DE19514732C2 - Aktivierungsvorrichtung einer Insassenschutzvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Akti­ vierungs- bzw. Auslösevorrichtung in einer Insassenschutz­ vorrichtung zum Aktivieren bzw. Auslösen einer Insassen­ schutzvorrichtung wie beispielsweise einem Airbag während einer Fahrzeugkollision.

Es wurde bereits eine Aktivierungsvorrichtung entspre­ chend Fig. 3 vorgestellt, mit welcher eine Insassenschutz­ vorrichtung beispielsweise ein Airbag auf das Auftreten ei­ ner Fahrzeugkollision aktiviert wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt weist die Aktivierungsvor­ richtung einen Sensor 1a zum Erfassen der Fahrzeugkolli­ sion, einen Zündansteuerungstransistor 2a, ein Aktivie­ rungs- bzw. Auslöseelement 3a, einen Multivibrator 4a und einen Transistor 5a zum Halten eines Aktivierungs- bzw. Auslösestroms zu dem Aktivierungselement 3a auf.

Zum Erfassen einer Seitenkollision des Fahrzeugs mit dem Sensor 1a ist der Sensor 1a in einem Türteil oder einem ähnlichem Teil an dem Seitenteil des Fahrzeugs angeordnet. Kontakte des Sensors 1a schließen sich in Übereinstimmung mit einer Beschleunigung oder einer Belastung, die während der Seitenkollision des Fahrzeugs erzeugt wurde. Wenn die Kontakte des Sensors 1a geschlossen sind, liefert der Sen­ sor 1a den Aktivierungsstrom von einer (nicht dargestell­ ten) Stromquelle an das Aktivierungselement 3a. In einem Fall jedoch, bei welchem der Sensor 1a in einem Türteil zum Erfassen der Seitenkollision des Fahrzeugs angeordnet ist, muß der Sensor 1a in einem schmalen Raum eines Türinnen­ teils des Fahrzeugs installiert werden. Darüber hinaus wird die Zufuhr des Aktivierungsstroms über eine bestimmte Zeitdauer zum Veranlassen der Aktivierung der Insassenschutz­ vorrichtung wie dem Airbag benötigt. Dies liegt daran, daß die Möglichkeit existiert, daß die Insassenschutzvorrich­ tung nicht exakt aktiviert werden kann, wenn die Zufuhr des Aktivierungsstroms nicht über die bestimmte Zeitdauer auf­ recht erhalten wird. Es ist nötig, die Zufuhr des Aktivie­ rungsstroms über die bestimmte Zeitdauer aufrechtzuerhal­ ten.

Jedoch kann ein mechanischer Sensor, der aus einem be­ weglichen Körper und einer Feder oder ähnlichem zusammenge­ setzt ist, nicht als der benötigte Sensor 1a verwendet wer­ den, um in dem engen Raum wie dem Türinnenteil installiert zu werden, in welchem kein Spielraum innerhalb des Instal­ lationsraums vorhanden ist. Dies liegt daran, daß der me­ chanische Sensor schwer in einer kompakten Gestalt infolge seiner Struktur zu bilden ist. Da darüber hinaus der mecha­ nische Sensor in einem Zustand "ein" gehalten werden muß und die Zufuhr des Aktivierungsstroms über die bestimmte Zeitdauer beibehalten werden muß, sind zwangsläufig geeig­ nete Maßnahmen durchzuführen. Eine Maßnahme besteht bei­ spielsweise darin, den Hub des beweglichen Körpers des me­ chanischen Sensors zu verlängern. Zwar wird der Zustand "ein" über die bestimmte Zeitdauer durch diese Maßnahme si­ chergestellt, es vergrößert sich jedoch zwangsläufig die Form des mechanischen Sensors, und die Installation in dem engen Raum wie dem Türinnenteil des Fahrzeugs ist unmög­ lich. Darüber hinaus kann in einem Fall, bei welchem der mechanische Sensor in dem Türinnenteil installiert ist, der bewegliche Körper oder die Feder betätigt werden, und die Seitenkollision des Fahrzeugs kann im Ansprechen auf einen Stoß beim Schließen der Fahrzeugtür fehlerhaft erfaßt wer­ den.

Aus diesen Gründen wird als Sensor 1a zur Verwendung einer Seitenkollisionserfassung ein Kollisionserfassungs­ sensor eines Kontakttyps (hernach als "Kontaktsensor" bezeichnet) verwendet. Der Kontaktsensor, welcher beispiels­ weise in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift Hei 5-45371 (entsprechend dem US-Patent Nummer 5,307,896) of­ fenbart ist, kann kompakt gebildet sein und erfaßt darüber hinaus nicht fehlerhaft den durch das Schließen der Tür des Fahrzeugs verursachten Stoß. Der Kontaktsensor kann wie oben beschrieben kompakt gebildet sein, da jedoch ein lei­ tender Körper den Kontakt herstellt und auf der Grundlage einer Deformation des Türteils infolge der Seitenkollision sich in einen Zustand "ein" begibt, kann der Zustand "ein" nicht aufrechterhalten werden, d. h. die Zufuhr des Aktivie­ rungsstroms über die bestimmte Zeitdauer. Das Aufrechter­ halten der Zufuhr des Aktivierungsstroms über die bestimmte Zeitdauer ist nötig, um genau das Aktivieren der Insassen­ schutzvorrichtung hervorzurufen. Dementsprechend wird der Multivibrator 4a verwendet, um die Zufuhr des Aktivierungs­ strom über die bestimmte Zeitdauer aufrechtzuerhalten.

Das heißt in einem Fall, bei welchem die Kontakte des Sensors 1a in Übereinstimmung mit der Deformation des Tür­ teils des Autos geschlossen werden, wird das Schließen der Kontakte von dem Multivibrator 4a erfaßt. Wenn der Multivi­ brator 4a das Schließen der Kontakte erfaßt, gibt der Mul­ tivibrator 4a ein Pulssignal mit einer vorbestimmten Puls­ breite der Basis des Transistors 5a aus, der parallel zu dem Sensor 1a angeschlossen ist. Der Transistor 5a wird durch das Pulssignal eingeschaltet, und der Zustand "ein" wird aufrechterhalten, so daß der Aktivierungsstrom über die bestimmte Zeitdauer dem Aktivierungselement 3a zuge­ führt wird.

Darüber hinaus empfängt in einem Fall, bei welchem die Seitenkollision des Fahrzeugs von einem (nicht dargestell­ ten) Beschleunigungssensor, der in einer elektrischen Steu­ ereinheit (ECU, electrical control unit) 12 installiert ist, erfaßt wird, der Zündansteuerungstransistor 2a ein An­ steuerungssignal von einer Zentralprozessoreinheit (CPU, central processing unit) auf der Grundlage eines Erfas­ sungssignals von dem Beschleunigungssensor und führt den Aktivierungsstrom dem Aktivierungselement 3a zu.

Jedoch werden nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 3 der Multivibrator 4a und die ECU 12 einschließlich der CPU verwendet, um die Zufuhr des Aktivierungsstroms zu dem Aktivierungselement 3a aufrechtzuerhalten und das Akti­ vierungselement 3a zu aktivieren. Beim Aufrechterhalten der Zufuhr des Aktivierungsstroms, wie oben erwähnt, tritt im starken Maße die Möglichkeit von starken ungünstigen Effek­ ten infolge einer elektromagnetischen Pufferung und einer elektrischen Blockierung auf. Das heißt in einem Fall, bei welchem die ungünstigen Effekte auftreten, können sogar in einem Fall, bei welchem der Sensor 1a die Fahrzeugkollision nicht erfaßt hat, Fälle auftreten, bei welchen der Multivi­ brator 4a den Transistor 5a sogar in einem Fall leitend macht, bei welchem der Sensor 1a die Fahrzeugkollision nicht erfaßt hat. Ähnlich tritt die Möglichkeit auf, daß die Zentralprozessoreinheit (CPU) den Zündansteuerungstran­ sistor 2a leitend macht. Bei diesen Fällen wird das Akti­ vierungselement 3a fehlerhaft aktiviert, und die Insassen­ schutzvorrichtung arbeitet fehlerhaft, wodurch die Zuver­ lässigkeit der Insassenschutzvorrichtung verringert wird.

Ferner ist aus der Offenlegungsschrift DE 23 09 111 A1 eine Sicherheitsvorrichtung für ein Motorfahrzeug und insbesondere ein Betätigungsglied zur zuverlässigen Aus­ lösung der Sicherheitsvorrichtung in dem Fall, dass das Motorfahrzeug in eine Kollision verwickelt wird, bekannt.

Darüber hinaus ist aus der Offenlegungsschrift DE 42 24 477 A1 eine Sicherheitsvorrichtung für die Zünd­ schaltung eines Airbags bekannt, wobei die Zündschaltung eine Reihenschaltung aus zwei Schaltern und einen Zünd­ draht zwischen einer Stromversorgung und Erde enthält. Darüber hinaus enthält die Sicherheitsvorrichtung Mittel, um die Stromversorgung wirksam zu machen oder zu unter­ brechen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Insassenschutzvorrichtung eine Aktivierungs- bzw. Auslöse­ vorrichtung zum Verbessern der Zuverlässigkeit durch ein verläßliches Aufrechterhalten der Zufuhr eines Aktivie­ rungs- bzw. Auslösestroms zum Hervorrufen der Aktivierung bzw. Auslösung der Insassenschutzvorrichtung vorzusehen.

Zur Lösung der Aufgabe umfaßt die Aktivierungsvorrich­ tung einer Insassenschutzvorrichtung der vorliegenden Er­ findung wenigstens eine Stromquelle, die auf einem Fahrzeug angebracht ist, ein Aktivierungselement zum Aktivieren der Insassenschutzvorrichtung in einem Fall, bei welchem ein Aktivierungsstrom von der Stromquelle zugeführt wird, eine erste Schalteinrichtung, die in Reihe mit dem Aktivierungs­ element zwischen dem Aktivierungselement und der Strom­ quelle verbunden ist, um auf die Kollision des Fahrzeugs geschlossen zu werden und den Aktivierungsstrom dem Akti­ vierungselement zuzuführen, und einen Kondensator, der par­ allel zu der ersten Schalteinrichtung angeschlossen ist, um momentan in einem Fall des Schließens der ersten Schaltein­ richtung geladen zu werden, wobei der Aktivierungsstrom von dem Kondensator zu dem Aktivierungselement sogar nach dem Öffnen der ersten Schalteinrichtung geleitet wird.

Wie oben beschrieben ist es mittels Vorsehens des Kon­ densators möglich, den Aktivierungsstrom von dem Kondensa­ tor dem Aktivierungselement über eine bestimmte Zeitdauer entsprechend der Kapazität des Kondensators zuzuführen, so­ gar nachdem die erste Schalteinrichtung geöffnet wurde. So­ mit kann die Zeitdauer, während derer die erste Schaltein­ richtung geschlossen ist, mittels des Kondensators festge­ legt werden, um sich über die bestimmte Zeitdauer zu er­ strecken. Das heißt sogar wenn die Zeitdauer, während der die erste Schalteinrichtung geschlossen ist, zum Zwecke des Aktivierens des Aktivierungselements unzureichend ist, ist es möglich, das Aktivierungselement mittels Zuführens des Aktivierungsstroms aus dem Kondensator zu dem Aktivierungs­ element verläßlich zu aktivieren.

Vorzugsweise ist eine zweite Schalteinrichtung vorgese­ hen, die zwischen dem Aktivierungselement und Masse vorge­ sehen ist, um auf die Kollision des Fahrzeugs geschlossen zu werden. In einem Fall, bei welchem die ersten und zwei­ ten Schalteinrichtungen vorgesehen sind, wird der Aktivie­ rungsstrom nicht dem Aktivierungselement zugeführt, wenn beide Schalteinrichtungen nicht geschlossen sind, und somit wird es möglich, genau die Kollision des Fahrzeugs zu er­ fassen. Dementsprechend wird es möglich, einen fehlerhaften Betrieb des Aktivierungselements zu verhindern, und es ist möglich, verläßlich Insassen zu schützen.

Des weiteren ist vorzugsweise ein erster Widerstand vorgesehen, der einen vorbestimmten Widerstandswert be­ sitzt, und zum Diagnostizieren der Aktivierungseinheit par­ allel mit der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, und ein zweiter Widerstand ist parallel mit dem Kondensator verbunden, wobei der Widerstandswert des zweiten Wider­ stands kleiner als der vorbestimmte Widerstandswert des er­ sten Widerstands ist. Durch Bestimmen des Widerstandswerts des zweiten Widerstands auf einen Wert, der kleiner als der Widerstandswert des ersten Widerstands ist, ist es möglich, das elektrische Potential des Kondensators während der Zeit aufrechtzuerhalten, zu welcher die erste Schalteinrichtung geöffnet ist, bei einem Potential, bei welchem die Leitfä­ higkeit des Aktivierungselements nicht erreicht wird.

Darüber hinaus ist es in einem Fall, bei welchem die Kollision bezüglich eines Türteils oder eines ähnlichen Teils des Fahrzeugs erfaßt wird und ein Insasse vor der Kollision geschützt wird, wenn die erste oder die zweite Schalteinrichtung oder beide in dem Türinnenteil instal­ liert sind, möglich, die Kollision zuverlässig zu erfassen. Da die Leitung des Aktivierungsstroms wie oben beschrieben aufrechterhalten werden kann, ist es darüber hinaus in die­ sem Fall möglich, als erste und zweite Schalteinrichtung eine kompakte Schalteinrichtung zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm der Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Zeitablaufsdiagramm, das Signale der Schaltung von Fig. 1 veranschaulicht;

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm, wel­ ches eine Aktivierungsvorrichtung nach dem Stand der Tech­ nik darstellt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren eine Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm, welches eine An­ wendung der Aktivierungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auf einen Airbag anzeigt. Air­ bags entsprechender Vorrichtungen dehnen sich aus und sind entwickelt, um Insassen zu schützen, wenn eine Seitenober­ fläche eines Fahrzeugs mit einem Hindernis kollidiert.

Entsprechend Fig. 1 sind Kontaktsensoren 1 und 2 und Widerstände 101 und 102 zur Diagnose innerhalb einer (nicht dargestellten) Tür auf der Seite des Fahrersitzes angeord­ net, und Kontaktsensoren 3 und 4 und Widerstände 103 und 104 sind zur Diagnose innerhalb einer (nicht dargestellten) Tür auf einer Insassensitzseite angeordnet. In konkreten Worten ausgedrückt sind sie innerhalb einer Lücke von meh­ reren Millimetern innerhalb einer äußeren Türwand und eines Seitentürbalkons innerhalb der jeweiligen Türen angeordnet. Die mehreren Kontaktsensoren 1, 2, 3 und 4 erfassen die In­ formationen der jeweiligen Türteile infolge einer Seiten­ kollision des Fahrzeugs. Das heißt Deformationen der Tür­ teile infolge einer Kompressionskraft zur Zeit der Seiten­ kollision wirken auf die mehreren Kontaktsensoren 1, 2, 3 und 4, die geschlossen werden, das heißt in einen Zustand "ein" übergehen, um einen Aktivierungsstrom von einer Stromquelle 50 jeweiligen Aktivierungselementen 5 und 6 zu­ zuführen. Wenn der Aktivierungsstrom dem Aktivierungsele­ ment 5 zugeführt wird, wird das Aktivierungselement 5 ge­ zündet, und der (nicht dargestellte) Airbag wird entwic­ kelt, um den Insassen auf der Fahrersitzseite zu schützen.

Wenn auf ähnliche Weise der Aktivierungsstrom dem Aktivie­ rungselement 6 zugeführt wird, wird das Aktivierungselement 6 gezündet, und es wird der (nicht dargestellte) Airbag entwickelt, um den Insassen auf der Insassensitzseite zu schützen. Darüber hinaus wird ein Stoß außer dem auf ein Türteil des Fahrzeugs, beispielsweise ein Stoß auf ein Sei­ tenteil der Motorhaube oder auf ein Seitenteil des Koffer­ raums oder ähnliches, durch einen Beschleunigungssensor (G- Sensor) 11 und jeweilige Sicherheitssensoren 9 und 10 er­ faßt. Der G-Sensor 11 gibt ein Erfassungssignal in Überein­ stimmung mit dem Stoß aus. Wenn eine Zentralprozessorein­ heit (CPU) 113 auf der Grundlage des Erfassungssignals be­ stimmt, daß eine Fahrzeugkollision aufgetreten ist, macht die CPU 113 die Transistoren 7 und 8 leitend, wodurch der Aktivierungsstrom den Aktivierungselementen 5 und 6 zuge­ führt wird. Sogar in einem Fall, bei welchem der Stoß auf einen derartigen Bereich erfaßt worden ist, wird somit der Aktivierungsstrom den Aktivierungselementen 5 und 6 inner­ halb der Türen zugeführt, um die Aktivierung der Airbagvor­ richtung zu veranlassen. Der Beschleunigungssensor 11 und die Sicherheitssensoren 9 und 10 sind innerhalb einer elek­ tronischen Steuereinheit (ECU) 12 angeordnet, die auf einem äußeren Teil der Tür installiert ist. Darüber hinaus sind die Sicherheitssensoren 9 und 10 mechanische Sensoren und wie bekannt mit einer Feder und einem beweglichen Körper konstruiert. Wenn durch die Kollision eine plötzliche Be­ schleunigung erzeugt wird, wird das bewegliche Teil ver­ schoben, um Kontakte der jeweiligen Sicherheitssensoren 9 und 10 zu schließen, und die Feder wird zusammengedrückt. Die Sicherheitssensoren 9 und 10 machen den Aktivierungs­ strom lediglich während des Schließens der diesbezüglichen Kontakte zuführbar, d. h. in einer Zeit, in der der Zustand "ein" der Kontakte aufrechterhalten wird. Dementsprechend ist in einem Fall, bei welchem der Zustand "ein" über die Länge der bestimmten Zeitdauer aufrechterhalten wird, die einfache Lösung mittels Bildens einer großen Verschiebungs­ länge des beweglichen Körpers möglich, es tritt jedoch ebenso die Schwierigkeit auf, bei welcher die Formation nicht klein und kompakt gestaltet werden kann. Aus diesem Grund ist die Installation von mechanischen Sensoren wie diesen Sicherheitssensoren 9 und 10 in einem Türinnenteil des Fahrzeugs sehr schwierig. Darüber hinaus reagiert der mechanische Sensor auf eine zur Zeit der Fahrzeugkollision erzeugte plötzliche Beschleunigung und erfaßt den Stoß in­ folge der Fahrzeugkollision, und daher besteht die Möglich­ keit des Reagierens auf eine von dem Türöffnen oder -schließen erzeugte Beschleunigung gegenüber der Fahrzeug­ kollision und der fehlerhaften Erfassung als Fahrzeugkolli­ sion. Da Fälle wie diese angenommen werden können, ist es normalerweise schwierig, den mechanischen Sensor in dem Türinnenteil oder einem ähnlichen Teil zu verwenden.

Die jeweiligen Türsensoren 9 und 10 sind parallel mit den jeweiligen Kontaktsensoren 1 und 3 verbunden. Aus die­ sem Grund ist es möglich, den Aktivierungsstrom unabhängig den Aktivierungselementen 5 und 6 ohne Einfluß des Betriebs der Kontaktsensoren 1 und 3 zuzuführen.

Widerstände 101, 102, 103 und 104 zur Diagnose sind parallel an die jeweiligen Kontaktsensoren 1, 2, 3 und 4 angeschlossen. Die jeweiligen Widerstände 101 und 103 füh­ ren zusammen mit den unten beschriebenen Widerständen 109 und 110 eine Sicherheitsfunktion zum Aktivieren der Akti­ vierungselemente 5 und 6 durch.

Kondensatoren 105 und 106 sind parallel an die Aktivie­ rungselemente 5 und 6 angeschlossen. Die Kapazitäten dieser Kondensatoren 105 und 106 sind derart gebildet, daß die Zu­ fuhr des benötigten Aktivierungsstroms zum Aktivieren der jeweiligen Aktivierungselemente 5 und 6 ermöglicht wird.

Die CPU 113, die innerhalb der elektronischen Steuer­ einheit (ECU) 12 angeordnet ist, überwacht eine Veränderung des elektronischen Potentials an einer Bodenseite der Aktivierungselemente 5 und 6 in einem Fall, bei welchem die Kontaktsensoren 2 und 4 in den Zustand "ein" übergegangen sind. In einem Fall, bei welchem die CPU 113 die Verände­ rung des elektronischen Potentials erfaßt, macht die CPU 113 die jeweiligen Transistoren 7 und 8 zur Zündansteuerung leitfähig und hält den leitenden Zustand über eine be­ stimmte Zeitdauer aufrecht.

Dioden 111 und 112 sind in Reihe mit den Kontaktsenso­ ren 1 und 3 verbunden. Die Dioden 111 und 112 verhindern, daß der Aktivierungsstrom durch die Sicherheitssensoren 9 und 10 die Kondensatoren 105 und 106 erreicht.

Die elektronische Steuereinheit (ECU) 12 enthält des weiteren einen DC/DC-Wandler 60 zum Erhöhen der Spannung der Stromquelle und einen Speicher- bzw. Aktualisierungs­ kondensator 64 zum Speichern der angehobenen Spannung. Eine Diodenschaltung verhindert, daß der Strom auf der Grundlage der angehobenen Spannung zu der Stromquelle 50 zurück­ fließt. Die Stromquelle 75 für die CPU 113 erzeugt eine ge­ eignete Spannung für die CPU 113 aus der angehobenen Span­ nung und führt die Spannung der CPU 113 zu. Ein Watchdog- Timer 76 überwacht den Betrieb der CPU 113, wenn ein feh­ lerhafter Betrieb der CPU 113 erfaßt wird, und der Watch­ dog-Timer 76 gibt ein Rücksetzsignal der CPU 113 aus. Die CPU 113 überwacht ebenso den Betrieb einer Schaltung, wie in Fig. 1 dargestellt, wenn eine Abnormität der Schaltung erfaßt wird, und die CPU 113 schaltet eine Lampe 85 durch Ansteuerung einer Lampenansteuerungsschaltung 80 ein und zeigt die Abnormität dem Fahrzeuginsassen. Bezugszeichen 90 zeigt einen Zündschalter des Fahrzeugs an, und Bezugszei­ chen 95 zeigt einen Zubehörschalter an.

Der Betrieb der auf die oben erwähnte Weise struktu­ rierten Aktivierungsvorrichtung wird im folgenden beschrie­ ben.

Die Kontaktsensoren 1 und 2 ebenso wie die Kontaktsen­ soren 3 und 4 werden wie oben beschrieben innerhalb der je­ weiligen Türen installiert, aber wegen der Betriebsart und den Wirkungen, die bezüglich der Fahrersitzseite und der Insassensitzseite ähnlich sind, bezieht sich die detail­ lierte Beschreibung im folgenden lediglich auf die Fahrer­ sitzseite.

Die Kontaktsensoren 1 und 2 sind vorgesehen, um die Seitenkollision auf das Türteil der Fahrersitzseite zu er­ fassen. Dies liegt daran, daß die Erfassung einer Seiten­ kollision mittels zweier Sensoren eine größere Möglichkeit bietet als der Fall der Erfassung der Seitenkollision durch einen Sensor, um geeignet für einen fehlerfreien Betrieb eines Airbags infolge einer fehlerhaften Zündung des Akti­ vierungselements 5 zu einer Zeit geeignet zu sein, bei wel­ cher keine Seitenkollision auftritt. Es ist jedoch möglich, die Seitenkollision mittels lediglich eines Sensors zu er­ fassen.

Wenn bei der Aktivierungsvorrichtung, die in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung mit zwei Sensoren ausgestattet ist, einer der jeweiligen Kontaktsensoren 1 oder 2 nicht in den Zustand "ein" bei der Seitenkollision auf das Türteil übergeht, wird der Aktivierungsstrom nicht dem Aktivierungselement 5 zugeführt, und der Schutz des In­ sassen wird nicht genau erreicht. Es gibt jedoch keine Si­ cherheit dafür, daß beide Kontaktsensoren 1 und 2 gleich­ zeitig in den Zustand "ein" übergehen, und es können Fälle feiner Unstimmigkeiten bezüglich des Zeitablaufs auftreten. Wenn in diesem Fall während der Zeit, in der sich ein Sen­ sor im Zustand "ein" befindet, der verbleibende Sensor nicht in den Zustand "ein" übergeht, wird zwangsläufig ein Zustand angenommen, bei welchem der Aktivierungsstrom nicht dem Aktivierungselement 5 zugeführt wird.

Unter Berücksichtigung dieses Umstands wird der Betrieb der Aktivierungsvorrichtung im folgenden beschrieben.

Zuerst wird ein Fall beschrieben, bei welchem der Be­ rührungssender 1 in den Zustand "ein" übergeht und der Zu­ stand "ein" des Kontaktsensors 2 verzögert ist.

Wie in Fig. 2A dargestellt ist, begibt sich der Kon­ taktsensor 1 in den Zustand "ein" aufgrund der Seitenkolli­ sion auf das Türteil des Fahrzeugs, und die Zeit des Zu­ stands "ein" des Sensors 1 wird mit t1 bezeichnet. Zu dem Augenblick, an dem der Kontaktsensor 1 in den Zustand "ein" übergeht, wird der Kondensator 105 mittels des Aktivie­ rungsstroms über den Kontaktsensor 1 geladen. Wenn in die­ sem Fall der Widerstandswert der Verdrahtung und des Wider­ stands 109 und die Kapazität des Kondensators 105 oder ähn­ liches berücksichtigt werden, nimmt die Ladespannung des Kondensators 105 den in Gleichung 1 bezeichneten Wert an, was später detailliert beschrieben wird.

Wenn dementsprechend der Widerstandswert der Verdrah­ tung und des Widerstands 109 und die Kapazität des Konden­ sators 105a oder ähnliches (d. h. die Zeitkonstante der Schaltung) unter Berücksichtigung der angenommenen Zeit­ dauer des Zustands "ein" des Kontaktsensors 1, der Aus­ gangsspannung der Stromquelle 50 und der Zündspannung zum Aktivieren des Aktivierungselements 5 bestimmt werden, ist es möglich mittels der Ladespannung des Kondensators 105 das Aktivierungselement 5 hinreichend zu aktivieren.

Entsprechend der Bestimmung wird der Kondensator 105 mit der Spannung, die größer als die Zündspannung ist, zum Zwecke des Aktivierens des Aktivierungselements 5 geladen, und die Spannung wird über die bestimmte Zeit (t3) auf­ rechterhalten, sogar wenn der Zustand "ein" des Kontaktsen­ sors 1 wie in Fig. 2A und 2B dargestellt sein Ende er­ reicht hat. Wenn während dieser Aufrechterhaltungszeit t3 der verbleibende Kontaktsensor 2 in den Zustand "ein" über­ geht, wird der Transistor 7 für die Zündansteuerung lei­ tend, und es kann der hinreichende Aktivierungsstrom dem Aktivierungselement 5 zugeführt werden. Wenn beispielsweise der Kontaktsensor 2 nach dem Verstreichen der Zeit t2 in den Zustand "ein" übergeht, nachdem der Zustand "ein" des Kontaktsensors 1 beendet ist, da der Zeitraum t2 kleiner als der Zeitraum t3 ist, wird an dem Kondensator 105 ein hinreichendes Potential zum Ermöglichen der Aktivierung des Aktivierungselements 5 aufrechterhalten. Somit wird die Un­ terhaltung des oben beschriebenen Zündpotentials durch den Kondensator 105 ähnlich dem Aufrechterhalten des Zustands "ein" des Kontaktsensors 1 für die bestimmte Zeitdauer. In diesem Fall wird der Aktivierungsstrom dem Aktivierungsele­ ment 5 über die Zeit t4 zugeführt.

Darüber hinaus ist ein Widerstand 101 zur Diagnose, der einen vorbestimmten Widerstandswert besitzt, wie oben be­ schrieben, parallel an den Kontaktsensor 1 angeschlossen. Wenn der Widerstandswert des Widerstands 1 berücksichtigt wird, um den Widerstandswert des parallel an den Kondensa­ tor 105 angeschlossenen Widerstands 109 zu bestimmen, er­ reicht das Potential des Kondensators 105, wenn sich der Kontaktsensor 1 im Zustand "aus" befindet, normal nicht die Zündspannung des Aktivierungselements 5. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise der Widerstandswert des Widerstands 109 auf einen Wert bestimmt, der um einen kleinen Betrag den Widerstandswert des Widerstands 101 überschreitet. Durch Bestimmen der Widerstandswerte der jeweiligen Widerstände 101 und 109 auf diese Weise ist es möglich, die normale La­ despannung des Kondensators 105 niedriger als die Zündspan­ nung des Aktivierungselements 5 zu machen. Sogar wenn hypo­ thetisch der Zündansteuerungstransistor 7 leitend wird, wird das Aktivierungselement 5 bei der normalen Ladespan­ nung, auf welche der Kondensator 105 über den Widerstand 101 aufgeladen wurde, nicht aktiviert. Die Widerstände 101 und 109 führen eine Sicherheitsfunktion zum Verhindern ei­ nes Fehlbetriebs der Aktivierungsvorrichtung aus.

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen des Widerstands­ werts des Widerstands 109 in einem Fall, bei welchem der Widerstand 101 einen vorbestimmten Widerstandswert R1 be­ sitzt, unter Bezugnahme auf Gleichung 1, Gleichung 2 und Gleichung 3 im folgenden beschrieben.

VT = (VT' - VF) × e(-(t2.10^-3)/(C.(Rsq + Ron))) Gleichung 1

VT' = (IG - VF') × e(-(t2.10^-3)/(C.R2)) Gleichung 2

VN = {R2/(R1 + R2)} × (IG + VF') Gleichung 3

wobei:
VT die Spannung, die benötigt wird, um das Aktivie­ rungselement 5 zu aktivieren,
VT' die Ausgangsspannung des Kondensators 105 nach der Zeit t2,
VF die Durchlassvorspannung der Diode 111,
C die Kapazität des Kondensators 105,
Rsq der Widerstandswert des Aktivierungselements 5,
Ron der Widerstandswert eines Zündansteuerungstransi­ stors 7,
IG die Spannung der Stromquelle 50,
VF' der Spannungsabfall an der Diode 111,
VN das Potential am Punkt X1,
R1 der Widerstandswert des Widerstands 101 und
R2 der Widerstandswert des Widerstands 109 sind.

Es ist möglich, die Spannung VT, die zum Aktivieren des Aktivierungselements 5 benötigt wird, aus den obenstehenden Gleichungen 1 und 2 zu berechnen. Wenn eine Spannung von VT oder mehr dem Aktivierungselement 5 zu einer anderen Zeit als der Zeit der Fahrzeugkollision normal zugeführt wird, besteht die Möglichkeit, daß das Aktivierungselement 5 zu­ fällig aktiviert wird. Dementsprechend wird der Wider­ standswert R2 des Widerstands 109 bezüglich des vorbestimm­ ten Widerstandswerts R1 des Widerstands 101 derart be­ stimmt, daß das Potential VN an dem Punkt X1 normalerweise einen Wert erlangt, der kleiner als die Spannung VT ist. Mit dieser Maßnahme kann verhindert werden, daß die Lade­ spannung des Kondensators 105 die Zündspannung des Aktivie­ rungselements 5 durch den Diagnosestrom erreicht, der in sehr kleiner Größe von dem Widerstand 101 während der Phase einer Nichtkollision zugeführt wird.

Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei welchem der Kontaktsensor 2 in den Zustand "ein" übergeht und der Zu­ stand "ein" des Kontaktsensors 1 verzögert ist.

Es fließt Strom in einer sehr kleinen Größe von der Stromquelle 50 durch den Widerstand 101 während der Phase einer Nichtkollision, wenn der Kontaktsensor 1 nicht in den Zustand "ein" übergegangen ist. Wenn jedoch der Kontaktsen­ sor 2 in den Zustand "ein" übergeht, verändert sich das Po­ tential, das durch den vorangegangenen sehr kleinen Strom aufrechterhalten wurde. Diese Veränderung wird von der Zen­ tralprozessoreinheit (CPU) 113 erfaßt, die den Zündansteuerungstransistor 7 für die bestimmte Zeitdauer leitend macht. Da die Zentralprozessoreinheit (CPU) 113 den Zündan­ steuerungstransistor 7 für die bestimmte Zeitdauer leitend macht, wird der Aktivierungsstrom dem Aktivierungselement 5 zugeführt, wenn der Zustand des Kontaktsensors 1 sich auf den Zustand "ein" innerhalb der bestimmten Zeitdauer auf den Zustand "aus" des Kontaktsensors 2 folgend verändert.

Im folgenden werden Wirkungen der Aktivierungsvorrich­ tung beschrieben, die auf die oben beschriebene Weise ar­ beitet.

Um bei der Airbagvorrichtung zum Schutz von Insassen vor einem Stoß infolge der Kollision eines Gegenstands mit der Tür oder ähnlichem des Fahrzeugs die Kollision mit dem Gegenstand genau zu erfassen, ist es nötig, in den inneren Teil eines Türteils einen Sensor zu installieren, um die Seitenkollision zu erfassen. In diesem Fall ist der Platz, an welchem der Sensor in dem Türinnenteil installiert wer­ den kann, sehr klein, und es besteht die Möglichkeit, daß ein mechanischer Sensor (beispielsweise die oben beschrie­ benen Sicherheitssensoren 9 und 10) nicht verwendet werden kann. Dementsprechend ist es nötig, Kontaktsensoren zu ver­ wenden, die als Kontakttyp gebildet sind, um die Seitenkol­ lision zu erfassen. Die Kontaktsensoren enthalten zwei oder mehr leitende Teile, die einen Kontakt herstellen und mit­ tels der zur Zeit der Seitenkollision erzeugten Belastung leiten. In diesem Fall sind die Kontaktzeiten, d. h. die Zeiten des Zustands "ein" der Kontaktsensoren extrem kurz. Die Zeitdauer, in der die Zeiten des Zustands "ein" des oben beschriebenen Kontaktsensors 1 und Kontaktsensors 2 sich überlappen, wird sehr kurz. Es ist schwierig, zuver­ lässig den Aktivierungsstrom dem Aktivierungselement 5 zu­ zuführen und die genaue Aktivierung auszuführen. Dement­ sprechend wird es nötig, den Zustand "ein" der jeweiligen Kontaktsensoren 1 und 2 für die bestimmte Zeitdauer auf­ rechtzuerhalten. Wenn in diesem Fall die Aufrechterhaltung des Zustands "ein" der Kontaktsensoren 1 und 2 mit dem Multivibrator oder der Zentralprozessoreinheit (CPU) wie bei dem Stand der Technik durchgeführt wird, besteht die Möglichkeit einer fehlerhaften Leitung zu Zeiten außer den­ jenigen der Kollision des Fahrzeugs in einem Fall, bei wel­ chem der Multivibrator der CPU dem Einfluß des magnetischen Pufferns oder ähnlichem unterworfen ist.

Jedoch wird wie oben beschrieben durch Durchführen der Aufrechterhaltung der Leitungszeit des Kontaktsensors 1 mittels des Kondensators 105, die Aufrechterhaltung der Leitungszeit wenigstens des Kontaktsensors 1 unempfindlich auf ungünstige Wirkungen eines magnetischen Pufferns und ähnliches. Sogar wenn der Transistor 7, der die Leitungs­ zeit des Berührungstransistors 2 aufrechterhält, irrtümlich von der Zentralprozessoreinheit (CPU) 113 leitend gemacht wird, gibt es dementsprechend keine Zufuhr des Aktivie­ rungsstroms zu dem Aktivierungselement 5, und die Schutz­ vorrichtung arbeitet nicht fehlerhaft.

Darüber hinaus wird es durch Verbindung des Kondensa­ tors 5 mit dem Kontaktsensor 1 wie oben beschrieben mög­ lich, den Aktivierungsstrom zu dem Aktivierungselement 5 aufrechtzuerhalten. Aus diesem Grunde ist es möglich, den Kontaktsensor 1, der die Schaltungsstruktur der oben be­ schriebenen Art bezüglich der mechanischen Sensoren nach dem Stand der Technik besitzt, zu ersetzen, und es ist ebenso möglich, großenteils die Installationsflächenbe­ schränkungen der Sensoren für Kollisionserfassung zu redu­ zieren.

Darüber hinaus ist es sehr einfach, die Gestalt des Kontaktsensors 1 zu reduzieren, und es ist möglich, die Kompaktheit eines Sensors zur Kollisionserfassung zu unter­ stützen.

Zwar bezieht sich die Beschreibung auf die Fahrersitz­ seite eines Fahrzeugs, es versteht sich jedoch, daß die Be­ triebsart und ähnliche Effekte wie die vorstehend erwähnten ebenso auf eine Insassensitzseite anwendbar sind.

Die vorliegende Erfindung ist nicht ausschließlich auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern ist wie im folgenden beschrieben verschiedenartig modifi­ zierbar.

Beispielsweise wurden in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Ausführungsform Kontaktsensoren 1 und 2, wel­ che die oben beschriebene Schaltungsstruktur besitzen, ver­ wendet, um eine Kollision bezüglich eines Türteils eines Fahrzeugs zu erfassen, woraus sich jedoch keine Ausschließ­ lichkeit ergibt. Es ist beispielsweise ebenso eine Anwen­ dung akzeptabel, um eine Kollision in Längsrichtung des Fahrzeugs oder eine Kollision in Diagonalrichtung zu erfas­ sen.

In diesem Fall ist es möglich, mittels einer Kapazität eines Kondensators auf ähnliche Weise den Zustand "ein" des Sensors während der Kollision aufrechtzuerhalten, der mit­ tels eines mechanischen Sensors nach dem Stand der Technik aufrechterhalten wurde. Dementsprechend ist es möglich, die Sensorkonfiguration um einen Betrag kompakt zu machen, wel­ cher der Möglichkeit der Verwendung eines Kontaktsensors entspricht, und es ergibt sich die Wirkung, daß eine In­ stallation in einem kleinen Raum ebenso möglich wird.

Vorstehend wurde eine Aktivierungs- bzw. Auslösevorrichtung offenbart. Ein Schalter ist zwischen einer Stromquelle und einem Aktivierungselement zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung vorgesehen. Der Schalter erfaßt eine Fahrzeugkollision und schließt seine Kontakte, um einen Ak­ tivierungsstrom einem Aktivierungselement zuzuführen. Ein Kondensator ist parallel an das Aktivierungselement angeschlossen, um vorübergehend in einem Fall, bei welchem der Schalter geschlossen ist, geladen zu werden. Durch eine Strukturierung auf diese Weise ist es möglich, das Ak­ tivierungselement genau zu aktivieren, da das Aktivierungs­ element andauernd mit dem Aktivierungsstrom durch die Lade­ spannung des Kondensators sogar in einem Fall versorgt wird, bei welchem der Schalter lediglich für eine Zeit ge­ schlossen ist, die zum Veranlassen des Aktivierens des Ak­ tivierungselements unzureichend ist.

Claims (12)

1. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer in einem Fahrzeug installierten Insassenschutzvorrichtung zum Schutz von Insassen während einer Fahrzeugkollision mit:
wenigstens einer Stromquelle (50), die auf dem Fahr­ zeug angebracht ist;
einem Aktivierungselement (5, 6) zum Aktivieren der Insassenschutzvorrichtung in einem Fall, bei welchem ein Aktivierungsstrom von der Stromquelle (50) zugeführt wird;
einer ersten Schalteinrichtung (1, 3), die in Reihe an das Aktivierungselement (5, 6) zwischen dem Aktivierungs­ element (5, 6) und der Stromquelle (50) angeschlossen ist, um auf eine Kollision des Fahrzeugs geschlossen zu werden und zum Zuführen des Aktivierungsstroms dem Aktivierungs­ element (5, 6);
einem Kondensator (105, 106), der parallel an die er­ ste Schalteinrichtung (1, 3) angeschlossen ist, um momentan im Falle des Schließens der ersten Schalteinrichtung (1, 3) geladen zu werden;
wobei der Aktivierungsstrom von dem Kondensator (105, 106) zu dem Aktivierungselement (5, 6) sogar nach einem Öffnen der ersten Schalteinrichtung (1, 3) geleitet wird.

2. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine zweite Schalteinrichtung (2, 4), die zwischen dem Aktivierungselement (5, 6) und Masse angeschlossen ist, um auf die Fahrzeugkollision geschlossen zu werden;
wobei der Aktivierungsstrom in einem Fall von der Stromquelle (50) oder dem Kondensator (105, 106) zu dem Ak­ tivierungselement (5, 6) geleitet wird, bei welchem die zweite Schalteinrichtung (2, 4) innerhalb einer vorbestimm­ ten Zeitdauer nach dem Öffnen der ersten Schalteinrichtung (1, 3) geschlossen ist.

3. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ersten Widerstand (101, 103), der einen vorbestimmten Widerstandswert besitzt und parallel an die erste Schalteinrichtung angeschlossen ist.

4. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Widerstand (109, 110), der parallel an den Kondensator angeschlossen ist.

5. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen ersten Widerstand (101, 103), der einen vorbe­ stimmten Widerstandswert zum Diagnostizieren der Aktivie­ rungsvorrichtung besitzt und parallel an die erste Schalt­ einrichtung angeschlossen ist;
einen zweiten Widerstand (109, 110), der parallel an den Kondensator (105, 106) angeschlossen ist;
wobei ein Widerstandswert des zweiten Widerstands (109, 110) auf einen Wert bestimmt ist, um eine Ladespan­ nung des Kondensators (105, 106) aufrechtzuerhalten, der durch einen von dem ersten Widerstand (101, 103) zugeführ­ ten Strom zum Diagnostizieren geladen wird, wenn die erste Schalteinrichtung (1, 3) geöffnet ist, auf eine Spannung, die niedriger als eine Spannung ist, welche die Aktivierung des Aktivierungselements (5, 6) ermöglicht.

6. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer in einem Fahrzeug installierten Insassenschutzvorrichtung zum Schüt­ zen von Insassen während einer Fahrzeugkollision mit:
wenigstens einer an dem Fahrzeug angebrachten Strom­ quelle (50);
einem Aktivierungselement (5, 6) zum Aktivieren der Insassenschutzvorrichtung in einem Fall, bei welchem der Aktivierungsstrom von der Stromquelle (50) zugeführt wird;
einer ersten Schalteinrichtung (1, 3), die parallel an das Aktivierungselement (5, 6) angeschlossen ist, um auf die Kollision des Fahrzeugs geschlossen zu werden und den Aktivierungsstrom dem Aktivierungselement (5, 6) zuzufüh­ ren;
einem ersten Widerstand (101, 103), der parallel an die erste Schalteinrichtung (1, 3) angeschlossen ist;
einem Kondensator (105, 106), der parallel an das Ak­ tivierungselement (5, 6) angeschlossen ist, um momentan in einem Fall des Schließens der ersten Schalteinrichtung (1, 3) geladen zu werden;
einer zweiten Schalteinrichtung (2, 4), die zwischen dem Aktivierungselement (5, 6) und Masse angeschlossen ist, um auf die Kollision des Fahrzeugs geschlossen zu werden;
einer Erfassungseinrichtung (113) zum Erfassen einer Änderung des elektrischen Potentials zwischen dem Aktivie­ rungselement (5, 6) und der zweiten Schalteinrichtung (2, 4); und
einem Transistor (7, 8), der parallel an die zweite Schalteinrichtung (2, 4) angeschlossen ist, um eine Leitung des Aktivierungsstroms im Ansprechen auf ein Signal von der Erfassungseinrichtung (113) zu ermöglichen.

7. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 6, gekennzeichnet durch
einen ersten Widerstand (101, 103), der einen vorbe­ stimmten Widerstandswert besitzt und parallel an die erste Schalteinrichtung (1, 3) angeschlossen ist; einen zweiten Widerstand (109, 110), der parallel an
den Kondensator (105, 106) angeschlossen ist;
wobei der Widerstandswert des zweiten Widerstands (109, 110) auf einen kleineren Wert als den vorbestimmten Widerstandswert des ersten Widerstands (101, 103) bestimmt wird.

8. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung (1, 3) innerhalb eines Türteils des Fahrzeugs angeordnet ist und durch eine Seitenkollision mit dem Türteil geschlossen wird.

9. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 6, gekennzeichnet durch einen mechanischen Sensor (9, 10), der parallel an die erste Schalteinrichtung (1, 3) angeschlossen ist, um einen Stoß in eine Längsrichtung oder eine Diagonalrichtung des Fahrzeugs zu erfassen und auf Erfassen eines vorbestimmten Stoßes geschlossen wird.

10. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Widerstand (102, 104) zum Diagnostizieren parallel an die zweite Schalteinrichtung (2, 4) angeschlos­ sen ist.

11. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der ersten Schalteinrichtung (1, 3) oder der zweiten Schalteinrichtung (2, 4) innerhalb eines Türteils des Fahrzeugs installiert ist und durch die Sei­ tenkollision mit dem Türteil geschlossen wird.

12. Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Insassen­ schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung eine Beschleunigungserfas­ sungseinrichtung (11) zum Erfassen einer während der Fahr­ zeugkollision erzeugten Beschleunigung besitzt, um den Transistor (7, 8) in Übereinstimmung sowohl mit einem Fall, bei welchem das elektrische Potential zwischen dem Aktivie­ rungselement (5, 6) und der zweiten Schalteinrichtung (2, 4) sich verändert hat, als auch einen Fall, bei welchem eine vorbestimmte Beschleunigung durch die Beschleunigungser­ fassungseinrichtung (11) erfaßt worden ist, leitend zu ma­ chen.