DE29801120U1

DE29801120U1 - Device for protecting passengers in a motor vehicle

Info

Publication number: DE29801120U1
Application number: DE29801120U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2008-01-24

Description

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BeschreibungDescription

Vorrichtung für den Insassenschutz in einem KraftfahrzeugDevice for protecting the occupants of a motor vehicle

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff von Schutzanspruch 1. Vorrichtungen für den Insassenschutz in einem. Kraftfahrzeug weisen gewöhnlich ein im Zentrum des Kraftfahrzeugs angeordnetes Steuergerät mit Beschleunigungssensoren zum Erfassen eines Aufpralls sowie diverse Schutzmittel wie Airbags, Gurtstraffer und ähnliches auf, die über elektrische Leitungen mit dem Steuergerät verbunden sind. Das Steuergerät enthält ferner eine Auswerteschaltung für die Signale des Aufprallsensors. Soll bei einer besonderen Fahrzeugbewegung infolge eines Aufpralls, nämlich dem Überrollen, d. h. einer Drehbewegung des Fahrzeugs um seiner Längsachse, Schutzmittel ausgelöst werden, so ist bei bekannten Vorrichtungen gewöhnlich ein Drehbewegungssensor als Überrollsensor in der zentralen Steuereinheit angeordnet. Seine Signale werden von der Auswerteschaltung gesondert ausgewertet. Wird infolge des Sensorsignals des Überrollsensors ein Überrollen des Kraftfahrzeugs erkannt, so wird das entsprechende Schutzmittel, z. B. ein Seitenairbag oder ein Kopfairbag durch die Auswerteschaltung ausgelöst.The invention relates to a device for protecting the occupants of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Devices for protecting the occupants of a motor vehicle usually have a control unit arranged in the center of the motor vehicle with acceleration sensors for detecting an impact as well as various protective devices such as airbags, belt tensioners and the like, which are connected to the control unit via electrical lines. The control unit also contains an evaluation circuit for the signals from the impact sensor. If protective devices are to be triggered in the event of a particular vehicle movement as a result of an impact, namely rolling over, i.e. a rotational movement of the vehicle about its longitudinal axis, then in known devices a rotational movement sensor is usually arranged as a rollover sensor in the central control unit. Its signals are evaluated separately by the evaluation circuit. If a rollover of the motor vehicle is detected as a result of the sensor signal from the rollover sensor, the corresponding protective device, e.g. a side airbag or a head airbag, is triggered by the evaluation circuit.

Soll zu einer herkömmlichen Vorrichtung für den Insassenschutz ohne Überrollsensor nun ein Überrollsensor mit entsprechender Auswertung hinzugefügt werden, so müssen im zentralen Steuergerät Layout und Gehäuse neu entworfen bzw. geändert werden. Derartige Änderungen sind aufwands- und kostenintensiv. If a rollover sensor with corresponding evaluation is to be added to a conventional device for occupant protection without a rollover sensor, the layout and housing in the central control unit must be redesigned or changed. Such changes are labor-intensive and costly.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Aufwand und Kosten einer Vorrichtung für den Insassenschutz gering zu halten, wennThe object of the invention is therefore to keep the effort and costs of a device for occupant protection low when

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dieser Vorrichtung ein Überrollsensor mit entsprechender2
This device has a rollover sensor with corresponding

Funktionalität hinzugefügt werden soll.functionality should be added.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Dabei wird der Überrollsensor abseits des zentralen Steuergeräts angeordnet. Vorzugsweise wird als Auswerteschaltung für das Signal des Überrollsensors die bestehende Auswerteschaltung des zentralen Steuergeräts welche vorzugsweise die Funktion hat, zumindest ein Längsbeschleunigungssignal hinsichtlich eines Frontaufpralls auszuwerten - mitverwendet. Dabei ist eine Übertragungsstrecke für Signale oder vorausgewertete Signale des Überrollsensors zur zentralen Auswerteschaltung vorzusehen.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1. The rollover sensor is arranged away from the central control unit. Preferably, the existing evaluation circuit of the central control unit, which preferably has the function of evaluating at least one longitudinal acceleration signal with regard to a frontal impact, is used as the evaluation circuit for the signal from the rollover sensor. A transmission path for signals or pre-evaluated signals from the rollover sensor to the central evaluation circuit is to be provided.

Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß &zgr;. &Bgr;. das Leiterplattenlayout im zentralen Steuergerät und wesentliche Gehäuseabmessungen beibehalten werden können und dennoch auf die Funktionalität des Überrollschutzes nicht verzichtet werden muß.The advantage of the device according to the invention is that the circuit board layout in the central control unit and essential housing dimensions can be retained and yet the functionality of the rollover protection does not have to be dispensed with.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Überrollsensors in einem für die Seitenaufprallerkennung vorgesehenen und bekannten Moduls in den Fahrzeughälften. Aufgrund der geringen Knautschzone bei einem Seitenaufprall und der Anforderung extrem kurzer Auslösezeiten sind Querbeschleunigungssensoren zum Erkennen eines Seitenaufpralls nahe am Aufprallort, also in den Seitenbereichen des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Querbeschleunigungssensoren sind dort in einem Gehäuse/Modul untergebracht, das ferner einen Mikroprozessor zur Vorauswertung der Beschleunigungssignale und zum Aufbereiten dieser ausgewerteten Signale zur Übertragung über eine Schnittstelle zum zentralen Steuergerät vorgesehen. Vorzugsweise ist der Überrollsensor in einem dieser Module für den Seitenaufprall angeordnet. Diese Anordnung hat insbesondere den Vorteil, daß sowohl eine Einheit zur Vorauswertung der Überrollsignale imIt is particularly advantageous to arrange the rollover sensor in a known module in the vehicle halves that is provided for side impact detection. Due to the small crumple zone in the event of a side impact and the requirement for extremely short triggering times, transverse acceleration sensors for detecting a side impact are arranged close to the impact location, i.e. in the side areas of the vehicle. The transverse acceleration sensors are housed there in a housing/module that also contains a microprocessor for pre-evaluating the acceleration signals and for preparing these evaluated signals for transmission via an interface to the central control unit. The rollover sensor is preferably arranged in one of these modules for side impact. This arrangement has the particular advantage that both a unit for pre-evaluating the rollover signals in the

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Modul wie auch eine elektrische Leitung mit entsprechender Schnittstelle als Verbindung zum zentralen Steuergerät bereits vorhanden ist. Ein physikalischer Steckeranschluß ist damit im zentralen Steuergerät ebenfalls vorhanden, so daß dieses in seiner Hardware nicht mehr verändert werden muß. Allein die Software der Auswerteschaltung im zentralen Steuergerät muß zur Bearbeitung der von dem ausgelagerten Modul übermittelten Überrollsignale und zum Auslösen von Schutzmitteln zum Überrollschutz angepaßt werden. 103
Module and an electrical cable with a corresponding interface as a connection to the central control unit are already present. A physical plug connection is therefore also present in the central control unit, so that its hardware no longer needs to be changed. Only the software of the evaluation circuit in the central control unit must be adapted to process the rollover signals transmitted by the external module and to trigger rollover protection devices. 10

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are characterized by the subclaims.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The drawing shows an embodiment of the invention.

Ein Kraftfahrzeug enthält eine zentrale Auswerteschaltung/ein zentrales Steuergerät 3, das über dem Fahrzeugtunnel in etwa zentraler Position im Kraftfahrzeug angeordnet ist. Dieses zentrale Steuergerät 3 enthält einen Längsbeschleunigungsensor 32 und einen Querbeschleunigungssensor 33, deren Empfindlichkeitsrichtungen durch Pfeile angedeutet sind. Über entsprechende hardware- und softwaremäßige Schnittstellen 1 sind an den Fahrzeugseiten angeordnete Module 2 elektrisch mit dem zentralen Steuergerät 3 verbunden. Jedes Modul 2 enthält dabei einen Querbeschleunigungssensor 21 und einen Sensor zum Erkennen einer Überrollbewegung 22. Dies'e Überrollsensoren 22 sind vorzugsweise Gierraten- oder Drehbewegungssensoren/ die ein Kippen bzw. eine Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Längsachse erkennen. Ferner enthält jedes Modul 2 einen nicht eingezeichneten Auswerter, der die Signale der Querbeschleunigungssensoren 21 und Überrollsensoren 22 vorauswertet, beispielsweise A/D-wandelt und für eine Übertragung über die Schnittstellen 1 aufbereitet.A motor vehicle contains a central evaluation circuit/a central control unit 3, which is arranged above the vehicle tunnel in an approximately central position in the motor vehicle. This central control unit 3 contains a longitudinal acceleration sensor 32 and a lateral acceleration sensor 33, the sensitivity directions of which are indicated by arrows. Modules 2 arranged on the sides of the vehicle are electrically connected to the central control unit 3 via corresponding hardware and software interfaces 1. Each module 2 contains a lateral acceleration sensor 21 and a sensor for detecting a rollover movement 22. These rollover sensors 22 are preferably yaw rate or rotational movement sensors which detect a tipping or a rotational movement of the vehicle about its longitudinal axis. Furthermore, each module 2 contains an evaluator (not shown) that pre-evaluates the signals from the lateral acceleration sensors 21 and rollover sensors 22, for example A/D converts them and prepares them for transmission via the interfaces 1.

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Eine Auslöseentscheidung hinsichtlich aller im Kraftfahrzeug vorhandenen Insassenschutzmittel 5 wird von der zentralen Auswerteentscheidung 3 getroffen. Über Zündleitungen 4 ist ein Fahrerairbag 51 mit zwei Stufen 511 und 512, ein Beifahrerairbag 52 mit zwei Stufen 521 und 522 sowie zwei Seitenairbags 53 und 54 elektrisch mit dem zentarlen Steuergerät 3 verbunden. Je nach Auslösealgorithmus werden in Abhängigkeit eines oder mehrerer Sensorsignale eines oder mehrere der Insassenschutzmittel 5 betätigt. Dabei werden beispielsweise die einzelnen Stufen der Frontairbags 51 und 52 in Abhängigkeit des Signals des Längsbeschleunigungsensors 32 ausglöst. Die Seitenairbags als Schutzmittel bei einem Seitenaufprall werden in Abhängigkeit der Beschleunigungssensoren 33 und 21 ausgelöst. Die Seitenairbags 53 und 54 werden weiterhin als Schutzmittel bei einem Überrollen des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Überrollsensoren 22 ausgelöst.4
A triggering decision with regard to all of the occupant protection devices 5 present in the motor vehicle is made by the central evaluation decision 3. A driver airbag 51 with two stages 511 and 512, a passenger airbag 52 with two stages 521 and 522, and two side airbags 53 and 54 are electrically connected to the central control unit 3 via ignition lines 4. Depending on the triggering algorithm, one or more of the occupant protection devices 5 are activated depending on one or more sensor signals. For example, the individual stages of the front airbags 51 and 52 are triggered depending on the signal from the longitudinal acceleration sensor 32. The side airbags as a protection device in the event of a side impact are triggered depending on the acceleration sensors 33 and 21. The side airbags 53 and 54 are also triggered as a protection device in the event of the motor vehicle rolling over depending on the rollover sensors 22.

Gemäß der Figur weist jedes seitlich angeordnete Modul einen Überrollsensor 22 auf. Dies hat den Vorteil, daß der Ausfall eines Überrollsensors 22 erkannt werden kann. Dies verhindert Fehlauslösungen der Seitenairbags 53 und 54. Vorzugsweise wird also zumindest eines der Überrollschutzmittel 5 nur dann ausgelöst, wenn beide Uberrollsensoren 22 ein Drehbewegungssignal anzeigen. Diese redundante Auslegung von Sensoren, wobei insbesondere auch ein Sensor das Auslösen zum richtigen Zeitpunkt triggert wohingegen der andere Sensor lediglich eine Mindestvoraussetzung für ein Auslösen, also auf eine Mindestbeschleunigung hin überprüft wird, ist bei der Frontairbagauslösung bekannt: Derjenige Sensor, der lediglich auf eine Mindestbeschleunigung hin überprüft wird und damit lediglich das Vorliegen eines Aufpralls anzeigen soll, wird Safing-Sensor genannt. Einer der Überrollsensoren 22 gemäß der Zeichnung wird vorzugsweise in diesem Sinne verwendet.According to the figure, each laterally arranged module has a rollover sensor 22. This has the advantage that the failure of a rollover sensor 22 can be detected. This prevents false activation of the side airbags 53 and 54. Preferably, at least one of the rollover protection devices 5 is therefore only activated when both rollover sensors 22 indicate a rotational movement signal. This redundant design of sensors, in particular where one sensor triggers activation at the right time, whereas the other sensor only checks for a minimum requirement for activation, i.e. for a minimum acceleration, is known in front airbag activation: The sensor that is only checked for a minimum acceleration and is therefore only intended to indicate the presence of an impact is called a safing sensor. One of the rollover sensors 22 according to the drawing is preferably used in this sense.

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Die für das Auslösen des Überrollschutzmittels maßgebende Auswerteschaltung kann ggf. auch direkt mit dem Überrollsensor in einem Modul abseits einer zentralen Position des Fahrzeugs angeordnet sein und eine direkte Verbindung zum anzusteuernden Überrollschutzmittel aufweisen. Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur kann das Signal des Uberrollsensors 22 auch in vorteilhafter Weise als Safing-Signal für die Seitenaufprallerkennung verwendet werden. Dabei wird beispielsweise ein Schutzmittel zum Seitenaufprall wie der Seitenairbag 53 nur dann ausgelöst, wenn zumindest der Querbeschleunigungssensor 21 in der gleichen Fahrzeughälfte einen für das Auslösen ausreichend starken Aufprall anzeigt und gleichzeitig der in demselben Modul 2 zusammen mit dem Querbeschleunigungssensor 21 angeordnete Überrollsensor 22 ein Mindestsignal liefert, das als Vorliegen eines Aufpralls welcher Art auch immer interpretiert werden kann. Entsprechend sind auch Kreuzverknüpfungen von Signalen von in unterschiedlichen Fahrzeughälften angeordneten Sensoren als Auslösestrategie möglich.5
The evaluation circuit that is decisive for the triggering of the rollover protection device can, if necessary, also be arranged directly with the rollover sensor in a module away from a central position of the vehicle and have a direct connection to the rollover protection device to be controlled. In the embodiment according to the figure, the signal from the rollover sensor 22 can also be used advantageously as a safing signal for side impact detection. For example, a side impact protection device such as the side airbag 53 is only triggered if at least the lateral acceleration sensor 21 in the same half of the vehicle indicates an impact that is strong enough to trigger it and at the same time the rollover sensor 22 arranged in the same module 2 together with the lateral acceleration sensor 21 delivers a minimum signal that can be interpreted as the presence of an impact of whatever type. Accordingly, cross-linking of signals from sensors arranged in different halves of the vehicle is also possible as a triggering strategy.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist für eine Umsetzung eines Überrollschutzes im Kraftfahrzeug bei vorhandenem Front- und Seitenaufprallschutz keine Hardwareänderung des zentralen Steuergeräts 3 erforderlich. Ferner entfällt zusätzlicher Kabelaufwand. Ein Überrollsensor kann in ein Modul für die Seitenaufprallerkennung aufgrund dessen geringer Bauteileanzahl einfacher eingearbeitet werden als in ein zentrales Steuergerät. Zudem steht im Seitenbereich des Fahrzeugs mehr Raum zur Verfügung als über dem Fahrzeugtunnel. Die zentrale Auswerteschaltung 3 ist lediglich in ihrer Software anzupassen.According to the embodiment in the drawing, no hardware changes to the central control unit 3 are required to implement rollover protection in a motor vehicle with existing front and side impact protection. There is also no need for additional cabling. A rollover sensor can be more easily integrated into a module for side impact detection than into a central control unit due to its small number of components. In addition, there is more space available in the side area of the vehicle than above the vehicle tunnel. The central evaluation circuit 3 only needs to be adapted in terms of its software.

Claims

GR 98 G 1052 Protection claims

1. Device for protecting occupants in a motor vehicle, with a sensor for rollover detection (22), with an evaluation circuit (3) for the signal from the rollover sensor (22), and with a rollover protection means (5) controlled by the evaluation circuit (3) depending on the sensor signal, characterized in that the rollover sensor (22) is arranged away from a central location in the vehicle. 10

2. Device according to claim 1, characterized in that the rollover sensor (22) is arranged in a side region of the motor vehicle.

3. Device according to claim 2, characterized in that the rollover sensor (22) is arranged together with a sensor for side impact detection (21) in a module (2).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (3) in a

central control unit (3) of the motor vehicle, and that the rollover sensor (22) transmits signals or pre-evaluated signals to the evaluation circuit (3) via a fixed interface.
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5. Device according to claim 3, characterized in that a further sensor (22) for rollover detection is arranged in the other side area of the motor vehicle.

6. Device according to claim 5, characterized in that the further rollover sensor (22) is arranged together with a further sensor for side impact detection (21) in a further module (2).

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7. Device according to claim 4 and claim 6, characterized in that the further rollover sensor (22) signals
or transmits pre-evaluated signals to the evaluation circuit (3) via a defined interface.

8. Device according to claim 7, characterized in that the rollover protection means (5) is only triggered by the evaluation circuit (3) when the signals from both rollover sensors (22) indicate that the motor vehicle is rolling over.