DE2134294B2

DE2134294B2 - Aufprallschutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE2134294B2
Application number: DE2134294A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyota Aichi Arai (Japan)
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1970-12-01
Filing date: 1971-07-09
Publication date: 1974-11-28
Also published as: FR2094975A5; JPS4821456B1; DE2134294A1; GB1348816A; CA926439A; US3741584A; DE2134294C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprallschutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen, welche eine Druckluftquelle und ein von dieser bei einer Kolli- 5c sion des Fahrzeuges aufblasbares Luftkissen umfaßt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist an sich bekannt (DT-PS 896 312).

Es ist auch bereits ein entsprechendes Verfahren zum Schütze von Fahrzeuginsassen durch Aufblasen von Luftkissen od. dgl. durch eine Druckgasquelle vorgeschlagen worden, bei welchem zur Erfassung herannahender Hindernisse schon vor dem Anprall ein mittels der Dopplertechnik arbeitendes Radarsystem dient, mit dessen Hilfe die Differenzgeschwindigkeit und der Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis geprüft werden. Bei diesem Verfahren werden eine erste elektrische Größe, die der Differenzgeschwindigkeit proportional ist, und eine zweite elektrische Größe, die dem Pegel des reflektierten Signals proportional ist, erzeugt. Die erste und die zweite Größe Werden miteinander multipliziert. Ein Auslösesignal für die Schutzvorrichtung wird abgeleitet, wenn da» Produkt beider Größen einen be-IÄte7wertüberschreitet (DT-OS 2 049183).

Wenn kein schwerer Aufprall zu erwarten ist, ist das Aufblasen der Luftkissen jedoch unerwünscht, da es die Insassen des Fahrzeuges unnötigerweise erschrecken und bis m einem gewissen Grade die Fähigkeit des Fahrers zur Beherrschung des Fahrzeuges beeinträchtigen kann. Bei einem weiteren an sich bekannten Aufpralldetektor, der bei gefährlichen Kollisionen ein Steuersignal zum Auslöser des Aufblasvorganges liefert, werden diese Erfordernisse berücksichtigt (DT-OS 1942 211). Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, <ane Vorrichtung der in Frage stehenden Gattung baulich einfacher, robuster und damit wirtschaftlicher auszubilden, die zuverlässig und zweckentsprechend arbeitet, so daß ein Versagen praktisch ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgeoM?, dadurch gelöst daß zwischen der Druckluftquelle und dem aufblasbaren Luftkissen zwei, jeweils mit einem Magnetventil versehene, Verbindungsleitungen angeordnet sind wobei das Magnetventil der ersten Verbindungsleitung ein Steuersignal zur Betätigung von einem ersten Detektor erhält, der bei einer bevorstehenden Kollision anspricht, und das Magnetventil der zweiten Verbindungsldtung ein Steuersignal zur Betätigung von einem zweiten Detektor erhält, der bei der Kollision des Fahrzeuges anspricht.

Zweckmäßigerweise enthält der erste Detektor ein Funkgerät, das die Annäherungsgeschwindigkeit zwischen einem Gegenstand und dem Fahrzeug bestimmt und ein Steuersignal erzeugt, wenn diese einen vorher bestimmten Wert überschreitet.

Der zweite Detektor ist ein bei der Kollision des Fahrzeuges wirksam werdender Aufpralldetektor.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Aufpralldetektor au? einem Beschleunigungsmesser und einem an oen Beschleunigungsmesser angeschlossenen und von diesem betätigbaren Relais, welches das durch einen elektrischen Impuls gebildete Steuersignal für das Magnetventil der zweiten Verbindungsleitung liefert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die zweite Verbindungsldtung einen größeren Querschnitt auf als die erste Verbindungsleitung.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigt .

Fig. 1 die Vorrichtung in schematischer Darstellung, . . ,

Fig. 2 das Schaltbild eines Teiles der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in vergrößerter Darstellung und

F i g. 3 ein Diagramm der Aufblasgeschwindigkeit bei verschiedenen Kollisions-Zuständen.

Die Vorrichtung umfaßt eine Aufblaseinrichtung für Luftkissen, bestehend aus einem ersten Detektor 20 zum Anzeigen eines ersten KollisionsZustandes oder eines Vor-Kollisions-Zustandes eines Fahrzeuges und aus einem zweiten Detektor 10 zum An^ zeigen eines zweiten Kollisions- oder Aufprallzustandes. Der erste Detektor 20 und der zweite Detektor 10 stehen mit den in entsprechenden ersten und zweiten Luftzuleitungen befindlichen Magnetventilen 7 bzw. 8 in elektrischer Verbindung. Die Luftzuleitungen 11 und 12 verbinden eine Druckluftquelle 6 mit einem Luftkissen 9. Im offenen Zustand der Magnetventile 7 und 8 strömt die Druck-

»us der Druckluftquelle 6 in das Luftkissen 9 hmst es als Aufprallsehute für den Insassen Fahrzeuges auf.
"Seiaus Flg. I hervorgeht, enthalt der erste vtnr 20 einen Funksignal-Generator 1, der über Richtungskoppler 2 an ein Funkgerät 3 angeist Das Funkgerät 3 bat die Aufgabe, Gedie sich vor dem Fahrzeug in dessen StUnE befinden oder auf dieses zukommen, -Aennen und die schnelle Abstandsverringerung Fahrzeug und Gegenstand, wie diese sich Zestoßes ergibt anzuzeigen

Wm Falle ernes Zusammenstoßes ergibt, anzuzeigen. ■ Richtungskoppler 2 ist an einen Detektor 4 an-•hjossen. rjfe Funksignale des Generators 1 wer-Ülenniit geeigneter Richtwirkung und Strahlenenergie pSnreh das Funkgerät 3 abgestrahlt Wenn sich inner-' vorher bestimmten Bereiches irgendein werden die von diesem Gegen-

des
5

^vom hängig von dem anderen Detektor 20 und tritt immer im Falle einer tatsächlichen Kollision in Tätigkeit. Die Arbeitsweise des Gerätes ist wie folgt: Wenn der Detektor 20 eine Kollision anzeigt und.

E wie in der grafischen Darstellung der Fig. 3 dargestellt zu einem Zeitpunkt U ein Signal abgibt, wird das Ventilelement 7 β des Magnetventils 7 durch die Magnetspule Ib geöffnet und gibt damit die Leitung 11 frei. Die Druckluft strömt von dem Drucklutt-

behälter in das Luftkissen 9, so daß sich dies mit Luft zu füllen beginnt Von der Signalgabe zum Zeitpunkt t. bis zum Beginn des Aufblasens des Luftkissens 9 vergeht allerdingt eine kurze Zeitspanne. Zum Zeitpunkt t_t beginnt sich das Luftkissen nut

einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit mit Luft zu füllen, wie durch die gerade, mit A bezeichnete linie dargestellt ist Wenn dann das Fahrzeug zum Zeitpunkt i. mit einem in seiner Fahrtnch-

tÜTen WeUe enthaltenen abgestrahlten Welle 5_es Änerators 1 entspricht. Der Detekto, 4 ist an fine SteuSchaltung 5 angeschlossen, die eia Steuerdmal zur Sgung des Magnetvenüls 7 aussendet, wenn der von de! DoppIeVSignalen ausgehende Sih impuls einen vorher bestimmten Wert . In der Steuerung 5 wird das Produkt für die verbleiende Zeit denf Gerät eingestellten Wert überschreitet, wird der Relaiskontakt 10c zum Zeupunkc t **J*^

.5 worauf das Venfilelement 9a des Magnetventils 8 mit einer gewissen Verzögerung zum Z« öffnet. Dadurch wird die einen ^^oßere messer als die Leitung 11 »jf«"^ geöffnet, so daß sich eine größere AuMasg

3» digkeit ergibt. Die Aufblaskurve verlauft jetet ent

e aus F fg. 2 ersichtlich, ist das Magnetventil 7 35 Detektoren 20 und der ersten Verbindungsleitung 11 vorgesehen und Magnetventile 8 und 7 ö

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das Luftkissen 9 einströmen.

Der Detektor 10, der die aus emem Fahrzeugzusammenstoß resultierende Beschleunigung; an«^ des Fahrzeuges geworfen werden. £ DeSof Weicht ordnungswürde das Luftkissen 9 allein

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und schalet damit den Relaiskontakt 10c ein. folgenden

befindlichen Gegenstand zurückgestrahlt. Das Verhältnis zwischen diesen Frequenzen kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden, in der ν die relative Geschwindigkeit und c die Signalfortpflanzungsgeschwindigkeit ist:

= ^{c +v} /
* c — ν

Aus dieser Gleichung kann die Differenzf requenz f_d zwischen den Frequenzen /„ und /„ die im nachfolgenden als Doppler-Signalfrequenz bezeichnet wird, wie folgt bestimmt werden:

i — f — i ^*¹ ν = *· ν
Jd- h h —£- ν — K₁ ν.

In dieser Gleichung ist Jk₁ ein Proportionalitäts-Faktor.

Da die Frequenz Z₁ des gesendeten Signals und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit c bekannt sind, kann die Frequenz /,, des Doppler-Signals als ein Wert bestimmt werden, der zu der relativen Geschwindigkeit ν zwischen dem Fahrzeug und einem in seiner Fahrtrichtung befindlichen Gegenstand proportional ist

Der Doppler-Signalpegel ist umgekehrt proportional zu dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem in seiner Fahrtrichtung befindlichen Gegenstand, wobei bei dem kleinsten Abstand die Sicherheitsvorrichtung der Erfindung betätigt werden soll, so daß das Verhältnis zwischen dem Pegel G des Doppler-Signals und dem relativen Abstand D wie folgt ausgedrückt werden kann:

In dieser Gleichung ist A^ ein Proportionalitäts-Faktor.

Jetzt ergibt sich das Produkt S aus der Frequenz f_d des Doppler-Signals und dem Pegel G desselben wie folgt:

ν . 1
D T

In dieser Gleichung ist T gleich d/v und gibt die Zeitspanne an, die zwischen dem tatsächlichen Zusammenstoß und dem Augenblick der Anzeige eines bevorstehenden Zusammenstoßes liegt, vorausgesetzt,

is daß das Fahrzeug mit dem Gegenstand mit der relativen Geschwindigkeit ν zusammenstößt, die zu dem Zeitpunkt errechnet wurde, als das Hindernis in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges entdeckt wurde. Wenn also die verbleibende Zeitspanne T unter einen be-

«o stimmten Wert absinkt und das Produkt S einen bestimmten Wert überschreitet, wird eine Kollision angezeigt und ein vorherbestimmtes Signal abgegeben und damit die Aufprallschutzvorrichtung für die Fahrzeuginsassen betätigt.

as Die erfindungsgemäße Aufprallschutzvorrichtung benutzt sowohl einen Detektor für bevorstehende Kollisionen als auch einen beschleunigungsempfindlichen Detektor. Beide Detektoren arbeiten unabhängig voneinander und bewirken das Aufblasen des Luftkissens durch das Offnen getrennter Verbindungsleitungen mittels von diesen Detektoren gesteuerter Magnetventile. Die beiden Detektoren ergänzen einander, so daß, falls einer von ihnen ausfällt, das Aufblasen des Luftkissens trotzdem durch den anderen bewirkt wird, wobei sich der Aufblasvorgang über eine Zeitspanne erstreckt, die in jedem Fall ausreicht, um den Fahrzeuginsassen einen ausreichenden Schutz zu geben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Aurprallscbutzvorrichtung für Fabrzeuginsassen, welche eine Druckluftquelle und ein von dieser bei einer Kollision des Fahrzeuges aufblasbares Luftkissen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckluftquelle (6) und dem aufblasbaren Luftkissen (9) zwei, jeweils mit einem Magnetventil (7 bzw. 8) versehene Verbindungsleitungen (Il und 12) angeordnet sind, wobei das Magnetventil (7) der ersten Verbindungsleitung (11) ein Steuersignal zur Betätigung von einem ersten Detektor (20) erhält, der bei einer bevorstehenden Kollision »5 anspricht, und das Magnetventil (8) der zweiten Verbindungsleitung (12) ein Steuersignal zur Betätigung von einem zweiten Detektor (10) erhält, der bei der Kollision des Fahrzeuges anspricht.

2. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1, ao dadurch gekennzeichnet, daß der erste Detektor (20) ein Funkgerät (3) enthält, das die Annäherungsgeschwindigkeit zwischen einem Gegenstand und dem Fahrzeug bestimmt, und ein Steuersignal erzeugt, wenn diese einen vorherbestimm- *5 ten Wert überschreitet.

3. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Detektor (10) ein bei der Kollision des Fahrzeuges wirksam werdender Aufpralldetektor ist.

4. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jer Aufpralldetektor (10) aus einem Beschleunigungsmesser (10 a) und einem an den Beschleunigungsiiiesser angeschlossenen und von diesem betätigbaren Relais (10 b) besteht, welches das durch einen elektrischen Impuls gebildete Steuersignal für das Magnetventil (8) der zweiten Verbindungsleitung (12) liefert.

5. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindungsleitung (12) einen größeren Querschnitt aufweist als die erste Verbindungsleitung (11).

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