbeschleunigungen aktiviert wird, sofern die Änderung (Steigung des zeitlichen Verlaufs) der Querbeschleunigung, also der Querbeschleunigungsgradient, sehr hoch ist.
Zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ bewegt sich das Kraftfahrzeug erneut auf einer geraden Strecke, so dass keinerlei Querbeschleunigungen auftreten.
Zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₅ fährt das Kraftfahrzeug eine lang gestreckte, enger werdende Kurve, was sich aus dem starken und geradlinigen Anstieg der Querbeschleunigung ablesen lässt. Auch hier überschreitet der Querbeschleunigungsgradient den ersten Grenzwert g₁, so dass der Gurtstraffer 4 im Zeitpunkt t₃ aktiviert wird. An Hand des Zeitpunktes t₄ wird der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich. Erst bei t₄ überschreitet die Querbeschleunigung den zweiten Grenzwert g₃. Bei den bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik wird stets ein Grenzwert für die Querbeschleunigung selbst festgelegt und nicht für den Querbeschleunigungsgradienten. Aus diesem Grunde würde die Aktivierung des Gurtstraffers im Stand der Technik erst zum Zeitpunkt t₄, nicht aber bereits im Zeitpunkt t₃ erfolgen, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Der Gurtstraffer wird also wesentlich früher aktiviert, wenn die Querbeschleunigung eine besonders große Steigung bzw. einen großen Querbeschleunigungsgradienten aufweist.
Zwischen dem Zeitpunkt t₅ und t₆ ist die Querbeschleunigung konstant, was beispielsweise der Fall ist, wenn das Kraftfahrzeug im weiteren Verlauf eine gleichmäßig gekrümmte Kurve durchfährt. Somit ist der Querbeschleunigungsgradient wieder Null. Dennoch wird der Gurtstraffer 4 noch nicht deaktiviert, da die Querbeschleunigung noch immer oberhalb des dritten vorbestimmten Grenzwertes g₃ liegt. Erst wenn auch die Querbeschleunigung wieder kleiner als der dritte vorbestimmte Grenzwert g₃ ist, ergeht von der Steuereinrichtung 6 ein entsprechendes Deaktivierungssignal an den reversiblen Gurtstraffer 4. Dies ist im Zeitpunkt t₇ der Fall. Zwar sinkt die Querbeschleunigung zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₈ wieder, so dass auch der Querbeschleunigungsgradient größer Null wird, jedoch liegt der Querbeschleunigungsgradient unterhalb des ersten vorbestimmten Grenzwertes g₁, so dass der Gurtstraffer 4 tatsächlich bereits zum Zeitpunkt t₇ deaktiviert wird.
Zwischen den Zeitpunkten t₈ und t₉ bewegt sich das Kraftfahrzeug erneut auf einer geraden Strecke, so dass keinerlei Querbeschleunigungen auftreten.
Zum Zeitpunkt t₉ fährt das Kraftfahrzeug erneut in eine lang gestreckte, enger werdende Kurve ein, so dass die Querbeschleunigung wieder ansteigt. jedoch ist der geradlinige Anstieg der Querbeschleunigung gering, so dass der Querbeschleunigungsgradient zwar größer Null ist, jedoch unterhalb des ersten vorbestimmten Grenzwertes g₁ liegt. Demzufolge wird der Gurtstraffer 4 zum Zeitpunkt t₉ nicht aktiviert. Die Aktivierung des Gurtstraffers 4 erfolgt vielmehr im Zeitpunkt t₁₀. Hier überschreitet zumindest die Querbeschleunigung selbst den zweiten vorbestimmten Grenzwert g₂.
Nachfolgend wird die Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die auf der Ausführungsform nach den 1 bis 3 aufbaut, Bezug nehmend auf 4 erläutert. Bei dieser weiteren Ausführungsform ist ferner der Verfahrensschritt des Herabsetzens des ersten vorbestimmten Grenzwertes g₁ vorgesehen, wenn der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition, die hier als der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert verwendet werden, bereits oberhalb eines Bremsschwellenwertes liegt und dann einen sprunghaften Anstieg erfährt.
In 4 ist auf der Achse X die Fahrzeit, auf der Achse Y₁ der Bremsdruckgradient und auf der Achse Y₂ der Bremsdruck aufgetragen, wobei die gestrichelte Kurve den Verlauf des Bremsdruckes und die durchgezogene Kurve den Verlauf des Bremsdruckgradienten zeigt. Die Bezugszeichen g₁, g₂ und g₃ bezeichnen wie bereits in 3 den ersten, zweiten und dritten vorbestimmten Grenzwert. b bezeichnet den Bremsschwellenwert.
Zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁ fährt das Kraftfahrzeug ungebremst. Beginnend im Zeitpunkt t₁ wird das Kraftfahrzeug abgebremst, weil es beispielsweise an eine rote Ampel heranfährt. Zwischen t₁ und t₂ wird der Bremsdruck linear durch den Fahrer erhöht, indem dieser das Bremspedal niederdrückt. Durch diese Änderung wird der Bremsdruckgradient größer als Null, verbleibt jedoch unterhalb des ersten vorbestimmten Grenzwertes g₁, so dass der reversible Gurtstraffer 4 nicht bei t₁ aktiviert wird. Ab t₂ behält der Fahrer die Bremspedalstellung bei, so dass zwischen t₂ und t₃ ein konstanter Bremsdruck besteht, der oberhalb des Bremsschwellenwertes b liegt. Wenn nun beispielsweise im Zeitpunkt t₃ ein Kind vor das Kraftfahrzeug läuft, wird der Fahrer das Bremspedal aus seiner bereits niedergedrückten Position noch weiter nach unten drücken. Der Bremsdruck erfährt hierdurch einen sprunghaften Anstieg. Obwohl die Steigung des Bremsdruckes der Steigung entspricht, die bereits im Zeitraum zwischen t₁ und t₂ gegeben war, kommt es diesmal jedoch zur Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers 4, da der erste vorbestimmte Grenzwert g₁ herabgesetzt wurde, wie dies an Hand des Pfeils in 4 angedeutet ist, so dass der Bremsdruckgradient diesmal oberhalb des herabgesetzten ersten vorbestimmten Grenzwertes g₁' liegt.

2: Sicherheitsanordnung
4: reversibler Gurtstraffer
6: Steuereinrichtung
8: Erfassungseinrichtung
10: Querbeschleunigungssensor
12: Längsbeschleunigungssensor
14: Vertikalbeschleunigungssensor
16: Bremspedalpositionssensor
18: Bremsdrucksensor
20: Gradientenberechnungseinrichtung
b: Bremsschwellenwert
g₁–g₃: vorbestimmte Grenzwerte
g₁': herabgesetzter erster Grenzwert
S1–S10: Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
t₁–t₁₀: Zeitpunkte

Claims

Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers in einem Kraftfahrzeug mit den Verfahrensschritten Erfassen des zeitlichen Verlaufs eines die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes, Berechnen eines Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes, Aktivieren des Gurtstraffers, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes einen ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren des Gurtstraffers auch dann erfolgt, wenn der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert einen zweiten vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlichen Verläufe unterschiedlicher die Fahrzeugdynamik charakterisierender Messwerte erfasst und die zugehörigen Gradienten berechnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Steigung des zeitlichen Verlaufs des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Berechnen des Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Betrag des die Fahrzeugdynamik des Kraftfahrzeuges charakte risierenden Messwertes zu Grunde gelegt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert die Quer-, Längs- und/oder Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeuges ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Quer-, Längs- bzw. Vertikalbeschleunigungsgradient ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Bremsdruckgradient bzw. der Bremspedalpositionsgradient ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche mit dem weiteren Verfahrensschritt Deaktivieren des aktivierten Gurtstraffers, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes den ersten vorbestimmten Grenzwert wieder unterschreitet und der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert kleiner als ein dritter vorbestimmter Grenzwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9 ferner aufweisend den Verfahrensschritt Herabsetzen des ersten vorbestimmten Grenzwertes, wenn der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition bereits ober halb eines vorbestimmten Bremsschwellenwertes liegt und einen sprunghaften Anstieg erfährt.
Sicherheitsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Sicherheitsgurt, einem reversiblen Gurtstraffer (4), einer Erfassungseinrichtung (8) zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs eines die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes und einer Steuereinrichtung (6), mittels derer der Gurtstraffer (4) aktivierbar und deaktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gradientenberechnungseinrichtung (20) vorgesehen ist, mittels derer ein Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes berechenbar ist, wobei die Steuereinrichtung (6) derart mit dem Gurtstraffer (4) zusammenwirkt, dass der Gurtstraffer (4) aktivierbar ist, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes einen ersten vorbestimmten Grenzwert (g₁) überschreitet.
Sicherheitsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart mit dem Gurtstraffer (4) zusammenwirkt, dass der Gurtstraffer (4) auch dann aktivierbar ist, wenn der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert einen zweiten vorbestimmten Grenzwert (g₂) überschreitet.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zeitliche Verläufe verschiedener die Fahrzeugdynamik charakterisierender Messwerte durch die Erfassungseinrichtung (8) erfassbar und die zugehörigen Gradienten durch die Gradientenberechnungseinrichtung (20) berechenbar sind.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Steigung des zeitlichen Verlaufs des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes entspricht.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenberechnungseinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass bei dem Berechnen des Gradienten des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Betrag des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes zu Grunde gelegt ist.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert die Quer-, Längs- und/oder Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeuges ist.
Sicherheitsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Quer-, Längs- bzw. Vertikalbeschleunigungsgradient ist.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition ist.
Sicherheitsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes der Bremsdruckgradient bzw. der Bremspedalpositionsgradient ist.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart mit dem Gurtstraffer (4) zusammenwirkt, dass der aktivierte Gurtstraffer (4) deaktivierbar ist, wenn der Gradient des die Fahrzeugdynamik charakterisierenden Messwertes den ersten vorbestimmten Grenzwert (g₁) wieder unterschreitet und der die Fahrzeugdynamik charakterisierende Messwert kleiner als ein dritter vorbestimmter Grenzwert (g₃) ist.
Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass der erste vorbestimmte Grenzwert (g₁) herabgesetzt ist, wenn der Bremsdruck und/oder die Bremspedalposition bereits oberhalb eines vorbestimmten Bremsschwellenwertes (b) liegt und einen sprunghaften Anstieg erfährt.