DE2049183C3

DE2049183C3 - Sicherheitsgerät zum Schutz von Fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE2049183C3
Application number: DE2049183A
Authority: DE
Inventors: Tomio Hisatsune; Kazuo Sato
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1969-10-08
Filing date: 1970-10-07
Publication date: 1975-05-28
Also published as: FR2064192A1; US3687213A; GB1326207A; DE2049183B2; DE2049183A1; FR2064192B1

Description

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mi Sicherheits- und Schutzmaßnahmen für Fahrzeugin sassen für den Fall, daß das Fahrzeug mit einem ru henden oder in Bewegung befindlichen Gegenstanc zusammenstößt.

In Falle derartiger Zusammenstöße werden die In sassen bekanntlich auf Grund der Trägheitskraft ge sen irgendwelche Teile des Fahrzeuges geworfen wodurch sie schwere, wenn nicht gar tödliche Verletzungen erleiden.

Um solche Verletzungen zu vermeiden ist es be kannt, aufblasbare Luftkissen zu verwenden, die ir einem Fahrzeug an denjenigen Stellen eingebaut wer den, mit denen die Insassen bei einem Aufprall de: Fahrzeuges höchstwahrscheinlich in Berührung korn men. Die Luftkissen werden im Augenblick des Auf pralls sofort aufgeblasen, um die Insassen durch da' entstehende Polster vor Verletzungen zu schützen.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist an Fahrzeug ein Aufpralldetektor angeordnet, der du Betätigung der Luftkissen auslöst. Hierbei wird ii ein Luftkissen Gas eingeleitet, um dieses erst danr aufzublasen, wenn der Aufpralldetektor durch dii beim Zusammenstoß entstehende Erschütterung aus gelöst wird. Das Aufblasen des Luftkissens muß je doch beendet sein, bevor ein Insasse direkt mit de Fahrzeugkarosserie in Berührung kommt. Diese For derung wird durch Anwendung einer Schnellaufblas wirkung, wie sie beispielsweise durch die Explosioi von Schwarzpulver bewirkt wird, erfüllt. Ein derar explosionsartiges Aufblasen der Luftkissen kann je doch wiederum zu Verletzungen der Insassen führen

In Weiterentwicklung dieses Gedankens wurdet bereits Einrichtungen bekannt, weiche das Bevorste hen eines Zusammenpralis im voraus ermitteln Diese Anlagen arbeiten üblicherweise mittels der Ra dartechnik. Hierbei entsteht jedoch wieder das Pro blem, die wirklich Gefahr bringenden Reflexionsob jekte von den ungefährlichen Reflexionsobjektei unterscheiden zu müssen. Hierzu ist in der deutschet Patentschrift 1 213 403 ein Voraus-Erfassungssysten mittels Radartechnik beschrieben, bei welchem ne ben der zu erfassenden Relativgeschwindigkeit zwi sehen Fahrzeug und Hindernis auch die Entfer nung zwischen diesen berücksichtigt wird. Diesi bekannte Vorrichtung benützt für die abgestrahlt« Welle eine periodisch stufenartig veränderlich. Frequenz, mit deren Hilfe über die Ermittlunj der Wellenlaufzeit Rückschlüsse über die Fntfernunj zwischen Fahrzeug und Hindernis gewonnen werden Auf dieser Basis lassen sich Reflexionswellen un wirksam machen, deren Rcfiexionspunkte außcrhall eines bestimmten Entfernungsbereiches liegen. Es ha sich jedoch herausgestellt, daß diese Technik für dei vorliegenden Zweck zu ungenau arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist somit ein Sicherheitsgerät der genannten Art zu schaffen, bei welchem sich die Entfernung zwischen Reflexionsobjekt und Fahrzeug speziell im Nahbereich unter etwa 10 m mit guter Genauigkeit erfassen und auswerten läßt.

Das erfindungsgemäße Sicherheitsgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste elektrische Größe, die der Differenzgeschwindigkeit proportional ist und eine zweite elektrische Größe, die dem Pegel des reflektierten Signals proportional ist, erzeugt werden, daß die erste und die zweite Größe miteinander multipliziert werden und daß ein Auslösesignal für die Schutzvorrichtung abgeleitet wird, wenn das Produkt beider Größen einen bestimmten Wert überschreitet.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung charakteristischer Ausführungsformen verwiesen, wie sie in den Zeichnungen abgebildet sind. Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Gerätes,

F i g. 2 einen schematischen Schaltplan des in F i g. 1 gezeigten Gerätes,

F i g. 3 eine Draufsicht, die die Beziehung zwischen zwei Fahrzeugen vor einem Zusammenstoß veranschaulicht,

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Frequenzen eines Doppler-Signals und der relativen Geschwindigkeit zwischen zwei zusammenstoßenden Fahrzeugen,

F i g. 4 b eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Pegel eines Doppler-Signals und dem Abstand zwischen zwei aufeinander zu fahrenden Fahrzeugen,

F i g. 5 a entsprechend F i g. 4 b eine graphische Darstellung der gemessenen Kenndaten von einander sich nähernden Fahrzeugen verschiedener Art,

F i g. 5 b eine graphische Darstellung der gemessenen Ist-Werte eines Doppler-Signals,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung, die die Anordnung der Luftkissen innerhalb einer Fahrzeugkarosserie veranschaulicht,

Fig. 7 a und 7b jeweils eine Längsschnitt- und Querschnitt-Darstellung einer Ausführungsforrn eines Gasventils,

F i g. 8 eine Längsschnitt-Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Gasventils und

F i g. 9 eine Längsschnitt-Darstellung einer Ausführungsform eines Gaserzeugers.

Wenn Funksignale mit einer Frequenz /, von einem Fahrzeug ausgestrahlt werden, so ergibt sich für die Beziehung der Frequenz /, zu der Frequenz f., der von einem sich nähernden Fahrzeug reflektierten Funksignale folgende Gleichung, wobei die relative Geschwindigkeit der beiden Fahrzeuge mit ν angegeben ist:

(D

In der obigen Gleichung ist c die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Funksignals.

Die Differenzfrequenz f_d zwischen den Frequenzen /, und /.„ im folgenden als Frequenz des Doppler-Signals bezeichnet, ergibt sich aus der obigen Gleichung wie folgt:

/rf = /s-/i= ^2V '/ι = V· (2)
c

Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit c und die Frequenz /, des ausgestrahlten Funksignals vorbestimmt ist, ergibt sich, daß die Frequenz f_d des Doppler-Signals proportional der Summe der Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge, ti. h. der relativen Geschwindigkeit v, ist. In der obigen Gleichung (2) ist Jt₁ eine Proportionalitätskonstante und ν die relative Geschwindigkeit der beiden sich einander nähernden Fahrzeuge.

Es wird allgemein ausgedrückt, daß der Pegel des

ίο Doppler-Signals bei großem Abstand zwischen beiden Fahrzeugen umgekehrt proportional der vierten Potenz des Abstandes ist und daß dieser Pegel mit abnehmendem Abstand zwischen beiden Fahrzeugen umgekehrt proportional der dritten Potenz oder dem

Quadrat des Abstandes wird. Es wurde bewiesen, daß der Pegel des Doppler-Signals bei sehr kleinem Abstand zwischen beiden Fahrzeugen umgekehrt proportional dem Abstand ist, wie z. B. bei einem Abstand von weniger als 10 m, was der Betriebsreichweite entspricht, für die die vorliegende Erfindung ausgelegt ist.

Mit anderen Worten, der Pegel G des Doppler-Signals im Verhältnis zum Abstand D kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

G - ^kJ

(3)

wobei k., eine Konstante ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine elektrische Größe, proportional der Frequenz /,, des Doppler-Signals, und eine elektrische Größe, proportional dem Pegel G des Doppler-Signals, ermittelt. Dann ergibt sich das Produkt S der zwei elektrischen Größen aus der folgenden Gleichung:

S = /_rf-G = Jt₁Jt,- -- = k-

wobei k eine Konstante und T gleich D/v ist. Anders ausgedrückt, T ist der aus der Division des Abstandes durch die relative Geschwindigkeit erhaltene Wert und gibt so die Restzeit bis zum tatsächlichen Eintreten eines unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoßes an, wenn sich beide Fahrzeuge in der gleichen Weise weiterbewegen. Wenn also ein spezifisches Signal erzeugt werden kann, bevor die Restzeit T einen vorbestimmten Wert unterschreitet, ist es somit möglich, ein Insassenschutzgerät noch rechtzeitig vor dem Zusammenstoß der Fahrzeuge in Betrieb

so zu setzen. Das bedeutet, daß zu derjenigen Zeit, bei der das Produkt S einen bestimmten Wert in Gleichung (4) überschreitet, das spezifische Signal abgegeben werden sollte. Ist die relative Geschwindigkeit hoch, so überschreitet das Produkt S einen vorbestimmten Wert, wenn der Abstand entsprechend groß ist. Schließlich wird das Signal in einer vorbestimmten Restzeit abgegeben, unabhängig von der relativen Geschwindigkeit der Fahrzeuge.

Wie aus Gleichung (4) ersichtlich ist, überschreitet das Produkt 5 selbst bei sehr niedriger relativer Geschwindigkeit ν einen vorbestimmten Wert, vorausgesetzt, der Abstand D verringert sich entsprechend. Wenn in diesem Falle ein Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird, so entsteht an der Fahrzeugkarosserie nur geringfügiger Schaden, und die Insassen erleiden im wesentlichen keine Verletzungen. Unter diesen Umständen ist es nicht erforderlich, Signale abzugeben, und folglich braucht auch das Slcherheits-

gerät nicht betätigt zu werden. Aus diesem Grunde schritten hat. Diese Restzeit ist so gewählt, daß gcnüist es wünschenswert, für die erste elektrische Größe gend Zeit für das öffnen des Ventils 10 durch das Siproportional der relativen Geschwindigkeit der Fahr- gnal der Triggerschaltung 9 verbleibt, um das Luftzeuge Sperrzonen-Kennwerte vorzusehen, bei denen kissen 12 aufzublasen. Gewöhnlich beträgt diese Zeit keine Reaktion eintritt, oder für die zweite elektri- 5 100 oder 200 ms.

sehe Größe umgekehrt proportional dem Abstand Die mit unterbrochenen Linien gezeichneten Bauzwischen den Fahrzeugen eine obere Grenze festzule- elemente 6' und T im logischen Operationsgerät sind gen. Dadurch wird vermieden, daß Signale abgege- jeweils eine Sperrschaltung und eine Maximalwertben werden, wenn die relative Geschwindigkeit unter Begrenzerschaltung. Wenn die relative Geschwindigeinem vorbestimmten Wert liegt oder der Abstand io keit zwischen den Fahrzeugen sehr niedrig ist, sperrt zwischen den Fahrzeugen unter einem vorbestimm- die Schaltung 6' die Ausgangsspannung V₁ des Umten Wert liegt. wandlerso oder reduziert sie auf nahezu Null. Die

F i g. 1 zeigt bei A ein UKW Sende-, Empfangs- Schaltung T begrenzt den maximalen Ausgangswert

und Mischgerät, beiß ein logisches Doppler-Opera- des Detektors7, wenn der Abstand zwischen den

tionsgerät und bei C ein Luftkissen-Betätigungsgerät. 15 Fahrzeugen sehr klein ist, beispielsweise weniger als

Das Sende-, Empfangs- und Mischgerät A umfaßt 10 cm. So liefert die Triggerschallung9 kein Signal,

einen UKW-Sender 1, einen Richtungskoppler 2, eine wenn die relative Geschwindigkeit innerhalb eines

Sende- und Empfangsantenne3, eine Mischstufe4, Bereiches liegt, in dem bei einem Zusammenstoß

und einen Verstärker 5. Die vom Sender 1 emittierte keine körperlichen Verletzungen zu erwarten sind

UKW-Energie wird von Antenne 3 über den Kopp- 20 oder innerhalb eines Bereiches, in dem der Abstand

ler 2 ausgestrahlt, und Antenne 3 hat eine entspre- zwischen den Fahrzeugen so klein ist, daß er nicht

chende Richtcharakteristik und sendet elektrische gemessen werden kann.

Wellen über eine bestimmte Keulenbreite aus. Die In Fig. 2, die einen detaillierten schematischen

von einem sich nähernden Gegenstand reflektierte Schaltplan des in F i g. 1 gezeigten Schaltkreises dar-

Welle wird von Antenne3 empfangen und über 25 stellt, wurden die in Fig. 1 entsprechenden Teile mit

Koppler 2 an die Mischstufe 4 geleitet, wo ein Teil den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Der

des Ausgangssignals von Sender 1 mit der reflektier- UKW-Sender 1 umfaßt einen Schwingungserzeuger

ten Welle gemischt wird. Auf diese Weise wird das 21, eine Multipliziereinrichtung 22 und einen Koa-

Doppler-Signal abgeleitet, welches die Differenzfre- xialresonator 23. Der Schwingungserzeuger 21 ent-

quenz zwischen den gemischten Wellen besitzt, und 30 hält einen Schwingungstransistor 24, zwei Resonanz-

dieses Doppler-Signal wird von Verstärkers auf kondensatoren 25 und 26, eine Resonanzwicklung

einen Sollwert verstärkt. oder -spule 27 und zugeordnete Bauelemente. Das

Das logische Operationsgerät B umfaßt einen Fre- Signal mit der Anfangsfrequenz /, wird vom Schwin-

quenz-Spannung-Umwandler 6, einen Detektor 7, gungserzeuger 21 zum Blindkreis der mehrere Spulen

eine Multipliziereinrichtung 8 und eine Schmitt- 35 und Kondensatoren umfassenden Multipliziereinrich-

Triggerschaltung 9. Das verstärkte Doppler-Signal lung 22 geleitet, und hohe Oberschwingungen wer-

wird durch den Umwandler 6 in eine Gleichspannung den mit Hilfe einer Varactordiode 28 erzeugt, die

V₁ umgewandelt, die der Frequenz proportional ist. nichtlineare Kennlinien hat und an der Ausgangsseite

Gleichzeitig wird das Signal durch den Detektor 7 in des Blindkreises angeordnet ist. Hohe Oberschwin-

eine Gleichspannung V₂ umgewandelt, die dem Si- 4° gungen einer spezifischen Größenordnung werden

gnalpegel proportional ist. Die beiden Gleichspan- am Koaxialresonator 23 herausgenommen mit Hilfe

nungen V₁ und V₂ werden von der Multiplraerein- eines Resonanzkreises, der einen Drehkondensator

richtung 8 multipliziert, und wenn die Ausgangsspan- 29 und eine Wicklung 30 umfaßt. Die so herausge-

nung V₃ der Multipliziereinrichtung 8 einen vorbe- nommenen Oberschwingungen werden in den Rich-

stimmten Wert in der Schmitt-Triggerschaltung 9 45 tungskoppler 2 eingegeben.

überschreitet, werden entsprechende Auslösesignale Eine Mischdiode ist bei Position 40 angezeigt, und

erzeugt. durch Verwendung der nichtlinearen Kennlinie der

Das Luftkissen-Betätigungsgerät C umfaßt ein Diode 40 ergibt sich das Doppler-Signal mit der Dif-

Ventil 10, einen Behälter 11 für nicht entflammbares ferenzfrequenz /_rf zwischen dem Ausgangssignal des

Gas und ein Luftkissen 12. Ventil 10 wird durch das 50 Senders 1 und dem von einem sich nähernden Fahr-

Auslösesignal aus der Triggerschaltung 9 geöffnet, zeug reflektierten Signal. Verstärkt wird dieses

damit Gas vom Behälter 11 in das Luftkissen 12 Doppler-Signal durch einen Linearverstärker 5, der

strömt, das Laftkissen aufgeblasen und ein Aufpral- aus einem Verstärker 51, einem Eingangswiderstand

Ien des Insassen auf die Fahrzeugkarosserie verhin- 52, einem Gegenkopplungswiderstand 53 und einem

dertwird. 55 Verstärkungsregelwiderstand 54 besteht. Das ver-

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung klar stärkte Doppler-Signal wird den jeweiligen Eingänhervorgeht, entspricht die Spannung V₁ der elektri- gen des Detektors 7 und des Umwandlers 6 eingesehen Größe, die proportional der nach Gleichung speist.

[2) abgeleiteten Frequenz f_d des Doppler-Signals ist, Der Umwandler 6 umfaßt einen aus einem Ver- und die Spannung V₂ ist die elektrische Größe, die 60 stärker 60, einem Eingangswiderstand 62, einem Geproportional dem nach Gleichung (3) abgeleiteten genkopplungswiderstand 63 und einem Frequenz-Pegel G des Doppler-Signals ist. Folglich ist die Aus- Spannung-Umwandler 61 bestehenden Sättigungsvergangsspannung V_t der Multipliziereinrichtung 8 pro- stärker, mit dessen Hilfe eine der Frequenz des portional dem nach Gleichung (4) abgeleiteten Pro- Doppler-Signals proportionale Gleichstromspannung 3ukt5. Wenn diese Ausgangsspannung einen vorbe- 65 erhalten wird. Das Ausgangssignal des Umwandlers 6 stimmten Wert überschreitet, so zeigt dies an, daß wird in den Sperrzonenkreis 6' geleitet. Überschreitet iie Restzeit vor einem unmittelbar bevorstehenden das A"sp?nessipnal einen vorbestimmten Wert, so Zusammenstoß einen vorbestimmten Wert unter- wird die Spannung V₁, welche das vorgeschriebene

Merkmal und einen der Frequenz des Doppler-Signals entsprechenden Wert hat, erzeugt. Der Sperrzonenkreis 6' umfaßt einen aus einem Verstärker 64, den Widerständen 65, 68 und 69, sowie einem Vorspannungskreis mit den Widerständen 66 und 67 bestehenden Linearverstärker. Die Breite der Sperrzone 6' wird dadurch bestimmt, daß der Widerstand 67 in Übereinstimmung mit der an den Vorspannungskreis anzulegenden Spannung eingestellt wird.

Das an den Detektor 7 abgegebene Doppler-Signa! wird von einer die Kondensatoren 71 und 74 sowie die Dioden 72 und 73 umfassenden Spannungsverdopplungsschaltung in eine dem Pegel des Doppler-Signals proportionale Gleichstromspannung gleichgerichtet. Bauelement T ist ein Sättigungsverstärker, der als Höchstwertbegrenzer wirkt und einen Verstärker 75 und die widerstände 76, 77 und 78 umfaßt. Wenn seine Eingangsspannung den vorbestimmten Wert überschreitet, so wird das Ausgangssignal auf einen konstanten Wert begrenzt.

Die Gleichstromspannungen V_x und V₂ sind an die Multipliziereinrichtung 8 gelegt, die eine dem Produkt der Spannungen V₁ und V₁ proportionale Spannung K., erzeugt. Beispielsweise kann die Multipliziereinrichtung 8 einen Hall-Generator umfassen. Die Spannung F₃ wird an die aus einem Verstärker 91 und den Rückkopplungswiderständen 92, 93 und 94 bestehende Schmitt-Triggerschaltung 9 gelegt. Wenn die Spannung V₃ einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird ein Ausgangssteuersignal erzeugt und an einen Steuerkreis 15 gegeben, welcher einen Thyristor 95 und eine Batterie 97 umfaßt, die gemeinsam einen Stromfluß durch einen Schmelzleiter 96 erzeugen, um diesen Leiter zu schmelzen. Der Thyristor 95 wird durch das an das Tor der Schmitt-Triggerschaltung 9 gegebene Signal leitend gemacht. Wenn der Schmelzleiter 96 geschmolzen ist, wird beispielsweise das Ventil 10 in Fig. 1 geöffnet, und das nicht entflammbare Gas strömt in das Luftkissen 12, um dieses aufzublasen.

Fig.3 zeigt ein fahrendes Fahrzeug 100, das mit der Sende- und Empfangsantenne 3 ausgerüstet ist, und es zeigt weiterhin ein zweites Fahrzeug 200, das sich entweder vor Fahrzeug 100 in der gleichen Richtung oder auf das Fahrzeug 100 zu bewegt. Die relative Geschwindigkeit der beiden Fahrzeuge wird mit ν angegeben und der Abstand zwischen ihnen mit D. Der Strahlwinkel der von Antenne 3 ausgestrahlten Welle ist mit α angegeben.

Die Fig 4a und 4b zeigen die Kennlinien der Spannungen V_x und V_n, die sich im Verhältnis zu den erwähnten Veränderlichen ändern. F ι g. 4 a zeigt die Spannung V₁, die proportional der relativen Geschwindigkeit ν ist, und Fig. 4b zeigt die Spannung V₂, die umgekehrt proportional dem Abstand D zwischen den Fahrzeugen ist. Wie aus den Gleichungen (2) und (3) hervorging, sind die Spannungen V_x und V_a jeweils der Frequenz und dem Pegel des Dopplef-Signals proportional und werden mit dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Gerät erzeugt.

In Fig.5a, einer graphischen Darstellung von Meßwerten der Spannung V_x, zeigen die Kurven α undfe den Spannungspegel des Doppler-Signals, das die von einem Lastwagen reflektierten Sendewe.len erzeugt haben. Die Kurven c und d zeigen den Spannungspegel des Doppler-Signals bei einem kleinen Personenwagen, und Kurve e zeigt den Mittelwert dieser vier Meßwerte. Die Kurve e stimmt nahezu mit der umgekehrt proportionalen Kurve/ überein, die sich ergibt, wenn die Proportionalitätskonstante entsprechend im praktischen Bereich von 1 bis; 5 m der Fahrzeugabstände gewählt wird. F i g. 5 b veranschaulicht die tatsächliche Wellenform des gemessenen Doppler-Signals.

Aus den F i g. 5 a und 5 b ist klar ersichtlich, daß der Pegel G fast in umgekehrtem Verhältnis zu der Vergrößerung des Abstandes D abnimmt. Der Bereich, in dem sich der Pegel G mit der Änderung des Abstandes D wesentlich geändert hat, entspricht dem Abstandsbereich, in dem der Strahlwinkel -v kleiner wird als die Breite eines entgegenkommenden oder sich nähernden Fahrzeugs, wie Fig. 3 zeigt.

F i g. 6 veranschaulicht die Art und Weise, in der Luftkissen in einem Fahrzeug eingebaut sind. Wie diese Abbildung zeigt, sind die Luftkissen 121 und 123 im oberen und unteren Teil des Instrumentenbrettes angeordnet, und ein drittes Luftkissen 122

ao befindet sich auf der Armlehne der Tür. Position 120 zeigt einen Insassen. Die Luftkissen werden aufgeblasen, wie die gestrichelten Linien andeuten, um zu verhindern, daß der Insasse gegen die Fahrzeugkarosserie prallt, wenn er nach vorn geworfen wird.

as Die F i g. 7 a und 7 b zeigen eine Ausführungsform des Gasventils 130, die dem Ventil 10 in F i g. 1 entspricht.

Diese Figuren zeigen in Position 131 ein Rohr und in Position 132 einen Ring aus Schmelzmetall, wie z.B. Blei-Zinnlegierung. Eine Isolier-Trennwand 133 ist innerhalb des Ringes 132 eingebaut, und die Elektroden 134 mit einem in Rohr 131 befindlichen Haltering 132 für einen Isolator 135 sind oben und unten am Ring 132 angeordnet. Auf ein Auslösesignal von der Schmitt-Triggerschaltung 9 aus F i g. 1 fließl zwischen den Elektroden 134 ein elektrischer Strom, der das Schmelzen des Ringes 132 bewirkt, was zui Folge hat, daß die Trennwand 133 durch den Gasdruck herausgedrückt und die Verbindung zwischen Raum/1 und RaumB hergestellt wird. Auf diese Weise strömt beim Öffnen von Gasventil 130 nichl entflammbares Gas in die Luftkissen und bläst diese Luftkissen innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauei auf, die wiederum von der Zeit bestimmt wird, in dei das Auslösesignal erzeugt wird.

F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform de« Gasventils, bei der das Gasventil 140 zwischen deir Gasbehälter A und dem zu den Luftkissen führender Rohrß angeordnet ist. Das Ventil 140 umfaßt etr Zwischenrohr 141, eine Trennwand 142, eine kegel stumpfförmige Lage Schwarzpulver 143, ein feuchtigkeitsbeständiges Beschichtungsmaterial 144 sowie du elektrische Zündkapsel 145, die Zuführungsleitunger 146, eine Isolierdichtung 147 und eine Muffe 148 Das Auslösesignal der Schmitt-Triggerschaltung be wirkt, daß ein elektrischer Strom durch die Zufüh rungsleitungen 146 fließt und die Zündkapsel 14i gezündet wird, wodurch die Schwarzpulverlage 14; explodiert. Die Explosion dieser Schwarzpulverlagi

zerreißt die Trennwand 142 völlig und spreng gleichzeitig das Beschichtungsmaterial 144 weg, s< daß Hochdruckgas von BehälterA in Rohrß strö men kann.

F i g. 9 zeigt eine typische Ausführungsform eine Gaserzeugers 150, der einen Behälter 151, gaserzeu gendes Schwarzpulver 152, eine elektrische Zünd kapsel 153 sowie die Elektrode 154, eine Zündkerzi 155, die Zuführungsleitungen 156, eine Abdichtunj

157, einen feuchtigkeitsbeständigen Film 158, ein Rohr 159 sowie andere zugeordnete Teile umfaßt. Diesem Gaserzeuger wird über die Zuführungsleitungen 156 auf das Auslösesignal der Schmitt-Trigger-Schaltung hin ein elektrischer Strom zugeführt, um die Zündkapsel 153 zu zünden. Dadurch brennt das Schwarzpulver 152 ab und entwickelt dabei ein Hochdruckgas. Der feuchtigkeitsbeständige Film 158 zerreißt infolge des Gasdruckes, so daß das Hochdruckgas durch das Rohr 159 in das Luftkissen (nicht abgebildet) strömt und dieses schnell aufbläst. Da das Aufblasen des Luftkissens unmittelbar vor Zusammenstoß des Fahrzeugs beendet ist, wird vermieden, daß die Insassen durch das plötzliche Aufblasen verletzt werden.

ίο

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß gemäß der Erfindung Auslösesignale innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer vor einem unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoß erzeugt werden, um Luftkissen blitzschnell aufzublasen. Die Zeitdauer für das Erzeugen des Auslösesignals ist so gewählt, daß unabhängig von der Aufprallgeschwindigkeit der Fahrzeuge genügend Zeit für das Aufblasen der Luftkissen zur Verfügung steht. Folglich kann das Aufblasen der Luftkissen beendet werden, bevor der Insasse auf Grund der von ihm ausgeübten Trägheitskraft nach vorn geworfen wird, so daß ein Aufprallen des Insassen auf die Fahrzeugkarosserie verhindert wird, und er keine vermeidbaren Verletzungen erleidet.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitsgerät zum Schutz von Fahrzeuginsassen durch Aufblasen von Luftkissen S od. dgl. durch eine Druckgasquelle, bei welchem zur Erfassung herannahender Hindernisse schon vor dem Anprall ein mittels der Dopplertechnik arbeitendes Radarsystem dient, mittels dessen die Differenzgeschwindigkeit und der Abstand zwisehen Fahrzeug und Hindernis geprüft weiden, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste elektrische Größe, die der Differenzgeschwindigkeit proportional ist und eine zweite elektrische Größe, die dem Pegel des reflektierten Signals proportional ist. erzeugt werden, daß die erste und die zweite Größe miteinander multipliziert werden und daß ein Ausiösesignal für die Schutzvorrichtung abgeleitet wird, wenn das Produkt beider Größen einen bestimmten Wert überschreitet.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Baugruppen:

eines Mischers, der an die Sende- und Empfangseinrichtung angeschlossen ist und die Differenzfrequenz zwischen dem ausgestrahlten und reflektierten Signal ableitet,
eines Wandlers, der an den Mischer angeschlossen ist, um eine der Differenzfrequenz proportionale elektrische Größe zu liefern. eines Detektors, der an den Mischer angeschlossen ist, um eine dem Pegel der Differenzfrequenz proportionale zweite elektrische Größe zu liefern,

eines Multiplizierers, der an den "Wandler und an den Detektor angeschlossen ist, um eine dem Produkt der ersten und tier zweiten elektrischen Größe proportionale dritte elektrische Größe zu liefern und
einer Auslösesignal-Schaltung, die an den Multipl'zierer angeschlossen ist und ein Auslösesignal abgibt, wenn die dritte elektrische Größe einen vorbestimmten Wert überschreitet.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung umfaßt, die zwischen dem Wandler und dem Multiplizierer angeschlossen ist und dazu dient, die Auslösesignal-Schaltung zu sperren, wenn die Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeuges oder der Abstand zwischen dem fahrenden Fahrzeug und einem in der Bahn befindlichen Gegenstand unter einem vorbestimmten Wert liegt.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrcnzereinrichtung zwischen dem Detektor und dem Multiplizierer angeschlossen ist und die zweite elektrische Größe auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzt.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösesignal-Schaltung ein Schmitt-Trigger ist.

6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkissen in an sich bekannter Weise über ein normalerweise geschlossenes Ventil an einen unter Druck stehenden Gasbehälter angeschlossen sind, wobei das Auslösesignal ein plötzliches Aufbrechen des Ventils bewirkt.

7. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein nor malerweise inaktiver Gaserzeuger an die Luftkis sen angeschlossen ist, wobei das Auslösesigna bewirkt, daß der Gaserzeuger aktiviert wird.

8. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Funksignale in einem schmaler Strahl von dem fahrenden Fahrzeug aus nacl vorn ausgestrahlt werden.