DE19848997B4

DE19848997B4 - Fahrzeuginsassenschutzsystem

Info

Publication number: DE19848997B4
Application number: DE19848997A
Authority: DE
Inventors: Seiya Kariya Ide; Tomoji Kariya Suzuki; Yoshihiko Kariya Teguri
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2018-10-24
Also published as: DE19848997A1; US6167335A

Abstract

Fahrzeuginsassenschutzsystem mit
einer Fahrzeuginsassenschutzeinheit (20),
ersten und zweiten Beschleunigungssensoren (40L, 40R), die an beiden Seiten eines Fahrzeugs in seiner Querrichtung angeordnet sind, um so Beschleunigungen zu detektieren, die an beiden Seiten des Fahrzeugs auftreten, wenn das Fahrzeug zusammenstößt,
einem dritten Beschleunigungssensor (30), der im Zentrum des Fahrzeugs in seiner Längs- und Querrichtung angeordnet ist, um eine im Zentrum des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung zu detektieren, wenn das Fahrzeug zusammenstößt,
ersten bis dritten Integriervorrichtungen (52c, 52b, 52a) zum entsprechenden Integrieren der durch die ersten bis dritten Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen, um integrierte Ausgangssignale zu erzeugen,
einer Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung (53a–53c, 54a–54c, 55a–55c, 56a, 56b, 57a, 57b, 58a, 58b, 59, 60a, 60b) zum Berechnen einer relativen Linienintegrationslänge von mindestens einem der integrierten Ausgangssignale der ersten und zweiten Integriervorrichtungen mit Bezug auf das integrierte Ausgangssignal der dritten Integriervorrichtung,
einer Phasendifferenzberechnungsvorrichtung (65, 66) zum Berechen einer Phasendifferenz zwischen den integrierten Ausgangssignalen der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassenschutzsystem nach den Ansprüchen 1, 5, 9 und 12.

Aus der DE 196 23 520 B4 ist eine Auslösevorrichtung für eine Sicherheitsvorrichtung bekannt, die einen ersten und einen zweiten Beschleunigungssensor aufweist, die sich in einer ersten bzw. zweiten Tür eines Fahrzeugs befinden oder sich an Positionen nahe der ersten bzw. zweiten Tür befinden, von denen jeder eine Verzögerung erfasst. Es ist eine erste Signalverarbeitungseinrichtung vorgesehen, die erste und zweite Signalprozessoren zum jeweiligen Verarbeiten eines Erfassungssignals des ersten Beschleunigungssensors und zum jeweiligen Ausführen einer Signalverarbeitung mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten beinhaltet. Ferner ist eine zweite Signalverarbeitungseinrichtung vorgesehen, die dritte und vierte Signalprozessoren zum jeweiligen Verarbeiten eines Erfassungssignals des zweiten Beschleunigungssensors und zum jeweiligen Ausführen einer Signalverarbeitung mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten beinhalten. Die bekannte Sicherheitsvorrichtung umfasst ferner eine sich bei der ersten Tür befindende erste Sicherheitseinrichtung zum Schutz eines Insassen in dem Fahrzeug und eine bei der zweiten Tür befindliche zweite Sicherheitsvorrichtung zum Schutz eines Insassen in dem Fahrzeug. Mit Hilfe einer ersten und zweiten Auslöseeinrichtung können die erste bzw. zweite Sicherheitsvorrichtung ausgelöst werden, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um entweder die erste oder zweite Auslöseeinrichtung zu steuern und entweder die erste oder zweite Sicherheitsvorrichtung auf der Grundlage von Ergebnissen der Signalverarbeitung durch den ersten Signalprozessor in der ersten Signalverarbeitungseinrichtung und den vierten Signalprozessor in der zweiten Signalverarbeitungseinrichtung auszulösen.

Aus der DE 691 25 511 T2 ist ein Aufprallsensor zum Erfassen eines Aufpralls eines Fahrzeugs aus einem Beschleunigungssignalverlauf einer Beschleunigungsmesseinrichtung zum Auslösen des Betriebs einer Fahrgast-Sicherheitsvorrichtung, wie einem Airbag, bekannt. Dieser bekannte Aufprallsensor umfasst eine Einrichtung zum Abschneiden eines Spitzenwertes jedes Bereichs des eingegebenen Beschleunigungszeitverlaufs, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, ferner eine Einrichtung zum zeitlichen Integrieren eines durch das Abschneiden des Spitzenwertes erhaltenen Wertes, eine Einrichtung zum Subtrahieren eines zeitlich integrierten Wertes einer vorbestimmten Funktion von einem durch eine derartige zeitliche Integration erhaltenen Wert und eine Einrichtung zum Vergleichen eines durch eine Subtraktion erhaltenen Wertes mit einem vorbestimmten Zeitfunktionswert zur Bildung eines Auslösesignals.

Aus der DE 42 20 270 A1 ist eine Schutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen bekannt, die mindestens einen beschleunigungsempfindlichen Sensor und mindestens einen verformungsempfindlichen Sensor umfasst, ferner mindestens ein Schutzmittel für den Schutz der Fahrzeuginsassen sowie eine elektronische Einrichtung für die Auswertung der Ausgangssignale der Sensoren und für die Ansteuerung der Schutzmittel. Das bei Ansprechen eines verformungsempfindlichen Sensors abgegebene Ausgangssignal beeinflusst einen für das Ausgangssignal des beschleunigungsempfindlichen Sensors vorgebbaren Schwellenwert.

Ein Beschleunigungssensor 1 eines Fahrzeugairbagsystems ist beispielsweise in der Nähe eines Konsolenkastens auf dem Boden des Fahrzeuginnenraums bzw. des Führerhauses, wie in 11 gezeigt ist, vorgesehen, um die Beschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen. Das System bestimmt, ob ein Crash bzw. Zusammenstoß aufgetreten ist oder nicht, in dem die erfasste Beschleunigung mit einem einzigen Schwellwert verglichen wird, Wenn das System feststellt, dass ein Crash aufgetreten ist, bläst es einen Airbag auf, in dem eine Aktivierungseinheit angeschaltet wird, um einen Insassen des Fahrzeugs vor dem Stoß des Crashs zu schützen.

Da das oben genannte Airbagsystem jedoch nur bestimmt, ob der Crash stattgefunden hat oder nicht, indem die erfasste Beschleunigung mit dem einzigen Schwellwert verglichen wird, ist es nicht in der Lage, die Art des Crashs zu unterscheiden, Beispielsweise ist es nicht in der Lage, einen Frontal-Crash bzw. -Zusammenstoß gegen ein entgegenkommendes Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit von einem Crash gegen einen Pfosten bzw. eine Stange bei mittlerer Geschwindigkeit zu unterscheiden. Folglich hat es das Problem, dass sein Bestimmungszeitpunkt im Falle eines Crashs gegen den Pfosten spät liegt.

Nach einer Untersuchung des oben genannten Problems im Detail hat sich herausgestellt, dass sich ein integrierter Wert der erfassten Beschleunigung (im Folgenden als Geschwindigkeitsänderung bezeichnet) im Falle des Frontal-Crashs mit dem Zeitablauf ändert, wie durch eine Kurve L1 in 12 gezeigt ist. Demgegenüber erfolgt die Geschwindigkeitsänderung im Falle eines Pfosten-Crashs mit dem Zeitablauf, wie durch eine Kurve L2 in 2 gezeigt ist.

Wenn daher mittels des einzigen Schwellwerts in den entsprechenden Fällen des Frontal- Crashs und des Pfosten-Crashs bestimmt wird, ob der Crash stattgefunden hat oder nicht, liegt der Bestimmungszeitpunkt bzw. -raum des Pfosten-Crashs verglichen mit dem Bestimmungszeitpunkt bzw. -raum des Frontal- Crashs spät, wie ein Vergleich der Änderungszustände beider Kurven L1 und L2 deutlich zeigt. Wenn daher das Fahrzeug gegen den Pfosten stößt, wird der Zeitpunkt zum Aufblasen des Airbags verzögert und der Insasse kann nicht ausreichend geschützt werden.

Die Korrelation zwischen den entsprechenden Beschleunigungen, die an einer Vielzahl von Punkten in dem Fahrzeug auftreten, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, und die Beziehung zwischen der Korrelation und den Crasharten des Fahrzeugs wurde untersucht.

Zu den Crasharten des Fahrzeugs (im folgenden als Fahrzeug A bezeichnet) gehören hauptsächlich ein Frontal- Crash, ein Schräg- bzw. Diagonal- Crash, ein Versatz- Crash, ein Unterfahr-Crash und ein Pfosten-Crash (vgl. 10).

Ein Frontal- Crash ist eine Crashart, bei der das Fahrzeug A mit seinem gesamten Frontendabschnitt gegen den Frontabschnitt eines entgegenkommenden Fahrzeugs W stößt. Bei dem Frontal-Crash stoßen sowohl der rechte als auch der linke Frontrahmen eines Rahmens Aa am Frontendabschnitt des Fahrzeugs A gegen den Frontabschnitt des entgegenkommenden Fahrzeugs W. Üblicherweise ist der Rahmen Aa dabei aus einem sehr steifen metallischen Material gebildet.

Der Versatz-Crash ist eine Crashart, bei der das Fahrzeug A beispielsweise mit seiner rechten Frontseite gegen die rechte Frontseite des entgegenkommenden Fahrzeugs W stößt. Bei dem Versatz-Crash stößt der Rahmen Aa des Fahrzeugs A nur mit dem rechten der beiden Frontrahmen gegen die rechte Frontseite des entgegenkommenden Fahrzeugs W.

Der Pfosten-Crash ist eine Crashart, bei der das Fahrzeug A mit seinem zentralen Frontabschnitt gegen einen Posten P stößt. Bei dem Pfosten-Crash schneidet der Pfosten P in einen Abschnitt zwischen dem rechten und linken Frontrahmen des Rahmens Aa. Es sei darauf hingewiesen, daß die Steifigkeit des Abschnitts zwischen dem rechten und linken Frontrahmen des Rahmens Aa verglichen mit der des Rahmens Aa sehr niedrig ist.

Es hat sich herausgestellt, daß entsprechende Komponenten, wie etwa ein zwischen dem rechten und linken Frontrahmen des Rahmens Aa befindlicher Motor, gegen einander stoßen und ein kompliziertes Verhalten während des Vorgangs des Pfosten-Crashs zeigen, wenn deren Verhalten untersucht wird.

Der Unterfahr-Crash ist eine Crashart, bei der das Fahrzeug A mit seinem Frontendabschnitt unter den rückwärtigen Unterabschnitt eines vorhergehenden Fahrzeugs W fährt, wie in 10 gezeigt ist.

Der Schräg-Crash ist eine Crashart, bei der das Fahrzeug A mit seinem Frontendabschnitt gegen den Frontabschnitt des schräg entgegenkommenden Fahrzeugs W stößt.

Drei Beschleunigungssensoren wurden zur Untersuchung der Beschleunigungen an einer Vielzahl von Punkten des Fahrzeugs verwendet. Ein Beschleunigungssensor (im folgenden als zentraler Beschleunigungssensor bezeichnet) wurde im Zentrum sowohl der Längs- als auch der Querrichtung des Fahrzeugs A angebracht. Die zwei übrigen Beschleunigungssensoren (im folgenden als periphere Beschleunigungssensoren bezeichnet) wurden sowohl auf der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugs A näher als der zentrale Beschleunigungssensor zum Frontabschnitt in Position gebracht.

Aus der Untersuchung der Korrelation zwischen den integrierten Werten der erfaßten Beschleunigungen, d.h. die Geschwindigkeitsveränderungen, der entsprechenden obigen Beschleunigungssensoren ergab sich das folgende Ergebnis, wenn das Fahrzeug A zusammenstieß.

Wenn als Crashart des Fahrzeugs A der Frontal-Crash gewählt wird, sind die Geschwindigkeitsänderungen, d.h. die integrierten Werte der entsprechenden erfaßten Beschleunigungen, der beiden peripheren Beschleunigungssensoren nahezu gleich. Ferner sind die entsprechenden Geschwindigkeitsänderungen größer als die Geschwindigkeitsänderung des zentralen Beschleunigungssensors, wenn ein Frontal-Crash stattgefunden hat.

Wenn die Crashart des Fahrzeugs A entweder ein Versatz- oder ein Schräg-Crash ist, wenn also beispielsweise das Fahrzeug A den Versatz-Crash oder den Schräg-Crash mit seiner rechten Seite verursacht hat, ist die Geschwindigkeitsänderung der durch den rechten Beschleunigungssensor von den beiden peripheren Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigung größer als die Geschwindigkeitsänderung der durch den linken Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung. Des Weiteren stimmt die Geschwindigkeitsänderung der durch den linken Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung nahezu mit der Geschwindigkeitsänderung der durch den zentralen Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung überein.

Wenn die Crashart des Fahrzeugs A entweder dem Pfosten-Crash oder dem Unterfahr-Crash entspricht, ändern sich beide Geschwindigkeitsänderungen der entsprechenden Beschleunigungen, die durch die beiden Beschleunigungssensoren detektiert werden, komplex, wobei sie Werte nahe der Geschwindigkeitsänderung der durch den zentralen Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung annehmen. Man geht davon aus, dass dies durch das komplexe Verhalten der Komponenten, wie etwa des Motors, wie oben beschrieben verursacht wird, wenn die Crashart entweder dem Pfosten-Crash oder dem Unterfahr-Crash entspricht.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem mit einer Crash-Bestimmungseinheit bereitzustellen, so daß mit Hilfe der Korrelation zwischen den entsprechenden Ausgangssignalen, die durch eine Vielzahl von Beschleunigungssensoren zum Detektieren von an mehreren Punkten in einem Fahrzeug auftretenden Beschleunigungen detektiert werden, zu bestimmen ist, wann es zu welcher Art von einem Crash kommt, um die Sicherheit von Fahrzeuginsassen noch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1, 5, 9 und 12 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassenschutzsystems ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Crashartbestimmungseinheit des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassenschutzsystems umfasst erste und zweite Beschleunigungssensoren, die an beiden Seiten eines Fahrzeugs in seiner lateralen Richtung, d.h. quer zur Längsrichtung angebracht sind, um so beide Beschleunigungen zu detektieren, die an den beiden Seiten des Fahrzeugs auftreten, wenn das Fahrzeug zusammenstößt; einen dritten Beschleunigungssensor, der sich im Zentrum, d.h. im zentralen Bereich des Fahrzeugs, sowohl der Längs- als auch der Seiten- bzw. Querrichtung des Fahrzeugs befindet, um Beschleunigungen zu detektieren, die im Zentrum des Fahrzeugs auftreten; erste und zweite Integriervorrichtungen zum entsprechenden Integrieren der durch den ersten und zweiten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigungen, um integrierte Ausgangssignale zu erzeugen; eine dritte Integriervorrichtung zum Integrieren der durch den dritten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung, um ein integriertes Ausgangssignal zu erzeugen; eine Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer relativen Linienintegrationslänge eines der beiden integrierten Ausgangssignale der ersten und zweiten Intergriervorrichtungen mit Bezug auf das integrierte Ausgangssignal der dritten Integriervorrichtung; eine Phasendifferenzberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer Phasendifferenz zwischen den beiden integrierten Ausgangssignalen der ersten und zweiten Integriervorrichtung; und eine Crashartbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, daß eine Crashart entweder ein Versatz-Crash oder ein Schräg-Crash ist, wenn eine durch die Phasendifferenzberechnungsvorrichtung berechnete Phasendifferenz größer als vorbestimmter Phasenwert ist, zum Bestimmen, daß eine Crashart ein Frontal-Crash ist, wenn die Phasendifferenz geringer als der vorbestimmte Phasenwert ist und wenn die durch die Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung berechnete relative Linienintegrationslänge geringer als ein vorbestimmter Längenwert ist, und zum Bestimmen, daß eine Crashart entweder ein Pfosten-Crash oder ein Unterfahr-Crash ist, wenn die Phasendifferenz geringer als der vorbestimmte Phasenwert ist und wenn die relative Linienintegrationslänge größer als der vorbestimmte Längenwert ist.

Die Art des Crashs kann daher auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen den integrierten Ausgangssignalen der ersten und zweiten Integriervorrichtungen und dem Wert der relativen Linienintegrationslänge bestimmt werden. D.h., es ist möglich, den Pfosten-Crash und den Unterfahr-Crash korrekt von anderen Crasharten zu unterscheiden und das Auftreten des Pfosten-Crashs oder des Unterfahr-Crashs rechtzeitig zu bestimmen. Folglich wird es möglich, die Insassen in geeigneter Weise abhängig vom Pfosten-Crash oder Unterfahr-Crash zu schützen.

Die Erfindung sowie deren Einsätze und Vorteile sind anhand der folgenden Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Teile beziehen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm der Struktur einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht, die die Positionen zeigt, wo die entsprechenden, in 1 gezeigten G-Sensoren innerhalb eines Fahrzeugs installiert sind;
3 ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer Crashartbestimmungsschaltung in dem Blockdiagramm von 1;
4 ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer Crashbestimmungsschaltung und einer Bestimmungsausgangsschaltung des Blockdiagramms von 1;
5 einen Graphen der Geschwindigkeitsänderungen ΔV_L und ΔV_R und eine Geschwindigkeitsänderung ΔV_C im Falle eines Frontal-Crashs;
6 einen Graphen der Geschwindigkeitsänderungen ΔV_L und ΔV_R und einer Geschwindigkeitsänderung ΔV_C im Falle entweder eines Schräg- oder eines Versatz-Crashs;
7 einen Graphen der Geschwindigkeitsänderungen ΔV_L und ΔV_R und einer Geschwindigkeitsänderung ΔV_C im Falle entweder eines Pfosten-Crashs oder eines Unterfahr-Crashs;
8 einen Graphen der Beziehung zwischen den relativen linienintegrierten Längen der Geschwindigkeitsänderungen und dem Zeitablauf bei den entsprechenden Crasharten;
9 ein Blockdiagramm einer Modifikation der ersten Ausführungsform;
10 eine diagrammartige Darstellung zur Erläuterung der entsprechenden Fahrzeugcrasharten;
11 eine diagrammartige Darstellung der Anordnung eines G-Sensors innerhalb eines Fahrzeugs bei einem Airbag-System nach dem Stand der Technik;
12 einen Graphen der zeitlichen Veränderungen von Geschwindigkeitsänderungen in den Fällen eines Frontal-Crashs und eines Pfosten-Crashs in dem Airbag-System nach dem Stand der Technik;
13 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 eine Draufsicht der Anordnung der entsprechenden Beschleunigungssensoren von 13 innerhalb eines Fahrzeugs;
15A einen Graphen der zeitlichen Veränderungen der entsprechenden durch die Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen im Falle eines Frontal-Crashs, und 15B einen Graphen der zeitlichen Veränderungen der entsprechenden durch die Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen im Falle eines Schräg-Crashs;
16 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
17 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die bei einem Fahrzeugairbagsystem eingesetzt ist. Das Airbagsystem besteht aus einer Airbageinheit B und einer Bestimmungseinheit S.
Die Airbageinheit B besteht aus einer Aktivierungseinheit 10 und einem Fahrersitz) airbag 20, der durch die Aktivierungseinheit 10 aufgeblasen wird. Der Airbag 20 schützt den Insassen auf dem Fahrersitz eines Fahrzeugs vor einem Stoß, der bei dem Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Hindernis entsteht. Die Bestimmungseinheit S ist mit einem zentralen Beschleunigungssensor 30 und einem rechten sowie linken Beschleunigungssensor 40R und 40L ausgestattet. Diese Beschleunigungssensoren werden nachfolgend als G-Sensoren bezeichnet.
Der zentrale G-Sensor 30 ist am Boden einer Fahrzeugkabine bzw. eines Führerhauses so befestigt, daß er sich im Zentrum sowohl der Längs- als auch der Querrichtung des Fahrzeugs befindet, wie in 2 gezeigt ist. Der zentrale G-Sensor 30 detektiert die Beschleunigung, die an diesem festen Punkt auftritt, wenn das Fahrzeug gegen das Hindernis stößt, und erzeugt ein Beschleunigungssignal. Dabei kann der zentrale G-Sensor 30 im unteren Teil eines Konsolenkastens, beispielsweise auf dem Boden des Fahrzeuginnenraums, befestigt werden. Der zentrale G-Sensor 30 wird genau an der oben genannten Position befestigt, um hauptsächlich niedrige Frequenzkomponenten von den Frequenzkomponenten der durch den Fahrzeugzusammenstoß verursachten Beschleunigung zu detektierten.
Der rechte und linke G-Sensor 40R und 40L werden entsprechend an Positionen näher zur Frontseite als der zentrale G-Sensor 30 und an den rückwärtigen Unterteilen der rechten und linken Trennwand innerhalb des Fahrzeuginnenraums befestigt. Dabei sind die entsprechenden Trennwände aus einer sehr steifen Metallplatte hergestellt.
Der rechte und der linke G-Sensor 40R und 40L detektieren Beschleunigungen, die an den festen Positionen auftreten, wenn das Fahrzeug entsprechend gegen das Hindernis stößt. Die Positionen, an denen der rechte und linke G-Sensor 40R und 40L befestigt sind, sind nicht auf die rechte und linke Trennwand begrenzt. Sie können auch an sehr steifen Teilen an der rechten und linken Seite des zentralen G-Sensors 30 befestigt werden.
Der rechte und linke G-Sensor 40R und 40L werden genau an den oben beschriebenen Positionen befestigt, um hauptsächlich hohe Frequenzkomponenten von den Frequenzkomponenten der durch den Fahrzeugcrash verursachten Beschleunigungen zu detektieren. Das Symbol H in 2 bezeichnet ein Steuerrad des Fahrzeugs.
Die Bestimmungseinheit S enthält ferner eine Crashartbestimmungsschaltung Sa, die mit dem zentralen G-Sensor 30 sowie dem rechten und linken G-Sensor 40R und 40L verbunden ist, eine Crashartbestimmungsschaltung Sb, die mit dem zentralen G-Sensor 30 verbunden ist, und eine Bestimmungsausgangsschaltung Sc, die mit der Crashartbestimmungsschaltung Sa und der Crashbestimmungsschaltung Sb verbunden ist.
Die Crashartbestimmungsschaltung Sa umfaßt drei A-D-Wandler 51a bis 51c, wie in 3 gezeigt ist. Der A-D-Wandler 51a digitalisiert die durch den zentralen G-Sensor 30 detektierte Beschleunigung und gibt sie an einen Integrator 52a aus. Die A-D-Wandler 51b und 51c digitalisieren die vom rechten und linken G-Sensor 40R und 40L detektierten Beschleunigungen und geben sie an den Integrator 52b bzw. 52c.
Die Integratoren 52a bis 52c integrieren die von den entsprechenden A-D-Wandlern 51a bis 51c ausgegebenen Beschleunigungen. Verzögerungselemente 53a bis 53c verzögern die integrierten Ausgangssignale der entsprechenden Integratoren 52a bis 52c.
Subtrahierer 54a bis 54c subtrahieren die verzögerten Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 53a bis 53c von den integrierten Ausgangssignalen der entsprechenden Integratoren 52a bis 52c. Quadrierelemente 55a bis 55c quadrieren die subtrahierten Ausgangssignale der entsprechenden Subtrahierer 54a bis 54c.
Ein Addierer 56a addiert die quadrierten Ausgangssignale der Quadrierelemente 55a und 55b und ein Addierer 56b addiert die quadrierten Ausgangssignale der Quadrierelemente 55a und 55c. Quadratwurzelrechner 57a und 57b berechnen die Quadratwurzeln der addierten Ausgangssignale von den entsprechenden Addierern 56a und 56b. Integratoren 58a und 58b bilden das Linienintegral der Quadratwurzelausgangssignale der entsprechenden Quadratwurzelrechner 57a und 57b.
Ein Konstantmultiplizierer 59 multipliziert die Quadratwurzel einer konstanten "2" mit dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52a. Die konstante "2" kann in geeigneter Weise geändert werden. Subtrahierer 60a und 60b subtrahieren die multiplizierten Ausgangssignale des Konstantmulitplizierers 59 von den linienintegrierten Ausgangssignalen der entsprechenden Integratoren 58a und 58b.
Ein Komperator 61a vergleicht das subtrahierte Ausgangssignal des Subtrahierers 60a mit einem voreingestellten Schwellwert THa eines Schwellwerteinstellelements 62a. Daraufhin gibt der Komparator 61a ein hochpegeliges Vergleichsausgangssignal aus, wenn das subtrahierte Ausgangssignal des Subtrahierers 60a größer als der voreingestellte Schwellwert THa ist. Wenn das subtrahierte Ausgangssignal des Subtrahierers 60a kleiner als der voreingestellte Schwellwert THa ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 61a auf niedrigen Pegel.
Wenn das Vergleichsausgangssignal des Komparators 61a auf hohem Pegel ist, bedeutet dies, daß die Länge der Linienintegration des Integrators 58a relativ lang ist. D.h. es entspricht den Fällen des Pfosten-Crashs und des Unterfahr-Crashs, während denen sich die durch den rechten G-Sensor 40R detektierte Beschleunigung komplex ändert. Wenn das Vergleichsausgangssignal des Komparators 61a auf niedrigem Pegel ist, bedeutet dies, daß die Länge der Linienintegration des Integrators 58a relativ kurz ist. Dies entspricht den Fällen des Frontal-Crashs und des Versatz-Crashs, während denen die Änderungen der durch den rechten G-Sensor 40R detektierten Beschleunigung einfach sind.
Ein Komparator 61b vergleicht das subtrahierte Ausgangssignal des Subtrahierers 60b mit einem vorgestellten Schwellwert THb (= THa) eines Schwellwerteinstellelements 62b. Daraufhin gibt der Komparator 61b ein hochpegeliges Vergleichsausgangssignal aus, wenn das subtrahierte Ausgangssignal des Subtrahierers 60b größer als der voreingestellte Schwellwert THb ist. Wenn das subtrahierte Ausgangssignal des Subtrahierers 60b kleiner als der voreingestellte Schwellwert THb ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 61b zu einem niedrigen Pegel.
In ähnlicher Weise zu dem oben beschriebenen kann die Art des Fahrzeugcrashs zu einem Pfosten-Crash oder Unterfahr-Crash bestimmt werden, wenn das Vergleichsausgangssignal des Komparators 61b auf hohem Pegel ist, und die Art des Fahrzeugcrashs zu einem Frontal-Crash, Versatz-Crash oder Schräg-Crash bestimmt werden, wenn das Vergleichsausgangssignal des Komparators 61b auf niedrigem Pegel ist.
Ein ODER-Gatter 63 berechnet eine logische Summe der entsprechenden Vergleichsresultate der Komparatoren 61a und 61b. Ein Zeitgeber 64 beginnt, die Zeit auf der Basis eines hochpegeligen, logischen Summensignals, das von dem ODER-Gatter 63 ausgegeben ist, zu zählen, und hält ein hochpegeliges Zeitgeberausgangssignal während einer Zeitperiode, die/was notwendig ist, um zu bestimmen, ob der Airbag 20 aufgeblasen werden muß oder nicht.
Ein Subtrahierer 65 subtrahiert das integrierte Ausgangssignal des Integrators 52c von dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52b. Ein Absolutwertschaltung 66 berechnet einen Absolutwert des substrahierten Ausgangssignals des Subtrahierers 65.
Ein Komparator 67 vergleicht den von der Absolutwertschaltung 66 ausgegebenen Absolutwert mit einem voreingestellten Schwellwert THc eines Schwellwerteinstellelements 68. Der Komparator 67 gibt sodann ein hochpegeliges Vergleichsausgangssignal aus, wenn das Absolutwertausgangssignal der Absolutwertschaltung 66 größer als der voreingestellte Schwellwert THc ist. Wenn das Absolutwertausgangssignal der Absolutwertschaltung 66 kleiner als der voreingestellte Schwellwert THc ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 67 auf niedrigen Pegel.
Der voreingestellte Schwellwert THc ist derart definiert, daß, wenn das Vergleichsausgangssignal des Komparators 67 auf hohem Pegel ist, dies dem Fall entspricht, daß die Art des Fahrzeugcrashs ein Schräg- oder Versatzcrash ist, und wenn das Vergleichsausgangssignal des Komparators 67 auf niedrigem Pegel ist, dies dem Fall entspricht, daß die Art des Fahrzeugcrashs der Frontal-, der Pfosten- oder der Unterfahr-Crash ist. Ein Zeitgeber 69 beginnt, die Zeit auf der Basis des hochpegeligen Vergleichsausgangssignals des Komparators 67 zu zählen, und hält das hochpegelige Zeitgeberausgangssignal während einer Zeitperiode, die notwendig ist, um zu bestimmen, ob der Airbag 20 aufgeblasen werden muß oder nicht.
Ein UND-Gatter 70 berechnet ein logisches Produkt des Zeitgeberausgangssignals des Zeitgebers 64 und eines invertierten Eingangs des Zeitgeberausgangssignals des Zeitgebers 69. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 70 geht auf hohem Pegel, wenn das Zeitgeberausgangssignal des Zeitgebers 64 auf hohem Pegel ist und das Zeitgeberausgangssignal des Zeitgebers 69 auf niedrigem Pegel ist. Das bedeutet, daß die Art des Fahrzeugcrashs entweder ein Pfosten-Crash oder ein Unterfahr-Crash ist. Wenn demgegenüber das Ausgangssignal des UND-Gatters 70 auf niedrigem Pegel ist, entspricht dies einer anderen Crashart als dem Pfosten-Crash und dem Unterfahr-Crash.
Die Crashbestimmungsschaltung Sb enhält Integratoren 71a und 71b, wie in 4 gezeigt ist. Diese Integratoren 71a und 71b integrieren das digitale Ausgangssignal des A-D-Wandlers 51a intervallweise.
Die Crashbestimmungsschaltung Sb umfaßt darüber hinaus Schwellwerteinstellelemente 72a und 72b sowie einen Umschalter 72. Das Schwellwerteinstellelement 72a setzt einen Schwellwert THd fest, um das Auftreten eines Frontal-, Versatz- oder Schrägcrashs des Fahrzeugs zu bestimmen. Daneben setzt das Schwellwerteinstellelement 72b einen Schwellwert THe fest, um das Auftreten eines Pfosten- oder Unterfahr-Crashs des Fahrzeugs festzustellen. Der Schwellwert THe wird auf einen geringeren Wert als der Schwellwert THd eingestellt, so daß der Airbag 20 im Falle des Pfosten- oder Unterfahr-Crashs zu einem früheren Zeitpunkt aufgeblasen wird, verglichen mit den Fällen andere Crasharten.
Der Umschalter 72 wird auf der Basis des von dem UND-Gatter 70 ausgegebenen logischen Produkts in einen ersten oder zweiten Zustand umgelegt. Insbesondere wird der Umschalter 72 in den ersten Zustand gelegt, wenn das logische Produktausgangssignal auf niedrigem Pegel ist, und er wird in den zweiten Zustand gelegt, wenn das logische Produktausgangssignal auf hohem Pegel ist. Im ersten Zustand wird der voreingestellte Schwellwert THd des Schwellwerteinstellelements 72a zu einem minusseitigen Eingangsanschluß eines Komparators 73 ausgegeben und im zweiten Zustand wird der voreingestellte Schwellwert THe des Schwellwerteinstellelements 72b zum minusseitigen Eingangsanschluß des Komparators 73 ausgegeben.
Der erste Zustand des Umschalters 72 entspricht dem Zustand, bei dem ein Wechselkontakt 72c des Umschalters 72 an einen festen Kontakt 72d angelegt wird, und der zweite Zustand des Umschalters 72 entspricht dem Zustand, bei dem der Wechselkontakt 72c des Umschalters 72 an einen festen Kontakt 72e angelegt wird.
Der Komparator 73 vergleicht das integrierte Ausgangssignal des Integrators 71a mit dem durch den Umschalter 72 gegebenen, voreingestellten Schwellwert. Daraufhin gibt der Komparator 73 ein hochpegeliges Vergleichsausgangssignal aus, wenn das integrierte Ausgangssignal des Integrators 71a größer als der voreingestellte Schwellwert vom Umschalter 72 ist. Das Vergleichsausgangssignal des Komparators 73 ist auf niedrigem Pegel, wenn das integrierte Ausgangssignal des Integrators 71a geringer als der voreingestellte Schwellwert vom Umschalter 72 ist.
Die Crashbestimmungsschaltung Sb enthält ferner Schwellwerteinstellelemente 74a und 74b, einen Umschalter 74 und einen Komparator 75. Das Schwellwerteinstellelement 74a setzt einen Schwellwert THf fest, um das Auftreten des Frontal-, Versatz- oder Schräg-Crashs des Fahrzeugs festzustellen. Daneben setzt das Schwellwerteinstellelement 74b einen Schwellwert THg fest, um das Auftreten des Pfosten- oder Unterfahr-Crashs des Fahrzeugs festzustellen. Der Schwellwert THg wird auf einen kleineren Wert eingestellt als der Schwellwert THf, so daß der Airbag 20 im Falle eines Pfosten- oder Unterfahr-Crashs zu einem früheren Zeitpunkt aufgeblasen wird, verglichen mit den Fällen anderer Crasharten. Die anderen Funktionen des Umschalters 74 und des Komparators 75 sind die gleichen wie jene des oben beschriebenen Umschalters 72 und Komparators 73.
Die Bestimmungsausgangsschaltung Sc besteht aus einem ODER-Gatter 76, das eine logische Summe der Vergleichsausgangssignale der beiden Komparatoren 73 und 75 berechnet und sie an die Aktivierungseinheit 10 ausgibt.
Bei der ersten, wie oben beschrieben konstruierten Ausführungsform detektieren, wenn das Fahrzeug gegen ein vor ihm befindliches Hindernis stößt, der zentrale G-Sensor 30 und der rechte sowie linke G-Sensor 40R und 40L Beschleunigungen, die an ihren entsprechenden, festen Positionen des Fahrzeugs auftreten.
Wenn die Art des Fahrzeugcrashs beispielsweise ein Frontal-Crash ist, verändern sich die Geschwindigkeitsänderung ΔV_R, die das integrierte Ausgangssignal des Integrators 52b ist, und die Geschwindigkeitsänderung ΔV_L, die das integrierte Ausgangssignal des Integrators 52c ist, fast mit konstanter Neigung, wobei sie nach dem Frontal-Crash fast die gleichen Werte annehmen, wie durch die Kurven P_R und P_L in 5 gezeigt ist. Wie des weiteren aus 5 ersichtlich ist, verändern sich beide Geschwindigkeitsänderungen ΔV_R und ΔV_L derart, daß sie größere Werte annehmen als die Geschwindigkeitsänderung ΔV_C, die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52a entspricht.
Dies bedeutet, daß im Falle des Frontal-Crashs die von dem rechten und linken G-Sensor 40R und 40L detektierten Beschleunigungen früher ansteigen als die durch den zentralen G-Sensor 30 detektierte Beschleunigung und zwischen den integrierten Ausgangssignalen der beiden Integratoren 52b und 52c keine Phasendifferenz besteht.
Wenn die Art des Fahrzeugcrashs entweder der Schräg- oder der Versatz-Crash ist, wenn also beispielsweise das Fahrzeug mit seiner rechten Seite gegen ein entgegenkommendes Fahrzeug stößt, verändert sich die Geschwindigkeitsänderung ΔV_R (siehe Kurve Q_R in 6), die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52b entspricht, derart, daß sie größere Werte als diejenigen der Geschwindigkeitsänderung ΔV_L (siehe Kurve Q_L in 6) annimmt, die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52c entspricht, und daß sie ihre Neigung mehr oder weniger ändert, wie in 6 gezeigt ist. Aus 6 geht ebenfalls hervor, daß sich die Geschwindigkeitsänderung ΔV_L derart verändert, daß sie nahezu gleiche Werte annimmt wie die Geschwindigkeitsänderung ΔV_C, die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52a entspricht.
Dies bedeutet, daß die durch den G-Sensor 40R detektierte Beschleunigung früher als die durch die anderen G-Sensoren 30, 40L detektierten Beschleunigungen ansteigt, und zwischen den integrierten Ausgangssignalen der beiden Integratoren 52b und 52c keine Phasendifferenz besteht, wenn das Fahrzeug bei einem Schräg- oder Versatz-Crash mit seiner rechten Seite gegen das Hindernis stößt.
Wenn die Art des Fahrzeugcrashs entweder der Pfosten- oder Unterfahr-Crash ist, verändern sich die Geschwindigkeitsänderung ΔV_R, die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52b entspricht, und die Geschwindigkeitsänderung ΔV_L, die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52c entspricht, beide in komplexer Weise sehr stark, wobei sie Werte um die Geschwindigkeitsänderung ΔV_L annehmen, die dem integrierten Ausgangssignal des Integrators 52a entspricht, wie durch die Kurven T_R und T_L in 7 gezeigt ist.
Dies bedeutet, daß, wenn die Art des Fahrzeugcrashs, der Pfosten- oder Unterfahr-Crash ist, die Länge der Ortskurve der entsprechenden Geschwindigkeitsänderungen ΔV_R und ΔV_L sehr groß ist, wobei fast keine Phasendifferenz zwischen den integrierten Ausgangssignalen der beiden Integratoren 52b und 52c besteht. Es ist damit möglich, den Pfosten- und Unterfahr-Crash zeitlich zu bestimmen, wobei sie sich durch den Pegel des Ausgangssignals des UND-Gatters 70 bei der vorliegenden Ausführungsform klar von anderen Crasharten unterscheiden.
Die Beziehung zwischen der Länge der Ortskurve (relative Linienintegrationslänge) mit der Ortskurve der Geschwindigkeitsänderung ΔV_C als Referenz und dem Zeitablauf kann wie in 8 durch die Kurven U₁, U₂ und U₃ dargestellt werden. Hier stellt die Kurve U₁ den Fall entweder des Pfosten- oder Unterfahr-Crashs dar, die Kurve U₂ stellt den Fall entweder des Schräg- oder Versatz-Crashs dar und die Kurve U₃ stellt den Fall des Frontal-Crashs dar.
Aus diesen Kurven U₁, U₂ und U₃ ist ersichtlich, daß die Länge der Ortskurve im Falle des Pfosten- oder Unterfahr-Crashs länger ist verglichen mit anderen Crasharten.
Die Länge der Ortskurve der Geschwindigkeitsänderung ΔV (relative Linienintegrationslänge) mit der Ortskurve der Geschwindigkeitsänderung ΔV_C als Referenz kann durch die Signalverarbeitung von den Verzögerungselementen 53a bis 53c bis zu den Subtrahierern 60a und 60b in der Crashartbestimmungsschaltung Sa in 3 berechnet werden.
Die Aktivierungseinheit 10 bläst den Airbag B an dem für die oben genannte, entsprechende Crashart geeigneten Zeitpunkt auf, um den Fahrer hinreichend zu schützen. D.h., da die voreingestellten Schwellwerte THe und THg in der Crashbestimmungsschaltung Sb auf geringere Werte als die Schwellwert THd bzw. THf eingestellt sind, wie oben beschrieben ist, kann der Airbag B im Falle des Pfosten- oder Unterfahr-Crashs früher aufgeblasen werden verglichen mit anderen Crasharten.
9 zeigt eine Modifikation der vorhergehenden Ausführungsform.
Bei dieser Modifikation wird eine Mittelungsschaltung 80 anstelle des in der ersten Ausführungsform beschriebenen, zentralen G-Sensors 30 aufgenommen. Die Mittelungsschaltung 80 berechnet einen Mittelwert der durch den rechten und linken G-Sensor 40R und 40L detektierten Beschleunigungen und gibt ihn an den A-D-Wandler 51a aus. Der andere Aufbau ist der gleiche wie derjenige der ersten Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform kann auf den zentralen G-Sensor 30 durch Aufnahme der Mittelungsschaltung 80 verzichtet werden. Die anderen Betriebsweisen und Wirkungen sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Erfindung kann auch realisiert werden, indem entweder der rechte oder der linke G-Sensor 40R bzw. 40L im Zentrum des Fahrzeugs in Querrichtung befestigt wird und auf die anderen G-Sensoren verzichtet wird, wenn nur der Pfosten- oder Unterfahr-Crash bestimmt werden muß.
Ferner kann die vorliegende Erfindung ausgeführt werden, indem für jedes Schaltungselement der Crashartbestimmungsschaltung Sa und der Crashbestimmungsschaltung Sb ein analoges Element verwendet wird. Damit kann auf die A-D-Wandler 51a bis 51c verzichtet werden. Des weiteren kann die vorliegende Erfindung nicht nur für Autos sondern für jeden anderen Fahrzeugtyp verwendet werden.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird zunächst der Hintergrund, vor dem das Insassenschutzsystem der zweiten Ausführungsform entstand, erläutert, und dann wird das Insassenschutzsystem der zweiten Ausführungsform im Detail erklärt.
Die Erfinder haben bei der Untersuchung der auftretenden Beschleunigung bei verschiedenen Fahrzeugcrasharten die folgenden Punkte entdeckt.
Es stellte sich zunächst heraus, daß eine Differenz zwischen den Häufigkeiten, mit denen die entsprechenden, im Front- und Zentrumsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs hervorgerufenen Beschleunigungen entstehen, wenn das Fahrzeug frontal gegen ein Hindernis stößt, sehr klein ist verglichen mit einer Differenz zwischen den Häufigkeiten, mit denen die entsprechenden, in dem Front- und Zentrumsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs hervorgerufenen Beschleunigungen entstehen, wenn das Fahrzeug in anderer Weise als frontal, z.B. schräg unabhängig von der Härte des Hindernisses auf dieses stößt.
Weiterhin stellte sich heraus, daß die Differenz zwischen den entstehenden bzw. steigenden Beschleunigungsereignissen, d.h. eine Phasendifferenz der entsprechenden Beschleunigungen, eine gewisse Beziehung zur Stärke des Fahrzeugcrashs besitzt, und die Crashstärke eine gewisse Beziehung zum Aufblasdruck des Airbags hat, der zum Schutz des Insassen notwendig ist.
Es stellte sich ebenso heraus, daß die Phasendifferenz der entsprechenden Beschleunigungen sinkt (oder ansteigt), wenn die Stärke des Fahrzeugcrashs ansteigt (oder sinkt). Ferner stellte sich heraus, daß der Airbag aufgeblasen werden kann, während verhindert werden muß, daß der sich ausdehnende Airbag den Insassen verletzt, und der Insasse durch Erhöhen (oder Vermindern) des Aufblasdrucks des Airbags gemäß der erhöhten (verminderten) Stärke des Fahrzeugcrashs ausreichend geschützt wird.
Des weiteren ist das Insassenschutzsystem der zweiten Ausführungsform mit einer Bestimmungseinheit zum Bestimmen der Bedingung für das Betätigen einer Insassenschutzeinheit in Abhängigkeit der Stärke des Fahrzeugcrashs mit Hilfe der Phasendifferenz zwischen den detektierten Ausgangssignalen der entsprechenden Sensoren, die im Front- und Zentrumsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, ausgestattet.
Der Aufbau des Insassenschutzsystems der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend kurz erläutert. In dem Insassenschutzsystem ist ein erster Beschleunigungssensor im Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordnet und detektiert im Frontabschnitt des Fahrzeugs die durch den Fahrzeugcrash gegen ein Hindernis hervorgerufene Beschleunigung. Ein zweiter Beschleunigungssensor ist im Zentrumsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet und detektiert im Zentrumsabschnitt des Fahrzeugs die durch den Fahrzeugcrash gegen das Hindernis auftretende Beschleunigung.
Ein Ausgangssignaldifferenzbestimmungsvorrichtung stellt fest, ob die Phasendifferenz zwischen den Detektionsausgangssignalen des ersten und zweiten Beschleunigungssensors kleiner als eine vorbestimmte Phasendifferenz ist. Ein Crashbestimmungsvorrichtung stellt auf der Basis des Detektionsausgangssignals des zweiten Beschleunigungssensors fest, ob ein Crash stattgefunden hat, und erzeugt ein Crashbestimmungssignal, wenn festgestellt worden ist, daß der Crash stattgefunden hat.
Wenn das Crashbestimmungssignal erzeugt ist und wenn festgestellt worden ist, daß die Phasendifferenz zwischen den entsprechenden Detektionsausgangssignalen größer als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, gibt eine Bestimmungsausgangssignalvorrichtung ein erstes Bestimmungssignal, das anzeigt, daß das Fahrzeug mit einer ersten Stärke zusammengestoßen ist, an die Insassenschutzeinheit aus. Wenn das Crashbestimmungssignal erzeugt ist und wenn festgestellt worden ist, daß die obige Phasendifferenz kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, gibt die Bestimmungsausgangs- bzw. Bestimmungsausgangssignalvorrichtung ein zweites Bestimmungssignal, das anzeigt, daß das Fahrzeug mit einer zweiten Stärke zusammengestoßen ist, die höher ist als die erste Stärke, an die Insassenschutzeinheit aus.
Daher kann die Stärke des Fahrzeugcrashs mit Hilfe der Phasendifferenz zwischen den Detektionsausgangssignalen der entsprechenden Sensoren, die im Front- und Zentrumsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, bestimmt werden. Folglich kann die Betätigungsbedingung der Insassenschutzeinheit durch mindestens zwei Signalpegel auf der Basis des ersten und zweiten Bestimmungssignals ausreichend gesteuert bzw. geregelt werden. Daher ist es möglich, den Insassen hinreichend in Abhängigkeit der Stärke des Crashs zu schützen, ohne ihn durch die betätigte Insassenschutzeinheit zu verletzen.
Das Insassenschutzsystem der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend im Detail erläutert. 13 zeigt ein Beispiel, bei dem das Insassenschutzsystem als Fahrzeugairbagsystem ausgeführt ist.
Dieses Airbagsystem besteht aus einer Airbageinheit A und einer Bestimmungseinheit S.
Die Airbageinheit A besteht aus einer Aktivierungseinheit 110 und einem Fahrersitzairbag 120, der durch die Aktivierungseinheit 110 aufgeblasen wird. Dabei schützt der Airbag 120 einen Insassen, der auf dem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzt, vor einem Stoß bei einem Fahrzeugcrash.
Nachdem durch einen Eingangsanschluß 111 von einer Crashbestimmungsschaltung 160 (später beschrieben) ein erstes Bestimmungssignal empfangen ist, das darauf hinweist, daß der Aufblasdruck des Airbags 120 niedrig sein sollte, bläst die Aktivierungseinheit 110 den Airbag 120 mit niedrigem Druck auf. Wird ferner durch einen Eingangsanschluß 112 von der Crashbestimmungsschaltung 160 ein zweites Bestimmungssignal empfangen, das darauf hinweist, daß der Aufblasdruck des Airbags 120 hoch sein sollte, bläst die Aktivierungseinheit 110 den Airbag 120 mit hohem Druck auf.
Die Bestimmungseinheit S umfaßt einen elektronischen G-Sensor 130 sowie einen mechanischen rechten und linken G-Sensor 140R und 140L. Der G-Sensor 130 ist am Boden des Fahrzeuginnenraums im Zentrum in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet, wie in 14 gezeigt ist. Der G-Sensor 130 detektiert die Beschleunigung, die auftritt, wenn das Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt, und erzeugt ein Beschleunigungssignal.
Der G-Sensor 130 muß nicht zwangsläufig auf den Boden das Fahrzeuginnenraums angebracht sein, sondern er kann an einem beliebigen Platz befestigt werden, solange er sich im Zentrum der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers befindet. Der rechte und linke G-Sensor 140R und 140L besteht aus einem normalen, offenen Schalter mit gleichem Aufbau, und sie sind an der rechten und linken Seite der Front eines Motorraums des Fahrzeugs angeordnet.
Dieser rechte und linke G-Sensor 140R und 140L sprechen an und erzeugen entsprechend hochpegelige Beschleunigungssignale, wenn die durch den Fahrzeugcrash gegen ein Hindernis hervorgerufenen Beschleunigungen bis zu einem vorbestimmten Schwellwert TH ansteigen (siehe 15A und 15B). Das Symbol H in 14 bezeichnet ein Steuerrad des Fahrzeugs.
Die Bestimmungseinheit S enthält ferner eine Phasenbestimmungsschaltung 150, die mit dem G-Sensor 130, sowie dem rechten und linken G-Sensor 140R und 140L verbunden ist, die Crashbestimmungsschaltung 160, die mit dem G-Sensor 130 verbunden ist, und eine Bestimmungsausgangssignalschaltung 170, die mit der Phasenbestimmungsschaltung 150 und der Crashbestimmungsschaltung 160 verbunden ist.
Die Phasenbestimmungsschaltung 150 enthält ein Tiefpaßfilter 151 (im folgenden als LPF 151 bezeichnet). Das LPF 151 tastet Niederfrequenzkomponenten unter den Frequenzkomponenten des Beschleunigungssignals des G-Sensors 130, das durch den Fahrzeugcrash erzeugt wird, und generiert ein gefiltertes Signal.
Ein Komparator 151 vergleicht den Pegel des gefilterten Signals des LPF 151 mit einem voreingestellten Schwellwert Th eines Schwellwerteinstellelements 152a. Wenn der Pegel des gefilterten Signals höher als der voreingestellte Schwellwert Th ist, gibt der Komparator 152 ein hochpegeliges Vergleichssignal aus. Dieses Vergleichssignal geht auf niedrigen Pegel, wenn der Pegel des gefilterten Signals unterhalb des voreingestellten Schwellwerts Th liegt. Dabei stellt der voreingestellte Schwellwert Th einen niedrigeren Wert dar als ein unterer Grenzwert des gefilterten Signals, das durch den Fahrzeugcrash hervorgerufen wird, welcher das Aufblasen des Airbags 120 erfordert.
Ein Zeitgeber 153 beginnt, eine vorbestimmte Zeit T1 in Abhängigkeit des Anstiegs bzw. des Auftretens des Vergleichsausgangssignals des Komparators 152 zu zählen, und beendet dies nach Ablauf der oben genannten vorbestimmten Zeit T1. Hier erzeugt der Zeitgeber 153 ein hochpegeliges Zeitgebersignal während des Zählens. Die genannte vorbestimmte Zeit T1 ist eine Zeit, die zum Abstellen des Zustands ausreicht, der nicht als Fahrzeugcrash angesehen wird, wenn beispielsweise das Ausgangssignal des G-Sensors 130 früher ansteigt als das Ausgangssignal des G-Sensors 140R oder des G-Sensors 140L.
Basierend auf den Anstieg des Beschleunigungssignals des G-Sensors 140L, bevor der Zeitgeber 153 die vorbestimmte Zeit T1 zu zählen beginnt, gibt ein UND-Gatter 154L ein hochpegeliges Gattersignal aus. Dieses Gattersignal geht auf einen niedrigen Pegel, sobald der Zeitgeber 153 die vorbestimmte Zeit T1 zu zählen beginnt.
Daneben gibt ein UND-Gatter 154R basierend auf den Anstieg des Beschleunigungssignals des G-Sensors 140R ein hochpegeliges Gattersignal aus, bevor der Zeitgeber 153 die vorbestimmte Zeit T1 zu zählen beginnt. Dieses Gattersignal geht auf niedrigen Pegel, sobald der Zeitgeber 153 die Zeit T1 zu zählen beginnt.
Ein Zeitgeber 155L beginnt, eine vorbestimmte Zeit T2 auf der Basis des Eintretens des hochpegeligen Gattersignals von dem UND-Gatter 154L zu zählen, und beendet dies nach Ablauf der vorbestimmten Zeit T2. Während des Zählens erzeugt der Zeitgeber 155L ein hochpegeliges Zeitgebersignal.
Des weiteren beginnt ein Zeitgeber 155R, die vorbestimmte Zeit T2 auf der Basis des Auftretens des hochpegeligen Gattersignals von dem UND-Gatter 154R zu zählen, und beendet dies nach Ablauf der vorbestimmten Zeit T2. Während des Zählens erzeugt der Zeitgeber 155R ein hochpegeliges Zeitgebersignal.
Die vorbestimmte Zeit T2 wird so eingestellt, daß sie ausreicht, damit das Beschleunigungssignal des G-Sensors 130 ansteigt, wenn das Fahrzeug stark gegen das Hindernis stößt. Das UND-Gatter 156L gibt ein hochpegeliges Gattersignal aus, wenn die Zeitgebersignale der beiden Zeitgeber 153 und 155L auf hohem Pegel sind. Das Gattersignal des UND-Gatters 156L befindet sich auf niedrigem Pegel, bevor das Zeitgebersignal entweder des Zeitgebers 153 oder des Zeitgebers 155L erzeugt ist, und nachdem deren Erzeugung beendet ist.
Das UND-Gatter 156R gibt daneben das hochpegelige Gattersignal aus, wenn die Zeitgebersignale der beiden Zeitgeber 153 und 155R auf hohem Pegel sind. Das Gattersignal des UND-Gatters 156R befindet sich auf niedrigem Pegel, bevor das Zeitgebersignal entweder des Zeitgebers 153 oder des Zeitgebers 155R erzeugt ist, und nachdem deren Erzeugung beendet ist.
Die Crashbestimmungsschaltung 160 bestimmt, ob ein derartiger Fahrzeugcrash, der das Aufblasen des Airbags 120 erfordert, aufgetreten ist, auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 130 und erzeugt ein Crashbestimmungssignal. Dieses Crashbestimmungssignal dient als das obige erste Bestimmungssignal, wenn es an den Eingangsanschluß 111 der Aktivierungseinheit 110 angelegt wird, und als zweites Bestimmungssignal, wenn es an den Eingangsanschluß 112 angelegt wird.
Hier entspricht das erste Bestimmungssignal den Crasharten, wie dem Schräg-Crash, außer dem Frontal-Crash gegen das Hindernis. Das zweite Bestimmungssignal entspricht dem Frontal-Crash gegen das Hindernis.
Die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170 enthält ein ODER-Gatter 171 und einen analogen Umschalter 172. Das ODER-Gatter 171 gibt ein hochpegeliges Gattersignal an einen Steueranschluß des analogen Schalters 172 aus, wenn irgendeines der Gattersignale der UND-Gatter 156L und 156R auf hohen Pegel liegt. Wenn sich das Gattersignal von dem ODER-Gatter 171 auf niedrigem Pegel befindet, schickt der analoge Schalter 172 das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 160 über einen Eingangsanschluß 172a und einen Ausgangsanschluß 172b des analogen Schalters 172 zum Eingangsanschluß 111 der Aktivierungseinheit 110. Wenn sich das Gattersignal von dem ODER-Gatter 171 auf hohem Pegel befindet, schickt der analoge Schalter 172 das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 160 über den Eingangsanschluß 172a und den Ausgangsanschluß 172c des analogen Schalters 172 zum Eingangsanschluß 112 der Aktivierungseinheit 110.
Es wird nun davon ausgegangen, daß das mit dem oben beschriebenen Fahrzeugairbagsystem ausgestattete Fahrzeug frontal mit dem Hindernis zusammenstößt.
Der rechte und linke G-Sensor 140R und 140L bzw. der G-Sensor 130 erzeugen dann Beschleunigungssignale. Da in diesem Fall das Fahrzeug frontal gegen das Hindernis stößt, ist eine Phasendifferenz Δt zwischen der Phase der durch den rechten und linken G-Sensor 140R und 140L detektierten Beschleunigungen und der Phase des durch den G-Sensor 130 detektierten Beschleunigung gering (siehe 15A), auch wenn die durch die G-Sensoren 140R und 140L detektierten Beschleunigungen geringfügig früher ansteigen als die durch den G-Sensor 130 detektierte Beschleunigung.
Dies bedeutet, daß die Stärke des durch den Frontal-Crash des Fahrzeugs verursachten Stoßes groß ist. Infolgedessen beginnt der Zeitgeber 153 die Zeit zu zählen, kurz nachdem die entsprechenden Zeitgeber 155R und 155L zu zählen beginnen. D.h., die G-Sensoren 140R und 140L erzeugen hochpegelige Beschleunigungssignale, bevor der Zeitgeber 153 beginnt die Zeit zu zählen, und in Abhängigkeit davon erzeugen die entsprechenden UND-Gatter 154R und 154L hochpegelige Gattersignale. Dementsprechend beginnen die Zeitgeber 155R und 155L entsprechend die vorbestimmte Zeit T2 zu zählen. Daraufhin erzeugen die beiden Zeitgeber 155R und 155L hochpegelige Zeitgebersignale, sobald sie die Zeit zu zählen beginnen. Dabei befindet sich das Zeitgebersignal des Zeitgebers 153 auf niedrigem Pegel, so daß die entsprechenden Gattersignale der beiden UND-Gatter 156R und 156L auf niedrigem Pegel liegen.
Wenn eine der in 15A gezeigten Phasendifferenz Δt entsprechende Zeit abgelaufen ist, beginnt der Zeitgeber 153 die vorbestimmte Zeit T1 zu zählen und erzeugt ein hochpegeliges Zeitgebersignal. Daher gehen die Gattersignale der entsprechenden UND-Gatter 156R und 156L auf hohem Pegel. Daraufhin gibt das ODER-Gatter 171 ein hochpegeliges Gattersignal basierend auf den entsprechenden Gattersignalen der UND-Gatter 156R und 156L an den analogen Schalter 172 aus.
Die Crashbestimmungsschaltung 160 bestimmt auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 130, ob der Fahrzeugcrash stattgefunden hat, und erzeugt das Crashbestimmungssignal, wenn sie festgestellt hat, daß der Fahrzeugcrash stattgefunden hat.
Die Stärke des Frontal-Crashs ist groß. Daher muß der Aufblasdruck des Airbags 120 hoch sein.
Wenn das ODER-Gatter 171 das hochpegelige Gattersignal zum analogen Schalter 172 ausgibt, schickt der analoge Schalter 172 das obige Crashbestimmungssignal über seinen Eingangsanschluß 172a und seinen Ausgangsanschluß 172c als zweites Bestimmungssignal zum Eingangsanschluß 112 der Aktivierungseinheit 110.
Der Airbag 120 entfaltet sich durch Aufnahme des hohen Drucks von der Aktivierungseinheit 110. Dadurch ist es möglich, den Fahrer ausreichend vor dem durch den Frontal-Crash des Fahrzeugs verursachten Stoß zu schützen.
Als nächstes sei angenommen, daß das Fahrzeug mit seiner linken Seite schräg gegen das Hindernis stößt. Daraufhin erzeugen der G-Sensor 140L und der G-Sensor 130 entsprechend Beschleunigungssignale. Da das Fahrzeug mit seiner linken Seite schräg zusammenstößt, liegt der Beschleunigungsanstiegszeitpunkt der durch den G-Sensor 140L detektierten Beschleunigung viel früher als der Beschleunigungsanstiegszeitpunkt der durch den G-Sensor 130 detektierten Beschleunigung. Darüber hinaus ist eine Phasendifferenz Δt zwischen der Phase der durch den G-Sensor 140L detektierten Beschleunigung und der Phase der durch den G-Sensor 130 detektierten Beschleunigung sehr groß (siehe 15B).
Dies bedeutet, daß die Stärke des durch den Schräg-Crash verursachten Stoßes gering ist. Daher beginnt der Zeitgeber 153 die Zeit zu zählen, nachdem der Zeitgeber 155L das Zählen der Zeit beendet hat. D.h. der G-Sensor 140L erzeugt ein hochpegeliges Beschleunigungssignal und gibt es an das UND-Gatter 154L aus, bevor der Zeitgeber 153 beginnt die Zeit zu zählen. Als Antwort darauf beginnt der Zeitgeber 155L die vorbestimmte Zeit T2 zu zählen und erzeugt ein hochpegeliges Zeitgebersignal. Dabei befindet sich das Zeitgebersignal des Zeitgebers 153 auf niedrigem Pegel. Folglich ist das Gattersignal des UND-Gatters 156L auf niedrigem Pegel.
Nachdem das Zeitgebersignal des Zeitgebers 155L nach Ablauf einer der vorbestimmten Zeit T2 entsprechenden Zeit auf niedrigem Pegel geht, beginnt der Zeitgeber 153 die vorbestimmte Zeit T1 zu zählen und erzeugt ein hochpegeliges Zeitgebersignal.
Folglich wird das Gattersignal des UND-Gatters 156L und auch das des ODER-Gatters 171 auf niedrigem Pegel gehalten.
Daraufhin bestimmt die Crashbestimmungsschaltung 160 auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 130 das Auftreten des Fahrzeug-Crashs und erzeugt das Crashbestimmungssignal.
Die Stärke des Stoßes des Schräg-Crashs ist hier klein, und der Aufblasdruck des Airbags 120 kann entsprechend gering gehalten werden.
Wenn das Gattersignal des ODER-Gatters 171 auf niedrigem Pegel gehalten wird, schickt der Analogschalter 172 das oben genannte Crashbestimmungssignal als das erste Bestimmungssignal über seinen Eingangsanschluß 172a und seinen Ausgangsanschluß 172b zum Eingangsanschluß 111 der Aktivierungseinheit 110.
Dementsprechend entfaltet sich der Airbag 120 durch Empfang des niedrigen Drucks von der Aktivierungseinheit 110 und kann dadurch den Fahrer vor dem Stoß schützen, der durch den Schräg-Crash auf der linken Seite des Fahrzeugs verursacht ist. Da der von der Aktivierungseinheit 110 stammende Aufblasdruck für den Airbag 120 gering ist, ist er für den Fahrer ungefährlich.
Wie oben beschrieben ist, wird bei der zweiten Ausführungsform der von der Aktivierungseinheit 110 stammende Aufblasdruck für den Airbag 120 in Abhängigkeit vom Schräg- und Frontal-Crash auf zwei Pegel gesteuert. Damit kann der Airbag 120 den Fahrer ausreichend und ungefährlich unabhängig von der Härte des Hindernisses schützen.
Die obigen Funktionen und Wirkungen können auch auf die gleiche Weise erreicht werden, wenn das Fahrzeug mit seiner rechten Seite schräg gegen das Hindernis stößt.
Die obige Zwei-Pegel-Drucksteuerung kann verläßlich dadurch erreicht werden, daß der voreingestellte Schwellwert Th auf einen niedrigeren Wert als ein Crashbestimmungsschwellwert in der Crashbestimmungsschaltung 160 eingestellt wird, weil die Bestimmung in der Phasenbestimmungsschaltung 150 früher durchgeführt werden kann als die Bestimmung in der Crashbestimmungsschaltung 160.
Obwohl bei der zweiten Ausführungsform der Fall dargestellt ist, daß der Zeitgeber 153 eingebaut ist, kann auf den Zeitgeber 153 verzichtet werden. Ebenso ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, daß der G-Sensor 130 wie in der zweiten Ausführungsform ein elektronischer Sensor und die G-Sensoren 140R und 140L mechanische Sensoren sind, sondern der G-Sensor 130 kann auch ein mechanischer Sensor und die G-Sensoren 140R und 140L können auch elektrische Sensoren sein. D.h. die entsprechenden G-Sensoren 130, 140R und 140L können elektrische oder mechanische Sensoren sein.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 16 erläutert.
Bei der dritten Ausführungsform werden elektrische rechte und linke G-Sensoren 240Re und 240Le anstelle der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen G-Sensoren 140R und 140L verwendet und an der rechten und linken Seite der Front des Fahrzeugs angeordnet. Dieser rechte und linke G-Sensor 240Re und 240Le detektieren Beschleunigungen, die durch einen Fahrzeugcrash verursacht werden, und erzeugen Beschleunigungssignale.
Des weiteren sind eine Phasenbestimmungsschaltung 250, eine Crashbestimmungsschaltung 260 und eine Aktivierungseinheit 210 anstelle der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Phasenbestimmungsschaltung 150, Crashbestimmungsschaltung 160 und Aktivierungseinheit 110 eingebaut. Ferner sind Signalverarbeitungsschaltungen 280R und 280L zwischen die G-Sensoren 240R und 240L und die Phasenbestimmungsschaltung 250 geschlossen.
Die Signalverarbeitungsschaltung 280L enthält zwei Integratoren 281L und 282L. Die Integratoren 281L und 282L integrieren das Beschleunigungssignal des G-Sensors 240Le und erzeugen Integrationssignale. Dabei wird die Integrationszeit des Integrators 281L kürzer als die Integrationszeit des Integrators 282L eingestellt.
Ein Komparator 283L vergleicht den Pegel des Integrationssignals des Integrators 281L mit einem voreingestellten Schwellwert TH (vergleiche 15A und 15B) eines Schwellwerteinstellelements 283a. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 281L geringer als der voreingestellte Schwellwert TH ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 283L auf niedrigen Pegel. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 281L höher als der voreingestellte Schwellwert TH ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 283L auf hohen Pegel.
Daneben vergleicht ein Komparator 284L den Pegel des Integrationssignals des Integrators 282L mit einem voreingestellten Schwellwert TH1 eines Schwellwerteinstellelements 284a. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 282L geringer als der voreingestellte Schwellwert TH1 ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 284L auf niedrigen Pegel. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 282L höher ist als der voreingestellte Schwellwert TH1, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 284L auf hohen Pegel.
Der voreingestellte Schwellwert TH1 ist hier auf einen geringeren Wert als der voreingestellte Schwellwert TH eingestellt.
Die Signalverarbeitungsschaltung 280R umfaßt außerdem zwei Integratoren 281R und 282R. Die Integratoren 281R und 282R integrieren das Beschleunigungssignal des G-Sensors 240Re und erzeugen Integrationssignale. Die Integrationsseiten der Integratoren 281R und 282R entsprechen den Integrationszeiten der Integratoren 281L bzw. 282L.
Ein Komparator 283R vergleicht den Pegel des Integrationssignals des Integrators 281R mit einem voreingestellten Schwellwert TH eines Schwellwerteinstellelements 283b. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 281R geringer als der voreingestellte Schwellwert TH ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 283R auf niedrigen Pegel. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 281R höher als der voreingestellte Schwellwert TH ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 283R auf hohen Pegel.
Des weiteren vergleicht ein Komparator 284R den Pegel des Integrationssignals des Integrators 282R mit einem voreingestellten Schwellwert TH1 eines Schwellwerteinstellelements 284b. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 282R geringer als der voreingestellte Schwellwert TH1 ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 284R auf niedrigen Pegel. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 282R höher als der voreingestellte Schwellwert TH1 ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 284R auf hohen Pegel.
Die Phasenbestimmungsschaltung 250 umfaßt zwei Integratoren 252b und 252d. Die Integratoren 252b und 252d integrieren das Beschleunigungssignal des G-Sensors 230 und erzeugen Integrationssignale. Die Integrationszeit des Integrators 252d wird länger eingestellt als die Integrationszeit des Integrators 252b.
Ein Komparator 252 vergleicht den Pegel des Integrationssignals des Integrators 252b mit einem voreingestellten Schwellwert Th eines Schwellwerteinstellelements 252a. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 252b geringer als der voreingestellte Schwellwert Th ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 252 auf niedrigen Pegel. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 252b höher als der voreingestellt Schwellwert Th ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 252 auf hohen Pegel.
Des weiteren vergleicht ein Komparator 252A den Pegel des Integrationssignals des Integrators 252d mit einem voreingestellten Schwellwert Th1 eines Schwellwerteinstellelements 252c. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 252d geringer als der voreingestellte Schwellwert Th1 ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 252A auf niedrigen Pegel. Wenn der Pegel des Integrationssignals des Integrators 252d höher als der voreingestellte Schwellwert Th1 ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 252A auf hohen Pegel.
Der voreingestellte Schwellwert Th1 wird auf einen niedrigeren Wert eingestellt als der voreingestellte Schwellwert Th.
UND-Gatter 254L und 254R geben entsprechend hochpegelige Gattersignale aus, die auf dem Anstieg bzw. Auftreten der Vergleichsausgangssignale der Komparatoren 283L und 283R basieren, bevor ein Zeitgeber 253 die Zeit zu zählen beginnt. Diese Gattersignale gehen auf niedrigen Pegel, sobald der Zeitgeber 253 die Zeit zu zählen beginnt.
Außerdem geben UND-Gatter 254AL und 254AR entsprechend hochpegelige Gattersignale aus, die auf dem Anstieg bzw. Auftreten der Vergleichsausgangssignale der Komparatoren 284L und 284R basieren, bevor ein Zeitgeber 253A die Zeit zu zählen beginnt. Diese Gattersignale gehen auf niedrigen Pegel, sobald der Zeitgeber 253A die Zeit zu zählen beginnt.
Die Zeitgeber 253 und 253A beginnen die vorbestimmte Zeit T1 in Abhängigkeit des Auftretens der Vergleichsausgangssignale der Komparatoren 252 bzw. 252A zu zählen. Jeder der Zeitgeber 253 und 253A beendet das Zählen mit Ablauf der vorbestimmten Zeit T1. Die Zeitgeber 253 und 253A geben hochpegelige Zeitgebersignale während des Zählens aus.
Die Zeitgeber 255L und 255R beginnen eine vorbestimmte Zeit T2 auf der Basis der hochpegeligen Gattersignale von den UND-Gattern 254L bzw. 254R zu zählen. Jeder der Zeitgeber 255L und 255R beendet das Zählen mit Ablauf der vorbestimmten Zeit T2. Die Zeitgeber 255L und 255R erzeugen während des Zählens hochpegelige Zeitgebersignale.
Außerdem beginnen die Zeitgeber 255AL und 255AR die vorbestimmte Zeit T2 auf der Basis hochpegeliger Gattersignale von den UND-Gattern 254AL und 254AR zu zählen. Jeder der Zeitgeber 255AL und 255AR beendet das Zählen mit Ablauf der vorbestimmten Zeit T2. Die Zeitgeber 255AL und 255AR erzeugen während des Zählens hochpegelige Zeitgebersignale.
UND-Gatter 256L und 256R erzeugen hochpegelige Gattersignale, wenn das Zeitgebersignal des Zeitgebers 253 auf hohem Pegel ist und die Zeitgebersignale der Zeitgeber 255L und 255R entsprechend auf hohem Pegel liegen. Jedes dieser Gattersignale befindet sich auf niedrigem Pegel bevor irgendeines der Zeitgebersignale des Zeitgebers 253 und des Zeitgebers 255L oder 255R erzeugt ist, und nachdem seine Erzeugung beendet ist.
Daneben erzeugen die UND-Gatter 256AL und 256AR hochpegelige Gattersignale, wenn das Zeitgebersignal des Zeitgebers 253A auf hohem Pegel ist und die Zeitgebersignale der Zeitgeber 255AL und 255AR entsprechend auf hohem Pegel liegen. Jedes dieser Gattersignale befindet sich auf niedrigem Pegel, bevor irgendeines der Zeitgebersignale des Zeitgebers 253A und des 255AL oder 255AR erzeugt ist, und nachdem seine Erzeugung beendet ist.
Die Crashbestimmungsschaltung 260 bestimmt auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 230, ob ein Fahrzeugcrash stattgefunden hat, der das Aufblasen des Airbags 220 erfordert, und erzeugt das Crashbestimmungssignal.
Die Bestimmungsausgangssignalschaltung 270 umfaßt zwei ODER-Gatter 271 und 273 sowie zwei analoge Schalter 274 und 275. Das ODER-Gatter 273 gibt ein hochpegeliges Gattersignal an einen Steueranschluß des analogen Schalters 275 aus, wenn irgendeines der Gattersignale der UND-Gatter 256AL und 256AR auf hohem Pegel liegt.
Wenn das Gattersignal des ODER-Gatters 271 auf hohem Pegel liegt, schaltet der analoge Schalter 274 an und überträgt das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 260 als zweites Beurteilungssignal zu einem Eingangsanschluß 212 der Aktivierungseinheit 210.
Wenn das Gattersignal von dem ODER-Gatter 273 auf hohem Pegel liegt, schaltet der analoge Schalter 275 an und überträgt das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 260 als drittes Bestimmungssignal an einen Eingangsanschluß 213 der Aktivierungseinheit 210.
Wenn beide analogen Schalter 274 und 275 angeschaltet sind, überträgt die Bestimmungsausgangssignalschaltung 270 das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 260 als erstes Bestimmungssignal nur an den Eingangsanschluß 211 der Aktivierungseinheit 210.
Wenn die Aktivierungseinheit 210 das Crashbestimmungssignal (erstes Bestimmungssignal) nur über seinen Eingangsanschluß 211 empfängt, bläst sie den Airbag 220 mit niedrigem Druck auf. Wenn die Aktivierungseinheit 210 das Crashbestimmungssignal (zweites Bestimmungssignal) über seine Eingangsanschlüsse 211 und 212 empfängt, bläst sie den Airbag 220 mit hohem Druck auf. Wenn die Aktivierungseinheit 210 des weiteren das Crashbestimmungssignal (drittes Bestimmungssignal) über seine Eingangsanschlüsse 211 und 213 empfängt, bläst sie den Airbag 220 mit mittlerem Druck auf.
Der mittlere Druck wird zum Aufblasen des Airbags 220 verwendet, wenn ein Versatz-Crash stattfindet. Die anderen Anordnungen sind die gleichen wie jene in der zweiten Ausführungsform.
Es sei angenommen, daß das mit dem wie oben beschrieben konstruierten Fahrzeugairbagsystem ausgestattete Fahrzeug frontal gegen das Hindernis stößt. Die G-Sensoren 240Re und 240Le sowie der G-Sensor 230 erzeugen daraufhin entsprechend Beschleunigungssignale.
Die Integratoren 281L und 282L der Signalverarbeitungsschaltung 280L integrieren das Beschleunigungssignal des G-Sensors 240Le und erzeugen entsprechend Integrationssignale. Daraufhin vergleicht der Komparator 283L den Pegel des Integrationssignals des Integrators 281L mit dem voreingestellten Schwellwert TH des Schwellwerteinstellelements 283a, und der Komparator 284L vergleicht den Pegel des Integrationssignals des Integrators 282L mit dem voreingestellten Schwellwert TH1 des Schwellwerteinstellelements 284a.
Wenn hier der Pegel des Integrationssignals den voreingestellten Schwellwert TH übersteigt, sobald die Integrationszeit des Integrators 281L abgelaufen ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 283L auf hohen Pegel. Wenn daneben der Pegel des Integrationssignals den voreingestellten Schwellwert TH1 übersteigt, sobald die Integrationszeit des Integrators 282L abgelaufen ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 284L auf hohen Pegel.
Es sei darauf hingewiesen, daß eine ähnliche Signalverarbeitung im Falle eines Frontal-Crashs auch in der Signalverarbeitungsschaltung 280R durchgeführt wird.
In der Phasenbestimmungsschaltung 250 integrieren die Integratoren 252b und 252d das Beschleunigungssignal des G-Sensors 230 und erzeugen entsprechend Integrationssignale. Daraufhin vergleichen die Komparatoren 252 und 252A die Pegel der Integrationssignale der Integratoren 252b und 252d mit dem voreingestellten Schwellwert Th und dem voreingestellten Schwellwert Th1 der Schwellwerteinstellelemente 252a bzw. 252c.
Wenn der Pegel des Integrationssignals den voreingestellten Schwellwert Th übersteigt, sobald die Integrationszeit des Integrators 252b abgelaufen ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 252 auf hohen Pegel. Wenn dementsprechend der Pegel des Integrationssignals den voreingestellten Schwellwert Th1 übersteigt, sobald die Integrationszeit des Integrators 252d abgelaufen ist, geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 252A auf hohen Pegel.
Wenn das Fahrzeug frontal gegen das Hindernis stößt, ist die Phasendifferenz Δt zwischen der Phase der durch den rechten und linken G-Sensor 240Re und 240Le detektierten Beschleunigungen und der Phase der durch den G-Sensor 230 detektierten Beschleunigung ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform gering. Daher ist die Stärke des durch den Frontal-Crash des Fahrzeugs verursachten Stoß groß.
In diesem Fall beginnen die Zeitgeber 255L und 255R die vorbestimmte Zeit T2 auf der Basis der durch den rechten und linken G-Sensor 240Re und 240Le detektierten Beschleunigungen zu zählen. Daneben beginnen die Zeitgeber 255AR und 255AL die vorbestimmte Zeit T2 nach Ablauf der Integrationszeit der Integratoren 282L und 282R zu zählen.
Die Zeitgeber 255L und 255R erzeugen hochpegelige Zeitgebersignale, sobald sie die Zeit T2 zu zählen beginnen. Zu diesem Zeitpunkt liegt das Zeitgebersignal des Zeitgebers 253 auf niedrigem Pegel. Daher liegen die entsprechenden Gattersignale der beiden UND-Gatter 256R und 256L auf niedrigem Pegel.
Dann wird, da die Integrationszeit des Integrators 252d länger als die des Integrators 252b ist, der Anstieg bzw. das Auftreten des Vergleichsausgangssignals des Komparators 252A spät gegenüber dem Auftreten bzw. Ansteigen des Vergleichsausgangssignals des Komparators 252. Folglich beginnt der Zeitgeber 253A die Zeit später zu zählen als der Zeitgeber 253.
Wenn daher die Gattersignale der beiden UND-Gatter 256L und 256R auf hohen Pegel gehen, werden die Gattersignale der beiden UND-Gatter 256AL und 256AR auf niedrigem Pegel gehalten. Daher gibt das UND-Gatter 271 das hochpegelige Gattersignal auf der Basis der entsprechenden Gattersignale der UND-Gatter 256R und 256L an den analogen Schalter 274 aus.
Daraufhin bestimmt die Crashbestimmungsschaltung 260 auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 230 den Fahrzeugcrash und erzeugt das Crashbestimmungssignal. Daher wird das Crashbestimmungssignal über den analogen Schalter 274 zu den Eingangsanschlüssen 212 und 211 der Aktivierungseinheit 210 gegeben.
Folglich breitet sich der Airbag 220 durch Aufnahme von hohem Druck von der Aktivierungseinheit 210 aus. Dabei ist es möglich, den Fahrer ausreichend vor dem durch den Frontal-Crash des Fahrzeugs verursachten Schlag ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform zu schützen.
Als nächstes sei angenommen, daß das Fahrzeug mit seiner linken Seite schräg gegen das Hindernis stößt. Dann erzeugen der G-Sensor 240Le und der G-Sensor 230 entsprechend Beschleunigungssignale. Dabei steigt die durch den G-Sensor 240Le detektierte Beschleunigung verglichen mit der durch den G-Sensor 230 detektierten Beschleunigung sehr schnell an. Damit ist eine Phasendifferenz Δt zwischen der Phase der durch den G-Sensor 240Le detektierten Beschleunigung und der durch den G-Sensor 230 detektierten Beschleunigung sehr groß (siehe 15B).
D.h. die Stärke des mit der linken Seite des Fahrzeugs beim Schräg-Crash verursachten Stoßes ist gering.
In diesem Fall geht das Vergleichsausgangssignal des Komparators 284L auf einen hohen Pegel, nachdem das Vergleichsausgangssignal des Komparators 283L auf hohen Pegel gegangen ist. Zu diesem Zeitpunkt beginnt weder der Zeitgeber 253 noch der Zeitgeber 253A in der Phasendetektionsschaltung 250 die Zeit zu zählen. In Abhängigkeit von den hochpegeligen Vergleichsausgangssignalen der Komparatoren 283L und 284L geht das Gattersignal des UND-Gatters 254AL auf den hohen Pegel, nachdem das Gattersignal des UND-Gatters 254L auf den hohen Pegel gegangen ist.
Dementsprechend beginnt der Zeitgeber 255L die vorbestimmte Zeit T2 zu zählen und erzeugt ein hochpegeliges Zeitgebersignal. Danach beginnt der Zeitgeber 255AL die vorbestimmte Zeit T2 zu zählen und erzeugt ein hochpegeliges Zeitgebersignal. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zeitgebersignale der beiden Zeitgeber 253 und 253A noch auf niedrigem Pegel. Daher werden die Gattersignale der beiden UND-Gatter 256L und 256AL auch auf niedrigem Pegel gehalten.
Nachdem die Zeitgebersignale der Zeitgeber 255L und 255AL auf den niedrigen Pegel gegangen sind, vergeht eine Zeit, die der Phasendifferenz Δt enspricht (siehe 15B). Dann beginnen die beiden Zeitgeber 253 und 253A die vorbestimmte Zeit T1 zu zählen und erzeugen entsprechend hochpegelige Zeitgebersignale.
Daher werden die Gatterausgangssignale der beiden UND-Gatter 256L und 256AL auf niedrigem Pegel gehalten. Dementsprechend werden die beiden analogen Schalter 274 und 275 im abgeschalteten Zustand gehalten.
Daneben bestimmt die Crashbestimmungsschaltung 260 auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 230 den Fahrzeugcrash und erzeugt das Crashbestimmungssignal. Daher liefert die Bestimmungsausgangssignalschaltung 270 das Crashbestimmungssignal nur an dem Eingangsanschluß 211 der Aktivierungseinheit 210.
Dementsprechend bläht sich der Airbag 220 durch Aufnahme des niedrigen Drucks von der Aktivierungseinheit 210 auf und kann dadurch den Fahrer vor dem mit der linken Seite des Fahrzeugs beim Schräg-Crash verursachten Stoß ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform schützen.
Der oben beschriebene Effekt kann auch auf die gleiche Weise erzielt werden, wenn das Fahrzeug mit seiner rechten Seite schräg gegen das Hindernis stößt.
Als nächstes sei angenommen, daß das Fahrzeug mit seiner linken Seite versetzt gegen das Hindernis stößt. Dementsprechend erzeugen die beiden G-Sensoren 240Le und 230 entsprechend Beschleunigungssignale. Die durch den G-Sensor 240Le detektierte Beschleunigung steigt in ähnlicher Weise wie beim Fall des Schräg-Crashs an der linken Seite des Fahrzeugs an. Der Anstieg der durch den G-Sensor 230 detektierten Beschleunigung ist jedoch schneller als im Fall des Schräg-Crashs.
Demgemäß ist die Phasendifferenz Δt zwischen der Phase der durch den G-Sensor 240Le detektierten Beschleunigung und der Phase der durch den G-Sensor 230 detektierten Beschleunigung ein Zwischending zwischen der in 15A gezeigten Phasendifferenz und der in 15B gezeigten Phasendifferenz. Das bedeutet, daß die Stärke des durch den Versatz-Crash des Fahrzeugs verursachten Stoßes zwischen denen des Frontal-Crashs und Schräg-Crashs liegt.
Bevor die beiden Zeitgeber 253 und 253A der Phasenbestimmungsschaltung 250 beginnen die Zeit zu zählen, geht zunächst das Gattersignal des UND-Gatters 254L auf hohen Pegel und daraufhin geht auch das Gattersignal des UND-Gatters 254AL auf hohen Pegel. Dementsprechend liegt der Zählstartzeitpunkt des Zeitgebers 255L vor dem des Zeitgebers 255AL. Wenn daher die hochpegeligen Gattersignale von den Zeitgebern 253 und 253A nach der oben genannten Phasendifferenz Δt ausgegeben werden, beendet der Zeitgeber 255L das Zählen der Zeit und nur der Zeitgeber 255AL zählt die Zeit weiter.
Daher geht nur das Gattersignal des UND-Gatters 256AL auf hohen Pegel und das Gattersignal des UND-Gatters 256 bleibt auf niedrigem Pegel. Folglich wird das Signal über das ODER-Gatter 273 zum Steueranschluß des Analogschalters 275 geführt, und der Analogschalter 275 wird daraufhin geschlossen.
Nebenbei bestimmt die Crashbestimmungsschaltung 260 auf der Basis des Beschleunigungssignals des G-Sensors 230 den Fahrzeugcrash und erzeugt das Crashbestimmungssignal. Daher wird das Crashbestimmungssignal über den analogen Schalter 275 zum Eingangsanschluß 213 der Aktivierungseinheit 210 als auch zu deren Eingangsanschluß 211 geführt.
Folglich bläht sich der Airbag 220 durch Empfang des mittleren Drucks von der Aktivierungseinheit 210 auf und kann dadurch den Fahrer vor dem mit der linken Seite des Fahrzeugs beim Versatz-Crash verursachten Stoß schützen.
D.h. der von der Aktivierungseinheit 210 an den Airbag 220 angelegte Aufblasdruck kann auf drei Pegeln durch Unterscheiden des Frontal-Crashs, Versatz-Crashs und Schräg-Crashs wie oben beschrieben gesteuert bzw. geregelt werden. Folglich kann der Airbag 220 den Fahrer ausreichend und ungefährlich unabhängig von der Härte oder Weichheit des Hindernisses schützen.
Der obige Effekt kann übrigens auf die gleiche Weise erzielt werden, wenn das Fahrzeug mit seiner rechten Seite versetzt gegen das Hindernis stößt. Die anderen Funktionen und Effekte sind im wesentlichen die gleichen wie die bei der zweiten Ausführungsform.
Vierte Ausführungsform
17 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der vierten Ausführungsform ist zusätzlich zu der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Airbageinheit A eine Airbageinheit Aa aufgenommen, und anstelle der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Bestimmungseinheit S ist eine Bestimmungseinheit Sa eingebaut.
Die Airbageinheit Aa besteht aus einer Aktivierungseinheit 110a und einem Airbag 120a. Die Aktivierungseinheit 110a ist in der gleichen Weise aufgebaut wie die obige Aktivierungseinheit 110. Der Airbag 120a wird für den Passagier- bzw. Beifahrersitz des Fahrzeugs verwendet und schützt einen auf dem Passagier- bzw. Beifahrersitz sitzenden Insassen.
Die Bestimmungseinheit Sa enthält zwei Phasenbestimmungsschaltungen 150R und 150L sowie zwei Bestimmungsausgangssignalschaltungen 170R und 170L.
Die Phasenbestimmungsschaltung 150L besitzt gegenüber der in 13 gezeigten Phasenbestimmungsschaltung 150 kein UND-Gatter 154R, keinen Zeitgeber 155R und kein UND-Gatter 156R. Daneben besitzt die Phasenbestimmungsschaltung 150R gegenüber der in 13 gezeigten Phasenbestimmungsschaltung 150 kein UND-Gatter 154L, keinen Zeitgeber 155L und kein UND-Gatter 156L.
Die Phasenbestimmungsschaltung 150L führt den Phasenbestimmungsprozeß in ähnlicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform auf der Basis der Beschleunigungssignale des G-Sensors 140L und des G-Sensors 130 durch (ohne das Beschleunigungssignal des G-Sensors 140R). Ebenso führt die Phasenbestimmungsschaltung 150R den Phasenbestimmungsprozeß in gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform auf der Basis der Beschleunigungssignale des G-Sensors 140R und des G-Sensors 130 durch (ohne das Beschleunigungssignal des G-Sensors 140L).
Die beiden Bestimmungsausgangssignalschaltungen 170R und 170L besitzen die gleiche Struktur wie die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170 in der zweiten Ausführungsform, wobei jedoch das ODER-Gatter 171 fehlt.
Die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170L schickt das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 160 zum Eingangsanschluß 111 der Aktivierungseinheit 110a von dem Ausgangsanschluß 172b des Analogschalters 172, wenn sich ein Gatterausgangssignal des UND-Gatters 156L der Phasenbestimmungsschaltung 150L auf niedrigem Pegel befindet. Die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170L liefert das Crashbestimmungssignal zum Eingangsanschluß 112 der Aktivierungseinheit 110a vom Ausgangsanschluß 172c des Analogschalters 172, wenn sich das Gatterausgangssignal des UND-Gatters 156L der Phasenbestimmungsschaltung 150L auf hohem Pegel befindet.
Außerdem liefert die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170R das Crashbestimmungssignal der Crashbestimmungsschaltung 160 zum Eingangsschluß 111 der Aktivierungseinheit 110 von dem Ausgangsanschluß 172b des Analogschalters 172, wenn sich das Gatterausgangssignal des UND-Gatters 156R der Phasenbestimmungsschaltung 150R auf niedrigem Pegel befindet. Die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170R liefert das Crashbestimmungssignal zum Eingangsanschluß 112 der Aktivierungseinheit 110 von dem Ausgangsanschluß 172c des Analogschalters 172, wenn sich das Gatterausgangssignal des UND-Gatters 156R der Phasenbestimmungsschaltung 150R auf hohem Pegel befindet.
Die andere Struktur der vierten Ausführungsform ist die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform.
Bei der wie oben beschrieben angeordneten vierten Ausführungsform werden der G-Sensor 140L, die Phasenbestimmungsschaltung 150L, die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170L und Aktivierungseinheit 110a verwendet, um den Airbag 120a für den Beifahrersitz aufzublasen. Daneben werden der G-Sensor 140R die Phasenbestimmungsschaltung 150R, die Bestimmungsausgangssignalschaltung 150R, die Bestimmungsausgangssignalschaltung 170R und die Startereinheit 110 verwendet, um den Airbag 120 für den Fahrersitz aufzublasen. Dabei wird der Betrieb ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform für den Beifahrersitz und den Fahrersitz unabhängig voneinander sichergestellt.
Hierbei ist es möglich, die unterschiedlichen Crasharten zu unterscheiden und zu bestimmen, indem die Phasendifferenz zwischen den entsprechenden Beschleunigungssignalen der G-Sensoren 140R und 140L bestimmt werden.
Die Anzahl der im Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordneten G-Sensoren ist aber nicht auf zwei begrenzt, und die vorliegende Erfindung läßt sich auch mit einem, drei oder mehr Sensoren ausführen. In diesen Fällen wird der G-Sensor im Zentrum des Frontabschnitts des Fahrzeugs angeordnet, wenn ein Sensor verwendet wird, und der dritte G-Sensor wird im Zentrum des Frontabschnitts des Fahrzeugs angeordnet, wenn drei G-Sensoren verwendet werden. Der zum Airbag geführte Aufblasdruck kann mit mehreren Pegeln gesteuert werden, indem die Schaltungsstruktur der Phasenbestimmungsschaltungen 150 und 150A bzw. der Crashbestimmungsschaltungen 160 und 160A entsprechend verändert wird.
Obwohl bei der zweiten bis zur vierten Ausführungsform die Phasendifferenz zwischen der Phase des durch den G-Sensor 140L, 240Le, 140R oder 240Re detektierten Ausgangssignals und der Phase des durch den G-Sensor 130 oder 230 detektierten Ausgangssignals direkt erfaßt worden ist, kann die Phasendifferenz auch indirekt durch Detektieren einer Differenz der Ausgangssignale zwischen dem durch den G-Sensor 140L, 240Le, 140R oder 240Re detektierten Ausgangssignal und dem durch den G-Sensor 130 oder 230 detektierten Ausgangssignal erfaßt werden. Die gleiche Wirkung wie bei der zweiten bis vierten Ausführungsform kann dadurch erzielt werden, daß das Ausgangssignal jedes Bestimmungssignals von der Bestimmungsausgangssignalschaltung 170 oder 270 zur Aktivierungseinheit 110, 210 oder 110a auf der Basis einer solchen Differenz der Ausgangssignale gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur unter Verwendung des Fahrzeugairbagsystems, sondern auch eines Vorspanners für einen Fahrzeugsitzgurt als Fahrzeuginsassenschutzsystem ausgeführt werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur für Autos sondern verschiedene Arten von Fahrzeugen Verwendung finden.
Bei der zweiten bis vierten Ausführungsform wurde die Phasendifferenz zwischen der Phase des durch den G-Sensor 140L, 240Le, 140R oder 240Re detektierten Ausgangssignal und die Phase des durch den G-Sensor 130 oder 230 detektierten Ausgangssignals erfaßt, und der von der Aktivierungseinheit 110, 210 zum Airbag 120, 220 geführte Aufblasdruck wird mit zwei Pegeln gemäß der detektierten Phasendifferenz gesteuert. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, kann ein Schwellwert zum Bestimmen, ob der Fahrzeugcrash stattgefunden hat, auch gemäß der detektierten Phasendifferenz geändert werden, anstelle den zum Airbag geführten Aufblasdruck zu steuern, wie in der zweiten bis vierten Ausführungsform. Ferner kann die Änderung des Schwellwerts und die Steuerung des Aufblasdrucks bei der zweiten bis vierten Ausführungsform gleichzeitig durchgeführt werden.
Gleichsam kann der von der Aktivierungseinheit 10 zum Airbag 20 geführte Aufblasdruck mit zwei oder mehr Pegeln gemäß der bestimmten Crashart gesteuert werden, anstelle den Schwellwert zum Bestimmen des Fahrzeugcrashs wie bei der ersten Ausführungsform zu ändern. Ferner kann die Änderung des Schwellwerts und die Steuerung des Aufblasdrucks bei der ersten Ausführungsform gleichzeitig durchgeführt werden.

Claims

Fahrzeuginsassenschutzsystem mit einer Fahrzeuginsassenschutzeinheit (20), ersten und zweiten Beschleunigungssensoren (40L, 40R), die an beiden Seiten eines Fahrzeugs in seiner Querrichtung angeordnet sind, um so Beschleunigungen zu detektieren, die an beiden Seiten des Fahrzeugs auftreten, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einem dritten Beschleunigungssensor (30), der im Zentrum des Fahrzeugs in seiner Längs- und Querrichtung angeordnet ist, um eine im Zentrum des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung zu detektieren, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, ersten bis dritten Integriervorrichtungen (52c, 52b, 52a) zum entsprechenden Integrieren der durch die ersten bis dritten Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen, um integrierte Ausgangssignale zu erzeugen, einer Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung (53a–53c, 54a–54c, 55a–55c, 56a, 56b, 57a, 57b, 58a, 58b, 59, 60a, 60b) zum Berechnen einer relativen Linienintegrationslänge von mindestens einem der integrierten Ausgangssignale der ersten und zweiten Integriervorrichtungen mit Bezug auf das integrierte Ausgangssignal der dritten Integriervorrichtung, einer Phasendifferenzberechnungsvorrichtung (65, 66) zum Berechen einer Phasendifferenz zwischen den integrierten Ausgangssignalen der ersten und zweiten Integriervorrichtungen, einer Crashartbestimmungsvorrichtung (61a, 61b, 62a, 62b, 63, 67, 68, 70) zum Bestimmen einer Crashart derart, daß die Crashart entweder ein Versatz-Crash oder ein Schräg-Crash ist, wenn die durch die Phasendifferenzberechnungsvorrichtung berechnete Phasendifferenz größer als ein vorbestimmter Phasenwert ist, derart, daß die Crashart ein Frontal-Crash ist, wenn die Phasendifferenz kleiner als der vorbestimmte Phasenwert ist und wenn die durch die Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung berechnete relative Linienintegrationslänge kleiner als ein vorbestimmter Längenwert ist, oder derart, daß die Crashart entweder ein Pfosten-Crash oder ein Unterfahr-Crash ist, wenn die Phasendifferenz kleiner als der vorbestimmte Phasenwert ist und wenn die relative Linienintegrationslänge größer als der vorbestimmte Längenwert ist, einer Crashbestimmungsvorrichtung (Sb) zum Bestimmen, ob ein Crash stattgefunden hat, auf der Basis der durch den dritten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung und der durch die Crashartbestimmungsvorrichtung bestimmten Crashart, und einer Aktivierungseinheit (10) zum Aktivieren der Fahrzeuginsassenschutzeinheit, wenn die Crashbestimmungsvorrichtung feststellt, daß ein Crash stattgefunden hat.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 1, wobei die Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung umfaßt: Quadrierelemente (55a–55c) zum Quadrieren eines der integrierten Ausgangssignale der ersten und zweiten Integriervorrichtungen und des integrierten Ausgangssignals der dritten Integriervorrichtung, um quadrierte Ausgangssignale zu erzeugen, einen Quadratwurzelrechner (57a, 57b) zum Berechnen einer Quadratwurzel einer Summe der entsprechenden quadrierten Ausgangssignale, um ein Quadratwurzelausgangssignal zu erzeugen, einen Linienintegrator (58a, 58b) zum Linienintegrieren des Quadratwurzelausgangssignals, um ein Linienintegrationsausgangssignal zu erzeugen, einen Konstantmultiplizierer (59) zum Multiplizieren des integrierten Ausgangssignals der dritten Integriervorrichtung mit einem konstanten Wert, um ein multipliziertes Ausgangssignal zu erzeugen, und einen Substrahierer (60a, 60b) zum Substrahieren des multiplizierten Ausgangssignals von dem Linienintegrationsausgangssignal, um ein substrahiertes Ausgangssignal zu erzeugen, wobei das substrahierte Ausgangssignal als die relative Linienintegrationslänge verwendet wird.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Crashartbestimmungsvorrichtung umfaßt: einen ersten Komparator (67) zum Vergleichen der durch die Phasendifferenzberechnungsvorrichtung berechneten Phasendifferenz mit dem vorbestimmten Phasenwert zum Feststellen entweder des Versatz-Crashs oder des Schräg-Crashs, und einen zweiten Komparator (61a, 61b) zum Vergleichen der durch die Relativlinienintegrationslängenberechnungsvorrichtung berechneten relativen Linienintegrationslänge mit dem vorbestimmten Längenwert zum Feststellen entweder des Pfosten-Crashs oder des Unterfahr-Crashs.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Crashbestimmungsvorrichtung bestimmt, daß der Crash stattgefunden hat, wenn das integrierte Ausgangssignal der durch den dritten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung größer als ein Schwellwert ist, und die Crashbestimmungsvorrichtung den Schwellwert reduziert, wenn die Crashartbestimmungsvorrichtung feststellt, daß die Crashart entweder ein Pfosten-Crash oder ein Unterfahr-Crash ist.
Fahrzeuginsassenschutzsystem, mit einer Fahrzeuginsassenschutzeinheit (120), einem ersten Beschleunigungssensor (140L, 140R), der an einer Frontseite eines Fahrzeugs angeordnet ist und eine an der Frontseite des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung detektiert, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einem zweiten Beschleunigungssensor (130), der im Zentrum des Fahrzeugs in seiner Längsrichtung angeordnet ist und eine im Zentrum des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung detektiert, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einer Phasendifferenzbestimmungsvorrichtung (150) zum Bestimmen, ob eine Phasendifferenz zwischen den durch die ersten und zweiten Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen kleiner als eine vorbestimmte Phasendifferenz ist, einer Crashbestimmungsvorrichtung (160) zum Bestimmen, ob ein Crash stattgefunden hat, auf der Basis der durch den zweiten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung und zum Erzeugen eines Crashbestimmungssignals, wenn festgestellt ist, daß der Crash stattgefunden hat, und einer Aktivierungseinheit (110, 170) zum Aktivieren der Fahrzeuginsassen schutzeinheit, wenn die Crashbestimmungsvorrichtung feststellt, daß der Crash stattgefunden hat, wobei die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen abhängig davon ändert, ob die Phasendifferenz kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz ist.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 5, wobei die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen derart ändert, daß, wenn die Phasendifferenz kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, die Fahrzeuginsassenschutzeinheit rascher betätigt wird, als wenn die Phasendifferenz größer als die bestimmte Phasendifferenz ist.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Fahrzeuginsassenschutzeinheit eine Airbageinheit (120) ist, und die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen derart ändert, daß, wenn die Phasendifferenz geringer als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, ein Druck zum Aufblasen eines Airbags der Airbageinheit verwendet wird, der höher als der Druck ist, der zum Aufblasen des Airbags verwendet wird, wenn die Phasendifferenz größer als die vorbestimmte Phasendifferenz ist.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Phasendifferenzbestimmungsvorrichtung umfaßt: einen Komparator (152) zum Erzeugen eines Vergleichsausgangssignals, wenn ein Pegel der durch den zweiten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung einen zweiten Beschleunigungssensorschwellwert übersteigt, und einen Zeitgeber (155L, 155R) zum Beginnen des Zählens einer vorbestimmten Zeit, wenn ein Pegel der durch den ersten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung einen ersten Beschleunigungssensorschwellwert übersteigt, wobei die Phasendifferenz als kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz bestimmt wird, wenn der Komparator das Vergleichsausgangssignal erzeugt, bevor der Zeitgeber das Zählen der vorbestimmten Zeit beendet.
Fahrzeuginsassenschutzsystem, mit einer Fahrzeuginsassenschutzeinheit (220), einem ersten Beschleunigungssensor (240Le, 240Re), der an einer Frontseite eines Fahrzeugs angeordnet ist und eine an der Frontseite des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung detektiert, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einem zweiten Beschleunigungssensor (230), der am Zentrums des Fahrzeugs in seiner Längsrichtung angeordnet ist und eine nahe des Zentrums des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung detektiert, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einer Phasendifferenzbestimmungsvorrichtung (250) zum Bestimmen, ob eine Phasendifferenz zwischen den durch die ersten und zweiten Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen kleiner als eine erste vorbestimmte Phasendifferenz ist, größer als eine zweite vorbestimmte Phasendifferenz, die größer ist als die erste vorbestimmte Phasendifferenz, ist oder zwischen der ersten und zweiten vorbestimmten Phasendifferenz liegt, einer Crashbestimmungsvorrichtung (260) zum Bestimmen, ob ein Crash stattgefunden hat, auf der Basis der durch den zweiten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung und zum Erzeugen eines Crashbestimmungssignals, wenn festgestellt ist, daß der Crash stattgefunden hat, und einer Aktivierungseinheit (210, 270) zum Aktivieren der Fahrzeuginsassenschutzeinheit, wenn die Crashbestimmungsvorrichtung feststellt, daß der Crash stattgefunden hat, wobei die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen abhängig von einer Größe der durch die Phasendifferenzbestimmungsvorrichtung bestimmten Phasendifferenz ändert.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 9, wobei die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen derart ändert, daß, wenn die Phasendifferenz kleiner als die erste vorbestimmte Phasendifferenz ist, die Fahrzeuginsassenschutzeinheit am schnellsten betätigt wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der ersten und zweiten vorbestimmten Phasendifferenz liegt, die Fahrzeuginsassenschutzeinheit langsamer betrieben wird, als wenn die Phasendifferenz kleiner als die erste vorbestimmte Phasendifferenz ist, und wenn die Phasendifferenz größer als die zweite vorbestimmte Phasendifferenz ist, die Fahrzeuginsassenschutzeinheit am langsamsten betätigt wird.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 9, wobei die Fahrzeuginsassenschutzeinheit eine Airbageinheit ist, und die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen derart ändert, daß, wenn die Phasendifferenz geringer als die erste vorbestimmte Phasendifferenz ist, ein höchster Druck zum Aufblasen eines Airbags der Airbageinheit verwendet ist, wenn die Phasendifferenz zwischen der ersten und zweiten vorbestimmten Phasendifferenz liegt, ein mittlerer Druck zum Aufblasen des Airbags verwendet ist, und wenn die Phasendifferenz größer als die zweite vorbestimmte Phasendifferenz ist, ein niedrigster Druck zum Aufblasen des Airbags verwendet ist.
Fahrzeuginsassenschutzsystem, mit ersten und zweiten Fahrzeuginsassenschutzeinheiten (A, Aa), ersten und zweiten Beschleunigungssensoren (140L, 140R), die an beiden Seiten eines Fahrzeugs in seiner Querrichtung an seinem Frontabschnitt angeordnet sind und Beschleunigungen detektieren, die an der Frontseite des Fahrzeugs auftreten, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einem dritten Beschleunigungssensor (130), der im Zentrum des Fahrzeugs in seiner Längsrichtung angeordnet ist und eine im Zentrum des Fahrzeugs auftretende Beschleunigung detektiert, wenn das Fahrzeug zusammenstößt, einer ersten Phasendifferenzbestimmungsvorrichtung (150L) zum Bestimmen, ob eine Phasendifferenz zwischen den durch die ersten und zweiten Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen kleiner als eine vorbestimmte Phasendifferenz ist, einer zweiten Phasendifferenzbestimmungsrichtung (150R) zum Bestimmen, ob eine Phasendifferenz zwischen den durch die zweiten und dritten Beschleunigungssensoren detektierten Beschleunigungen kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, einer Crashbestimmungsvorrichtung (160) zum Bestimmen, ob ein Crash stattgefunden hat, auf der Basis der durch den dritten Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigung und zum Erzeugen eines Crashbestimmungssignals, wenn festgestellt ist, daß der Crash stattgefunden hat, und einer ersten und zweiten Aktivierungseinheit (110a, 170L und 110, 170R) zum entsprechenden Aktivieren der ersten und zweiten Fahrzeuginsassenschutzeinheiten, wenn die Crashbestimmungsvorrichtung feststellt, daß der Crash stattgefunden hat, wobei die ersten und zweiten Aktivierungseinheiten die Aktivierungsbedingungen abhängig davon ändern, ob die Phasendifferenzen kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz sind, welche durch die erste und die zweite Phasendifferenzbestimmungsvorrichtung bestimmt sind.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 12, wobei die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen derart ändert, daß, wenn irgendeine der Phasendifferenzen kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, die Fahrzeuginsassenschutzeinheit schneller betätigt wird, als wenn die Phasendifferenzen größer als die vorbestimmte Phasendifferenz sind.
Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 12, wobei die Fahrzeuginsassenschutzeinheit eine Airbageinheit ist, und die Aktivierungseinheit die Aktivierungsbedingungen derart ändert, daß, wenn irgendeine der Phasendifferenzen kleiner als die vorbestimmte Phasendifferenz ist, ein Druck zum Aufblasen eines Airbags der Airbageinheit verwendet wird, der höher als der Druck ist, der zum Aufblasen des Airbags verwendet wird, wenn die Phasendifferenzen größer als die vorbestimmte Phasendifferenz sind.