DE102006027081B4 - Rückhaltesystem - Google Patents

Abstract

Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug umfassend- eine Unfalldetektionseinrichtung zur Erkennung eines Unfallvorgangs,- eine Rückhalteinrichtung,- einen Aktuator zur Betätigung der Rückhalteeinrichtung,- eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Aktuators,wobei die Steuereinrichtung eine Mehrzahl von Kennfeldern zur unterschiedlichen Ansteuerung des die Rückhalteeinrichtung betätigenden Aktuators aufweist, die Kennfelder in Abhängigkeit von vorbestimmten statischen und/oder dynamischen Kenngrößen in vorbestimmte Unfallsituationen klassifiziert sind, und der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Kenngrößen ein Kennfeld zur Ansteuerung des Aktuators zugeordnet wird, undwobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist,- ein Kennfeld aus der Mehrzahl der Kennfelder zur Ansteuerung des Aktuators auszuwählen,- mindestens eine dynamische Kenngröße während des Unfallhergangs zu überwachen, und- in Abhängigkeit von der überwachten dynamischen Kenngröße während des Unfallhergangs darüber zu entscheiden, das ausgewählte Kennfeld zur Ansteuerung des Aktuators beizubehalten oder auf ein anderes Kennfeld aus der Mehrzahl der Kennfelder zur im Vergleich mit dem ausgewählten Kennfeld geänderten Ansteuerung des Aktuators zu wechseln.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug.
• Bekannte Rückhaltesysteme weisen eine Unfalldetektionseinrichtung in Form einer so genannten Crash-Sensorik auf, über die ein erfolgender Aufprall des Fahrzeugs und gegebenenfalls die Schwere des Aufpralls erkannt werden können und ein entsprechendes Signal erzeugt werden kann. Dieses Signal wird über eine Steuereinrichtung ausgewertet und in Abhängigkeit von dem Auswerteergebnis werden einzelne Aktuatoren zur Betätigung von Rückhaltemitteln angesteuert. Hierdurch angesteuerte Rückhaltmittel sind insbesondere Airbags, Gurtstraffer, elektromotorisch verstellbare Kopfstützen, verstellbare Lenksäulenteile, verstellbare Pedalerie oder dergleichen mehr.
• Aus der DE 197 05 431 A1 ist ein pneumatisches Rückhaltesystem bekannt, das in Abhängigkeit von der durch einen Crashsensor ermittelten Unfallschwere und Unfallart sowie in Abhängigkeit von der Sitzbelegung für jede einzelne von mehreren Rückhalteeinrichtungen eine variable individuelle Auslösecharakteristik erzeugt. Dabei wird im Falle eines erkannten Unfallereignisses die jeweilige Rückhalteeinrichtung aktiviert und ihr in Abhängigkeit von Unfallart, Unfallschwere und Sitzbelegung eine individuelle Aufblascharakteristik zugeordnet.
• Die DE 199 60 644 A1 beschreibt ein regelbares Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge, bei dem ebenfalls über einen Crashsensor ein Unfallereignis detektiert, der Aufprall sensiert und ein entsprechendes Signal generiert wird, und bei dem in Abhängigkeit von Unfallart und -schwere entsprechende Rückhaltekomponenten aktiviert werden. Hier erfolgt die Aktivierung der Rückhaltekomponenten geregelt. Dabei ist jeder Rückhaltekomponente ein Zustandserkennungssensor zugeordnet, der nach erfolgtem Aufprall des Fahrzeugs den Zustand der ihm zugeordneten Rückhaltekomponente sensiert. Das vom Zustandssensor erzeugte Signal dient als Regelgröße der Weiterverarbeitung in einer Regelungselektronik, in der die Regelgröße mit einem für jede Rückhaltekomponente spezifischen vorgebbaren Sollwert als Führungsgröße verglichen wird.
• In der Druckschrift DE 60 2004 009 002 T2 ist ein Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Unfalldetektionseinrichtung in Form eines Überschlagsdetektors beschrieben. Als Rückhalteeinrichtung dient dort ein Airbag oder ein Sicherheitsgurtvorspanneinrichtung. Wenn ein Überschlagsereignis erfasst wurde, wird ein Zündsignal an eine Zündschaltung gesandt, um den Aktuator des Airbags bzw. der Sicherheitsgurtvorspanneinrichtung anzusteuern. Zur Bestimmung eines Überschlagsereignisses werden Bestimmungskennfelder, die durch eine Beziehung zwischen einer Rollrate RR und einem Rollwinkel RA definiert sind, und Überschlagsbestimmungskennfelder, die durch eine Beziehung zwischen einer Rollrate RR und einer Querbeschleunigung GY definiert sind, verwendet. Hierbei wird noch zwischen Kennfeldern bei einer Kollision und einer Nichtkollision unterschieden. Bei den Ausgangssignalen der Kennfelder handelt es sich um Binärsignale, die logisch miteinander verknüpft werden, um ein Überschlagsereignis zu detektieren und ein entsprechendes Binärsignal auszugeben. Das Binärsignal, das das Überschlagsereignis anzeigt, dient dann als Zündsignal für die Zündschaltung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Rückhaltesystem zu schaffen, insbesondere eines, welches im Hinblick auf die individuelle Anpassung auf die Unfallsituation und auf die individuelle Anpassung auf die Insassensituation verbessert ist.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
• Das erfindungsgemäße Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Unfalldetektionseinrichtung, eine Rückhalteeinrichtung, einen mit der Rückhalteeinrichtung zu deren Betätigung gekoppelten Aktuator sowie eine, eine Mehrzahl von Kennfeldern (beziehungsweise Kennlinien) aufweisende, Steuereinrichtung.
• Die Unfalldetektionseinrichtung dient der Erkennung eines Unfallereignisses (z.B. der Erkennung Aufpralls, wie eines Frontaufpralls des das Rückhaltesystem beinhaltenden Fahrzeugs oder eines Seitenaufpralls oder eines Heckaufpralls eines Fremdfahrzeug auf das die Rückhalteeinrichtung tragende Fahrzeug) und ist vorzugsweise als herkömmlicher Crashsensor (wie eingangs beschrieben) zur Erzeugung eines oder mehrerer Crashsignale ausgebildet.
• Die Rückhalteeinrichtung selbst kann wie eingangs erwähnt als Airbag, Gurtstraffer, elektromotorisch verstellbare Kopfstütze, verstellbare Lenksäule, verstellbare Pedalerie oder dergleichen ausgeführt sein.
• Der bzw. die der Rückhalteeinrichtung bzw. den Rückhalteeinrichtungen zugeordnete(n) Aktuator(en) sind in Anpassung an die Rückhalteeinrichtung(en) z.B. als Elektromotor, Gasgeneratoreinrichtung nebst Pneumatikventilen oder Hydraulikpumpe nebst Hydraulikventilen ausgebildet.
• Im Falle eines detektierten Unfalls werden die Rückhalteeinrichtungen nebst zugeordneter Aktuatoren in der Regel durch pyrotechnische Auslösemittel aktiviert. Die Steuereinrichtung ist als herkömmliches Steuergerät ausgebildet und gemäß den Anforderungen der Erfindung programmtechnisch angepasst. Die Steuereinrichtung ist eingangsseitig mit der Unfalldetektionseinrichtung sowie mit einer Mehrzahl von Sensorelementen zur Erfassung dynamischer Kenngrößen verbunden, während sie ausgangsseitig die Ansteuerung der Aktuatorik zur gesteuerten bzw. geregelten Betätigung der jeweils zugeordneten Rückhalteeinrichtung übernimmt. Die Steuereinrichtung weist eine Mehrzahl von hinterlegten Kennfeldern zur Ansteuerung der Aktuatorik auf. Jedes Kennfeld ist einem anderen Unfallverlauf (Unfallhergang) zugeordnet (Klassifikation in vorbestimmte Unfallsituationen). Jedes Kennfeld bildet den Zustand einer Steuergröße/Stellgröße in Abhängigkeit von vorbestimmten statischen und/oder in Abhängigkeit von (in Korrelation mit dem Unfallhergang sich verändernden) dynamischen Kenngrößen für die gezielte Ansteuerung eines oder mehrerer Aktuatoren ab. Gemäß der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass ein Kennfeld aus der Mehrzahl der Kennfelder zur Ansteuerung des Aktuators ausgewählt wird, während der Zeitdauer des Unfallvorgangs zumindest eine dynamische Kenngröße fortlaufend überwacht wird, und in Abhängigkeit von der überwachten Kenngröße (beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert der überwachten Kenngröße und/oder in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf der überwachten Kenngröße) während des Unfallhergangs darüber entschieden wird, das ausgewählte Kennfeld zur Ansteuerung eines Aktuators beizubehalten oder zur Ansteuerung des Aktuators auf ein anderes Kennfeld aus der Mehrzahl der Kennfelder zur im Vergleich mit dem ausgewählten Kennfeld geänderter Ansteuerung des Aktuators umzuwechseln. Hierfür wird beispielsweise die überwachte Kenngröße bzw. deren Verlauf mit dem Kenngrößenwert zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. mit dem Kenngrößenverlauf über eine Zeitdauer mit dem Kenngrößenwert bzw. dem Kenngrößenverlauf eines zugeordneten Kennfeldes verglichen und in Abhängigkeit von diesem Vergleichsergebnis ein Wechsel auf ein anderes (aufgrund des Unfallverlaufes zu diesem Zeitpunkt geeigneteres) Kennfeld durchgeführt. Als dynamische Kenngrößen, werden im Sinne der Erfindung sich aufgrund des Unfallverlaufes verändernde Zustandsgrößen (wie Unfallschwere, Verlauf der Fahrzeugverzögerung Position der Insassen oder dergleichen) verstanden. Zur Erfassung der dynamischen Kenngrößen sind Sensorelemente in Form von Beschleunigungssensoren zur Erfassung der Fahrzeugverzögerung, in Form von Gierwinkelsensoren zur Erfassung des Drehwinkels des Fahrzeugs und/oder in Form anderer Sensoren die unfallsituationskorrelierende Größen erfassen vorgesehen. Als weitere Sensorelemente zur Erfassung dynamischer Kenngrößen können Innen- und/oder Außenkamerasysteme dienen. Als statische Kenngrößen werden im Sinne der Erfindung Zustandsgrößen verstanden, die zwar Einfluss auf den Verlauf bzw. Ausgang des Unfalls haben können, die sich aber im Verlaufe des Unfallhergangs individuell nicht verändern (z.B. Insassengröße oder Insassengewicht oder dergleichen). Vorzugsweise werden die statischen Kenngrößen bereits vor dem detektierten Unfallereignis, insbesondere bereits mit Inbetriebnahme des Fahrzeugs der Steuereinrichtung mitgeteilt. Dies kann z.B. durch das Auslesen eines intelligenten Fahrzeugschlüssels auf den die persönlichen Daten des diesem Schlüssel zugeordneten Besitzers gespeichert sind, geschehen. Alternativ können diese Daten auch vom Fahrer vor Fahrtbeginn vorgegeben bzw. ausgewählt werden oder durch eine biometrische Personenerkennung ermittelt und der Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden. Die dynamischen Kenngrößen werden mit Vorteil erst nach der Erkennung eines Unfallereignisses fortlaufend überwacht und der Steuereinheit mitgeteilt. Bereits vor dem Zeitpunkt des Unfallereignisses können der Steuereinheit feste Startwerte der dynamischen Kenngrößen vorliegen.
• In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird mit Erkennung eines Unfallereignisses (unabhängig von irgendwelchen Faktoren oder Parametern) stets zuerst ein Kennfeld zur Ansteuerung des Aktuators herangezogen, welches die größtmögliche Wirkung der Rückhalteeinrichtung gewährleistet.
• Bei einer als Airbag ausgebildeten Rückhalteeinrichtung würde das beispielsweise bedeuten, dass der Airbag bei Erkennung eines Unfalls zuerst gemäß einer Kennlinie bzw. eines Kennfeldes angesteuert würde, welche(s) eine maximale Befüllung des Airbags gewährleitstet. Gleichzeitig wird mit der Erkennung des Unfallereignisses parallel fortlaufend mindestens eine dynamische Kenngröße überwacht und in Abhängigkeit vom Verlauf bzw. dem Wert dieser dynamischen Kenngröße von dem aktuellen Kennfeld auf ein anderes Kennfeld zur Ansteuerung eines Aktuators umgeschaltet.
• In einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform sind Mittel zur Erkennung einer Kontaktsituation zwischen Rückhalteeinrichtung und zu schützender Person vorhanden. Diese Mittel könne z.B. als Berührungssensorik oder als Kamerasystem ausgeführt sein. Hierbei ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass erst ab einem detektierten Kontaktzeitpunkt, in welchem die zu schützende Person in einen vorbestimmten Kontaktzustand mit der jeweiligen Rückhalteeinrichtung kommt, eine Auswertung der mindestens einen dynamischen Kenngröße und damit ein möglicher Wechsel zwischen den Kennfeldern erfolgt.
• Mit Vorteil sind die Rückhaltemittel und/oder die den Rückhaltemitteln zugeordneten Aktuatoren reversibel ausgeführt, so dass bei einem zeitlich nachfolgenden Aufprall ein erneuter Insassenschutz gewährleistet ist.
• Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung der Aktuatorik eines Rückhaltesystems geregelt, derart, dass nach Auswahl eines Kennfeldes der Aktuator im Hinblick auf den Istzustand der durch ihn vorgegebenen Stellgröße abgefragt wird und anschließend ausgehend von diesem Istzustand der Stellgröße eine Regelung des Aktuators gemäß dem Verlauf der ausgewählten Kennlinie (bzw. des ausgewählten Kennfeldes) erfolgt. Auf diese Weise wird eine hochpräzise Ansteuerung der Aktuatoren gemäß dem jeweils ausgewählten Kennfeld gewährleistet. Im Falle einer Airbagsteuerung wird durch die Erfindung gewährleistet, dass bei einem Wechsel von einem Kennfeld auf ein anderes Kennfeld auch die augenblickliche Ist-Position, des den Luftstrom in den Airbag steuernden Luftventils, berücksichtigt wird. Hierdurch kann auch nach einem Wechsel der Kennfelder mit hoher Sicherheit bestimmt werden, ob das Luftventil in Richtung Schließposition oder in Richtung Offenposition verstellt werden muss.
• Analog ist die Vorgehensweise bei allen anderen anzusteuernden Rückhalteeinrichtungen. Bei einer als Gurtstraffer ausgebildeten Rückhalteeinrichtung muss beispielsweise die Kenngröße aktuelle „Gurtkraft“ bzw. aktuelle „Rückhaltekraft“ bekannt sein, damit auch unmittelbar nach einem Kennfeldwechsel eine optimale Ansteuerung der Rückhalteeinrichtungen gewährleistet ist.
• Das erfindungsgemäße Rückhaltesystem gewährleistet durch den Wechsel zwischen unterschiedlichen Kennfeldern zur Ansteuerung der einer Rückhalteeinrichtung zugeordneten Aktuatorik eine an den Unfallverlauf angepasste Steuerung der Rückhalteeinrichtung und damit eine verbesserte Sicherheit der Insassen.

Claims (7)

1. Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug umfassend - eine Unfalldetektionseinrichtung zur Erkennung eines Unfallvorgangs, - eine Rückhalteinrichtung, - einen Aktuator zur Betätigung der Rückhalteeinrichtung, - eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Aktuators, wobei die Steuereinrichtung eine Mehrzahl von Kennfeldern zur unterschiedlichen Ansteuerung des die Rückhalteeinrichtung betätigenden Aktuators aufweist, die Kennfelder in Abhängigkeit von vorbestimmten statischen und/oder dynamischen Kenngrößen in vorbestimmte Unfallsituationen klassifiziert sind, und der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Kenngrößen ein Kennfeld zur Ansteuerung des Aktuators zugeordnet wird, und wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, - ein Kennfeld aus der Mehrzahl der Kennfelder zur Ansteuerung des Aktuators auszuwählen, - mindestens eine dynamische Kenngröße während des Unfallhergangs zu überwachen, und - in Abhängigkeit von der überwachten dynamischen Kenngröße während des Unfallhergangs darüber zu entscheiden, das ausgewählte Kennfeld zur Ansteuerung des Aktuators beizubehalten oder auf ein anderes Kennfeld aus der Mehrzahl der Kennfelder zur im Vergleich mit dem ausgewählten Kennfeld geänderten Ansteuerung des Aktuators zu wechseln.
2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach Erkennung des Unfallvorgangs zur Ansteuerung des Aktuators aus der Mehrzahl der Kennfelder zunächst jeweils dasjenige ausgewählt wird, welches die größtmögliche Wirkung der Rückhalteeinrichtung gewährleistet.
3. Rückhaltesystem nach vorstehendem Anspruch 2, gekennzeichnet durch mit der Steuereinrichtung wirkverbundene Mittel zur Erkennung einer Kontaktsituation zwischen Rückhalteeinrichtung und zu schützender Person, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass erst ab einem detektierten Kontaktzeitpunkt, eine Auswertung der mindestens einen dynamischen Kenngröße und damit ein möglicher Wechsel zwischen den Kennfeldern erfolgt.
4. Rückhaltesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass ihr bereits mit Inbetriebnahme des Fahrzeugs die statischen Kenngrößen übermittelt werden.
5. Rückhaltesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die mindestens eine dynamische Kenngröße ab dem Zeitpunkt eines detektierten Unfalls fortlaufend überwacht wird.
6. Rückhaltesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator und/oder die Rückhaltevorrichtung reversibel ausgebildet ist, derart, dass im Falle eines zeitlich nachfolgenden zweiten Aufprallereignisses ein erneuter Unfallschutz gewährleistet ist.
7. Rückhaltesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass nach Auswahl eines Kennfeldes der Aktuator im Hinblick auf den Istzustand der durch ihn vorgegebenen Stellgröße abgefragt wird und anschließend ausgehend von diesem Istzustand der Stellgröße eine Regelung des Aktuators gemäß dem Verlauf der ausgewählten Kennlinie erfolgt.