DE19960644A1 - Regelbares Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Es wird ein regelbares Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, welches wenigstens einen Crash-Sensor, der einen Aufprall sensiert und ein entsprechendes Signal generiert, sowie eine Anzahl von Rückhaltekomponenten, wie Airbags, Gurtstraffer, Kniepolster und elektromotorisch verfahrbare Kopfstützen etc., aufweist. DOLLAR A Jeder dieser Rückhaltekomponenten ist ein Zustandserkennungssensor zugeordnet, der zumindest nach dem detektierten Aufprall des Fahrzeugs den Zustand der ihm zugeordneten Rückhaltekomponente sensiert und ein entsprechendes Signal generiert. DOLLAR A Das vom Zustandserkennungssensor erzeugte Signal dient als Regelgröße der Weiterverarbeitung in einer Regelungselektronik, in der die Regelgröße mit einem für jede Rückhaltekomponente spezifischen vorgebbaren Sollwert als Führungsgröße verglichen wird. DOLLAR A Im Falle der Abweichung um eine vorgebbare Toleranz zwischen Führungsgröße und Regelgröße wird die jeweilige Rückhaltekomponente durch wenigstens einen ihr zugeordneten Aktuator so beeinflußt, daß die Regelgröße an die Führungsgröße herangeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein regelbares Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge.

Bekannte Rückhaltesysteme, die heutzutage zum Einsatz kommen, weisen mindestens einen Crash-Sensor auf, der ein einen Aufprall und gegebenenfalls dessen Schwere anzeigendes Signal erzeugt. Dieses Signal wird in einer Elektronik soweit verarbeitet, daß die betreffenden Rückhaltekomponenten ausgelöst werden. Beispielhaft seien hier Rückhaltekomponenten wie Airbags, Gurtstraffer, Knieschutzpolster, elektromotorisch verfahrbare Kopfstützen etc. genannt.

Wenn die meisten im Einsatz befindlichen Systeme eine einstufige Reaktion erzeugen, ein Airbag beispielsweise also nach Zündung des Gasgenerators nach einem vorgegebenen Schema reagiert, gibt es Vorschläge für zwei- oder mehrstufige Systeme, bei denen beispielsweise ein Airbag in Abhängigkeit vom sensierten Signal hinsichtlich des Gewichtes des Fahrzeuginsassen und/oder hinsichtlich seiner Lage relativ zum Innenraum des Kraftfahrzeugs mehr oder weniger stark aufgeblasen wird. Im Extremfall ist ein stufenlos einstellbares System, beispielsweise im Bereich eines Gurtstraffers, denkbar, bei dem die eingeleiteten Gurtkräfte stufenlos eingestellt werden.

Generell ist diesen Systemen gemeinsam, daß eine Mechanik stets von der Crash-Sensorik gesteuert wird: Diese Crash-Sensorik generiert ein Signal, welches den weiteren Ablauf der Reaktion der einzelnen Rückhaltekomponenten bestimmt. Dies ist der klassische Fall einer reinen Steuerung, bei denen verschiedene Sensoren ihre Signale an ein Elektronikmodul abgeben, welches daraufhin die Reaktionsweise der einzelnen Rückhaltekomponenten bestimmt.

Dies wird als nachteilig empfunden, insofern, als daß während der Aktivierung der einzelnen Rückhaltekomponenten keinerlei weitere Möglichkeiten vorhanden sind, die Reaktionsweise in der ein oder anderen Weise zu beeinflussen.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge anzugeben, welches über die Möglichkeit verfügt, daß die Rückhaltekomponenten während ihrer Aktivierung in ihrer Reaktionsweise den tatsächlichen momentanen Gegebenheiten angepaßt werden.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Rückhaltesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei in den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen angegeben sind.

Demnach wird vorgeschlagen, daß das Rückhaltesystem wenigstens einen Crash-Sensor, der ein einen Aufprall und gegebenenfalls dessen Schwere anzeigendes Signal erzeugt, welches einer weiterverarbeitenden Elektronik zugeführt wird, sowie eine Anzahl von Rückhaltekomponenten wie Airbags, Gurtstraffer, Kniepolster und elektromotorisch verfahrbare Kopfstützen aufweist, denen jeweils mindestens ein Sensor, ein Zustandserkennungssensor, zugeordnet ist, welcher zumindest nach dem detektierten Aufprall des Fahrzeugs und nach Auslösung der ihm zugeordneten Rückhaltekomponente den Zustand dieser Rückhaltekomponente sensiert und ein entsprechendes Signal generiert. Dabei wird das vom Zustandserkennungssensor erzeugte Signal als Regelgröße in einer Regelungselektronik mit einem für jede Rückhaltekomponente spezifischen vorgebbaren Sollwert als Führungsgröße verglichen. Im Falle einer Abweichung um eine vorgebbare Toleranz wird die jeweilige Rückhaltekomponente durch mindestens einen ihr zugeordneten Aktuator so beeinflußt, daß das vom Zustandserkennungssensor erzeugte Signal an den spezifischen Sollwert herangeführt wird.

Erfindungsgemäß findet also in dem System keine klassische Steuerung, sondern eine Regelung statt, welche eine viel flexiblere Reaktionsmöglichkeit für die einzelnen Rückhaltekomponenten ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zustandserkennungssensoren der Rückhaltekomponenten Kraftaufnehmer sind, welche die nach Aktivierung der jeweiligen Rückhaltekomponente zwischen dieser und dem Fahrzeuginsassen auftretenden Kräfte erfassen, wobei die so erfaßten Belastungswerte der Regelungselektronik als Regelgröße zugeführt werden, die in Abhängigkeit von der Abweichung vom Sollwert den jeweiligen Aktuator entsprechend ansteuert.

Wenn vorstehend von einer vorgebbaren Führungsgröße die Rede ist, so kann diese fahrzeugtypbedingt unter Verwendung derselben Komponenten für verschiedene Fahrzeugtypen softwaremäßig in die Regelungselektronik eingespeist werden. Hier ergibt sich der besondere Vorteil, daß in den unterschiedlichsten Kraftfahrzeugtypen die gleichen Komponenten Einsatz finden können. Lediglich die Programmierung der Führungsgrößen unterscheidet sich dann zwischen den Kraftfahrzeugen. Es ist also möglich, kostengünstig die gleichen Module für alle möglichen Kraftfahrzeuge einzusetzen mit einem dementsprechenden Kostenvorteil der Verwendung von standardisierten Komponenten, die entsprechend in großen Stückzahlen hergestellt werden können.

Die Führungsgrößen können - wie vorstehend erwähnt - abgespeichert sein in der Regelungselektronik. Es ist aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung auch möglich, die Führungsgrößen quasi online zu berechnen, an welche die Regelgröße dann herangeführt werden muß. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, daß aus der Positionsbestimmung des Insassen sowie aus weiteren Parametern wie beispielsweise dem Gewicht des Kraftfahrzeuginsassen für die jeweilige Rückhaltekomponente die von ihr im Falle eines Aufpralls aufzubringende Kraft bestimmt wird. Diese ermittelte Kraft wird nun dem Regelungsprozeß als Führungsgröße zugrundegelegt und ständig mit den von den Zustandserkennungssensoren generierten Signalen verglichen. Es findet also quasi eine Online-Ermittlung der Führungsgröße statt in Abhängigkeit von den erwähnten Parametern. Sodann werden die laufend ermittelten Meßgrößen von den Zustandserkennungssensoren in der Elektronik entsprechend weiterverarbeitet, um gegebenenfalls die relevanten Aktuatoren anzusteuern und die Regelgröße der Führungsgröße anzupassen.

Die Ausführungsform kann noch modifiziert werden, wenn in dem System vorteilhafterweise ein Precrash-Sensor Verwendung findet. Auf dessen einen Aufprall des Fahrzeugs als unmittelbar bevorstehend anzeigendes Signal hin werden die jeweiligen reversiblen Rückhaltekomponenten, wie etwa elektrisch betriebene Gurtstraffer oder elektromotorisch verfahrbare Kopfstützen, in einen voraktivierten Zustand oder in eine Startposition gebracht. Diese Ausführungsform widmet sich also in erster Linie der Precrash-Phase und bereitet reversible Rückhaltekomponenten auf ihren Einsatz im Falle eines dann tatsächlich eintretenden Aufpralls vor. Sollte diese Bedingung nicht eintreten, ist es möglich, die voraktivierten Rückhaltekomponenten wieder in den ursprünglichen Zustand zu verfahren, ohne daß Kosten für die Wiederherstellung der Rückhaltekomponenten anfallen würden, wie dies etwa im Falle der Fehlauslösung des Systems bei nichtreversiblen Rückhaltekomponenten wie bei einem Airbag der Fall wäre.

Verfügt nun das System über einen solchen Precrash-Sensor, so ist es vorteilhaft vorgesehen, daß der Precrash-Sensor aus den ermittelten Differenzwerten zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, dessen Teil der Sensor ist, und des Hindernisses die von der jeweiligen Rückhaltekomponente aufzunehmende Energie berechnet wird, die dann als Führungsgröße der Regelung zugrundegelegt wird. In diesem Falle wird die Führungsgröße aber vorab, also vor dem Eintritt des Aufpralls, berechnet.

Im Falle der Ausbildung der Rückhaltekomponente als Airbag messen vorteilhafterweise nach dessen Zündung Zustandserkennungssensoren den Entfaltungsweg des Airbags sowie eine Kontaktkraft zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Airbag, wobei nach dem Kontakt des Fahrzeuginsassen mit dem Airbag die Position des Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeuginnenraum bestimmt wird und aus dem verbleibenden Vorverlagerungsweg hin zum Armaturenbrett des Fahrzeugs nun die vom Rückhaltesystem aufzubringende Kraft errechnet wird. Auch in diesem Falle wird die Führungsgröße quasi online aus den Parametern bestimmt, die zum Zeitpunkt der Aktivierung des Precrash-Sensors vorliegen.

Vorteilhaft ist es, wenn bei dem erfindungsgemäßen Rückhaltesystem in einer sogenannten Postcrash-Phase nach dem Aufprall die reversiblen Rückhaltekomponenten wieder in den voraktivierten Zustand gebracht werden, sofern dies noch möglich ist. In der Praxis hat es sich nämlich gezeigt, daß nach dem primären Aufprall meist weitere Kollisionen und/oder Intrusionen auftreten (multiimpact-crashs), also beispielsweise das verunfallte Fahrzeug gegen weitere Hindernisse wie Leitplanken etc. geschleudert wird. Die erneute Voraktivierung dient dazu, um den Fahrzeuginsassen für ein etwaigen weiteren Aufprall abzusichern.

Schließlich kann auch noch die Absendung eines Notfallsignals zum schnellen Auffinden des Unfallfahrzeuges vorgesehen sein.

Claims (7)

1. Regelbares Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge, aufweisend wenigstens einen Crashsensor, der ein einen Aufprall und gegebenenfalls dessen Schwere anzeigendes Signal erzeugt, welches einer weiterverarbeitenden Elektronik zugeführt wird, sowie eine Anzahl von Rückhaltekomponenten wie Airbags, Gurtstraffer, Kniepolster und elektromotorisch verfahrbare Kopfstützen, denen jeweils mindestens ein Zustandserkennungssensor zugeordnet ist, welcher zumindest nach dem detektierten Aufprall des Fahrzeugs den Zustand der ihm zugeordneten Rückhaltekomponente sensiert und ein entsprechendes Signal generiert, wobei das vom Zustandserkennungssensor erzeugte Signal (Regelgröße) in einer Regelungselektronik mit einem für jede Rückhaltekomponente spezifischen vorgebbaren Sollwert (Führungsgröße) verglichen wird und im Falle einer Abweichung um eine vorgebbare Toleranz die jeweilige Rückhaltekomponente durch wenigstens einen ihr zugeordneten Aktuator so beeinflußt wird, daß das vom Zustandserkennungssensor erzeugte Signal an den spezifischen Sollwert herangeführt wird.

2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem als Zustandserkennungssensoren Kraftaufnehmer dienen, welche die nach Aktivierung der jeweiligen Rückhaltekomponente zwischen dieser und dem Fahrzeuginsassen auftretenden Kräfte erfassen, wobei die so erfaßten Belastungswerte der Regelungselektronik als Regelgröße zugeführt werden, die in Abhängigkeit von der Abweichung vom Sollwert den jeweiligen Aktuator ansteuert.

3. Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem aus der Positionsbestimmung des Insassen sowie aus weiteren Parametern wie dem Gewicht des Insassen für die jeweilige Rückhaltekomponente die von ihr im Falle eines Aufpralls aufzubringende Kraft als Führungsgröße bestimmt wird, an welche die Regelgröße, das von den Zustandserkennungssensoren generierte Signal, angepaßt wird.

4. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem wenigstens ein Precrash-Sensor vorgesehen ist, auf dessen einen Aufprall des Fahrzeugs als unmittelbar bevorstehend anzeigendes Signal hin die jeweiligen reversiblen Rückhaltekomponenten, wie elektrisch betriebene Gurtstraffer, in einen voraktivierten Zustand oder eine Startposition gebracht werden.

5. Rückhaltesystem nach Anspruch 4, bei dem aus den vom Precrash- Sensor ermittelten Differenzwerten zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des Hindernisses die von der jeweiligen Rückhaltekomponente aufzunehmende Energie berechnet wird, die als Führungsgröße der Regelung zugrundegelegt wird.

6. Rückhaltesystem nach Anspruch 5, bei dem als passive Rückhaltekomponente ein Airbag dient, nach dessen Zündung Zustandserkennungssensoren den Entfaltungsweg des Airbags sowie eine Kontaktkraft zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Airbag messen, wobei nach dem Kontakt des Fahrzeuginsassen mit dem Airbag die Position des Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeuginnenraum bestimmt wird und aus dem verbleibenden Vorverlagerungsweg nun die vom Rückhaltesystem aufzubringende Kraft errechnet wird.

7. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem nach dem Aufprall die reversiblen Rückhaltekomponenten so weit wie möglich erneut in den voraktivierten Zustand gebracht werden, um die Fahrzeuginsassen für einen etwaigen weiteren Aufprall abzusichern.