DE102005044160A1

DE102005044160A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Autoüberschlags

Info

Publication number: DE102005044160A1
Application number: DE102005044160A
Authority: DE
Inventors: Cliff C. Farminton Hills Chou; David James South Lyon Bauch; Jerry Jialiang Canton Le; Kirsten Marie Ann Arbor Carr
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: US20090150021A1; US20060058934A1; GB2418282A; US8014922B2; DE102005044160B4; US7522982B2; GB0517249D0; GB2418282B

Abstract

Kraftfahrzeug-Überschlagdetektionsvorrichtung, aufweisend ein Steuermodul, um einen ersten Satz und einen zweiten Satz von Signalen zu empfangen und um einen ersten Grenzwert in Antwort auf den ersten Satz von Signalen zu bestimmen und um einen Grenzwert in Antwort auf den zweiten Satz von Signalen zu bestimmen und um ein erstes Signal in Antwort auf den ersten Grenzwert bereitzustellen und um ein zweites Signal in Antwort auf den zweiten Grenzwert bereitzustellen und um ein Steuersignal in Antwort auf das erste und das zweite Signal bereitzustellen. Das Steuersignal kann ein Insassenrückhaltesystem in Antwort auf die Detektion von einem Autoüberschlagereignis aktivieren. Andere Ausführungsformen sind auch beansprucht und beschrieben.

Description

Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung betreffen insgesamt eine Autovorrichtung und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren von Autoüberschlägen.

Die starke Zunahme von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen in den letzten Jahren hat viele Leben gerettet, wenn sich verhängnisvolle Unfälle ereigneten. Verschiedene Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme werden verwendet, und typische aufblasbare Rückhaltesysteme bzw. Rückhaltevorrichtungen umfassen Fahrer- und Beifahrer-Frontairbags, Seitenairbags und Seitenvorhangairbags. Außerdem existieren nicht aufblasbare Rückhaltesysteme, und ein Sicherheitsgurtstraffsystem, welches Sicherheitsgurte straff bzw. fest zieht, ist ein Beispiel für ein nicht aufblasbares Rückhaltesystem. Die verschiedenen Insassenrückhaltesysteme sind beim Schützen der Fahrzeuginsassen während Unfällen alle entscheidend, aber sind nur so gut, wie die Detektions- und Auslösevorrichtungen, welche die Funktion bzw. die Aufgabe des Detektierens und des Auslösens der Insassenrückhaltesysteme haben.

Üblicherweise verwenden Auslöse- und Detektionssteuervorrichtungen beim Initiieren von einem Insassenrückhaltesystem mehrere Signale von Sensoren, welche überall im Auto platziert sind, um zu bestimmen, ob bestimmte vorbestimmte Grenzwerte überschritten sind. Zum Beispiel verwenden Seitenairbags Lateralbeschleunigungssensoren, um die Lateralbeschleunigung von einem Fahrzeug und ein Seitenaufprallereignis zu detektieren. Wenn der Lateralbeschleunigungssensor eine Lateralbeschleunigung oberhalb oder unterhalb eines bestimmten vorbestimmten Grenzwerts detektiert, kann die Auslösesteuervorrichtung den oder die entsprechenden Seitenairbags auslösen, um die Fahrzeuginsassen zu schützen. Obgleich auf Grund der gegenwärtigen Auslösevorrichtungen sicherere Fahrzeuge bereitgestellt werden als jene, welche keine Auslöse- und Detektionsvorrichtungen aufweisen, können manche derartige Vorrichtungen unbeabsichtigt fehlzünden, wodurch ein Auslösen eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems verursacht wird, wenn ein Crashereignis oder Überschlagereignis bzw. Überrollereignis nicht tatsächlich auftritt. Derartige Fehlzündungen können Fahrzeuginsassen verletzen, Fahrzeugeninsassen alarmieren bzw. erschrecken, was zu einem Unfall führen kann, und Fahrzeugeigentümern große Summen an Geld kosten, um die Insassenrückhaltesysteme neu zu verpacken oder zurück zu setzen. Darüber hinaus können bestimmte Auslösevorrichtungen während eines Crashs unbeabsichtigt Überschlagrückhaltesysteme anstelle von einem Crashsystem auslösen, oder ein Crashrückhaltesystem während eines Überschlagereignisses auslösen.

Was daher benötigt wird, ist eine Überschlag- bzw. Überrolldetektionsvorrichtung, welche dazu geeignet ist zwischen einem Crash (frontaler Aufprall und seitlicher Aufprall), einem Überschlag und sicheren Ereignissen zu unterscheiden, um das Fehlzünden von Crash- und Überschlaginsassenrückhaltesystemen zu vermeiden. Ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche dazu geeignet sind Autoüberschlagereignisse zu detektieren, indem sie existierende Fahrzeugdatensensoren verwenden, und zu bestätigen, dass ein Überschlag- oder ein Crashereignis stattfindet, würden vermeiden, dass Insassenrückhaltesysteme unbeabsichtigt gezündet werden.

Die Erfindung stellt eine verbesserte Überschlagdetektionsvorrichtung bereit, welche verwendet werden kann, um zu bestimmen, wann verschiedene Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme aktiviert werden sollen. Die Überschlagdetektionsvorrichtung kann einen Längsbeschleunigungssensor, einen Seitenbeschleunigungssensor, einen Vertikalbeschleunigungssensor, einen Lateralbeschleunigungssensor, einen Wankratesensor, einen Initialwankwinkeldetektor, einen Gierratesensor, einen Driftwinkeldetektor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einen Radstatussensor aufweisen. Die Überschlagdetektionsvorrichtung kann adaptiert sein, um einen ersten Überschlag- bzw. Überrollgrenzwert in Antwort auf die Wankrate und den Wankwinkeldetektor zu bestimmen, und berechnet einen angepassten Grenzwert als eine Funktion von dem vorherbestimmten Überschlagsgrenzwert und der Lateralbeschleunigung. Die Überschlagdetektionsvorrichtung kann auch adaptiert sein, um einen zweiten Überschlaggrenzwert in Antwort auf die Lateralbeschleunigung, die Gierrate, den Driftwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Radstatus zu bestimmen. Die Überschlagdetektionsvorrichtung kann ferner adaptiert sein, um ein Steuersignal in Antwort auf den ersten oder den zweiten Grenzwert zu generieren.

1 stellt ein Auto dar, in welchem eine Ausführungsform der Erfindung angewandt ist.
2 stellt ein vereinfachtes Fahrzeugüberschlagsmodell bei einer Überschlagsbedingung dar.
3 zeigt einen Graph der Wankrate über dem Wankwinkel, wobei ein bewegungsenergiebasierender bzw. ein auf der kinetischen Energie basierender Überschlaggrenzwert gezeigt ist.
4A stellt einen Graph der Lateralbeschleunigung über der Lateralgeschwindigkeit dar, wobei ein lateralenergiebasierender Übeschlagdetektionsgrenzwert gezeigt ist.
4B zeigt den Driftwinkel von einem Fahrzeug und die zugehörigen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
5 ist ein Blockdiagramm von einer Ausführungsform der Erfindung.
6 stellt ein logisches Ablaufdiagramm von einem Verfahren von einer Ausführungsform der Erfindung dar.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren von einem Autoüberschlag bereit. Einige Ausführungsformen der Erfindung können in verschiedenen Arten von Autos verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Überschlagereignis bzw. Überrollereignis oder ein Crashereignis bzw. Zusammenstossereignis auftritt. Manche Ausführungsformen können verwendet werden, um auf das Detektieren (oder Erfassen) eines Überschlagereignisses ein oder mehrere Insassenrückhaltesysteme anzuwenden bzw. auszulösen, um Fahrzeuginsassen zu schützen. Manche Ausführungsformen der Erfindung können verwendet werden, um zwischen Überschlag- und Nichtüberschlagereignissen zu unterscheiden, indem existierende Fahrzeugdatensensoren verwendet und Überschlagereignisse bestätigt werden, um sicher zu stellen, dass Insassenrückhaltesysteme nicht während Nichtüberschlagereignissen oder anderen Nichtzusammenstoßereignissen ausgelöst werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht von einem Auto, in welchem eine Ausführungsform von einer Überschlagdetektionsvorrichtung verwendet wird. Wie gezeigt, weist ein Fahrzeug 100 eine Überschlagdetektionsvorrichtung 105 auf, welche mit einem Insassenrückhaltesystem 110 verbunden ist. Obgleich das Fahrzeug 100 als ein Auto dargestellt ist, kann das Fahrzeug 100 jede Art von Fahrzeug sein, einschließlich eines LKWs, eines Kleintransporters bzw. Vans, eines Geländewagens oder eines anderen Kraftfahrzeuges. Die Überschlagdetektionsvorrichtung 105 kann im allgemeinen einen Steuerkreis 115 (Steuerkreis kann auch Steuermodul oder Steller/Regler bedeuten), einen Wankratesensor 120, einen Wankwinkeldetektor 125, einen Längsbeschleunigungssensor 130, einen Seitenbeschleunigungssensor 135, einen Seitensatellitendrucksensor 137, einen Vertikalbeschleunigungssensor 140, einen Gierratesensor 145, einen Driftwinkelsensor 150, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 155, einen Radstatussensor 160 und einen Lateralbeschleunigungssensor 165 aufweisen. In manchen Ausführungsformen der Erfindung können auch andere Sensoren verwendet werden, und manche der Sensoren 120-165 können verwendet werden, um Signaleingänge bzw. -eingaben für zusätzliche Algorithmen zu generieren oder um auf den Sensorsignalen basierende Daten zu berechnen, welche in manchen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können. Zum Beispiel können der Wankwinkeldetektor 125 und/oder der Driftwinkeldetektor 150 Sensoren sein oder basierend auf zumindest einem anderen Sensorsignal oder anderen Daten berechnet werden.
Außerdem können die gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendeten Sensoren 120-165 Sekundärteile aufweisen, so dass die Sensoren 120-165 Daten von verschiedenen Teilen von dem Fahrzeug 100 erfassen können. Zum Beispiel kann der Lateralbeschleunigungssensor 165 zwei Sensoren 165a und 165b aufweisen, und der Radstatussensor 160 kann mehrere Sensoren 160a, 160b, 160c (nicht gezeigt) und 160d (nicht gezeigt) aufweisen, um für jedes Rad von dem Fahrzeug 100 Daten aufzuzeichnen. Die Sensoren, welche gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, können elektrisch oder kabellos mit dem Steuerkreis 115, einem beliebigen anderen Sensor oder einem anderen Fahrzeugdatensystem verbunden sein. Der Fachmann wird verstehen, dass die Platzierung der Sensoren in 1 nur dem informatorischen Zweck dient und dass die tatsächliche Platzierung der Sensoren von der Implementierung von den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung abhängig ist.
Der Steuerkreis 115 kann verschiedene Merkmale zum Steuern der Überschlagdetektionsvorrichtung 105 aufweisen. Der Steuerkreis 115 kann eine beliebige Anzahl von Eingängen und Ausgängen in Abhängigkeit von der Implementierung der Überschlagdetektionsvorrichtung 105 aufweisen. Der Steuerkreis 115 kann auf einem Mikroprozessor basieren oder mit Software, Hardware oder einer Kombination von beiden implementiert bzw. ausgeführt sein. Zusätzlich kann der Steuerkreis 115 zum Empfangen und Übertragen von kabellosen Signalen an die Sensoren oder an andere kabellose Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein Notrufsystem oder ein Autoreparatursystem, geeignet sein. Der Steuerkreis 115 kann auch für das Insassenrückhaltesystem 110 herangezogen sein, oder das Insassenrückhaltesystem 110 kann seine eigene Steuervorrichtung aufweisen. Der Steuerkreis 115 kann verwendet werden, um einen ersten Überschlaggrenzwert in Antwort auf ein Wankratesignal und ein Initialwankwinkelsignal und einen zweiten Überschlaggrenzwert in Antwort auf ein Lateralgeschwindigkeitssignal und ein Lateralbeschleunigungssignal zu bestimmen. Die Überschlaggrenzwerte können ein bewegungsenergiebasierender oder ein lateralbewegungsenergiebasierender Hinweis auf einen Fahrzeugüberschlag sein, und können dynamische Grenzwerte, statische Grenzwerte oder beides sein. Zum Beispiel kann der Steuerkreis 115 in manchen Ausführungsformen verwendet werden, um einen angepassten Grenzwert zu berechnen, welcher auf dem Lateralbeschleunigungssignal und dem bewegungsenergiebasierenden bzw. dem lateralbewegungsenergiebasierenden Überschlaggrenzwert basiert. Dieses Merkmal von manchen Ausführungsformen der Erfindung ermöglicht es, dass die Überschlagdetektionsvorrichtung sowohl langsame als auch schnelle Überschlagereignisse detektiert. Der Steuerkreis 115 kann auch ein oder mehrere Sicherheitsmodule oder andere Redundanzverfahren verwenden, um zu bestätigen, dass der bewegungsenergiebasierende oder der lateralenergiebasierende Grenzwert überschritten wurde, wodurch darauf hingewiesen wird, dass ein Überschlagereignis aufgetreten ist. Der Steuerkreis 115 kann auch das Insassenrückhaltesystem 110 steuern und initiieren.
Zusätzlich zu dem Steuerkreis 115 können die Überschlagdetektionsvorrichtung 105 und das Insassenrückhaltesystem 110 verschiedene Rückhaltevorrichtungen aufweisen. Derartige Vorrichtungen können einen aufblasbaren Curtainairbag bzw. Vorhangairbag 117, einen Fahrerfrontairbag 175, einen Beifahrerfrontairbag 180, einen Seitenairbag 185, einen Gurtretraktor (nicht gezeigt) und einen pyrotechnischen Schlossstrammer (nicht gezeigt) aufweisen. Eine oder mehrere dieser Rückhaltevorrichtungen können in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, und der Steuerkreis 115 kann adaptiert sein, um die Rückhaltevorrichtungen zu derselben Zeit oder in unterschiedlichen Zeitintervallen zu aktivieren. Der Steuerkreis 115 kann auch verwendet werden, um die Betätigung von jeder der Rückhaltevorrichtungen 170-185 zu steuern. Außerdem können in manchen Ausführungsformen verschiedene andere Sensoren und separate Steuervorrichtungen verwendet werden, um jede von den Insassenrückhaltevorrichtungen 170-185 zu steuern. Der Steuerkreis 115 kann die
Rückhaltevorrichtungen mittels Generierens einer oder mehrerer Steuersignale in Antwort auf den Bewegungsenergiegrenzwert oder den Lateralbewegungsenergiegrenzwert auslösen.
In den 2 und 3 ist bezüglich eines Fahrzeugs 100 ein bewegungsenergiebasierendes Kriterium für einen Starrkörper basierend auf der Fahrzeugkinematik gezeigt. Der Grenzwert basiert auf dem Betrag der Potentialenergie, welche benötigt wird, um die Bewegungsenergie bzw. die kinetische Energie von einem Fahrzeug zu überwinden, um ein Fahrzeug zu rollen. Die Potentialenergie, welche benötigt wird, um ein Wanken des Fahrzeugs zu verursachen, ist abhängig von der Höhenänderung (ΔH) des Schwerpunkts (O) von der Normalruhelage (nicht gezeigt) aus. Die Potentialenergie kann ausgedrückt werden als: E1 = ΔHmg = (L-h)mg,wobei m die Fahrzeugsmasse ist, g die Erdbeschleunigung ist, L die Distanz zwischen dem Schwerpunkt (O) und dem Roll- bzw. Wankpunkt B ist und h die Distanz zwischen dem Schwerpunkt (O) und der Fahrbahn unter Normalbetriebsbedingungen ist. Ferner besteht die Gesamtenergie, welche ein Fahrzeug aufweist, aus der Potentialenergie und der kinetischen Energie, wobei die kinetische Energie ausgedrückt werden kann als: E2 = (L × sin(α+θ)-h)mg + ((I0ω2)/2),wobei θ die Winkelverschiebung ist, I₀ das Trägheitsmoment von dem Fahrzeug bezüglich dem Körperschwerpunkt (O) ist und ω die Fahrzeugrotationsgeschwindigkeit ist. Wenn die kinetische Energie (E2) größer ist als die potentielle Energie (E1), dann wird ein Fahrzeugüberschlag auftreten. Beim Bestimmen der Bedingungen, unter welchen ein Fahrzeugüberschlag auftreten kann, unter Verwendung eines bewegungsenergiebasierenden Grenzwertes kann ein Index (oder eine Größe) I_Index definiert werden als: IIndex = E1-E2,welcher, wenn obige Gleichungen eingesetzt werden, ist: IIndex = L(1-sin(α+θ)mg-((I0ω2)/2),wobei α=tan^-1(2h_cg/T) ist, was ein Stabilitätsindex zum Bestimmen des Auslösepunkts (oder Überschlagspunkt) von einem Fahrzeug ist. Der in 3 dargestellte Graph zeigt die Wankrate (ω) über dem Wankwinkel (θ), um darzustellen, dass der Überschlag-/Nichtüberschlaggrenzwert nahezu linear ist. Ein derartiger Grenzwert kann von manchen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, um zu detektieren, wann ein Überschlagereignis auftritt. Manche Ausführungsformen der Erfindung verwenden auch einen Lateralbewegungsenergiegrenzwert, um Überschlagereignisse zu detektieren.
4A zeigt einen Graph der Lateralbeschleunigung über der Lateralgeschwindigkeit, wobei ein lateralenergiebasierender Überschlagdetektionsgrenzwert gezeigt ist. Der Lateralbewegungsenergiegrenzwert kann einen Lateralbeschleunigung-gegen-Lateralgeschwindigkeit-Grenzwert verwenden, um Überschlagereignisse zu detektieren. Wie gezeigt, wenn die Lateralgeschwindigkeit und die Lateralbeschleunigung von einem Fahrzeug oberhalb des Lateralbewegungsenergiegrenzwertes sind, dann wird ein Überschlagereignis auftreten, und, wenn die Lateralgeschwindigkeit und die Lateralbeschleunigung von einem Fahrzeug unterhalb des Lateralbewegungsenergiegrenzwertes sind, dann wird ein Überschlagereignis nicht auftreten. Dieses Merkmal der Ausführungsformen der Erfindung kann ermöglichen, dass eine Überschlagdetektionsvorrichtung ein Überschlagereignis früher als mit einem bewegungsenergiebasierenden Grenzwert detektiert, da die Menge der Lateralenergie, welche von/aus der Vorwärtsenergie transferiert bzw. übertragen wird, berechnet und verwendet werden kann, um die Existenz bzw. das Auftreten von einem Überschlagereignis zu bestimmen. Die Lateralenergie von einem Fahrzeug kann berechnet werden durch: E = 0,5m(v2 2-v1 2),wobei m die Fahrzeugsmasse ist und v₁ und v₂ Lateralgeschwindigkeiten sind, welche ein Fahrzeug zu verschiedenen Zeitpunkten aufweisen kann. Wie 4B zeigt, kann die Lateralgeschwindigkeit V_y näherungsweise als V_y=V_x·tan (β) berechnet werden, wobei V_x die Längsgeschwindigkeit und β der Driftwinkel ist. Wie in 4B gezeigt, wird ein Teil der Vorwärtsenergie des Fahrzeugs auf die Lateralenergie übertragen bzw. in Lateralenergie umgewandelt, wenn sich ein Fahrzeug überschlägt. Und, wenn die Lateralbeschleunigung und die Lateralgeschwindigkeit von einem Fahrzeug den Lateralenergiegrenzwert in 4A überschreiten, dann kann ein Wankereignis auftreten und wird mittels den verschiedenen Ausführungsformen von der Erfindung detektiert werden. Manche Ausführungsformen der Erfindung können auch den Initialwankwinkel und die Wankrate in einem derartigen Lateralenergiegrenzwert verwenden, um die Überschlagsneigung für ein Fahrzeug bzw. von einem Fahrzeug zu bestimmen, welches einen Initialwinkel auf Grund der Fahrflächeneigenschaften aufweist.
5 ist ein Blockdiagramm von einer Ausführungsform von einer Überschlagdetektionsvorrichtung 500. Im Allgemeinen kann die Vorrichtung 500 insgesamt eine Mehrzahl von Dateneingängen 505-550, ein Steuermodul 580 und einen Ausgang bzw. eine Ausgabe 595 aufweisen. Die Mehrzahl von Dateneingängen bzw. Dateneingaben kann ein Längsbeschleunigungssensorsignal 505, ein Seitenbeschleunigungsbeschleunigungssensorsignal 510, ein Vertikalbeschleunigungssignal 515, ein Wankratesignal 520, ein Lateralbeschleunigungssensorsignal 525, ein Initialwankwinkelsignal 530, ein Gierratesignal 535, einen Driftwinkel 540, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 545 und ein Radstatussignal 550 aufweisen. Manche von den Signalen 505-550 können mittels eines oder mehrerer Sensoren gemessen werden, oder können mittels Daten von einem oder mehreren Sensoren berechnet werden. Zum Beispiel kann das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 545 oder das Radstatussignal 550 in manchen Ausführungsformen aus Daten berechnet werden, welche an einem oder mehreren Sensoren gemessen werden, welche Daten nahe den Rädern von einem Auto erfassen. Die Vorrichtung 500 kann auch verschiedene Verknüpfungsglieder bzw. Logic Gates 590A-E aufweisen, welche zum Erzeugen eines Ausgangs 595 in Antwort auf das Ausgangssignal 582 des Steuermoduls 580 geeignet sind. Der Fachmann wird verstehen, dass jede Kombination von Verknüpfungsgliedern zusätzlich oder an Stelle von den UND und ODER Verknüpfungsgliedern 590A-E verwendet werden kann.
Das Steuermodul 580 kann eine Mehrzahl von Signalen 520-545 empfangen und kann einen Ausgang 582 in Antwort auf die Mehrzahl von Signalen 520-545 bereitstellen. Das Steuermodul 580 kann auch einen ersten und einen zweiten Grenzwert in Antwort auf die Mehrzahl von Signalen 520-545 bestimmen und kann einen Ausgang 582 in Antwort auf den ersten und den zweiten Grenzwert bereitstellen. Zum Beispiel kann in manchen Ausführungsformen das Steuermodul 580 einen bewegungsenergiebasierenden Grenzwert in Antwort auf das Wankratesignal 520, das Lateralbeschleunigungssignal 525 und das Initialwankwinkelsignal 530 bestimmen. Das Steuermodul 580 kann zusätzlich einen lateralenergiebasierenden Grenzwert in Antwort auf das Lateralbeschleunigungssignal 525, das Gierratesignal 535, das Driftwinkelsignal 540 und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 545 bestimmen. Zusätzlich kann das Steuermodul 580 adaptiert oder konfiguriert sein, um den bewegungsenergiebasierenden Grenzwert oder den lateralenergiebasierenden Grenzwert dynamisch zu aktualisieren, so dass die Grenzwerte als eine Funktion von den Signalen 520-545 geändert werden können. In manchen Ausführungsformen kann ein High-g- oder ein Low-g-Sensor ein High-g- bzw. ein Low-g-Signal an das Steuermodul 580 bereitstellen. Zum Beispiel kann für den bewegungsenergiebasierenden Grenzwert ein High-g-Lateralbeschleunigungssignal an das Steuermodul 580 bereitgestellt werden, und für den lateralenergiebasierenden Grenzwert kann ein Low-g-Lateralbeschleunigungssignal an das Steuermodul 580 bereitgestellt werden. Dieses Merkmal von manchen Ausführungsformen der Erfindung kann ermöglichen, dass das Steuermodul 580 sowohl ein High-g- als auch ein Low-g-Signal empfängt, beide Signale beim Bestimmen von zumindest einem Grenzwert verwendet und eine Antwort auf zumindest einen Grenzwert bereitstellt.
Manche Ausführungsformen der Vorrichtung 500 können auch Sicherheitsmodule aufweisen, welche auch eine Mehrzahl von Signalen empfangen und eine Antwort auf die empfangenen Signale bereitstellen können. Zum Beispiel kann ein Sicherheitsmodul 570 das Vertikalbeschleunigungssignal 515 und das Lateralbeschleunigungssignal 525 empfangen. In manchen Ausführungsformen können das Vertikalbeschleunigungssignal 515 und das Lateralbeschleunigungssignal 525 High-g- oder Low-g-Signale sein. Das Sicherheitsmodul 570 kann auch adaptiert sein, um ein Signal 572 in Antwort auf das Vertikalbeschleunigungssignal 515 und das Lateralbeschleunigungssignal 525 bereitzustellen. Das Signal 572 kann bestätigen, dass ein Überschlagereignis detektiert worden ist. Das Sicherheitsmodul 570 kann ferner adaptiert sein, um ein Signal 572 bereitzustellen, wenn das Lateralbeschleunigungssignal größer ist als ungefähr 0,7g, und wenn das Vertikalbeschleunigungssignal größer ist als ungefähr 0,5g. In anderen Ausführungsformen können andere Lateralbeschleuniguns- und Vertikalbeschleunigungsauslösepunkte verwendet werden, um die Detektion von einem Überschlagereignis zu bestätigen. Das Signal 572 kann auch als Eingang bzw. als eine Eingabe für das Sicherheitsmodul 585 bereitgestellt werden.
In manchen Ausführungsformen kann auch das Sicherheitsmodul 585 verwendet werden, um zu bestätigen, dass ein Überschlagereignis detektiert worden ist. Das Sicherheitsmodul 585 kann das Signal 572 (der Ausgang von dem Sicherheitmodul 570), dass Wankratesignal 520, das Lateralbeschleunigungssignal 525 und das Radstatussignal 550 empfangen. Manche von diesen Signalen können High-g- oder Low-g-Signale sein, wodurch ermöglicht wird, dass das Sicherheitsmodul Signale mit hoher oder niedriger Auflösung empfängt, um das Auftreten von einem Überschlagereignis zu bestätigen. Das Sicherheitsmodul 585 kann adaptiert sein, um ein Ausgangssignal 587 bereitzustellen, das ein Überschlagereignis bestätigen kann. Zum Beispiel kann das Sicherheitsmodul 585 in manchen Ausführungsformen ein Überschlagereignis bestätigen, wenn das Wankratesignal 520, das Lateralbeschleunigungssignal 525 und das Radstatussignal 550 auf ein Überschlagereignis hinweisen. Das Wankratesignal 520 kann auf ein Überschlagereignis hinweisen, wenn die Wankrate ungefähr 30 Grad pro Sekunde bis ungefähr 40 Grad pro Sekunde überschreitet; das Lateralbeschleunigungssignal 525 kann auf ein Überschlagereignis hinweisen, wenn die Lateralbeschleunigung ungefähr 0,7g überschreitet; und das Radstatussignal 550 kann auf ein Überschlagereignis hinweisen, wenn ein Radlastsensor anzeigt, dass ein Rad nicht länger mit der Fahrfläche in Kontakt ist.
Die Vorrichtung 500 kann auch adaptiert sein, um ein Überschlagereignis durch Unterscheiden zwischen Überschlag- und Nichtüberschlagereignissen unter Verwendung des Längsbeschleunigungssignals 505 zu bestätigen. Im Allgemeinen unterscheidet sich die Längsbeschleunigung für Front- oder Front-Offset-Crash-Zonen und für Überschlagereignisse um eine Dezimaldifferenz. Beim Auftreten von Überschlagereignissen ist die Längsbeschleunigung ungefähr gleich oder weniger als 1g, und beim Auftreten von Front-/Front-Offset-Crashs beträgt die Längsbeschleunigung in der Crashzone über 30g, und kann manchmal gleich ungefähr 100g sein. Folglich können manche Ausführungsformen adaptiert sein, um ein Überschlagereignis von einem Front- oder einem Front-Offset-Aufprall 555 zu unterscheiden und können ein Front-Aufprallsignal in Antwort auf das Längsbeschleunigungssignal 505 erzeugen. Manche Ausführungsformen können einen 10g bis 15g Grenzwert zum Unterscheiden zwischen Crashereignissen und Überschlagereignissen verwenden. Manche Ausführungsformen können ein logisches Hoch oder Niedrig in Antwort auf das Längsbeschleunigungssignal 505 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Implementierung der Vorrichtung 500 erzeugen.
Die Vorrichtung 500 kann auch adaptiert sein, um ein Überschlagereignis durch Unterscheiden zwischen Überschlag- und Nichtüberschlagereignissen unter Verwendung des Seitensatellitenbeschleunigungssignals 510 zu bestätigen. Die Lateralbeschleunigungen für Überschlag- und Seitenaufprallcrashs sind bei diesen Arten von Crashereignissen schwer zu unterscheiden. Folglich werden zwei zusätzliche Signale, Seitensatellitenbeschleunigung/ -druck und Wankrate, verwendet, um diese zwei Crashereignisarten zu unterscheiden. In manchen Ausführungsformen kann ein Satellitenbeschleunigungssensor an einem niedrigen Ort der B-Säule installiert sein, und ein Satellitendrucksensor kann in einer Türkavität montiert sein. Zumindest einer dieser Sensoren sollte zum Seitenaufprallschutz in dem Fahrzeug sein. Wenn ein Fahrzeug schlingert, kann das Fahrzeug dazu tendieren sich zu überschlagen, und ein Wankratesensor kann eine große Wankrate generieren. Wenn das Fahrzeug jedoch einen Seitenaufprall erfährt, können die Satellitensensoren einen großen Betrag an Signalen mit niedrigeren Wankratewerten aufzeichnen, und dieser Unterschied kann verwendet werden, um Seitenaufprallereignisse von Überschlagereignissen zu unterscheiden. Folglich können manche Ausführungsformen adaptiert sein, um ein Überschlagereignis von Seitenaufprallereignissen 560 zu unterscheiden, und können ein Frontaufprallsignal in Antwort auf die Satellitensignale 510 generieren. Manche Ausführungsformen können ein logisches Hoch oder Niedrig in Antwort auf die Seitensatellitensignale 510 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Implementierung der Vorrichtung 500 generieren.
6 stellt ein logisches Flussdiagramm von einem Verfahren 600 von einer Ausführungsform der Erfindung dar. Bei 605 kann die Überschlagdetektionsvorrichtung eine Mehrzahl von Signalen, welche die Autobewegungsdaten repräsentieren, empfangen. Die Mehrzahl von Datensignalen kann ein Vertikalbeschleunigungssignal, ein Wankratesignal, ein Lateralbeschleunigungssignal, ein Initialwankwinkelsignal, ein Lateralbeschleunigungssignal, ein Gierratesignal, ein Driftwinkelsignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und ein Radstatussignal aufweisen. Zusätzlich kann die Überschlagdetektionsvorrichtung ein Längsbeschleunigungssignal, ein Seitensatellitenbeschleunigungssignal und ein Seitensatellitendrucksignal empfangen. Die Überschlagdetektionsvorrichtung kann die Signale von verschiedenen Autosensoren empfangen, oder die Signale können aus einem oder mehreren Datensätzen, welche durch einen Autosensor abgetastet wurden, berechnet werden. Nach dem Empfangen der Mehrzahl von Datensignalen, kann die Überschlagdetektionsvorrichtung einen ersten und einen zweiten Überschlaggrenzwert bei 610 bzw. 615 bestimmen. Ein Grenzwert kann ein bewegungsenergiebasierender bzw. ein auf der kinetischen Energie basierender Grenzwert sein und kann eine Funktion von der Wankrate und dem Wankwinkel sein. Ein anderer Grenzwert kann auf der Lateralenergie basieren und kann eine Funktion von dem Lateralbeschleunigungssignal, dem Gierratesignal, dem Driftwinkelsignal und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal sein. Mittels dieses Grenzwertmerkmals von manchen Ausführungsformen der Erfindung können softtrip-Überschlagereignisse, hardtrip-Überschlagereignisse und langsamere Überschlagcrashs früher detektiert werden als mit dem bewegungsenergiebasierenden Grenzwert.
Bei 620 und 625 kann die Überschlagdetektionsvorrichtung eine Antwort auf den ersten bzw. den zweiten Grenzwert bereitstellen, welche darauf hinweisen können, dass ein Überschlagereignis stattfindet oder nicht stattfindet. Bei 630 kann die Überschlagdetektionsvorrichtung adaptiert sein, um zwischen einem Überschlagereignis und einem Seitenaufprall- oder einem Frontaufprallereignis zu unterscheiden. Diese Unterscheidung kann in Antwort auf ein Längsbeschleunigungssignal bzw. in Antwort auf ein Seitensatellitenbeschleunigungssignal und ein Seitensatellitendrucksignal erfolgen. Bei 635 kann die Überschlagdetektionsvorrichtung gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung auch adaptiert sein, um ein Überschlagereignis in Antwort auf ein Vertikalbeschleunigungssignal, ein Lateralbeschleunigungssignal, ein Wankratesignal und ein Radstatussignal zu bestätigen. Zum Beispiel können manche Ausführungsformen der Überschlagdetektionsvorrichtung bestätigen, dass ein Überschlagereignis aufgetreten ist, wenn ein Vertikalbeschleunigungssignal und ein Lateralbeschleunigungssignal einen bestimmten vorbestimmten Grenzwert überschreiten. Zusätzlich können manche Ausführungsformen bestätigen, dass ein Überschlagereignis aufgetreten ist, wenn ein Wankratesignal, ein Lateralbeschleunigungssignal und Radstatussignal ein vorbestimmtes logisches Level oder einen Grenzwert, welche darauf hinweisen, dass sich ein Überschlagereignis ereignen kann, erreichen.
Und bei 640 kann die Überschlagdetektionsvorrichtung ferner adaptiert sein, um ein Steuersignal bereitzustellen, um ein Insassenrückhaltesystem zu aktivieren. In manchen Ausführungsformen kann das Steuersignal das Insassenrückhaltesystem nur aktivieren, wenn ein Überschlag bestätigt wurde, während in anderen eine solche Bestätigung nicht notwendig sein muss. Das Steuersignal kann eine beliebige Kombination von Insassenrückhaltesystemen, aufweisend Frontairbags, Seitenairbags, Vorhangairbags, Sicherheitsgurtretraktoren und einen oder mehrere pyrotechnischen Schlossstrammer, aktivieren. Andere Insassenrückhaltesysteme können auch mittels des Steuersignals aktiviert werden, und in manchen Ausführungsformen kann das Steuersignal ein oder mehrere Rückhaltesysteme in einer bestimmten vorbestimmten Abfolge oder in vorbestimmten Zeitintervallen aktivieren. Der Fachmann wird verstehen, dass das Verfahren 600 nur eine Ausführungsform von einem Verfahren zum Detektieren von Autoüberschlagereignissen ist, und das andere Verfahren gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung möglich sind. Der Fachmann wird auch verstehen, dass das Verfahren 600 in alternativen Abfolgen beim Detektieren von Autoüberschlagereignissen durchgeführt werden kann.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Überschlagdetektionsvorrichtung bereit, welche geeignet ist zum Detektieren von Überschlagereignissen, welche von gegenwärtigen Detektionssystemen bzw. Detektionsvorrichtungen nicht effektiv detektiert werden können. Zum Beispiel können manche Ausführungsformen der Erfindung niedrige g-, Soiltrip-, S-Turn-, J-Turn- und langsame Roll-Überschlagereignisse detektieren, wobei sie Böschungen, Nach-Unten-Abfallen und kritische Rutschgeschwindigkeit von einem Wankereignis gegenüber einem Nicht-Wank-Ereignis unterscheiden. Manche Ausführungsformen können auch Signale verwenden, welche auch von Systemen verwendet werden können, welche die Aufgabe bzw. die Funktion aufweisen, Überschlagereignisse zu verhindern, anstatt auf Überschlagereignisse zu reagieren bzw. zu antworten. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind, obwohl schwierige Wankereignisse detektiert werden, auch geeignet, um die weniger schwierigen Überschlagereignisse ohne Opfern von Leistungseigenschaften beim Detektieren der weniger schwierigen Überschlagereignisse zu detektieren.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wurden mit Bezug auf die oben diskutierten Ausführungsformen beschrieben, jedoch sollte die Erfindung nicht derart interpretiert werden, dass sie nur diese Ausführungsformen abdeckt. Vielmehr sind diese Ausführungsformen nur exemplarische Ausführungsformen. Variationen der obigen exemplarischen Ausführungsformen können sich dem Fachmann oder anderen ohne Abweichung von dem Geist und dem Umfang der Erfindung andeuten. Daher sollen nur die angehängten Ansprüche und ihr voller Äquivalenzumfang den vollen Umfang der Erfindung definieren.

Claims

Kraftfahrzeug-Überschlagdetektionsvorrichtung, aufweisend: ein Steuermodul, um einen ersten Satz und einen zweiten Satz von Signalen zu empfangen und um einen ersten Grenzwert in Antwort auf den ersten Satz von Signalen zu bestimmen und um einen zweiten Grenzwert in Antwort auf den zweiten Satz von Signalen zu bestimmen und um ein erstes Signal in Antwort auf den ersten Grenzwert bereitzustellen und um ein zweites Signal in Antwort auf den zweiten Grenzwert bereitzustellen und um ein Steuersignal in Antwort auf das erste und das zweite Signal bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Grenzwert auf der kinetischen Energie basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Grenzwert auf der Lateralbewegungsenergie basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul ferner adaptiert ist, um ein Frontaufprallsignal in Antwort auf ein Längsbeschleunigungssignal bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul ferner adaptiert ist, um ein Seitenaufprallsignal in Antwort auf ein Satellitenbeschleunigungssignal und ein Satellitendrucksignal bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Satz von Signalen ein Vertikalbeschleunigungssignal, ein Wankratesignal, ein Lateralbeschleunigungssignal und ein Initialwankwinkelsignal aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Satz von Signalen ein Lateralbeschleunigungssignal, ein Gierratesignal, ein Driftwinkelsignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und ein Radstatussignal aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Grenzwert eine Funktion von einem Wankratesignal und einem Wankwinkelsignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Grenzwert eine Funktion von einem Lateralbeschleunigungssignal, einem Gierratesignal, einem Driftwinkelsignal, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und einem Radstatussignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul ein Bestätigungssignal in Antwort auf zumindest eines von einem Vertikalbeschleunigungssignal und einem Lateralbeschleunigungssignal bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul ein Bestätigungssignal in Antwort auf ein Wankratesignal, ein Lateralbeschleunigungssignal und ein Radstatussignal bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuersignal adaptiert ist, um ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem zu aktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Fahrzeuginsassenrückhaltesystem aus der Gruppe, welche aus einem Airbag, einem Seitenairbag, einem Vorhangairbag, einem Sicherheitsgurtretraktor und einem pyrotechnischen Schlossstrammer besteht, ausgewählt ist.
Verfahren zum Detektieren eines Fahrzeugüberschlags, aufweisend: Empfangen von einer Mehrzahl von Datensignalen, Bestimmen eines ersten Überschlaggrenzwerts in Antwort auf einen ersten Satz von Datensignalen, Bestimmen eines zweiten Überschlaggrenzwerts in Antwort auf einen zweiten Satz von Datensignalen, Bereitstellen eines Steuersignals in Antwort auf zumindest einen von dem ersten und dem zweiten Grenzwert.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Steuermodul das Bestätigungssignal bereitstellt, wenn die Lateralbeschleunigung kleiner als ungefähr 0,7g ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Steuermodul das Bestätigungssignal bereitstellt, wenn die Vertikalbeschleunigung kleiner als ungefähr 0,5g ist.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend das Auslösen eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems in Antwort auf das Steuersignal.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend das Bereitstellen eines Fronaufprallsignals in Antwort auf ein Längsbeschleunigungssignal.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend das Bereitstellen eines Seitenaufprallsignals in Antwort auf ein Satellitenbeschleunigungssignal und ein Satellitendrucksignal.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend das Bereitstellen eines Bestätigungssignals in Antwort auf ein Vertikalbeschleunigungssignal und ein Lateralbeschleunigungssignal.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend das Bereitstellen eines Bestätigungssignals in Antwort auf ein Wankratesignal, ein Lateralbeschleunigungssignal, und ein Radstatussignal.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste Grenzwert ein Bewegungsenergiegrenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Grenzwert ein Lateralenergiegrenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste Grenzwert eine Funktion von einem Wankratesignal und einem Wankwinkelsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Grenzwert eine Funktion von einem Lateralbeschleunigungssignal, einem Gierratesignal, einem Driftwinkelsignal und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste Satz von Datensignalen ein Vertikalbeschleunigungssignal, ein Wankratesignal, ein Lateralbeschleunigungssignal und ein Initialwankwinkelsignal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Satz von Datensignalen ein Lateralbeschleunigungssignal, ein Gierratesignal, ein Driftwinkelsignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und ein Radstatussignal aufweist.
Kraftfahrzeug-Überschlagdetektionsvorrichtung, aufweisend: einen Steuerkreis, um ein Lateralbeschleunigungssignal, ein Gierratesignal, ein Driftwinkelsignal und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu empfangen und um einen Grenzwert in Antwort auf das Lateralbeschleunigungssignal, das Gierratesignal, das Driftwinkelsignal und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu bestimmen und um ein erstes Signal in Antwort auf den Grenzwert bereitzustellen, ein Sicherheitsmodul, um ein Radstatussignal, ein Vertikalbeschleunigungssignal, ein Wankratesignal und das Lateralbeschleunigungssignal zu empfangen und um ein zweites Signal in Antwort auf das Radstatussignal, das Vertikalbeschleunigungssignal, das Wankratesignal und das Lateralbeschleunigungssignal bereitzustellen, und einen Ausgang, um ein Ausgangssignal in Antwort auf das erste und das zweite Signal bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der Grenzwert auf der Lateralbewegungsenergie basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der Grenzwert eine Funktion von dem Lateralbeschleunigungssignal, dem Gierratesignal, dem Driftwinkelsignal und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das Sicherheitsmodul das zweite Steuersignal bereitstellt, wenn das Radstatussignal, das Vertikalbeschleunigungssignal und das Lateralbeschleunigungssignal auf ein Überschlagereignis hinweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das Ausgangssignal adaptiert ist, um ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem zu aktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 32, wobei das Fahrzeuginsassenrückhaltesystem aus der Gruppe, welche aus einem Airbag, einem Seitenairbag, einem Vorhangairbag, einem Sicherheitsgurtretraktor und einem pyrotechnischen Schlossstraffer besteht, ausgewählt ist.