DE112005001678T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung unter Verwendung von Knautschzonensensoren für die Absicherungsfunktion - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, die Folgendes aufweist:
einen Unterscheidungsaufprallsensor, um eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt;
einen ersten Knautschzonensensor, der an einer ersten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen ist, um ein erstes Knautschzonensignal zu liefern, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem ersten Knautschzonensensor abgefühlt wird;
einen zweiten Knautschzonensensor, der an einer zweiten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen ist, um ein zweites Knautschzonensignal zu liefern, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem zweiten Knautschzonensensor abgefühlt wurde;
Knautschzonenabsicherungsbestimmungsmittel, die den ersten Knautschzonensensor und den zweiten Knautschzonensensor überwachen, um ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf zu liefern, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale fehlerhaft ist; und
eine Steuervorrichtung, die das Unterscheidungsaufprallsignal und das Knautschzonenabsicherungssignal überwacht, um eine betätigbare Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf zu steuern.

Description

  • Verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortsetzungsanmeldung (Continuation-in-Part) der US-Seriennummer 09/829320 von Foo u. A. "Method and Apparatus for Controlling An Actuable Restraining Device Using Switched Thresholds Based On Crush Zone Sensors", eingereicht am 9. April 2001.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung und ist insbesondere auf das Erreichen einer Sicherheits- bzw. Absicherungsfunktion für eine solche Anordnung gerichtet.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Airbag-Rückhaltesysteme in Fahrzeugen für Fahrzeuginsassen sind in der Technik bekannt. Eine Airbag-Rückhaltevorrichtung kann eine mehrstufige Aufblasvorrichtung aufweisen, wo die Stufen zu unterschiedlichen Zeiten ansprechend auf Fahrzeugaufprallbedingungen betätigt werden.
  • Das US-Patent 5 935 182 von Foo u. A. offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterscheidung einer Fahrzeugaufprallbedingung unter Verwendung von virtueller Abfühlung. Das US-Patent 6 036 225 von Foo u. A. offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines mehrstufigen betätigbaren Rückhaltesystems in einem Fahrzeug unter Verwendung von Aufprallstärkeindexwerten. Das US-Patent 6 186 539 von Foo u. A. offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer mehrstufigen betätigbaren Rückhaltevorrichtung unter Verwendung von Aufprallstärkein dex- und Knautschzonensensoren.
  • Es ist auch in der Technik bekannt, eine Aufprallbedingung unter Verwendung von mehr als einem Sensor abzufühlen. Ein erster Aufprallsensor kann zur Unterscheidungsabfühlung verwendet werden, und ein zweiter Aufprallsensor kann zur Absicherung verwendet werden. Typischerweise werden Aufprallwerte aus Ausgangssignalen von Sensoren bestimmt, und die bestimmten Werte werden mit assoziierten Schwellen verglichen. Nur wenn sowohl die Unterscheidungs- als auch die Absicherungsbestimmung übereinstimmen, dass ein Einsatzaufprallereignis auftritt, wird die assoziierte betätigbare Rückhaltevorrichtung betätigt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorsehen einer Absicherungsfunktion für ein betätigbares Rückhaltesystem unter Verwendung von Knautschzonensensoren gerichtet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, um ein betätigbares Fahrzeuginsassenrückhaltesystem zu steuern, welches einen Unterscheidungsaufprallsensor aufweist, um eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt. Ein erster Knautschzonensensor ist an einer ersten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen und liefert ein erstes Knautschzonensignal, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem ersten Knautschzonensensor abgefühlt wird. Ein zweiter Knautschzonensensor ist an einer zweiten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen und liefert ein zweites Knautschzonensignal, welches die Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem zweiten Knautschzonensensor abgefühlt wird. Knautschzonenabsicherungsbestimmungsmittel überwachen den ersten Knautschzonensensor und den zweiten Knautschzonensensor und liefern ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine erste Schwelle über schreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale fehlerhaft ist. Eine Steuervorrichtung überwacht das Unterscheidungsaufprallsignal und das Knautschzonenabsicherungssignal und steuert eine betätigbare Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, um ein betätigbares Fahrzeuginsassenrückhaltesystem zu steuern, welche einen Unterscheidungsaufprallsensor aufweist, um eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen, und um einen Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt. Ein erster Knautschzonensensor ist an einer ersten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen und liefert ein erstes Knautschzonensignal, welches die Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem ersten Knautschzonensensor abgefühlt wird. Ein zweiter Knautschzonensensor ist an einer zweiten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen und liefert ein zweites Knautschzonensignal, welches die Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem zweiten Knautschzonensensor abgefühlt wird. Knautschzonenabsicherungsbestimmungsmittel überwachen den ersten Knautschzonensensor und den zweiten Knautschzonensensor und liefern ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine erste Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale fehlerhaft ist, und liefern auch ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf, dass mindestens eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine zweite Schwelle überschreitet, wobei die zweite Schwelle größer als die erste Schwelle ist. Eine Steuervorrichtung überwacht das Unterscheidungsaufprallsignal und das Knautschzonenabsicherungssignal und steuert eine betätigbare Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems die Schritte auf, eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt, weiter die Über wachung der Aufprallbeschleunigung an einer ersten Fahrzeugknautschzone und die Lieferung eines ersten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an der ersten Fahrzeugknautschzone anzeigt, die Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer zweiten Fahrzeugknautschzone und die Lieferung eines zweiten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an der zweiten Fahrzeugknautschzone anzeigt, die Überwachung des ersten Knautschzonensignals und des zweiten Knautschzonensignals und die Lieferung eines Knautschzonenabsicherungssignals ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensignale eine erste Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensignale fehlerhaft ist, und die Überwachung des Unterscheidungsaufprallsignals und des Knautschzonenabsicherungssignals und die Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems die Schritte auf, eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt, weiter die Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer ersten Fahrzeugknautschzone und die Lieferung eines ersten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an der ersten Fahrzeugknautschzone anzeigt, die Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer zweiten Fahrzeugknautschzone und die Lieferung eines zweiten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an der zweiten Fahrzeugknautschzone anzeigt, die Überwachung des ersten Knautschzonensignals und des zweiten Knautschzonensignals und die Lieferung eines Knautschzonenabsicherungssignals ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensignale eine erste Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensignale fehlerhaft ist, und auch die Lieferung eines Knautschzonenabsicherungssignals ansprechend darauf, dass mindestens eines der ersten und zweiten Knautschzonensignale eine zweite Schwelle überschreitet, wobei die zweite Schwelle größer als die erste Schwelle ist, und die Überwachung des Unterscheidungsaufprallsignals und des Knautschzonenabsicherungssignals und die Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorangegangenen und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen offensichtlich, in denen die Figuren folgendes darstellen:
  • 1 eine schematische Abbildung eines Fahrzeugs mit einem betätigbaren Insassenrückhaltesystem mit einer Steueranordnung;
  • 2 ein schematisches Blockdiagramm des betätigbaren Insassenrückhaltesystems, das in 1 gezeigt ist;
  • 3 ein funktionelles Blockdiagramm des betätigbaren Insassenrückhaltesystems der 2, welches die Steueranordnung mit Absicherungsfunktion zeigt;
  • 4 grafische Darstellungen von bestimmten mit dem Aufprall in Beziehung stehenden Werten und Schwellen, die in der Steueranordnung der 1 verwendet werden;
  • 5 eine grafische/schematische Darstellung eines Teils der Steuerlogik, die in der Steueranordnung der 1 verwendet wird, die eine Absicherungsfunktion gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ein schematisches Blockdiagramm, welches die Steuerlogik zur Durchführung der Absicherungsfunktion in 3 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 ein schematisches Blockdiagramm, welches die Steuerlogik zur Durchführung der in 3 gezeigten Absicherungsfunktion gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 8 ein schematisches Blockdiagramm, welches die Steuerlogik zeigt, um die in 3 gezeigte Absicherungsfunktion gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
  • Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Mit Bezug auf die 1 und 2 ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem betätigbaren Insassenrückhaltesystem 10 eines Fahrzeugs 12 gezeigt. Das Insassenrückhaltesystem 10 kann eine mehrstufige vordere betätigbare Rückhaltevorrichtung 14 für die Fahrerseite und eine mehrstufige vordere betätigbare Rückhaltevorrichtung 18 für die Beifahrerseite aufweisen. Andere betätigbare Rückhaltevorrichtungen könnten vorgesehen sein, wie beispielsweise eine betätigbare Seitenrückhaltevorrichtung 16 der Fahrerseite und eine betätigbare Seitenrückhaltevorrichtung 20 der Beifahrerseite. Das betätigbare Insassenrückhaltesystem 10 könnte weiter einen Vorspanner 22 der Fahrerseite und einen Vorspanner 24 der Beifahrerseite aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung mit einem Airbag-Rückhaltesystem eingeschränkt, sondern ist auf irgendeine betätigbare Rückhaltevorrichtung anwendbar.
  • Das System 10 weist mindestens eine Aufprall- oder Kollisionssensoranordnung 30 auf, die gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel an einer im Wesentlichen zentralen Stelle des Fahrzeugs gelegen ist. Die Sensoranordnung 30 weist einen ersten Aufprallbeschleunigungssensor 32 auf, und zwar mit einer im Wesentlichen senkrecht orientierten Empfindlichkeitsachse, um die Aufprallbeschleunigung in X-Richtung des Fahrzeugs (d. h. parallel zur Vorwärts-Rückwärts-Achse des Fahrzeugs) abzufühlen, der ein Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches hier als CCU_1X bezeichnet wird. Die Sensoranordnung 30 kann weiter einen zweiten Aufprallbeschleunigungssensor 34 aufweisen, dessen Empfindlichkeitsachse im Wesentlichen orientiert ist, um die Aufprallbeschleunigung in der Y-Richtung des Fahrzeugs abzufühlen (d. h. senkrecht zur Vorwärts-Rückwärts-Achse des Fahr zeugs), der ein Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches hier als CCU_1Y bezeichnet wird. Die Sensoranordnung 30 kann weiter einen dritten Aufprallbeschleunigungssensor 36 aufweisen, dessen Empfindlichkeitsachse im Wesentlichen orientiert ist, um eine Aufprallbeschleunigung in der X-Richtung des Fahrzeugs abzufühlen (d. h. parallel zur Vorwärts-Rückwärts-Achse des Fahrzeugs) der ein Aufprallbeschleunigungssignal liefert, welches hier als CCU_2X bezeichnet wird.
  • Die Aufprallbeschleunigungssignale von den Aufprallsensoren 32, 34, 36 können irgendeine von verschiedenen Formen annehmen. Jedes der Aufprallbeschleunigungssignale kann weiter Amplitude, Frequenz, Impulsdauer usw. oder irgendwelche anderen elektrischen Charakteristiken haben, die als eine Funktion der abgefühlten Aufprallbeschleunigung variieren. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel haben die Aufprallbeschleunigungssignale Frequenz- und Amplitudencharakteristiken, die die abgefühlte Aufprallbeschleunigung anzeigen.
  • Zusätzlich zu den Aufprallbeschleunigungssensoren 32, 34, 36 weist das System vorne gelegene Knautschzonensensoren 40, 42 auf, die an assoziierten Knautschzonenstellen des Fahrzeugs 12 gelegen sind. Der Sensor 40 ist beispielsweise auf der Fahrerseite (links) des Fahrzeugs gelegen, und seine Empfindlichkeitsachse ist im Wesentlichen orientiert, um die Aufprallbeschleunigung parallel zur X-Achse des Fahrzeugs abzufühlen. Der Sensor 42 ist beispielsweise auf der Beifahrerseite (rechts) des Fahrzeugs gelegen, und seine Empfindlichkeitsachse ist im Wesentlichen orientiert, um die Aufprallbeschleunigung parallel zur X-Achse des Fahrzeugs abzufühlen. Das Signal von dem Knautschzonensensor 40 der Fahrerseite wird hier als CZX_3X bezeichnet, und das Signal von dem Knautschzonensensor 42 der Beifahrerseite wird hier als CZS_4X bezeichnet.
  • Die Signale von den Knautschzonensensoren 40, 42 haben auch elektrische Charakteristiken, beispielsweise Frequenz und Amplitude, die die Aufprallbeschleunigung anzeigen, die an diesen Sensorstellen des Fahrzeugs auf treten. Die Knautschzonensensoren sind vorzugsweise auf oder nahe der Stelle des Kühlers des Fahrzeugs montiert und dienen zur besseren Bestimmung von gewissen Arten von Aufprallbedingungen durch Übermittlung der Anzeigen, die von den Beschleunigungssensoren 32, 34, 36 geliefert werden. Die Knautschzonensensoren werden auch verwendet, um eine Absicherungsfunktion für den Einsatzsteuerprozess auszuführen, wie unten beschrieben.
  • Ein Aufprallbeschleunigungssensor 46 der Fahrerseite ist an der Fahrerseite des Fahrzeugs montiert und hat eine Empfindlichkeitsachse, die im Wesentlichen orientiert ist, um eine Aufprallbeschleunigung parallel zur Y-Achse des Fahrzeugs abzufühlen (d. h. senkrecht zur Vorwärts-Rückwärts-Achse des Fahrzeugs). Der Aufprallbeschleunigungssensor 46 liefert ein Aufprallbeschleunigungssignal, welches hier als RAS_1Y bezeichnet wird, und zwar mit elektrischen Charakteristiken, beispielsweise Frequenz und Amplitude, die die Aufprallbeschleunigung in der Y-Achsenrichtung anzeigen, wobei eine Beschleunigung in die Fahrerseite des Fahrzeugs einen positiven Wert hat. Ein Aufprallbeschleunigungssensor 48 der Beifahrerseite ist auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs montiert und ist orientiert, um die Aufprallbeschleunigung parallel zur Y-Achse des Fahrzeugs abzufühlen. Der Aufprallbeschleunigungssensor 48 liefert ein Aufprallbeschleunigungssignal, welches hier als RAS_2Y bezeichnet wird, und zwar mit elektrischen Charakteristiken, beispielsweise Frequenz und Amplitude, die die Aufprallbeschleunigung in der Y-Achsenrichtung anzeigen, wobei eine Beschleunigung in die Beifahrerseite des Fahrzeugs einen positiven Wert hat.
  • Die Aufprallbeschleunigungssignale CCU_1X, CCU_1Y, CCU_2X, CZS_3X, CZS_4X, RAS_1Y und RAS_2Y werden an einer Steuervorrichtung 50 durch jeweilige assoziierte Hochpass/Tiefpass-Hardware-Filter bzw. Hochpass/Tiefpass-Komponentenfilter 52, 54, 56, 58, 60, 62 und 64 geliefert. Die Steuervorrichtung 50 ist vorzugsweise einen Mikrocomputer. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Mikrocomputer verwendet, ist die Erfindung nicht auf die Anwendung eines Mikrocomputers eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass die Funktionen, die von dem Mikrocomputer ausgeführt werden, von einer anderen digitalen Schaltung und/oder einer analogen Schaltung ausgeführt werden könnten und auf einer oder mehreren Schaltungsplatinen zusammengestellt werden können, oder als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ("ASIC" = application specific integrated circuit).
  • Die Filter 52, 54, 56, 58, 60, 62 und 64 filtern die Aufprallbeschleunigungssignale, um Frequenzkomponenten zu entfernen, die bei der Bestimmung der Existenz eines Fahrzeugaufprallereignisses nicht nützlich sind, beispielsweise Frequenzkomponenten, die aus Straßengeräuschen resultieren. Frequenzen, die für die Aufprallbeschleunigung nützlich sind, können durch einen empirischen Test einer Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt werden.
  • Die Steuervorrichtung 50 überwacht die gefilterten Aufprallbeschleunigungssignale und führt einen oder mehrere Aufprallalgorithmen aus, um zu bestimmen, ob ein Einsatz-Aufprallereignis oder ein Nicht-Einsatz-Aufprallereignis des Fahrzeugs auftritt. Jeder Aufprallalgorithmus misst und/oder bestimmt Werte des Aufprallereignisses aus den Aufprallbeschleunigungssignalen. Diese Werte werden bei Einsatz- und Betätigungsentscheidungen verwendet. Solche gemessenen und/oder bestimmten Aufprallwerte werden auch als "Aufprallmessgrößen" bezeichnet und weisen die Aufprallbeschleunigung, die Aufprallenergie, die Aufprallgeschwindigkeit, die Aufprallversetzung, den Aufprallsprung usw. auf. Basierend auf den Aufprallbeschleunigungssignalen bestimmt die Steuervorrichtung 50 weiter Aufprallstärkenindexwerte für ein Aufprallereignis unter Verwendung der Aufprallstärkenmessgrößen (unten beschrieben) und verwendet die bestimmten Aufprallstärkenindexwerte bei der Steuerung der betätigbaren Rückhaltevorrichtungen 14, 18.
  • Andere mit dem Fahrer assoziierte Sensoren werden verwendet, um Merkmale des Fahrers zu detektieren, die von der Steuervorrichtung 50 in ihrem Steueralgorithmus verwendet werden oder verwendet werden könnten, um die betätigbaren Rückhaltevorrichtungen 14 und 16 zu steuern. Die Sensoren weisen einen Schlossschaltersensor 70 für den Fahrer auf, der ein Signal an die Steuervorrichtung 50 liefert, welches zeigt, ob der Fahrer seinen Sitzgurt geschlossen hat. Fahrergewichtssensoren 72, die in dem Fahrersitz 74 gelegen sind, liefern ein Signal, welches das abgefühlte Gewicht des Fahrers anzeigt. Andere mit dem Fahrer assoziierte Sensoren 76 liefern andere mit dem Fahrer in Beziehung stehende Informationen an die Steuervorrichtung 50, wie beispielsweise die Position, die Höhe, den Umfang, die Bewegung usw.. Solche anderen Sensoren könnten Ultraschallsensoren, Kameras, Infrarotsensoren usw. aufweisen.
  • Andere mit dem Beifahrer assoziierte Sensoren werden verwendet, um Merkmale des Beifahrers zu detektieren, die von der Steuervorrichtung 50 in ihrem Steueralgorithmus verwendet werden könnten, um die betätigbaren Rückhaltevorrichtungen 18 und 20 zu steuern. Diese Sensoren weisen einen Schlossschaltersensor 80 für den Beifahrer auf, der ein Signal an die Steuervorrichtung 50 liefert, welches zeigt, ob der Beifahrer seinen Sitzgurt geschlossen hat. Beifahrergewichtssensoren 82, die im Beifahrersitz 84 gelegen sind, liefern ein Signal, welches das abgefühlte Gewicht des Beifahrers anzeigt. Andere mit dem Beifahrer assoziierte Sensoren 86 liefern andere Insasseninformationen an die Steuervorrichtung 50, die mit dem Beifahrer in Beziehung stehen, wie beispielsweise die Position, die Größe, den Umfang, die Bewegung usw.. Andere Sensoren 88 liefern Signale an die Steuervorrichtung 50, die anzeigen, ob ein Beifahrer auf dem Sitz 84 vorhanden ist, ob ein Kindersitz auf dem Sitz 84 vorhanden ist usw.. Solche anderen Sensoren könnten Ultraschallsensoren, Kameras, Infrarotsensoren usw. aufweisen.
  • Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eines Insassenrückhaltesystems 10 weist die Airbag-Rückhaltevorrichtung 14 eine erste betätigbare Stufe 90 und eine zweite betätigbare Stufe 92 auf, beispielsweise zwei getrennte Quellen von Aufblasströmungsmittel in Strömungsmittelverbindung mit einer einzigen Airbag-Rückhaltevorrichtung 14. Jede Stufe 90, 92 hat einen (nicht gezeigten) assoziierten Sprengsatz, der, wenn er mit ausreichend Strom für eine ausreichende Zeitperiode erregt wird, einen Strömungsmittelfluss von einer assoziierten Strömungsmittelquelle einleitet. Wenn eine Stufe betätigt wird, tritt ein Prozentsatz von weniger als 100% der maximalen möglichen Aufblaswirkung des Airbags auf. Um eine Aufblaswirkung von 100% des Airbags zu erreichen, muss die zweite Stufe in einem vorbestimmten Zeitraum von der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden. Insbesondere führt die Steuervorrichtung 50 einen Aufprallalgorithmus unter Verwendung von bestimmten Aufprallmessgrößen aus und gibt ein oder mehrere Signale an die betätigbare Rückhaltevorrichtung 14 aus, um eine Betätigung von einer oder von beiden betätigbaren Aufblasstufen 90 und 92 zu entsprechenden Zeiten zu bewirken, um ein erwünschtes Aufblasprofil und einen erwünschten Aufblasdruck zu erreichen. Wie erwähnt, könnten andere betätigbare Rückhaltevorrichtungen, wie beispielsweise ein Vorspanner 22 oder andere Vorrichtungen, wie beispielsweise Seitenrückhaltevorrichtungen 16, gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert werden.
  • Wie erwähnt, weist jede der betätigbaren Stufen 90, 92 einen (nicht gezeigten) assoziierten Sprengsatz der Bauart auf, die in der Technik wohlbekannt ist. Jeder Sprengsatz ist betriebsmäßig mit einer assoziierten Quelle für Gaserzeugungsmaterial und/oder mit einer Flasche mit unter Druck gesetztem Gas verbunden. Die Sprengsätze werden gezündet durch Leiten einer vorbestimmten Menge von elektrischem Strom für eine vorbestimmte Zeitdauer durch sie hindurch. Jeder Sprengsatz zündet sein assoziiertes Gaserzeugungsmaterial und/oder durchstößt seine assoziierte Flasche für unter Druck gesetztes Gas. Die Menge des Gases, die in den Airbag bzw. Sack freigegeben wird (Prozentsatz der maximal möglichen Aufblaswirkung) ist eine Funktion der Anzahl der betätigten Stufen und der Zeitdauer ihrer Betätigung. Je mehr Stufen während vorbestimmten Zeitperioden betätigt werden, desto mehr Gas ist im Airbag vorhanden. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist die Airbag-Rückhaltevorrichtung 14 zwei betätigbare Stufen auf. Wenn nur eine Stufe betätigt wird, tritt 40% des maximal möglichen Aufblasdruckes auf. Wenn zwei Stufen innerhalb von 5 ms nach einander betätigt werden, treten 100% des maximal möglichen Aufblasdruckes auf. Wenn die Stufen ungefähr 20 ms voneinander getrennt betätigt werden, tritt ein anderer, geringerer Prozentsatz der maximal möglichen Aufblaswirkung auf. Durch Steuerung der Betätigungszeit der Vielzahl von Stufen wird das dynamische Profil des Airbags bzw. Sackes gesteuert, beispielsweise die Aufblasgeschwindigkeit, der Aufblasdruck usw.
  • Die Rückhaltevorrichtung 18 der Beifahrerseite weist eine erste betätigbare Stufe 94 und eine zweite betätigbare Stufe 96 auf, die so gesteuert werden, wie oben mit Bezug auf die Rückhaltevorrichtung 14 der Fahrerseite beschrieben, um den Prozentsatz des maximal möglichen Aufblasdruckes des Airbags zu steuern.
  • Eine Einsatzsteuervorrichtung 100 in der Steuervorrichtung 50 steuert die Betätigung der ersten betätigbaren Stufen 90, 94 und der zweiten betätigbaren Stufen 92, 96 unter Verwendung von bestimmten Aufprallmessgrößen und anderen überwachten Sensoreingangsgrößen.
  • Die zwei im Wesentlichen mittig gelegenen Beschleunigungssensoren 32, 36 fühlen die Aufprallbeschleunigung in der X-Richtung ab. Der erste Beschleunigungssensor 32 wird verwendet, um Aufprallmessgrößenwerte zu bestimmen, die mit einem nicht angeschnallten Fahrzeuginsassen assoziiert sind. Der zweite Beschleunigungssensor 36 wird verwendet, um Aufprallmessgrößenwerte zu bestimmen, die mit einem angeschnallten Fahrzeuginsassen assoziiert sind.
  • Mit Bezug auf die 3 und 4 stellt ein funktionelles Blockdiagramm schematisch gewisse Steuerfunktionen dar, die von der Steuervorrichtung 50 zur Steuerung der mehrstufigen Rückhaltevorrichtung 14 der Fahrerseite ausgeführt werden. Es sei bemerkt, dass die mehrstufige Rückhaltevorrichtung 18 der Beifahrerseite in ähnlicher Weise gesteuert wird, und zwar mit den unten erwähnten Unterschieden. Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 50, wie erwähnt, ein Mikrocomputer, der programmiert ist, um diese veran schaulichten Funktionen auszuführen. Die Beschreibung von "Funktionen", die von der Steuervorrichtung 50 ausgeführt werden, kann hier auch als "Schaltungen" bezeichnet werden.
  • Der Beschleunigungssensor 32, vorzugsweise ein Beschleunigungsmesser, gibt ein Beschleunigungssignal aus, welches hier als CCU_1X bezeichnet wird, und zwar mit einer Charakteristik (beispielsweise Frequenz und Amplitude), die die Aufprallbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigt. Das Beschleunigungssignal wird vorzugsweise durch einen Hochpass/Tiefpass-Filter 52 (HPF/LPF, HPF = high pass filter, LPF = low pass filter) aus Hardware bzw. Komponenten (d. h. getrennt von der Steuervorrichtung 50) gefiltert, um Frequenzen zu eliminieren, die aus äußeren Fahrzeugbetriebsereignissen resultieren, und/oder Eingangssignale, die aus Straßengeräuschen resultieren. Die Frequenzkomponenten, die durch Filterung entfernt werden, zeigen nicht das Auftreten eines Aufprallereignisses, für welches ein Einsatz der Rückhaltevorrichtung 14 erwünscht ist. Empirische Tests werden verwendet, um die Frequenzwerte von relevanten Aufprallereignissen für eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse zu bestimmen. Äußere Signalkomponenten, die in dem Aufprallbeschleunigungssignal vorhanden sein können, werden in geeigneter Weise gefiltert, und Signalcharakteristiken, die ein Einsatzaufprallereignis anzeigen, werden zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet.
  • Der Beschleunigungsmesser 32 hat vorzugsweise eine nominelle Empfindlichkeit von ±100 g (wobei g der Wert für die Beschleunigung auf Grund der Erdschwerkraft ist, d. h. 32 Fuß pro Sekunde zum Quadrat oder 9,8 m/s2). In einem mehrstufigen betätigbaren Rückhaltesystem ist es wünschenswert, eine Aufprallbeschleunigung auf Grund des Aufprallereignisses fortzusetzen, auch nachdem eine erste oder anfängliche Auslöserschwelle erreicht wurde. Da eine Betätigung der ersten Stufe auf das Auftreten einer Aufprallbeschleunigung deutlich innerhalb von ±100 g erwünscht ist, wird die weitere Notwendigkeit zum Abfühlen erleichtert, wobei der Beschleunigungsmesser 32 eine nominelle Empfindlichkeit von ±100 g hat.
  • Das gefilterte Ausgangssignal 110 wird zu einem Analog/Digital-Wandler 112 geliefert, der vorzugsweise in der Steuervorrichtung 50 liegt (beispielsweise zu einem Analog/Digital- bzw. A/D-Eingang eines Mikrocomputers) oder zu einem externen A/D-Wandler. Der A/D-Wandler 112 wandelt das gefilterte Aufprallbeschleunigungssignal 110 in ein digitales Signal um. Der Ausgang des A/D-Wandlers 114 wird vorzugsweise mit einem anderen Hochpass/Tiefpass-Filter 116 gefiltert, und zwar mit Filterwerten, die empirisch zum Zwecke der Eliminierung von kleinen Abweichungen und Versetzungen bestimmt werden, und die mit der A/D-Umwandlung assoziiert sind. In einem Mikrocomputer-Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte der Filter 116 digital in dem Mikrocomputer eingerichtet sein. Eine Bestimmungsfunktion 118 der Steuervorrichtung 50 bestimmt zwei Aufprallmessgrößenwerte, die hier als Vel_Rel_1X ("Aufprallgeschwindigkeit") und als Displ_Rel_1X ("Aufprallversetzung") bezeichnet werden, aus diesem gefilterten Aufprallbeschleunigungssignal. Dies wird durch erste und zweite Integrationen des Beschleunigungssignals getan.
  • Der Aufprallversetzungswert und der Aufprallgeschwindigkeitswert werden vorzugsweise unter Verwendung eines virtuellen Aufprallabfühlprozesses bestimmt, der vollständig im US-Patent 6 186 539 von Foo u. A. und im US-Patent 6 036 225 von Foo u. A. beschrieben wurde, und zwar unter Verwendung eines Federmassenmodells für den Insassen, um die Federkräfte und die Dämpfungskräfte zu berücksichtigen. Eine detaillierte Erklärung eines Federmassenmodells ist im US-Patent 5 935 182 von Foo u. A. zu finden.
  • Die Werte, die in der Funktion 118 bestimmt werden, werden verwendet, um den Wert Vel_Rel_1X als eine Funktion von Displ_Rel_1X gegenüber Aufprallversetzungsvariationsschwellen in einer Vergleichsfunktion 124 und in einer Absicherungsimmunitätsboxbestimmungsfunktion 128 zu vergleichen. Die Vergleichsfunktion 124 vergleicht den Wert Vel_Rel_1X mit einer LOW-Schwelle 130 oder einer SWITCHED LOW-Schwelle 132 und vergleicht auch den Wert Vel_Rel_1X mit einer HIGH-Schwelle 134. Die Schwellen 130, 132 und 134 werden für einen Zustand mit einem nicht angeschnallten Insassen ausgewählt und damit assoziiert, wie von dem Schlossschalter 70 des Fahrers abgefühlt. Es ist gemäß der vorliegenden Erfindung wünschenswert, die erste Stufe 90 einzusetzen, wenn Vel_Rel_1X die LOW-Schwelle 130 oder die SWITCHED LOW-Schwelle 132 für den Zustand mit einem nicht angeschnallten Insassen überschreitet (abhängig davon, was von der Steuervorrichtung 50 verwendet wird, wie unten beschrieben). Die zweite Stufe 92 wird als eine Funktion der Zeit zwischen einem Durchgang durch eine LOW-Schwelle (oder einer SWITCHED LOW-Schwelle) und einem Durchgang durch eine HIGH-Schwelle betätigt, die durch die Aufprallstärkenindex-A-Funktion 140 für den Zustand mit einem nicht angeschnallten Insassen bestimmt wird. Alle drei Schwellen 130, 132 und 134 variieren als eine Funktion des Aufprallversetzungswertes Displ_Rel_1X und werden empirisch für eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt.
  • Eine Absicherungsimmunitätsbox 142 wird als eine Funktion der Aufprallgeschwindigkeit Vel_Rel_1X und der Aufprallversetzung Displ_Rel_1X definiert, wie in 4 gezeigt. Die Absicherungsimmunitätsboxbestimmungsfunktion 128 bestimmt, ob der Aufprallgeschwindigkeitswert Vel_Rel_1X als eine Funktion des Aufprallversetzungswertes Displ_Rel_1X innerhalb oder außerhalb der Immunitätsbox 142 ist. Wenn der Geschwindigkeitswert außerhalb der Immunitätsbox ist, wird ein HIGH- oder TRUE-Absicherungsimmunitätsboxsignal 144 geliefert. Anderenfalls ist das Absicherungsimmunitätsboxsignal 144 LOW oder FALSE.
  • Das Auftreten des Durchgangs der Schwellen, wie in der Funktion 124 bestimmt, wird durch die Latch-Schaltung 148 verriegelt (latched). Der Aufprallstärkenindexwert A für den Zustand mit einem nicht angeschnallten Insassen wird in der Funktion 140 bestimmt, wenn HIGH von einer UND-Funktion 150 empfangen wird. Die UND-Funktion 150 ist ON oder HIGH, wenn zwei Absicherungsfunktionen erfüllt sind, eine basierend auf dem Signal CCU_1X und die andere basierend auf dem Signal CCU_2X. Die Ausgabe der Absicherung-A-Bestimmungsfunktion 128 ist eine Eingangsgröße der UND-Funktion 150. Im Allgemeinen arbeitet die Absicherungsfunktion 150 als ein Steuermechanismus, um die Betätigung der ersten und zweiten Stufen 90 und 92 durch die assoziierten Aufprallstärkenindexfunktionen 140 und 190 einzuschalten oder auszuschalten.
  • Die Aufprallstärkenindexfunktion A 140 wird als eine Funktion der Zeitperiode von dem Zeitpunkt, wenn der bestimmte Aufprallgeschwindigkeitswert Vel_Rel_1X die LOW-Schwelle 130 oder die SWITCHED LOW-Schwelle 132 überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn er die HIGH-Schwelle 134 überschreitet, bestimmt, und wird hier als die "Δt-Messung" bezeichnet. Dieser Wert ist ein Maß für die Aufprallintensität. Je kürzer die Zeitperiode ist, desto stärker ist der Fahrzeugaufprall. Es ist dieses Maß von Δt, welches bei der Steuerung der zweiten Stufe 92 für den Zustand mit einem nicht angegurteten Insassen verwendet wird. Diese zweite Stufe wird nicht notwendigerweise zum Zeitpunkt des Durchgangs durch die HIGH-Schwelle eingesetzt, sondern als eine Funktion der Δt-Messung, wie vollständig in den oben erwähnten Patenten von Foo u. A. beschrieben. Die Aufprallstärkenindexfunktion 140 kann eine Nachschautabelle bzw. ein Kennfeld aufweisen, die bzw. das verwendet wird, um die Δt-Messung in einen Einsatzzeitwert umzuwandeln, der verwendet wird, um die Zeit der Betätigung der zweiten Stufe zu steuern.
  • Der Beschleunigungssensor 32 und die Vergleichsfunktion 124 werden zur Aufprallunterscheidung verwendet, wenn der Fahrzeuginsasse in einem nicht angeschnallten Zustand ist. In einem nicht angeschnallten Zustand sind die Schwellen 130, 132 und 134 insgesamt niedrigere Werte als jene, die verwendet werden würden, wenn der Fahrzeuginsasse angeschnallt wäre. Der Schlossschalter 70 des Fahrers wird von der Steuervorrichtung 50 zur Anwendung bei der Betrachtung der Vergleichsfunktion 124 überwacht. Die Steuerung der Beifahrerrückhaltevorrichtung 18 wird in ähnlicher Weise gesteuert, wobei ein angeschnallter oder nicht angeschnallter Zustand durch Überwachung des Zustandes des Schlossschalters 80 des Beifahrers berücksichtigt wird.
  • Der Bescheinigungssensor 36, vorzugsweise ein Beschleunigungsmesser, gibt ein Beschleunigungssignal aus, welches hier als CCU_2X bezeichnet wird, und zwar mit einer Charakteristik (beispielsweise Frequenz und Amplitude), die die Fahrzeugaufprallbeschleunigung parallel zur X-Achse des Fahrzeugs beim Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigt. Das Beschleunigungssignal wird vorzugsweise durch einen Hochpassfilter/Tiefpassfilter ("HPF/LPF") 56 aus Hardware bzw. Komponenten (d. h. getrennt von der Steuervorrichtung 50) gefiltert, um Frequenzen zu eliminieren, die von äußeren Fahrzeugbetriebesereignissen und/oder Eingangssignalen herrühren, die von Straßengeräuschen kommen. Die Frequenzkomponenten, die durch Filterung entfernt werden, zeigen nicht das Auftreten eines Aufprallereignisses, für welches ein Einsatz der Rückhaltevorrichtung 14 erwünscht ist. Empirische Tests werden verwendet, um die Frequenzwerte von relevanten Aufprallsignalen für die spezielle Fahrzeugplattform von Interesse zu bestimmen. Äußere Signalkomponenten, die in dem Aufprallbeschleunigungssignal vorhanden sein können, werden in geeigneter Weise gefiltert, und Frequenzen, die ein Einsatzaufprallereignis anzeigen, werden zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet.
  • Der Beschleunigungsmesser 36 hat vorzugsweise eine nominelle Empfindlichkeit von ±100 g (wobei g der Wert der Beschleunigung aufgrund der Erdschwerkraft ist, d. h. 32 Fuß pro Sekunde zum Quadrat oder 9,8 m/s2). In einem mehrstufigen betätigbaren Rückhaltesystem ist es wünschenswert, die Aufprallbeschleunigung während des Aufprallereignisses weiter abzufühlen, auch nachdem ein erster oder anfänglicher Auslöserwert erreicht wurde. Da eine Betätigung der ersten Stufe auf das Auftreten einer Aufprallbeschleunigung deutlich innerhalb ±100 g erwünscht ist, wird die weitere Notwendigkeit der Abfühlung erleichtert, wenn der Beschleunigungsmesser 36 eine nominelle Empfindlichkeit von ±100 g hat.
  • Das gefilterte Ausgangssignal 160 wird zu einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 162 geliefert, der vorzugsweise innerhalb der Steuervorrich tung 50 ist (beispielsweise an einen A/D-Eingang eines Mikrocomputers) oder zu einem externen A/D-Wandler. Der A/D-Wandler 162 wandelt das gefilterte Aufprallbeschleunigungssignal 160 in ein digitales Signal um. Die Ausgangsgröße 164 des A/D-Wandlers wird vorzugsweise mit einem anderen Hochpass/Tiefpass-Filter 166 gefiltert, und zwar mit Filterwerten, die empirisch zum Zweck des Eliminierens von kleinen Abweichungen und Versetzungen bestimmt wurden, die mit der A/D-Umwandlung assoziiert sind. In einem Mikrocomputer-Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung würde der Filter 166 digital in dem Mikrocomputer eingerichtet werden. Die Bestimmungsfunktion 168 der Steuervorrichtung 50 bestimmt zwei Aufprallmesswerte, die hier als Vel_Rel_2X ("Aufprallgeschwindigkeit") und als Displ_Rel_2X ("Aufprallversetzung") bezeichnet werden, aus diesem gefilterten Aufprallbeschleunigungssignal CCU_2X in ähnlicher Weise wie die Bestimmung, die in der Funktion 118 vorgenommen wurde. Dies wird durch erste und zweite Integrationen des gefilterten Beschleunigungssignals CCU_2X getan.
  • Diese Werte der Aufprallversetzung und Aufprallgeschwindigkeit werden vorzugsweise unter Verwendung von virtueller Aufprallabfühlverarbeitung bestimmt, die im US-Patent 6 186 539 von Foo u. A. und im US-Patent 6 036 225 von Foo u. A. beschrieben werden, und zwar unter Verwendung eines Federmassenmodells des Insassen, um Federkräfte und Dämpfungskräfte zu berücksichtigen. Eine detaillierte Erklärung eines Federmassenmodells ist im US-Patent 5 935 182 von Foo u. A. zu finden.
  • Die Werte, die durch die Funktion 168 bestimmt werden, werden verwendet, um den Wert Vel_Rel_2X als eine Funktion von Displ_Rel_2X gegenüber Aufprallversetzungsvariationsschwellen in einer Vergleichsfunktion 174 und in einer Absicherungsimmunitätsboxbestimmungsfunktion 178 zu vergleichen. Die Vergleichsfunktion 174 vergleicht den Wert Vel_Rel_2X mit einer LOW-Schwelle 180 oder einer SWITCHED LOW-Schwelle 182 und vergleicht den Wert Vel_Rel_2X mit einer HIGH-Schwelle 184. Die Schwellen 180, 182 und 184 werden für einen Zustand mit angegurtetem Insassen ausgewählt und damit assoziiert, wie von dem Schlossschalter 70 des Fahrers überwacht. Es ist gemäß der vorliegenden Erfindung wünschenswert, die erste Stufe 90 einzusetzen, wenn Vel_Rel_2X die LOW-Schwelle 180 oder die SWITCHED LOW-Schwelle 182 (abhängig davon, welche verwendet wird) für den Zustand mit angegurtetem Insassen überschreitet. Die zweite Stufe wird als eine Funktion der Zeit von dem LOW-Schwellendurchgang (oder dem SWITCHED LOW-Schwellendurchgang) zum HIGH-Schwellendurchgang betätigt, die durch die Aufprallstärkenindex-B-Funktion 190 für den Zustand mit angegurtetem Insassen bestimmt wird. Alle drei Schwellen 180, 182 und 184 variieren als eine Funktion des Wertes Displ_Rel_2X und werden empirisch für einen Zustand mit angegurtetem Insassen bestimmt. Eine Absicherungsimmunitätsbox 192 ist als eine Funktion von Vel_Rel_2X und Displ_Rel_2X definiert, wie in 4 gezeigt. Wenn der Wert Vel_Rel_2X außerhalb der Immunitätsbox 192 ist, wird ein HIGH- oder TRUE-Absicherungsimmunitätsboxsignal 194 zum zweiten Eingang der UND-Funktion 150 geliefert. Anderenfalls ist das Absicherungsimmunitätsboxsignal 194 LOW oder FALSE. Wenn beide Absicherungsimmunitätsboxeingänge in die UND-Funktion 150 HIGH sind, ist der Ausgang der UND-Funktion 150 HIGH, was beide Aufprallstärkenindexfunktionen 140, 190 einschalten wird.
  • Das Auftreten des Durchgangs durch die Schwellen, wie in der Funktion 174 bestimmt, wird durch die Latch-Schaltung 198 verriegelt bzw. gelatcht, und der Aufprallstärkenindexwert B für den Zustand mit angegurtetem Insassen wird in der Funktion 190 bestimmt, wenn HIGH von der UND-Funktion 150 aufgenommen wird.
  • Die Aufprallstärkenfunktion B wird als eine Funktion der Zeitperiode von dem Zeitpunkt, wenn der bestimmte Geschwindigkeitswert Vel_Rel_2X die LOW-Schwelle 180 oder die SWITCHED LOW-Schwelle 182 überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt bestimmt, wenn er die HIGH-Schwelle 184 überschreitet, und wird hier als die "Δt-Messung" bezeichnet. Dieser Wert ist eine Messung der Aufprallintensität. Je kürzer die Zeitperiode ist, desto intensiver ist der Fahr zeugaufprall. Es ist diese Messung von Δt, die bei der Steuerung der zweiten Stufe für den Zustand mit angegurtetem Insassen verwendet wird. Die Schwelle für die Vergleiche im angegurteten Zustand in der Funktion 174 sind typischerweise höhere Werte als jene für den nicht angegurteten Zustand, die in der Vergleichsfunktion 124 verwendet werden. Wie in ähnlicher Weise mit Bezug auf die Funktion 140 beschrieben wurde, könnte die Aufprallstärkenindex-B-Funktion eine Nachschautabelle aufweisen, um die Δt-Messung zu einer Betätigungszeit für die Steuerung der zweiten Stufe 92 umzuwandeln.
  • Wenn die Knautschzonensensoren 40, 42 gewisse Ereignisse detektieren, werden die LOW-Schwellen 130, 180 zu den SWITCHED LOW-Schwellen 132, 182 umgeschaltet, um den Einsatz der ersten Stufe 90 zu steuern, und zur Bestimmung der Δt-Messung, die in den Aufprallstärkenfunktionen 140, 190 verwendet wird, die wiederum verwendet werden, um die zweite Stufe 92 zu steuern. Die Knautschzonensensoren 40, 42 werden auch verwendet, um eine Absicherungsfunktion zur Betätigung der betätigbaren Rückhaltevorrichtungen 14 und 18 vorzusehen. Wie unten beschrieben, ist die Betätigung der betätigbaren Vorrichtungen 14 und 18 weiter abhängig von einer HIGH- oder TRUE-Einsatzaufprallbestimmung von einem der Knautschzonensensoren.
  • Der Knautschzonensensor 40 ist vorzugsweise ein Beschleunigungsmesser, der ein Signal liefert, welches hier als CZS_3X bezeichnet wird, und zwar mit einer Charakteristik (beispielsweise Frequenz und Amplitude), die die Aufprallbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigt, wie an der vorderen linken Stelle des Fahrzeugs abgefühlt. Das Beschleunigungssignal CZS_3X wird durch einen Hochpassfilter/Tiefpassfilter ("HPF/LPF") 58 gefiltert, um Frequenzen zu eliminieren, die aus äußeren Fahrzeugbetriebesereignissen resultieren und/oder Eingangsgrößen, die vom Straßengeräusch herkommen. Die Frequenzkomponenten, die durch die Filterung entfernt werden, sind jene Frequenzen, die nicht das Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigen. Empirische Tests werden verwendet, um einen Frequenzbereich oder Frequenzbereiche der relevanten Aufprallsignale einzurichten, so dass äußeren Signalkomponenten, die in dem Aufprallbeschleunigungssignal vorhanden sind, gefiltert werden können, und Frequenzen, die ein Aufprallereignis anzeigen, zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet werden. Der Beschleunigungsmesser 40 hat vorzugsweise eine nominelle Empfindlichkeit von ±250 g.
  • Das gefilterte Ausgangssignal 210 wird zu einem Analog/Digital-Wandler ("A/D-Wandler") 212 geliefert. Der A/D-Wandler 212 wandelt das gefilterte Aufprallbeschleunigungssignal 210 in ein digitales Signal um. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert der A/D-Wandler 212 1-255 Zählungen im vollen Maßstab, die so angeordnet sind, dass eine Zahl 1 eine maximale negative Beschleunigung ist, dass eine Zahl 255 eine maximale positive Beschleunigung ist und dass eine Zahl 128 Null g oder einer Anzeige für eine Beschleunigung von Null darstellt. Vorzugsweise sind der Knautschzonensensor 40, der Filter 58 und der A/D-Wandler 212 alle Teile einer einzigen anwendungsspezifischen integrierten Schaltung ("ASIC") 237. Eine Diagnoseschaltung 238 ist auch Teil der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung bzw. ASIC 237 und überwacht den Betrieb der ASIC unter Verwendung von derartigen Dingen wie der regulierten Referenzspannung für den A/D-Wandler 212 und der Zeit, die der A/D-Wandler 212 für eine Umwandlung braucht. Wenn die Referenzspannung außerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, oder wenn die Umwandlung länger als eine vorbestimmte Zeitperiode dauert, wird die ASIC 237, die den Knautschzonensensor 40 trägt, als fehlerhaft angesehen. Die vorliegende Erfindung zieht andere Diagnosen in Betracht, die von der Diagnoseschaltung 238 ausgeführt werden können. Falls irgendein Fehler oder Fehlerzustand durch die Diagnoseschaltung 238 detektiert wird, wird im Allgemeinen in Betracht gezogen, dass der Knautschzonensensor 40 fehlerhaft ist. Wenn die Diagnosefunktion 238 bestimmt, dass ein Fehler oder ein Fehlerzustand in dem Knautschzonensensor 40 existiert, steuert sie den A/D-Wandler 212, um eine Ausgabe mit einer Zahl Null zu erzwingen, um eine Anzeige eines Diagnosefehlers oder eines Fehlerzustandes der Steuervor richtung 50 vorzusehen. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Zahl Null für diesen Zweck reserviert worden. Die Ausgabe des A/D-Wandlers 212 wird vorzugsweise mit einem anderen Hochpass/Tiefpass-Filter 214 gefiltert, und zwar mit Filterwerten, die empirisch für den Zweck des Eliminierens von kleinen Abweichungen und Versetzungen bestimmt wurden, die aus der Umwandlung resultieren. In einem Mikrocomputer Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung würde der Filter 214 digital in dem Mikrocomputer eingerichtet werden. Die Filterfunktion 214 gibt ein gefiltertes Beschleunigungssignal 216 aus.
  • Die Steuervorrichtung 50 bestimmt einen Beschleunigungswert, der hier als A_MA_CZS_3X bezeichnet wird. Dieser Wert wird bestimmt durch Berechnung eines gleitenden Mittelwertes des gefilterten Beschleunigungssignals vom ersten Knautschzonensensor 40. Ein gleitender Mittelwert ist eine Summe der zuletzt bestimmten Anzahl von Aufnahmen des gefilterten Beschleunigungssignals. Der Mittelwert wird aktualisiert durch Entfernung des ältesten Wertes, durch Ersatz dieses Wertes mit der letzten Aufnahme und dann durch Bestimmung des neuen Mittelwertes. Es ist bestimmt worden, dass vier bis 32 Aufnahmen bzw. Samples einen guten Mittelwert liefern.
  • Dieser bestimmte Wert A_MA_CZS_3X wird in eine Knautschzonenabsicherungsbestimmungsfunktion 218 eingegeben. Der bestimmte Knautschzonensensorbeschleunigungswert A_MA_CZS_3X als eine Funktion des bestimmten Versetzungswertes Displ_Rel_2X wird mit einer Schwelle 220 im nicht angegurteten Zustand und einer Schwelle 222 im angegurteten Zustand in einer Schwellenvergleichsfunktion 226 verglichen. Die Schwelle 222 im angegurtetem Zustand und die Schwelle 220 im nicht angegurteten Zustand variieren als eine Funktion von Displ_Rel_2X in vorbestimmter Weise, um die erwünschte Steuerung zu erreichen. Die Schwellen können empirisch für eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt werden. Wenn der Wert A_MA_CZS_3X die Schwelle 220 im nicht angegurteten Zustand überschreitet, wird die untere Schwelle, die in der Vergleichsfunktion 124 verwendet wird, auf die SWITCHED LOW-Schwelle 132 umgeschaltet.
  • Wenn der Wert A_MA_CZS_3X die Schwelle 222 für den angegurteten Zustand überschreitet, wird die untere Schwelle, die in der Vergleichsfunktion 174 verwendet wird, auf die SWITCHED LOW-Schwelle 182 umgeschaltet.
  • Der Knautschzonensensor 42 ist vorzugsweise ein Beschleunigungsmesser, der ein Signal liefert, welches hier als CZS_4X bezeichnet wird, und zwar mit einer Charakteristik (beispielsweise Frequenz und Amplitude), die die Aufprallbeschleunigung des Fahrzeugs beim Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigt, wie dies an der nach vorne gerichteten vorderen rechten Stelle des Fahrzeugs abgefühlt wird. Das Beschleunigungssignal CZS_4X wird durch einen Hochpassfilter/Tiefpassfilter ("HPF/LPF") 60 gefiltert, um Frequenzen zu eliminieren, die aus äußeren Fahrzeugbetriebsereignissen resultieren, und/oder Eingangsgrößen, die aus dem Straßengeräusch resultieren. Die Frequenzkomponenten, die durch Filterung entfernt werden, sind jene Frequenzen, die nicht das Auftreten eines Aufprallereignisses anzeigen. Empirische Tests werden verwendet, um einen Frequenzbereich oder Frequenzbereiche der relevanten Aufprallsignale einzurichten, so dass äußere Signalkomponenten, die in dem Aufprallbeschleunigungssignal vorhanden sind, gefiltert werden können, und das Frequenzen, die ein Aufprallereignis anzeigen, zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet werden. Der Beschleunigungsmesser 42 hat eine nominelle Empfindlichkeit von ±250 g.
  • Das gefilterte Ausgangssignal 230 wird zu einem Analog/Digital-Wandler ("A/D-Wandler") 232 geliefert. Der A/D-Wandler 232 wandelt das gefilterte Aufprallbeschleunigungssignal 230 in ein digitales Signal um. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert der A/D-Wandler 232 eine volle Skala von 1-255 Zählern, die so angeordnet sind, dass eine Zahl 1 eine maximale negative Beschleunigung ist, dass eine Zahl 255 eine maximale positive Beschleunigung ist, und dass eine Zahl 128 Null g oder einer Anzeige einer Beschleunigung von Null darstellt. Vorzugsweise sind der Knautschzonensensor 42, der Filter 60 und der A/D-Wandler 232 alle Teile einer einzigen anwendungsspezifischen integrierten Schaltung ("ASIC") 239. Eine Diagnoseschaltung 240 ist auch Teil der ASIC 239 und überwacht den Betrieb der ASIC, was solche Dinge mit einschließt, wie die regulierte Referenzspannung für den A/D-Wandler 232 und die Zeit, die der A/D-Wandler 232 für eine Umwandlung braucht. Wenn die Referenzspannung außerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, oder wenn die Umwandlung länger als eine vorbestimmte Zeitperiode dauert, wird die ASIC 239, die den Knautschzonensensor 42 trägt, als fehlerhaft angesehen. Die vorliegende Erfindung zieht andere Diagnosen in Betracht, die von der Diagnoseschaltung 240 ausgeführt werden können. Wenn irgendein Fehler oder ein Fehlerzustand detektiert wird, wird im Allgemeinen in Betracht gezogen, dass der Knautschzonensensor 42 fehlerhaft ist. Wenn die Diagnosefunktion 240 bestimmt, dass ein Fehler oder ein Fehlerzustand in dem Knautschzonensensor 42 vorhanden ist, steuert sie den A/D-Wandler 232, um eine Ausgabe der Zahl Null zu erzwingen, um eine Anzeige eines Diagnosefehlers oder eines Fehlerzustandes für die Steuervorrichtung 50 vorzusehen. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Zahl Null für diesen Zweck reserviert worden. Die Ausgangsgröße des A/D-Wandlers 232 wird vorzugsweise mit einem anderen Hochpass/Tiefpass-Filter 234 mit Filterwerten bestimmt, die empirisch zum Zwecke des Eliminierens von kleinen Abweichungen und Versetzungen bestimmt wurden, die aus der Umwandlung resultieren. In einem Mikrocomputer-Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung würde der Filter 234 digital in dem Mikrocomputer eingerichtet werden. Die Filterfunktion 234 gibt ein gefiltertes Beschleunigungssignal 236 aus.
  • Die Steuervorrichtung 50 bestimmt einen Beschleunigungswert, der hier als A_MA_CZS_4X bezeichnet wird. Dieser Wert wird bestimmt durch Berechnung eines gleitenden Mittelwertes des gefilterten Beschleunigungssignals des Knautschzonensensors 42. Ein gleitender Mittelwert ist eine Summe von der letzten vorbestimmten Anzahl von Aufnahmen des gefilterten Beschleunigungssignals. Der Mittelwert wird aktualisiert durch Entfernung des ältesten Wertes, durch dessen Ersatz mit der letzten Aufnahme und dann durch Bestimmung des neuen Mittelwertes. Es wurde bestimmt, dass 4 bis 32 Aufnahmen einen guten Mittelwert liefern.
  • Dieser bestimmte Wert A_MA_CZS_4X wird in die Knautschzonenabsicherungsbestimmungsfunktion 218 eingegeben. Der bestimmte Knautschzonensensorbeschleunigungswert A_MA_CZS_4X als eine Funktion des bestimmten Versetzungswertes Displ_Rel_2X wird mit einer Schwelle 250 für einen nicht angegurteten Zustand und einer Schwelle 252 für den angegurteten Zustand in einer Schwellenvergleichsfunktion 256 verglichen. Die Schwelle 252 für den angegurteten Zustand und die Schwelle 250 für den nicht angegurteten Zustand variieren als eine Funktion von Displ_Rel_2X in vorbestimmter Weise, um die erwünschte Steuerung zu erreichen. Die Werte können empirisch für eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt werden. Wenn der Wert A_MA_CZS_4X die Schwelle 250 für den nicht angegurteten Zustand überschreitet, wird die untere Schwelle, die in der Vergleichsfunktion 124 verwendet wird, auf die SWITCHED LOW-Schwelle 132 umgeschaltet. Wenn der Wert A_MA_CZS_4X die Schwelle 252 für den angegurteten Zustand überschreitet, wird die niedrigere Schwelle, die in der Vergleichsfunktion 174 verwendet wird, auf die SWITCHED LOW-Schwelle 182 umgeschaltet.
  • Der mittige Y-Achsenbeschleunigungsmesser 34 gibt ein Beschleunigungssignal, welches hier als CCU_1Y bezeichnet wird, an einen Filter 54 aus. Das Filtersignal vom Filter 54 wird durch einen A/D-Wandler 260 umgewandelt und digital vom Filter 262 in ähnlicher Weise gefiltert, wie oben bezüglich der Verarbeitung der Signale von den Beschleunigungsmessern 40, 42 beschrieben. Aus diesem gefilterten Beschleunigungssignal wird ein gleitender mittlerer Beschleunigungswert, der hier als der Wert A_MA_CCU_1Y bezeichnet wird, unter Verwendung einer Technik für einen gleitenden Mittelwert bestimmt, und ein Geschwindigkeitswert, der hier als der Wert VEL_CCU_1Y bezeichnet wird, wird durch Integration in der Bestimmungsfunktion 264 bestimmt. In der Vergleichsfunktion 266 wird der bestimmte Beschleunigungswert A_MA_CCU_1Y als eine Funktion des bestimmten Versetzungswertes Displ_Rel_2X mit einer Schwelle 268 verglichen. Wenn der Wert A_MA_CCU_1Y die Schwelle 268 überschreitet, wird die LOW-Schwelle, die in der Vergleichsfunktion 124 verwendet wird, auf die SWITCHED LOW-Schwelle 132 umgeschaltet, und die LOW-Schwelle, die in der Vergleichsfunktion 174 verwendet wird, wird auf die SWITCHED LOW-Schwelle 182 umgeschaltet.
  • Der Wert A_MA_CCU_1Y wird auch mit einer Immunitätsbox 276 verglichen, die durch einen vorbestimmten Wert A_MA_CCU_1Y und einen Wert Displ_Rel_2X definiert wird, wie in 4 gezeigt, und zwar durch eine Seitenimmunitätsboxabsicherungsvergleichsfunktion 278. Wenn der Wert A_MA_CCU_1Y außerhalb der Immunitätsbox 276 ist, wird ein HIGH-Absicherungsimmunitätsboxsignal zur Anwendung mit einem Seitenaufprallunterscheidungsalgorithmus vorgesehen, der unten beschrieben wird. Anderenfalls ist das Absicherungsimmunitätsboxsignal LOW.
  • Der Seitenbeschleunigungssensor 46 für den Fahrer liefert ein Beschleunigungssignal, welches hier als RAS_1Y bezeichnet wird, an einen Filter 62, welches durch den A/D-Wandler 280 umgewandelt wird. Das digitalisierte Beschleunigungssignal wird weiter digital durch den Filter 282 gefiltert, und das gefilterte Beschleunigungssignal wird zu einer Seitenunterscheidungsfunktion 284 der Fahrerseite geliefert.
  • Der Seitenbeschleunigungssensor 48 für den Beifahrer liefert ein Beschleunigungssignal, welches hier als RAS_2Y bezeichnet wird, an einen Filter 64, welches durch den A/D-Wandler 290 umgewandelt wird. Das digitalisierte Beschleunigungssignal wird weiter digital durch den Filter 292 gefiltert, und das gefilterte Beschleunigungssignal wird zu einer Seitenunterscheidungsfunktion 294 der Beifahrerseite geliefert.
  • Die Seitenunterscheidungsfunktion für den Fahrer und die Seitenunterscheidungsfunktion für den Beifahrer können irgendeine von verschiedenen Formen für die Unterscheidung und Steuerung der jeweiligen Seitenrückhaltevorrichtungen 16, 20 an nehmen. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden ein Seitenbeschleunigungswert für den Fahrer, der hier als A_MA_RAS_1Y bezeichnet wird, und ein Seitenbeschleunigungswert für den Beifahrer, der hier als A_MA_RAS_2Y bezeichnet wird, unter Verwendung eines Verfahrens für den gleitenden Mittelwert in ähnlicher Weise bestimmt, wie oben mit Bezug auf andere Bestimmungen der gleitenden durchschnittlichen Beschleunigung. Diese bestimmten Seitenbeschleunigungswerte als eine Funktion des bestimmten Seitengeschwindigkeitswertes, der hier als VEL_CCU_1Y bezeichnet wird, sowohl in positiver als auch in negativer Richtung, werden mit assoziierten variablen Schwellen verglichen. Wenn die Werte ihre assoziierten Schwellen überschreiten und das Seitenabsicherungssignal von der Funktion 278 HIGH ist, wird die entsprechende Seitenrückhaltevorrichtung 16, 20 betätigt.
  • Die Aufprallstärke INDEX_A 140 und die Aufprallstärke INDEX_B 190 sind mit einer Einstellfunktion 300 verbunden. Die Einstellfunktion 300 nimmt weitere Eingangssignale vom Gewichtssensor 72 des Fahrers und von den anderen assoziierten Sensoren 76 des Fahrers auf, die oben erwähnt wurden. Die Einstellfunktion 300 stellt die Aufprallstärkenindexwerte A oder B ansprechend auf die Sensoren 72, 76 ein. Abhängig von dem abgefühlten Gewicht des Insassen und von anderen abgefühlten Charakteristiken oder Attributen werden die Indexwerte A, B vergrößert, verringert oder ohne weitere Einstellung gelassen.
  • Die eingestellten Aufprallstärkenindexwerte werden zu einer Aufblasvorrichtungsübertragungsvorrichtung 310 geleitet, die weitere Einstellungen an den Aufprallstärkenwerten für die spezielle Aufblasvorrichtung oder die Aufblasvorrichtungsbauart macht, die bei der Fahrzeugplattform von Interesse verwendet wird. Die Übertragungsvorrichtung kann verwendet werden, um Einsatzzeiten der zweiten Stufe basierend darauf auszuwählen, ob die LOW-Schwelle oder die SWITCHED LOW-Schwelle für die Steuerung der ersten Stufe verwendet wird. Es sei beispielsweise angenommen, dass eine Δt-Zeit 25 ms war. Wenn die SWITCHED LOW-Schwelle verwendet wird, könnte die zweite Stufe 25 ms nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden. Wenn jedoch die "normale" LOW-Schwelle (130, 180) für die Steuerung der ersten Stufe mit dem gleichen Δt verwendet wird, könnte die zweite Stufe 40 ms nach der Betätigung der ersten Stufe betätigt werden.
  • Die speziellen "Aufblasvorrichtungsdaten" können in die Steuervorrichtung 50 durch geeignete Sensoren eingegeben werden oder können zum Zeitpunkt der anfänglichen Programmierung der Steuervorrichtung 50 vorgespeichert werden. Auf diese Weise könnte der Einsatz der ersten Stufe 90 und der zweiten Stufe 92 ansprechend auf die Aufblasvorrichtungsbauart vorgestellt oder verzögert werden. Beispielsweise kann ein Fahrzeug eine aufeinander folgende Aktivierung innerhalb von 5 ms erfordern, um eine Aufblaswirkung von 100% zu erreichen. Ein anderes Fahrzeug kann eine aufeinander folgende Aktivierung innerhalb von 7 ms erfordern, um eine Aufblaswirkung von 100% zu erreichen, und zwar wegen einem Unterschied bei der Aufblasvorrichtungsbauart.
  • Die Ausgabe der Übertragungsvorrichtung 310, die der eingestellte Δt-Wert ist, wird zu der Einsatzsteuervorrichtung 100 geleitet.
  • Die Einsatzsteuervorrichtung 100 betätigt die erste betätigbare Stufe 90 (einem möglichen Vorstellvorgang oder einer Verzögerung durch die Einstellungsfunktion 300 und/oder die Übertragungsvorrichtung 310 unterworfen) für die mehrstufige Rückhaltevorrichtung 14 des Fahrers, wenn die Ausgabe der Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 HIGH oder TRUE ist, und die Schwelle 130 überschritten ist und der Schlossschalter 70 des Fahrers anzeigt, dass der Fahrer nicht angegurtet ist und weder die Schwelle 220 noch 250 für den nicht angegurteten Zustand um A_MA_CZS_3X bzw. A_MA_CZS_4X überschritten wurde und A_MA_CCU_1Y nicht die Schwelle 268 überschritten hat.
  • Die Einsatzsteuervorrichtung 100 betätigt die erste betätigbare Stufe 90 (einem möglichen Vorstellvorgang oder einer Verzögerung durch die Einstellungsfunktion 300 und/oder die Übertragungsvorrichtung 310 unterworfen) für die mehrstufige Rückhaltevorrichtung 14 des Fahrers, wenn die Ausgabe der Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 HIGH oder TRUE ist, und die Schwelle 180 überschritten ist und der Schlossschalter 70 des Fahrers anzeigt, dass der Fahrer angegurtet ist und weder die Schwelle 222 noch 252 für den angegurteten Zustand um A_MA_CZS_3X bzw. A_MA_CZS_4X überschritten wurde und A_MA_CCU_1Y nicht die Schwelle 268 überschritten hat.
  • Die Einsatzsteuervorrichtung 100 betätigt die erste betätigbare Stufe 90 (einem möglichen Vorstellvorgang oder einer Verzögerung durch die Einstellungsfunktion 300 und/oder die Übertragungsvorrichtung 310 unterworfen) für die mehrstufige Rückhaltevorrichtung 14 des Fahrers, wenn die Ausgabe der Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 HIGH oder TRUE ist, und die Schwelle 132 überschritten ist und der Schlossschalter 70 des Fahrers anzeigt, dass der Fahrer nicht angegurtet ist und weder die Schwelle 220 noch 250 für den nicht angegurteten Zustand um A_MA_CZS_3X bzw. A_MA_CZS_4X überschritten wurde und A_MA_CCU_1Y die Schwelle 268 überschritten hat.
  • Die Einsatzsteuervorrichtung 100 betätigt die erste betätigbare Stufe 90 (einem möglichen Vorstellvorgang oder einer Verzögerung durch die Einstellungsfunktion 300 und/oder die Übertragungsvorrichtung 310 unterworfen) für die mehrstufige Rückhaltevorrichtung 14 des Fahrers, wenn die Ausgabe der Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 HIGH oder TRUE ist, und die Schwelle 182 überschritten ist und der Schlossschalter 70 des Fahrers anzeigt, dass der Fahrer angegurtet ist und weder die Schwelle 222 noch 252 für den angegurteten Zustand um A_MA_CZS_3X bzw. A_MA_CZS_4X überschritten wurde und A_MA_CCU_1Y die Schwelle 268 überschritten hat.
  • Wenn das Rückhaltesystem einen Vorspanner 22 aufweist, dann wird der Vorspanner betätigt, wenn die erste Stufe 90 betätigt wird, wenn der Schlossschalter anzeigt, dass der Fahrer angegurtet ist.
  • Dann werden die bestimmten Δt-Zeiten verwendet, um zu steuern, wann die zweite Stufe 92 betätigt wird. Dies nimmt natürlich einen HIGH- oder TRUE- Zustand der Absicherungsfunktionsausgangsgröße der Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 an. Die Einsatzsteuervorrichtung 100 steuert die Betätigung der zweiten Stufe 92 ansprechend auf geeignete eingestellte Aufprallstärkenindexwerte Index A oder Index B abhängig von dem angegurteten Zustand des Insassen. Die Steuervorrichtung 50 verwendet eine Nachschautabelle mit vorbestimmten gespeicherten Betätigungszeiten für die Steuerung des Einsatzes der zweiten Stufe ansprechend auf den geeigneten Aufprallstärkenindexwert. Diese gespeicherten Werte werden durch empirische Verfahren für eine spezielle Fahrzeugplattform von Interesse bestimmt.
  • Mit Bezug auf die 5 und 6 wird die Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 dargestellt. Wie erwähnt, werden die bestimmten Werte A_MA_CZS_3X und A_MA_CZS_4X durch die Absicherungsfunktion 218 überwacht. Eine erste Bestimmung wird gemacht, und zwar ob der Wert A_MA_CZS_3X eine ausfallsichere (failed-safe) Schwelle 298 überschritten hat und dieses Ergebnis als eine erste Eingabe 300 in eine UND-Funktion 302 liefert. Eine zweite Bestimmung wird gemacht, und zwar ob der Wert A_MA_CZS_4X eine Anzeige eines fehlerhaften Sensors hat, wie dies bei einer Ausgabe der Zahl Null aus dem A/D-Wandler 232 auftritt, was von einem Fehler herrührt, der durch die Diagnosefunktion 240 detektiert wird, und dieses Ergebnis als eine zweite Eingangsgröße 304 an die UND-Funktion 302 liefert. Die Ausgabe der UND-Funktion 302 ist eine erste Eingabe in eine ODER-Funktion 310. Eine dritte Bestimmung wird vorgenommenen, und zwar ob der Wert A_MA_CZS_4X eine ausfallsichere Schwelle 314 überschritten hat und dieses Ergebnis als eine erste Eingabe 316 in eine UND-Funktion 320 liefert. Eine vierte Bestimmung wird vorgenommenen, ob der Wert A_MA_CZS_3X eine Anzeige eines fehlerhaften Sensors geliefert hat, wie dies durch eine Ausgabe einer Zahl Null aus dem A/D-Wandler 212 auftritt, was von einem Fehler herrührt, der durch die Diagnosefunktion 238 detektiert wird und dieses Ergebnis als eine zweite Eingabe in die UND-Funktion 320 liefert. Die Ausgabe der UND-Funktion 320 ist eine zweite Eingabe in die ODER-Funktion 310. Wenn entweder die UND-Funktion 302 oder die UND-Funktion 320 HIGH sind, dann wird die Ausgabe der Oder- Funktion 310 HIGH oder TRUE. Dies bedeutet, dass es ein mögliches Versagen von einem der Knautschzonensensoren 40, 42 oder ein Versagen bei den Satellitenmodulen 237, 239 gibt.
  • Zusätzlich zu den Diagnosefunktionen 238 und 240, die eine Überwachung bezüglich fehlerhafter Sensoren 40 bzw. 42 ausführen, kann die Steuervorrichtung 50 auch die A_MA-Werte der gefilterten Knautschzonensensorausgangsgrößen 216, 226 überwachen und bestimmen, ob einer der zwei Sensoren oder ASIC-Module fehlerhaft geworden ist. Wenn beispielsweise einer der zwei Sensoren eine Rail-Spannung bzw. Schienenspannung für eine vorbestimmte Zeitperioden ausgibt, würde die Steuervorrichtung bestimmen, dass der Knautschzonensensor fehlerhaft geworden ist, und würde dies als eine Ausgabe der Zahl Null behandeln, wodurch nur erforderlich ist, dass die Ausgangsgröße des anderen Knautschzonensensors die untere ausfallsichere Schwelle durchkreuzt, um ein Absicherungssignal zu liefern. Die Steuervorrichtung 50 führt auch eine zyklische Redundanzüberprüfung ("CRC" = cyclic redundancy check) an den Daten aus, die sie empfängt, die die Knautschzonensensorauslesungen darstellen. Wenn es einen Fehler in der CRC gibt, wird die Steuervorrichtung 50 einen Zustand der Zahl Null für diesen Sensor einnehmen, wodurch angenommen wird, dass der Sensor fehlerhaft ist.
  • Die Ausgabe der ODER-Funktion 310 ist eine erste Eingangsgröße der ODER-Funktion 330. Die Absicherungsfunktion 218 überwacht auch den Wert A_MA_CZS_3X und bestimmt, ob er den Knautschzonensensorschwellenwert 340 überschreitet und liefert die Ergebnisse 334 dieser Bestimmung als eine zweite Eingangsgröße in die ODER-Funktion 330. Die Absicherungsfunktion 218 überwacht auch den Wert A_MA_CZS_4X und bestimmt, ob er einen normalen Knautschzonensensorschwellenwert 344 überschreitet und liefert die Ergebnisse 348 der Bestimmung als eine zweite Eingangsgröße an die ODER-Funktion 330. Die Ausgangsgröße 350 der ODER-Funktion 330 ist die Ausgangsgröße der Knautschzonenabsicherungsfunktion 218.
  • Die Ausgangsgröße 350 wird HIGH oder TRUE sein, wenn die Ausgangsgröße von 310 HIGH ist oder entweder der Wert A_MA_CZS_3X seine normale Knautschzonensensorschwelle 340 überschreitet oder A_MA_CZS_4X seine normale Knautschzonensensorschwelle 344 überschreitet.
  • In dem speziellen, in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel wird das Betätigungssignal der ersten Airbag-Stufe geliefert, wenn der Wert CCU_2X den LOW-Schwellenwert 180 überschreitet ODER der Wert CCU_2X die SWITCHED LOW-Schwelle 182 überschreitet UND entweder der Wert A_MA_CZS_3X die geschaltete Schwelle 222 überschreitet ODER der Wert A_MA_CZS_4X die geschaltete Schwelle 252 überschreitet.
  • In dem speziellen, in 7 gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel wird das Betätigungssignal der ersten Airbag-Stufe geliefert, wenn der Wert CCU_1X den LOW-Schwellenwert 130 überschreitet ODER der Wert CCU_2X die SWITCHED LOW-Schwelle 132 überschreitet UND entweder der Wert A_MA_CZS_3X die geschaltete Schwelle 220 überschreitet ODER der Wert A_MA_CZS_4X die geschaltete Schwelle 250 überschreitet.
  • Mit Bezug auf 8 ist die Knautschzonenabsicherungsfunktion 218 gemäß der vorliegenden Erfindung mit irgendeiner Bauart eines Airbag-Rückhaltesystems mit einer bekannten Aufprallabfühlanordnung 360 und einer Aufprallunterscheidungsfunktion 366 gezeigt, die die Aufprallsensoren 360 überprüft und bestimmt, ob ein Einsatzaufprallereignis auftritt. Die Knautschzonenabsicherungsfunktion bestimmt ein Absicherungsergebnis und gibt dieses Ergebnis als Signal 350 in einer oben beschriebenen Weise aus. Die Unterscheidungsbestimmung wird von der Unterscheidungsfunktion 366 durch UND-Funktion ausgeführt, und zwar mit dem Ergebnis, dass die Knautschzonenabsicherungsfunktion den Einsatz des Rückhaltesystems steuert. Das betätigbare Rückhaltesystem, welches so gesteuert wird, kann irgendein bekanntes betätigbares Rückhaltesystem sein, wie beispielsweise ein einstufiger Airbag, ein Sitzgurtvorspanner, ein Kniehalter usw..
  • Andere Sensoren 88 könnten verwendet werden, um weitere Steuereinstellungen zu machen. Wenn beispielsweise ein nach hinten weisender Kindersitz auf dem Beifahrersitz 84 detektiert wird, könnte die Betätigung der ersten und zweiten Stufen 94, 96 verhindert werden.
  • Aus der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen wahrnehmen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und/oder Modifikationen innerhalb der Fähigkeiten des Fachmanns sollen von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt werden.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems gerichtet, welches einen Unterscheidungsaufprallsensor aufweist, um eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt. Ein erster Knautschzonensensor ist an einer ersten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen und liefert ein erstes Knautschzonensignal, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem ersten Knautschzonensensor abgefühlt wird. Ein zweiter Knautschzonensensor ist an einer zweiten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen, um ein zweites Knautschzonensignal zu liefern, welches die Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem zweiten Knautschzonensensor abgefühlt wird. Eine Knautschzonenabsicherungsbestimmungsfunktion der Steuervorrichtung überwacht den ersten Knautschzonensensor und den zweiten Knautschzonensensor und liefert ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine erste Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale fehlerhaft ist. Das Knautschzonenabsicherungssignal wird auch ansprechend darauf geliefert, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine zweite Schwelle überschreitet, wobei die zweite Schwelle größer als die erste Schwelle ist. Eine Steuervorrichtung überwacht das Unterscheidungsaufprallsignal und das Knautschzonenabsicherungssignal zur Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, die Folgendes aufweist: einen Unterscheidungsaufprallsensor, um eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt; einen ersten Knautschzonensensor, der an einer ersten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen ist, um ein erstes Knautschzonensignal zu liefern, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem ersten Knautschzonensensor abgefühlt wird; einen zweiten Knautschzonensensor, der an einer zweiten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen ist, um ein zweites Knautschzonensignal zu liefern, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem zweiten Knautschzonensensor abgefühlt wurde; Knautschzonenabsicherungsbestimmungsmittel, die den ersten Knautschzonensensor und den zweiten Knautschzonensensor überwachen, um ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf zu liefern, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale fehlerhaft ist; und eine Steuervorrichtung, die das Unterscheidungsaufprallsignal und das Knautschzonenabsicherungssignal überwacht, um eine betätigbare Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf zu steuern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter Diagnosebestimmungsmittel aufweist, um den Betrieb des ersten und zweiten Knautschzonensensors zu überwachen und ein Signal zu liefern, welches diesen anzeigt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Diagnosebestimmungsmittel eine zyklische Redundanzüberprüfung (CRC) ausführen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl der erste Knautschzonensensor als auch der zweite Knautschzonensensor jeweils assoziierte Beschleunigungsmesser aufweisen, die mit assoziierten Filtern und Analog/Digital-Wandlern verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei sowohl der erste Knautschzonensensor als auch der zweite Knautschzonensensor assoziierte Diagnoseschaltungen aufweisen, um den Betrieb des assoziierten Knautschzonensensors zu überwachen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei jede Diagnoseschaltung ihren assoziierten Analog/Digital-Wandler steuert, um einen spezifischen Wert auszugeben, wenn ein Fehlerzustand in seinem assoziierten Knautschzonensensor abgefühlt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jede Diagnoseschaltung ihren assoziierten Analog/Digital-Wandler steuert, um eine Zahl Null auszugeben, wenn ein Fehlerzustand in seinem assoziierten Knautschzonensensor abgefühlt wird.
  8. Vorrichtung zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, die Folgendes aufweist: einen Unterscheidungsaufprallsensor, um eine Fahrzeugaufprallbedingung abzufühlen und ein Unterscheidungsaufprallsignal zu liefern, welches diese anzeigt; einen ersten Knautschzonensensor, der an einer ersten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen ist, um ein erstes Knautschzonensignal zu liefern, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem ersten Knautschzonensensor abgefühlt wird; einen zweiten Knautschzonensensor, der an einer zweiten Fahrzeugknautschzonenstelle gelegen ist, um ein zweites Knautschzonensignal zu liefern, welches eine Aufprallbeschleunigung anzeigt, die von dem zweiten Knautschzonensensor abgefühlt wurde; Knautschzonenabsicherungsbestimmungsmittel, die den ersten Knautschzonensensor und den zweiten Knautschzonensensor überwachen, um ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf zu liefern, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine erste Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale fehlerhaft ist und auch ein Knautschzonenabsicherungssignal ansprechend darauf zu liefern, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensensorsignale eine zweite Schwelle überschreitet, wobei die zweite Schwelle größer als die erste Schwelle ist; und eine Steuervorrichtung, die das Unterscheidungsaufprallsignal und das Knautschzonenabsicherungssignal überwacht, um eine betätigbare Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf zu steuern.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Knautschzonenabsicherungsbestimmungsmittel einen gleitenden Mittelwert des ersten Knautschzonensignals und einen gleitenden Mittelwert des zweiten Knautschzonensignals bestimmen und diese bestimmten gleitenden Mittelwerte im Vergleich mit der ersten Schwelle und der zweiten Schwelle verwendet.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Unterscheidungsaufprallsensor an einer im Wesentlichen mittigen Stelle des Fahrzeugs gelegen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei sowohl der erste Knautschzonensensor als auch der zweite Knautschzonensensor jeweils assoziierte Beschleunigungsmesser aufweisen, die mit assoziierten Filtern und Analog/Digital-Wandlern verbunden sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei sowohl der erste Knautschzonensensor als auch der zweite Knautschzonensensor assoziierte Diagnoseschaltungen aufweisen, um den Betrieb des assoziierten Knautschzonensensors zu überwachen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei jede Diagnoseschaltung ihren assoziierten Analog/Digital-Wandler steuert, um einen spezifischen Wert auszugeben, wenn ein Fehlerzustand in ihrem assoziierten Knautschzonensensor abgefühlt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei jede Diagnoseschaltung ihren assoziierten Analog/Digital-Wandler steuert, um eine Zahl Null auszugeben, wenn ein Fehlerzustand in ihrem assoziierten Knautschzonensensor abgefühlt wird.
  15. Verfahren zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, welches folgende Schritte aufweist: Abfühlen einer Fahrzeugaufprallbedingung und Vorsehen eines Unterscheidungsaufprallsignals, welches diese anzeigt; Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer ersten Fahrzeugknautschzone und Lieferung eines ersten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an dieser Stelle anzeigt; Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer zweiten Fahrzeugknautschzone und Lieferung eines zweiten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an dieser Stelle anzeigt; Überwachung des ersten Knautschzonensignals und des zweiten Knautschzonensignals und Liefern eines Knautschzonenabsicherungssignals ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensignale eine Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensignale fehlerhaft ist; und Überwachung des Unterscheidungsaufprallsignals und des Knautschzonenabsicherungssignals und Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.
  16. Verfahren zur Steuerung eines betätigbaren Fahrzeuginsassenrück haltesystems, welches folgende Schritte aufweist: Abfühlen einer Fahrzeugaufprallbedingung und Liefern eines Unterscheidungsaufprallsignals, welches diese anzeigt; Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer ersten Fahrzeugknautschzone und Lieferung eines ersten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an dieser Stelle anzeigt; Überwachung der Aufprallbeschleunigung an einer zweiten Fahrzeugknautschzone und Lieferung eines zweiten Knautschzonensignals, welches die abgefühlte Aufprallbeschleunigung an dieser Stelle anzeigt; Überwachung des ersten Knautschzonensignals und des zweiten Knautschzonensignals und Liefern eines Knautschzonenabsicherungssignals ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensignale eine erste Schwelle überschreitet und das andere der ersten und zweiten Knautschzonensignale fehlerhaft ist, und auch Lieferung eines Knautschzonenabsicherungssignals ansprechend darauf, dass eines der ersten und zweiten Knautschzonensignale eine zweite Schwelle überschreitet und wobei die zweite Schwelle größer als die erste Schwelle ist; und Überwachung des Unterscheidungsaufprallsignals und des Knautschzonenüberwachungssignals und Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung ansprechend darauf.
DE112005001678T 2004-07-14 2005-07-13 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer betätigbaren Rückhaltevorrichtung unter Verwendung von Knautschzonensensoren für die Absicherungsfunktion Active DE112005001678B4 (de)

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