DE2222038C3 - Prüfschaltung für die Auslösevorrichtung einer dem Schutz der Insassen eines Fahrzeuges während eines Unfalles dienenden Sicherheitseinrichtung - Google Patents
Prüfschaltung für die Auslösevorrichtung einer dem Schutz der Insassen eines Fahrzeuges während eines Unfalles dienenden SicherheitseinrichtungInfo
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Description
30
Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfschaltung für die Auslösevorrichtung einer dem Schutz der Insassen
eines Fahrzeuges während eines Unfalles dienenden Sicherheitseinrichtung, die einen piezoelektrischen
Beschleunigungsaufnehmer zur Abgabe eines der Verzögerung des Fahrzeuges während des Unfalles
entsprechenden Signals, ferner einen ersten oberhalb eines die normalen Beschleunigungswerte des Fahrzeuges
während des Betriebes übersteigenden Wertes (Integrandenschwelle) dieses Signals signaldurchlässigen
Schwellwertschalter, mindestens einen den Anteil des durchgelassenen Signals integrierenden Integrator
sowie einen /weiten, die Sicherheitseinrichtung über ein Zündelement oberhalb eines /weiten Schwellwertes des
integrierten Signals (Auslösewert) auslösenden Schwellwertschalter
aufweist.
Passive Sicherheitseinrichtungen, die bei einem Unfall ohne Zutun der Fahr/.euginsassen ausgelöst werden, so
z. B. das sogenannte AIRBAG-System, bei dem
automatisch beim Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis ein Luftkissen aufgeblasen wird, sind z. B. aus
der DE-OS 21 51 399 bekannt
Die bekannte Sicherheitseinrichtung wird erst dann ausgelöst, wenn die Verzögerung des Fahrzeuges
während des Unfalles zumindest eine gewisse Zeit anhält, so daß das Ausgangssignal des Integrators den
Schwellwert des nachgeschalteten zweiten Schwellwertschalter übersteigt. Die Auslösung der Sicherheitseinrichtung
bei einer so ermittelten fiktiven Geschwindigkeit hat seine Berechtigung, da sie einem bestimmten
Impuls zugeordnet ist, der auf die Insassen des Fahrzeuges durch die Verzögerung während des
Unfalles ausgeübt wird. Das Ausgangssignal des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers wird
erst ab einem bestimmten Beschleunigungswert, der Integrandenschwelle, aufintegriert, so daß die Ausgangssignale
des Aufnehmers bei den während des Betriebes des Fahrzeuges auftretenden normalen
Verzögerungen nicht integriert werden. Die Auslösung der Sicherheitseinrichtung erfolgt damit immer bei
einem definierten Wert der Fahrzeugverzögerung.
Selbstverständlich ist es möglich, das Ausgangssignal des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers doppelt
zu integrieren, so daß die Sicherheitseinrichtung, ähnlich wie Sicherheitseinrichtungen mit mechanischen
Auslösevorrichtungen (vergleiche DE-OS 19 42 211), nach einem während des Unfalles fiktiv zurückgelegten
Weg einer trägen Masse ausgelöst wird.
Derartige Auslösevorrichtungen für Sicherheitseinrichtungen müssen von Zeit zu Zeit überprüft werden,
um die Funktionstüchtigkeit festzustellen. Hierfür ist Z.B aus der US-PS 36 22 974 eine Prüfschaltung
bekannt, bei der die elektrische Schaltung der Auslösevorrichtung durch einen das Schließen des
Beschleunigungsaufnehmers simulierenden Impuls überprüft wird. Dieser Impuls löst einen Schalter aus,
der die Zündelemente der Sicherheitseinrichtung mit einer Spannungsquelle verbindet, die eine Spannung
abgibt, die geringer als die Zündspannung der Zündelemente ist. Durch Überprüfung des auftretenden
Spannungsabfalls innerhalb der Schaltung kann festgestellt werden, ob die Komponenten der Auslösevorrichtung
funktionsfähig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfschaltung für eine Auslösevorrichtung einer Sicherheitseinrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die Funktionstüchtigkeit eier einzelnen in
der Auslösevorrichtung und der Sicherheitseinrichtung verwendeten elektronischen Bauteile unter Bedingungen,
wie sie auch im Betlieb vorkommen, geprüft werden kann.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Impulsgenerator nach einer elektrischen
Trennung der Sicherheitseinrichtung von der Auslösevorrichtung zwei aufeinanderfolgende Impulse an den
Integrator abgibt, wobei beide Impulse größer als die Integrandenschwelle sind, jedoch lediglich der zweite
Impuls nach der Integration den Auslösewert für die Sicherheitseinrichtung übersteigt, daß der Ausgang des
zweiten Schwellwertschalters zusätzlich mit einem Vergleicher verbunden ist, der die elektrische Trennung
zwischen Sicherheitseinrichtung und Auslösevorrichtung aufhebt, wenn lediglich ein einziges Antwortsignal
am Ausgang des zweiten Schwellwertschalters erscheint, und daß der Vergleicher in bekannter Weise mit
einer Warnan/eige verbunden ist, die bei einer
festgestellten Funktionsuntüchtigkeit der Auslösevorrichtung
ein Signal abgibt.
Mit einer solchen Prüfschaltung wird demnach eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung simuliert, indem
von dem Impulsgenerator nacheinander zwei Impulse abgegeben werden, die die jeweiligen Schwellwerte der
Schwellwertschalter, demnach die Integrandenschwelle bzw. den Auslösewert übersteigen. Der erste Impuls ist
dabei so gewählt, daß nach dessen Integration in dem Integrator der Betrag des Auslösewertes des zweiten
Schwellwertschalters noch nicht überschritten wird. Am Ausgang dieses Schwellwertschalters erscheint demnach
kein Signal.
Erst der zweite vom Impulsgenerator abgegebene Impuls ist so bemessen, daß er auch den Auslösewert des is
zweiten Schwellwirtschalters erreicht, so daß jetzt an dessen Ausgang ein Signal erscheint. In dem Vergleicher
kann nun eindeutig festgestellt werden, ob am Ausgang des zweiten Schwellwertschalters lediglich ein
Signal erscheint, wodurch die Funktionstüchtigkeit der Auslösevorrichtung bewiesen ist. Erscheint kein Signal,
oder erscheinen gar am Ausgang dieses Schwellwertschalters 2wei Signale, so wird die Warnanzeige
betätigt, die den Fahrer des Fahrzeuges auf einen Defekt in der Auslösevorrichtung hinweist. Die
elektrische Trennung zwischen Auslöseschaltung und Sicherheitseinrichtung wird in diesem Falle beibehalten,
bis der Defekt festgestellt und behoben worden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfschaltung dadurch weitergebildet, jo
daß in an sich bekannter Weise eine mit dem Zündelement der Sicherheitseinrichtung verbundene
Konstantstromquelle sowie eine Vergleichsschaltung zum Messen des Spannungsabfalles am Zündelement
vorgesehen ist, und daß die Vergleichsschaltung mit der J5 Warnanzeige verbunden ist, die bei einer festgestellten
Funktionsuntüchtigkeit des Zündelementes der Sicherheitseinrichtung ein Signal abgibt.
Gemäß dieser Ausführungsform kann auch während des Betriebes die Funktonsfähigkeit des Zündelementes
der Sicherheitseinrichtung überwacht werden, so daß auch hier ein Defekt dem Fahrer des Fahrzeuges
rechtzeitig angezeigt wird.
Mit einer Prüfschaltung für eine Auslösevorrichtung einer Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung wird
demnach erreicht, daß die in der Auslösevorrichtung und in der Sicherheitseinrichtung verwendeten elektrischen
und elektronischen Bauteile einzeln überprüft werden, so daß einmal der Fahrer des Fahrzeuges
rechtzeitig über einen Defekt informiert und zudem dieser Defekt schnell lokalisiert und behoben werden
kann.
In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel
einer Prüfschaltung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Blockdiagramm für eine
Prüfschaltung in Verbindung mit einer Auslösevorrichtung für eine Sicherheitseinrichtung dargestellt ist.
Die Auslösevorrichtung besteht im einzelnen aus einem in einem Kraftfahrzeug angeordneten piezoelektrischen
Beschleunigungsaufnehmer 11, der mit zwei Elektroden versehen ist. Die während einer Verzögerung
des Fahrzeuges durch die Verformung des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers an den
Elektroden auftretenden Ladungen werden einem Verstärker 12 mit hochohmigen Eingang zugeführt. Am
Ausgang des Verstärkers 12 erscheint ein der jeweiligen Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges in
etwa proportionales Ausgangssignal. Um einen Aus gleich der Ladungen zwischen den Elektroden des
Beschleunigungsaufnehmers zu verhindern, wird dessen Zeitkonstante wesentlich größer als die mittlere
Ansprechzeit für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung gewählt
Das Ausgangssignal des Verstärkers 12 wird einem signaldurchlässigen Schwellwertschalter 13 und einem
Integrator 14 zugeführt, der hier als kapazitiv rückgekoppelter Regelverstärker ausgebildet ist. Der
Schwellwert (Integrandenschwelle) des Schwellwertschalters 13 ist so gewählt, daß er einer Verzögerung
des Fahrzeuges entspricht, die von Insassen gefahrlos aufgenommen werden kann. Bei einer derartigen
Schaltung integriert der Integrator 14 demnach erst Ausgangswerte des Verstärkers, die die Integrandenschwelle
überschreiten. Die Zeitkonstante des Integrators ist wiederum um ein Mehrfaches größer als die
mittlere Ansprechzeit der Sicherheitseinrichtung gewählt.
Das Ausgangssignal des Integrators 14 wird mittels einer bekannten Schaltung, beispielsweise einer Diodenschaltung,
nach oben begrenzt, um eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung bei sehr hohen, jedoch nur
kurzzeitigen Beanspruchungen des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers, so etwa bei direkten
Steinschlägen zu verhindern.
Mit dem Integrator 14 ist in Serie ein Schwellwertschalter 15 verbunden, der eine Endstufe 16 ansteuert,
sobald das Ausgangssignal des Integrators 14 einen einer kritischen Geschwindigkeit entsprechenden Betrag
erreicht. Die Endstufe 16 initiiert durch einen elektrischen Impuls ein Zündelement 17, das eine hier
nicht gezeigte Treibladung zum Aufblasen eines Luftkissens zündet. Der Betrag der kritischen Geschwindigkeit,
der dem Schwellwert des Schwellwertschalters 15 entspricht, wird etwa zu 3 bis 6 m/sek
gewählt.
Zur Prüfung der Funktionstüchtigkeit der angegebenen Schaltung ist eine Prüfschaltung vorgesehen, mit
der ein Ansprechen des Beschleunigungsaufnehmers 11 simuliert wird.
Wenn vor Fahrtantritt die Batteriespannung U des Fahrzeuges eingeschaltet wird, so wird dadurch eine
monostabile Kippstufe 62 geschaltet, die für eine kurze Zeit von etwa 100 Millisekunden einen Impulsgenerator
63 sowie einen Vergleicher 64 ansteuert. Der Impulsgenerator 63 gibt seitlich nacheinander zwei Impulse ab,
die über einen zu dem Beschleunigungsaufnehmer 11 in
Serie geschalteten Widerstand 61 dem Eingang des Verstärkers 12 zugeführt werden. Der Wert des
Widerstandes 61 ist hierbei wesentlich kleiner als der Eingangswiderstand des Verstärkers.
Von den beiden vom Impulsgenerator 63 abgegebenen Impulsen ist der erste derart bemessen, daß er die
Integrandenschwelle des Integrators 14 überschreitet. Er ist jedoch so bemessen, daß er nach der Integration in
dem Integrator 14 den Schwellwert des Schwellwertschalters 15 noch nicht überschreitet. Am Ausgang
dieses Schwellwertschalters 15 erscheint demnach kein Signal.
Der zweite Impuls ist jedoch so bemessen, daß er auch den Schwellwert des Schwellwertschalters 15
überschreitet, so daß jetzt am Ausgang des .Schwellwertschalters
15 ein Signal erscheint.
M:t dem Ausgang des Schwellwertschalters 15 ist der
Vergleicher 64 verbunden, der einerseits die elektrische Verbindung /.wischen der Auslösevorrichtung und dem
Zündelement 17 des Luftkissens trennt; dies geschieht
dadurch, daß der Ausgang des Schwellwertschalters 15 mit einem Eingang eines UND-Gliedes 65 verbunden
ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Vergleichers zusammengeschaltet ist. Während der
Prüfung auf I'unktionstüchtigkeit der Auslösevorrichtung gibt der Vergleicher kein Signal an das UND-Glied
ab, so daß die elektrische Trennung zwischen Auslösevorrichtung und Zündelement aufrechterhalten wird.
Wird im Vcrgleicher festgestellt, daß auf den ersten vom Impulsgenerator 63 abgegebenen Impuls am Ausgang
des Schwellwertschalter 15 kein Ausgangssignal, auf den zweiten Impuls hingegen ein Ausgangssignal
erscheint, so wird vom Vergleicher 64 das UND-Glied 65 aufgesteuert, so daß die elektrische Trennung
zwischen der Auslösevorrichtung und dem Zündelement 17 aufgehoben ist. Wird die Auslösevorrichtung
jedoch als fehlerhaft erkannt, so wird eine mit derr Vergleicher 64 verbundene Anzeige 66 zur Warnung
des Kraflfahrzeuglenkers betätigt.
Zur kontinuierlichen Prüfung der Funktionstüchtig kcit des Zündclements 17 ist eine Konstantstromquelk
67 vorgesehen, von der ständig ein geringer Strom übei
das Zündelement 17 fließt. In einer Vergleichsschaltung
68 wird dieser Strom bzw. die an dem Zündclcmeni
abgefallene Spannung mit der Spannung der Konstant stromquelle 67 verglichen. Wird hier festgestellt, daC
der Spannungsabfall am Zündelement 17 nicht norma ist, so wird von der Vergleichsschaltung 68 dei
Vergleicher 64 und daraufhin die Warnanzeige fif angesteuert. Die Prüfung des Zündelementes 17 eriolgi
also ständig während der Betriebsdauer des Fahrzeuges
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Prüfschaltung fur die Auslösevorrichtung einer dem Schutz der Insassen eines Fahrzeuges während
eines Unfalles dienenden Sicherheitseinrichtung, die einen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer
zur Abgabe eines der Verzögerung des Fahrzeuges während des Unfalles entsprechenden Signals,
ferner einen ersten oberhalb eines die normalen Beschleunigungswerte des Fahrzeuges während des
Betriebes übersteigenden Wertes (Integrandenschwelle) dieses Signals signaldurchlässigen
Schwellwertschalter, mindestens einen den Anteil des durchgelassenen Signals integrierenden Integrator
sowie einen zweiten, die Sicherheitseinrichtung über ein Zündelement oberhalb eines zweiten
Schweilwertes des integrierten Signals (Auslösewert) auslösenden Schwellwertschalter aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator (63) nach einer elektrischen Trennung der
Sicherheitseinrichtung von der AusJösevorrichtung zwei aufeinanderfolgende Impulse an den Integrator
(S4) abgibt, wobei beide Impulse größer als die Integrandenschwelle sind, jedoch lediglich der
zweite Impuls nach der Integration den Auslösewert für die Sicherheitseinrichtung übersteigt, daß der
Ausgang des zweiten Schwellwertschalters zusätzlich mit einem Vergleicher (64) verbunden ist, der die
elektrische Trennung zwischen Sicherheitseinrichtung und Auslösevorrichtung aufhebt, wenn lediglich *>
ein einziges Antwortsignal am Ausgang des zweiten Schwellwertschalters (15) erscheint, und daß der
Vergleicher (64) in bekannter Weise mit einer Warnanzeige (66) verbunden ist, die bei einer
festgestellten Funktionsuntüchtigkeit der Auslöse- M
vorrichtung ein Signal abgibt.
2. Prüfschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine
mit dem Zündelement (17) der Sicherheitseinrichtung verbundene Konstantstromquelle (67) sowie «o
eine Vergleichsschaltung (68) zum Messen des Spannungsabfalls am Zündelement (17) vorgesehen
ist, und daß die Vergleichsschaltung (68) mit der Warnanzeige (66) verbunden ist, die bei einer
festgestellten Funktionsuntüchtigkeit des Zündele- «5
mentes (17) der Sicherheitseinrichtung ein Signal abgibt.
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