DE2149158A1

DE2149158A1 - Kraftfahrzeug-Sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE2149158A1
Application number: DE19712149158
Authority: DE
Inventors: Takashi Haruna; Keizaburo Usui
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-10-01
Publication date: 1972-04-06
Also published as: SE362835B; DE2149158B2; JPS5029225Y1; DE2149158C3; CA941931A; GB1356178A

Description

PATENTANWÄLTE	2U9158
oipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipi.-ing. H.Tiedtke Dipi.-chem. G. Bühling Dipi.-ing. R. Kinne	MÜNCHEN 15 KAISER-LUDWIG-PLATZ β TEL. 0811/530211 530212 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT
Dipi.-ing. W.Weinkauff	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0811/514888

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8000 München 15 1. Oktober 1971

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Kraftfahrzeug-Sicherheitsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtungen und insbesondere auf einen verbesserten Stoßfühler, der zur Betätigung (Aktivierung) einer solchen Sicherheitsvorrichtung einen von einer Kollision bewirkten plötzlichen Stoß ermitteln kann.

Es wurden bisher zahlreiche Sicherheitsvorrichtungen zur Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Bei einigen dieser Sicherheitsvorrichtungen wird ein Netz oder ein Luft-•sack verwendet, der normalerweise in einem gefalteten Zustand gespeichert ist und zum Zeitpunkt einer Kollision in eine Schutzstellung getriggert (vorgeschoben) wird und damit Verletzungen, einschließlich Schleuderverletzungen, der Pahrzeug- ineaesen verhindert. Die Triggerung der Sicherheitsvorrichtung

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wird gewöhnlich von einem mechanischen Stoßfühler durchgeführt, der derart gestaltet ist, daß er nur auf eine von einer Kollision herrührende Verzögerungs- oder Beschleunigungsrate anspricht, die größer als ein gegebener Wert ist. Der Stoßfühler dieser Art ist jedoch darin nachteilig, daß er bei einer Verzögerungsrate unterhalb des gegebenen Wertes die Sicherheitsvorrichtung nicht zur Wirkung bringt, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt einer Kollision so hoch ist, daß sie möglicherweise kritische physische Verletzungen der Insassen hervorruft. Solche Fälle treten beispielsweise ein, wenn eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und einem weichen und stoßabsorbierenden Aufbau stattfindet oder wenn ein großes Kraftfahrzeug, das die Sicherheitsvorrichtung aufweist, mit einem kleinen Kraftfahrzeug kollidiert.

Durch die Erfindung wird eine Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuge geschaffen, die einen auf Stoß ansprechenden ersten oder vorderen Schalter aufweist, der auf einem zusammendrückbaren herausragenden Organ der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, einen auf Stoß ansprechenden zweiten oder hinteren Schalter, der hinter dem ersten Schalter auf der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, ein Verzögerungselement mit vorgewählter Zeitver- ·"zögerung, eine Gleichspannungsquelle und eine elektronische Schaltungsanordnung, mit der die Schalter und das Verzögerungselement verbunden sind; die Anordnung ist derart getroffen, daß der erste Schalter bei einer Kollision mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit geschlossen wird und in das Verzögerungselement

Strom einspeist, d*· den »weiten Schalter am Auslösen einer

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Betätigung der Sicherheitsvorrichtung hindert, selbst wenn dieser durch Verformung des vorragenden Organs nach der vorbestimmten Zeitverzögerung geschlossen wird, und daß der erste Schalter und der zweite Schalter bei einer Kollision mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines Zeitintervalls geschlossen werden, das kürzer als die vorgewählte Zeitverzögerung ist, wodurch der zweite Schalter die Betätigung der Sicherheitsvorrichtung auslöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Stoßfühlers für

eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtung;

Fig. 2 zeigt die Art, in der zwei auf Stoß ansprechende Schalter auf dem Kraftfahrzeug angeordnet sind; und

Fig. 3 und 4 zeigen Schaltbilder von zwei Beispielen des Stoßfühlers nach Fig. 1.

Der Stoßfühler nach Fig. 1 besitzt erfindungsgemäß zwei auf Stoß ansprechende Schalter 10 und 11, die in von der Fahrzeuggeschwindigkeit im Augenblick der Kollision abhängigen Intervallen geschlossen werden können. Diese auf Stoß ansprechenden Schalter 10 und 11 besitzen zwei bandähnliche Kontakte, die

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einander gegenüberliegen und nach Wunsch auf dem vorderen Abschnitt, dem hinteren Abschnitt und/oder Seitenabschnitten des Kraftfahrzeuges angeordnet sind, wobei der erste auf Stoß ansprechende Schalter 10 vor dem zweiten oder hinteren auf Stoß ansprechenden Schalter 11 liegt. Wie in dem Beispiel nach Fig. gezeigt ist, ist der auf Stoß ansprechende Schalter 10 auf der Außenfläche einer Stoßstange 12 befestigt, so daß er sich längs dieser erstreckt, während der andere auf Stoß ansprechende Schalter 11 auf der Oberfläche der Fahrzeugkarosserie 13 befestigt ist, die der Innenfläche der Stoßstange 12 gegenüberliegt, so daß eine durch eine Kollision des Kraftfahrzeuges herbeigeführte Verformung der Stoßstange 12 den Schalter 11 automatisch schließt.

Der Stoßfühler besitzt ebenfalls eine Verzögerungsschaltung 14, die mit einem Kontakt des auf Stoß ansprechenden Schalters 10 verbunden ist, dessen anderer Kontakt mit einer Batterie 15 oder einer anderen Gleichspannungsquelle verbunden ist. Die Verzögerungsschaltung 14 verzögert ein von dem auf Stoß ansprechenden Schalter 10 abgegebenes "Ein"-Signal für eine feste Zeitspanne und ist mit ihrem Ausgang mit einem Eingang eines Betätigungsorgans 16 verbunden. Dabei ist zu bemerken, daß das derart verzögerte "Ein"-Signal an dem Betätigungsorgan 16 ..anliegt, um dieses außer Betrieb zu halten.

Das eine Ende des anderen auf Stoß ansprechenden Schalters 11 ist mit der Verzögerungsschaltung Ik verbunden und das andere Ende mit dem anderen Eingang des Betätigungsorgans 16, so daß dem Betätigungsorgan 16 ^ei-ⁿ "Ein"-Signal nur zugeführt

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wird, wenn der Schalter 11 nach Schließen des auf Stoß ansprechenden Schalters 10 geschlossen wird. Der Ausgang des Betätigungsorgans 16 ist mit einer Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtung 17 üblicher Art verbunden, beispielsweise einem Netz oder einem Luftsack (nicht gezeigt), der im Fall einer Kollision automatisch in eine Schutzstellung gesetzt wird, damit er Verletzungen der Fahrzeuginsassen, einschließlich Schleuderverletzungen verhindert. Beim Empfangen des "Ein"-Signals von dem anderen auf Stoß ansprechenden Schalter 11 betätigt (aktiviert) das Betätigungsorgan 16 die Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtung 17.

Bei einer Kollision wird der Stoßschalter 10 von einem anderen Fahrzeug oder einem Gebilde zuerst geschlossen und liefert der Verzögerungsschaltung 14 ein "Ein"-Signal. Ist das "Ein"-Signal von der Verzögerungsschaltung I¹I empfangen worden, wird das Betätigungsorgan 16 in einen Zustand versetzt, in dem es auf das Schließen des anderen Stoßschalters 11 wartet, um die Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtung 17 zu betätigen. Wie im vorhergehenden beschrieben wurde, wird das "Ein"-Signal von dem Stoßschalter 10 durch die Verzögerungsschaltung lh um eine bestimmte Zeitspanne verzögert und dem Betätigungsorgan 16 zugeführt, um dieses außer Betrieb zu halten. Somit wird die Kraftfahrzeugsicherheitßvorrichtung 17 dann betätigt, wenn der andere Stoßschalter 11 geschlossen wird, bevor das Betätigungsorgan 16 außer Betrieb gesetzt wurde, d.h. zu einem früheren Zeitpunkt als nach Ablauf der festen Zeitspanne nach Schließen des Stoßschalters 10. Wird der andere Stoßschalter 11 zu einem späteren Zeitpunkt als nach Ablauf der festen Zeitspanne nach Schließen

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des Stoßschalters 10 geschlossen, wird die Sicherheitsvorrichtung 17 nicht getriggert. Nimmt man an, daß die mechanische Festigkeit der Stoßstangenträger oder anderer zusammendrückbarer Trägerorgane (nicht gezeigt) im Vergleich zu der durch die Fahrzeugmasse getragenen Trägheitsenergie vernachlässigbar klein ist, wird die der Verzögerungsschaltung 14 zugeordnete feste Zeitspanne t aus der folgenden Gleichung bestimmt:

t =

wobei 1 den Abstand zwischen zwei Stoßschaltern 10 und 11 repräsentiert und V die Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeugs im Augenblick der Kollision angibt, unterhalb der die Sicherheitsvorrichtung 17 nicht betätigt werden soll. Ist beispielsweise 1 = 50 mm und V = 10 kmh, dann ist t = 18 ms.

In Fig. 3 ist eine vorzugsweise gewählte Ausführungsform des Stoßfühlers nach der Erfindung gezeigt. Der Stoßschalter 10 ist mit einem Anschluß über einen Widerstand 21 mit einer Sammelleitung 20 mit positiver Spannung verbunden, die zu der Batterie 15 führt. Der andere Anschluß des Stoßschalters 10 ist mit dem Toranschluß eines Thyristors 22 verbunden. Die Anode des Thyristors 22 ist mit der Sammelleitung 20 verbunden, während seine Kathode mit einem Widerstand 23 verbunden ist, der seinerseits über einen Druckknopfschalter 25 mit einer Masseleitung 2*1 verbunden ist. Die Kathode ist ebenfalls mit der Verzögerungsschaltung 14 verbunden, die einen Widerstand 26 und einen an Masee liegenden Kondensator2£ aufweist; ein Schaltungspunkt

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zwischen diesen Elementen ist mit dem Emitter eines Unijunktionstransistors 28 verbunden, der als Triggergenerator für einen anderen Thyristor 29 dient. Eine Basis des Unijunktionstransistors 28 ist über einen Widerstand 30 mit der Sammelleitung 20 verbunden, und die andere basis ist über einen Widerstand 31 mit der Masseleitung 24 verbunden. Die andere Basis des Unijunktionstransistors 28 ist ebenfalls mit dem Toranschluß des Thyristors 29 verbunden, dessen Anode über einen Widerstand 32 mit der Sammelleitung 20 verbunden ist. Die Kathode des Thyristors 29 ist mit einem Druckknopfschalter 33 verbunden, der mit dem Druckknopfschalter 25 gekoppelt ist. Diese Druckknopfschalter 25 und 33 dienen zum Rücksetzen des Stoßfühlers.

Ein Anschluß des anderen Stoßschalters 11 ist mit .der Anode des Thyristors 29 und außerdem mit einer Warnlampe J>H verbunden, die zur Sammelleitung 20 führt. Der andere Anschluß des Stoßschalters 11 ist über einen Widerstand 35 mit dem Toranschluß eines Thyristors 36 verbunden. Die Anode des Thyristors 36 ist über eine Leitung 37 mit der Kathode des Thyristors 22 verbunden. Die Kathode des Thyristors 36 ist mit der Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtung 17 verbunden.

Wird der Stoßschalter 10 beim Betrieb der Schaltung nach Fig. 3 durch ein anderes Fahrzeug oder ein Hindernis im Weg des Fahrzeuges geschlossen, wird der Thyristor 22 leitend gemacht und führt dem Thyristor 36 eine positive Spannung zu. Wird unter dieser Bedingung der andere Stoßschalter 11 aufgrund der Verformung der Stoßstange 12 geschlossen, wird somit der

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Thyristor 36 leitend gemacht, so daß die Kraftfahrzeugsicherheitsvorrichtung 17 zur Wirkung gebracht wird.

Bei geschlossenem Stoßschalter 10 wird der Verzögerungsschaltung 1Ί ebenfalls positive Spannung zugeführt, und der Kondensator 27 beginnt seine Aufladung. Die Spannung an dem Kondensator 27 steigt nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach Schließen des Stoßschalters 10 auf einen derartigen Pegel, daß der Unijunktionstransistor 28 leitend gemacht wird. Die Zeit, die erforderlich ist, um den Kondensator 27 auf einen derartigen Pegel aufzuladen, kann durch Änderung des Widerstandswertes des Widerstandes 26 geändert werden. Der Leitzustand des Unijunktionstransistors 28 ruft den Leitzustand des Thyristors 29 hervor, so daß die Spannung an seiner Anode bis etwa Null abfällt und gleichzeitig die Warnlampe 3^ zum Leuchten gebracht wird. Tritt dieser Fall ein, führt das Schließen des anderen Stoßschalters 11 nicht den Leitzustand des Thyristors 36 herbei. Wird der andere Stoßschalter 11 zu einem späteren Zeitpunkt als nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nach Schließen des Stoßschalters 10 geschlossen, wird die Sicherheitsvorrichtung 17 nicht getriggert. In diesem Fall leuchtet jedoch die Warnlampe 3^ und zeigt an, daß das Kraftfahrzeug mit einem anderen Fahrzeug oder einem iri •seinem Weg befindlichen Gebilde mit einer derart niedrigen Geschwindigkeit kollidiert, daß keine Notwendigkeit besteht, die Sicherheitsvorrichtung zur Wirkung zu bringen. Die Warnlampe 3h geht aus, wenn der Stoßfühler durch Drücken der Druckknopfschalter 25 und 33 zurückgesetzt wird.

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In Pig. 4 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßfühlers gezeigt, der eine Konstantspannungsdiode 40 und ein Hochgeschwindigkeitsrelais 4l aufweist.

Wie dort dargestellt ist, ist die Kathode der Konstantspannungsdiode 40 mit einem Schaltungspunkt zwischen einem Widerstand 26' und einem an Masse liegenden Kondensator 27' verbunden, und ihre Anode über einen Widerstand 42 mit dem Toranschluß eines Thyristors 29'. Die Anode der Konstantspannungsdiode 40 liegt außerdem über einen Widerstand 43 an Masse. In dieser Ausführungsform ist eine Warnlampe 34' zwischen einen Druckknopfschalter 33' und eine Masseleitung 2¹P geschaltet, und eine Spule 44 des Hochgeschwindigkeitsrelais 41 liegt parallel zu der Warnlampe 34'. Ein Relaisschalter 45 ist in eine die Kathode eines Thyristors 36' mit einer Sicherheitsvorrichtung 17· verbindende Leitung 46 eingeschleift, damit er im Ansprechen auf die Energierung des Hochgeschwindigkeitsrelais 41 die Sicherheitsvorrichtung 17* von dem Stoßfühler trennt. Die Anode des Thyristors 36' ist mit einer Sammelleitung 20' verbunden, und sein Toranschluß ist über einen Widerstand 35* mit einem Stoßschalter 11' verbunden. Der Stoßschalter 11· ist über eine Leitung 37' mit der Kathode eines Thyristors 22' verbunden.

Beim Betrieb der in Fig. 4 gezeigten Schaltung macht das Schließen eines Stoßechalters 10* einen Thyristor 22' leitend. Wird der andere Stoßschalter 11' unter dieser Bedingung durch einen auf ihn mittels der Stoßstange 12 ausgeübten Druck geschlossen, wird der Thyristor 36* leitend gemacht, so daß die

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Sicherheitsvorrichtung 17' zur Wirkung gebracht wird.

Leitet der Thyristor 22', beginnt der Kondensator 27· seine Aufladung, und die Konstantspannungsdiode ¹JO wird leitend gemacht, wenn die an dem Kondensator 27' liegende Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt nach leitend werden des Thyristors 22' zu ihrem Durchbruchpegel ansteigt. Der Leitzustand der Konstantspannungsdiode 40 ruft den Leitzustand des Thyristors 29' hervor, so daß die Warnlampe 3^' zum Leuchten gebracht wird und gleichzeitig das Hochgeschwindigkeitsrelais kl energiert wird. Bei energiertem Hochgeschwindigkeitsrelais kl ist der Relaisschalter 45 geöffnet und trennt die Sicherheitsvorrichtung 17' von dem Thyristor 36'. Unter diesen Bedingungen wird der Thyristor 36' nicht leitend gemacht, selbst wenn der andere Stoßschalter 11' geschlossen wird, so daß die Sicherheitsvorrichtung 17' nicht getriggert wird.

Es ist zu bemerken, daß bei dieser Anordnung die Sicherheitsvorrichtung bei einer Kollision nicht getriggert wird, die bei einer derart niedrigen Geschwindigkeit stattfindet, daß nur eine geringe Verletzungsmöglichkeit der Pahrzeuginsassen vorliegt.

Wie im vorhergehenden beschrieben wurde, wird mit der Erfindung ein verbesserter Stoßfühler geschaffen, der die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ermitteln kann, bei der die Sicherheitsvorrichtung im Augenblick der Kollision zu triggern ist, wodurch eine vergrößerte Betriebszuverlässigkeit der Sicherheitsvorrichtung geschaffen wird.

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Claims

- 11 Patentansprüche

WJL. Kraftfahrzeug-Sicherheitsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen auf Stoß ansprechenden ersten oder vorderen Schalter (10), der auf einem zusammendrückbaren herausragenden Organ (12) der Fahrzeugkarosserie (13) angeordnet ist, einen auf Stoß ansprechenden zweiten hinteren Schalter (11), der hinter dem ersten Schalter (10) auf der Fahrzeugkarosserie (13) angeordnet ist, ein Zeitverzögerungselement (I¹O mit vorgewählter Zeitverzögerung, eine Gleichspannungsquelle (15) und eine elektronische Schaltungsanordnung, an die die Schalter (10, 11) und das Verzögerungselement (14) angeschlossen sind, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß bei einer Kollision mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit der erste Schalter (10) geschlossen wird und dem Verzögerungselement (14) Strom zuführt, das den zweiten Schalter (11) an der Auslösung einer Betätigung der Sicherheitsvorrichtung (17) hindert, selbst wenn er durch Verformung des vorragenden Organs (12) nach der vorgewählten Zeitverzögerung geschlossen wird, und daß der erste Schalter (10) und der zweite Schalter (11) bei einer Kollision mit einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines kürzeren Zeitintervalls als die vorgewählte Zeitverzögerung geschlossen

werden, wodurch der zweite Schalter (11) die Betätigung der Sicherheitsvorrichtung (17) auslöst.
2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (10) und der zweite Schalter (11) jeweils zwei bandförmige Kontakte besitzen.

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3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (10) auf der Außenfläche der Fahrzeugstoßstange (12) angeordnet ist und daß der zweite Schalter (11) auf der Fahrzeugkarosserie (13) hinter dem ersten Schalter (10) und der Stoßstange (12) angeordnet ist.
Ii. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (10) und der zweite Schalter (11) derart angeordnet sind, daß sie sich über die gesamte Breite des Fahrzeuges erstrecken.
5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewählte Zeitverzögerung aus folgender Gleichung abgeleitet wird:

t =

wobei t die Zeitverzögerung ist, 1 der Abstand zwischen dem ersten Schalter (10) und dem zweiten Schalter (11) und V die Fahrzeuggeschwindigkeit, oberhalb der eine große Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Fahrzeuginassen bei einer Kollision verletzt werden.

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