DE2149158B2

DE2149158B2 - Auslösevorrichtung für eine Aufprallschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE2149158B2
Application number: DE19712149158
Authority: DE
Inventors: Takashi Yokosuka Haruna; Keizaburo Yokohama 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: 1978-10-12
Also published as: SE362835B; JPS5029225Y1; DE2149158C3; CA941931A; GB1356178A; DE2149158A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für eine Aufprallschutzeinrichtung für Kraftfahrzeuginsassen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Auslösevorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 34 89 917 bekannt. Bei dieser bekannten Auslösevorrichtung schließt der erste Schalter bei einer Verformung bzw. Verlagerung eines Fahrzeugteils aufgrund einer Kollision, während der zweite Schalter bei einer vorbestimmten, durch die Kollision hervorgerufenen 4^r> Verzögerung schließt. Die Betätigungseinrichtung bringt die Aufprallschutzeinrichtung nur beim Schließen beider Schalter in die Schutzstellung. Dieser bekannte Aufbau der Auslösevorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Aufprallschutzeinrichtung unter Umständen w nicht ausgelöst wird, wenn die Kollision bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, jedoch mit geringer Verzögerung auftritt, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn ein großes, schweres Kraftfahrzeug auf einen relativ weichen oder leichten Gegenstand wie beispielsweise auf ein kleineres Kraftfahrzeug prallt. Wegen der relativ langen Dauer der Verzögerung entsteht aber auch dabei eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Insassen und dem Kraftfahrzeug, die schwere Verletzungen der Insassen hervorrufen kann. Andererseits wird bei der t>o bekannten Auslösevorrichtung die Aufprallschutzeinrichtung auch dann ausgelöst, wenn eine Kollision bei geringer Geschwindigkeit stattfindet, die Verzögerung dabei aber hoch ist. Da dabei die Dauer der Verzögerung gering ist, bewegen sich die Insassen unter Umständen nur mit einer geringen Relativgeschwindigkeit innerhalb des Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs, so daß die Betätigung der Aufprallschutzeinrichtung in diesem Fall nicht unbedingt erforderlich ist, andererseits aber einen unnötigen Schock hervorrufen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die die Aufprallschutzeinrichtung bei solchen Kollisionsbedingungen sicher auslöst, bei denen Verletzungsgefahr für die Kraftfahrzeuginsassen besteht, während das Auslösen dann vermieden wird, wenn Kollisionsbedingungen vorliegen, bei denen eine Verletzung der Kraftfahrzeuginsassen unwahrscheinlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Bei einem Aufprall des mit der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis wird demnach zuerst der erste Schalter geschlossen. Durch dieses Schließen des ersten Schalters wird das Verzögerungsglied mit der vorgewählten Zeitverzögerung in Betrieb gesetzt. Wenn der Aufprall mit einer sehr geringen Geschwindigkeit erfolgt ist, reicht die Verformung des den ersten Schalter tragenden herausragenden Teils des Fahrzeugs nicht aus, den zweiten Schalter zu schließen, so daß der Auslösekreis geöffnet bleibt und damit die Aufprallschutzeinrichtung nicht ausgelöst wird. Wenn die Aufprallgeschwindigkeit etwas höher ist, die Verformung des herausragenden Teils jedoch noch so langsam erfolgt, daß der zweite Schalter erst nach Ablauf der vorgewählten Zeitverzögerung geschlossen wird, so ist zu diesem Zeitpunkt die Betätigungseinrichtung durch das Verzögerungsglied bereits gesperrt und die Aufprallschutzeinrichtung wird auch in diesem Fall nicht ausgelöst. Da bei den vorstehend genannten Fällen die Geschwindigkeit zu gering ist, eine Verletzungsgefahr für die Kraftfahrzeuginsassen hervorzurufen, verhindert also die enindungsgemäße Auslösevorrichtung das unnötige Auslösen der Aufprallschutzeinrichtung. Die maximale Aufprallgeschwindigkeit ohne Auslösen der Aufprallschutzeinrichtung kann unter der Annahme, daß das Fahrzeug zunächst die Aufprallgeschwindigkeit beibehält, während der herausragende Teil des Fahrzeugs an dem Hindernis festgehalten ist, aus dem Verformungsweg für das Schließen des zweiten Schalters und der für die Verformung erforderlichen minimalen Zeit, nämlich der vorgewählten Zeitverzögerung errechnet werden. Wenn dagegen das Fahrzeug mit einer höheren Geschwindigkeit gegen ein Hindernis stößt, so daß durch die Verformung des herausragenden Teils des Fahrzeugs der zweite Schalter während des Abiaufs der vorgewählten Zeitverzögerung geschlossen wird, spricht die Betätigungseinrichtung auf das Schließen des zweiten Schalters an und löst die Aufprallschutzeinrichtung aus. Damit werden die sonst in einem solchen Fall zu erwartenden Verletzungen der Kraftfahrzeuginsassen vermieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß der erste Schalter auf der Außenfläche des Fahrzeugstoßfängers und der zweite Schalter auf der Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Vorzugsweise werden die beiden Schalter so angebracht, daß sie auf einer möglichst großen Breite des Fahrzeugstoßfängers bzw. der Fahrzeugkarosserie wirksam sind, so daß die Auslösevorrichtung auf möglichst viele Kollisionsarten anspricht. Die beiden Schalter können auch an seitlichen Teilen des Fahrzeugs hintereinander angebracht sein, um so mittels entsprechender, von der Auslösevorrichtung ausgelöster Aufprallschutzeinrichtungen ein Auf-

prallen der Kraftfahrzeuginsassen auf seitliche Säulen oder Fenster zu verhindern oder zu dämpfen. Dabei können die für die unterschiedlichen Kollisionsfälle als maximal zulässig angesehenen Geschwindigkeiten durch geeignete Wahl des Abstands der an den entsprechenden Fahrzeugteilen angebrachten Schalter festgelegt werden.

Die erfindungsgemäße Aufprallschutzvorrichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm der Auslösevorrichtung,

F i g. 2 die Art, in der zwei auf Berührung bzw. Stoß ansprechende Schalter an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind, und

Fig.3 und 4 Schaltbilder von zwei Beispielen der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Auslösevorrichtung nach F i g. 1 weist zwei auf Berührung bzw. Stoß ansprechende Schalter 10 und 11 auf, die in von der Fahrzeuggeschwindigkeit im Augenblick der Kollision abhängigen Intervallen geschlossen werden können. Diese Schalter 10 und 11 besitzen zwei bandähnliche Kontakte, die einander gegenüberliegenden und nach Wunsch an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil und/oder Seitenteilen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, wobei der erste Schalter 10 vor dem zweiten oder hinteren Schalter 11 liegt. Wie in dem Beispiel nach F i g. 2 gezeigt ist, ist der Schalter 10 auf der Außenfläche eines Stoßfängers 12 befestigt, so daß er sich längs dieses erstreckt, während der zweite Schalter 11 auf der Oberfläche der Fahrzeugkarosserie 13 befestigt ist, die der Innenfläche des Stoßfängers 12 gegenüberliegt, so daß eine durch eine Kollision des Kraftfahrzeugs herbeigefühlte Verformung des Stoßfängers 12 den Schalter 11 schließt.

Die Auslösevorrichtung besitzt ferner ein Verzögerungsglied 14, das mit einem Kontakt des ersten Schalters 10 verbunden ist, dessen anderer Kontakt mit einer Batterie 15 oder einer anderen Gleichspannungsquelle in leitender Verbindung steht. Das Verzögerungsglied 14 verzögert ein von dem ersten Schalter 10 abgegebenes Signal für eine feste Zeitspanne und ist mit seinem Ausgang mit einem Eingang einer Betätigungseinrichtung 16 verbunden, die nach Ablauf des Verzögerungsintervalls außer Betrieb gesetzt wird.

Der eine Kontakt des zweiten Schalters 11 ist ebenfalls mit dem Verzögerungsglied 14 verbunden, während der andere Kontakt mit einem anderen Eingang der Betätigungseinrichtung 16 verbunden ist, wodurch der Betätigungseinrichtung 16 ein auslösendes Signal nur dann zugeführt werden kann, wenn der zweite Schalter 11 nach Schließen des ersten Schalters 10 innerhalb des vorbestimmten Verzögerungsintervalls geschlossen wird. Dadurch erfolgt das Auslösen der Aufprallschutzvorrichtung 17 üblicher Art, wie beispielsweise eines Netzes oder eines Gassackes, die dadurch automatisch in eine Schutzstellung gebracht wird, um Verletzungen der Fahrzeuginsassen zu verhindern.

Im einzelnen ist die Wirkungsweise der Vorrichtung die folgende: Bei einer Kollision wird zunächst der erste Schalter 10 bei dem Aufprall durch ein anderes Fahrzeug oder ein Hindernis geschlossen und liefert dem Verzögerungsglied 14 ein «Ein»-Signal. Ist das «Ein»-Signal von dem Verzögerungsglied 14 empfangen worden, wird die Betätigungseinrichtung 16 für die vorbestimmte Zeitspanne in einen Zustand versetzt, in dem sie bereit ist, nach dem Schließen des zweiten Schalters 11 die Aufprüllschutzeinrichtung 17 zu betätigen. Die Aufprallschutzeinrichtung 17 wird also nur dann betätigt, wenn der zweite Schalter 11 geschlossen wird, bevor die Betätigungseinrichtung 16

■) außer Betrieb gesetzt wurde, d. h. vor Ablauf der festen Zeilspanne nach Schließen des ersten Schalters 10. Wird der zweite Schalter 11 nach Ablauf der festen Zeitspanne nach schließen des ersten Schalters 10 geschlossen, wird die Aufprallschutzeinrichtung 17 nicht

ic betätigt. Nimmt man an, daß die für die Verformung der St&Qfängerträger oder anderer zusammendrückbarer Trägerteile erforderlichen Kräfte im Vergleich zu den aufgrund der Fahrzeugmasse wirksamen Massenkräften vernachlässigbar klein sind, wird die dem Verzöge-

r> rungsglied 14 einzugebende feste Zeitspanne t aus der folgenden Gleichung bestimmt:

1 -

/ V

wobei /der Abstand in der Stoßrichtung zwischen den beiden Schaltern 10 und 11 und Kdie Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Augenblick der Kollision ist, unterhalb der die Aufprallschutzeinrichtung 17 nicht betätigt werden soll. Ist beispielsweise /=50 mm und V= 10 km/h, dann ist /=18 ms.

In F i g. 3 ist eine mögliche Schaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung gezeigt. Der erste Schalter 10 ist mit seinem einen Kontakt über einen Widerstand 21 mit einer positiven Sammelleitung 20 verbunden, die zu der Batterie 15 führt. Der andere Anschluß des ersten Schalters 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 negativen Masseleitung 24 verbunden ist. Die Kathode ist ferner mit dem Verzögerungsglied 14 verbunden, die einen Widerstand 26 und einen an Masse liegenden Kondensator 27 aufweist. Der Schaltungspunkt zwischen diesen Elementen ist mit dem Emitter eines Unijunktionstransistors 28 verbunden, der als Triggergenerator für einen anderen Tyristor 29 dient. Eine Basis des Unijunktionstransistors 28 ist für einen Widerstand 30 mit der Sammelleitung 20 verbunden, während die andere Basis über einen Widerstand 31 mit der Masseleitung 24 verbunden ist. Die andere Basis des Unijunktionstransistors 28 steht ferner mit dem Toranschluß des Thyristors 29 in Verbindung, 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 Zurückversetzen der Auslösevorrichtung in den Ausgangszustand.

Ein Anschluß des zweiten Schalters 11 ist mit der Anode des Thyristors 29 und außerdem mit einer Warnlampe 34 verbunden, die zur Sammelleitung 20 führt. Der andere Anschluß des zweiten Schalters 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 Ai'fprallschutzeinrichtung 17 verbunden.

Wird der erste Schalter 10 beim Betrieb der Schaltung nach F i g. 3 durch ein anderes Fahrzeug oder ein Hindernis im Weg des Fahrzeugs geschlossen, wird der Thyristor 22 leitend und führt dem Thyristor 36 eine

positive Spannung zu. Wird unter dieser Bedingung der zweite Schalter 11 aufgrund der Verformung des Stoßfängers 12 geschlossen, wird somit der Thyristor 36 leitend, so daß die Aufprallschutzeinrichtung 17 Spannung erhält und dadurch ausgelöst und in die Wirkstellung gebracht wird.

Bei geschlossenem ersten Schalter 10 wird ferner dem Verzögerungsglied 14 positive Spannung zugeführt und der Kondensator 27 beginnt seine Aufladung. Die Spannung an dem Kondensator 27 steigt nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach Schließen des erten Schalters 10 auf einen Pegel, der den Unijunktionstransistor 28 leitend macht. Die Zeit, die erforderlich ist, um den Kondensator 27 auf einen derartigen Pegel aufzuladen, kann durch Änderung des Widerstandswerts des Widerstands 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 dabei die Warnlampe 34 aufleuchtet. Tritt dieser Fall ein, führt das Schließen des zweiten Schalters 11 nicht den Leitzustand des Thyristors 36 herbei, d. h., wenn der zweite Schalter 11 zu einem späteren Zeitpunkt als nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne nach Schließen des ersten Schalters 10 geschlossen wird, kann die Aufprallschutzeinrichtung 17 nicht mehr ausgelöst werden. In diesem Fall zeigt jedoch die Warnlampe 34 an, daß zumindest der erste Schalter 10 angesprochen hat. Die Warnlampe 34 erlischt, wenn die Auslösevorrichtung durch Betätigen der Druckknopfschalter 25 und 33 in den ursprünglichen Zustand rückversetzt wird.

In Fig.4 ist eine andere Ausführungsform der Auslösevorrichtung gezeigt, die eine Konstantspannungsdiode 40 und ein Hochgeschwindigkeitsrelais 41 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' und ihre Anode über einen Widerstand 42 mit den Toranschluß eines Thyristors 29'

verbunden. 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 24' 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 Aufprallschutzeinrichtung 17' verbindende Leitung 46 eingeschleift, damit er im Ansprechen auf das Erregen des Hochgeschwindigkeitsrelais 41 die Aufprallschutzeinrichtung 17' von der Auslösevorrichtung trennt. Die Anode des Thyristors 36' ist mit einer Sammelleitung 20' verbunden und sein Toranschluß ist über einen Widerstand 35' mit einem zweiten Schalter 11' verbunden. Der zweite Schalter 11' ist über eine Leitung 37' mit der Kathode des Thyristors 22' verbunden.

Beim Betrieb der in F i g. 4 gezeigten Schaltung macht das Schließen des ersten Schalters 10' den Thyristor 22' leitend. Wird auch der zweite Schalter 11' unter dieser Bedingung durch einen auf ihn beispielsweise mittels des Stoßfängers 12 ausgeübten Druck geschlossen, wird der Thyristor 36' leitend, so daß die Aufprallschutzeinrichtung 17' in die Wirkstellung gebracht wird.

Leitet der Thyristor 22', beginnt der Kondensator 27' seine Aufladung, und die Konstantspannungsdiode 4C wird leitend, wenn die an dem Kondensator 27' liegende Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Leitbeginn des Thyristors 22' auf ihren Durchbruchpegel ansteigt. Der Leitzustand der Konstantspannungsdiode 40 ruft den Leitzustand des Thyristors 29' hervor so daß die Warnlampe 34' zum Leuchten gebracht wire und gleichzeitig das Hochgeschwindigkeitsrelais 41 erregt wird. Bei erregtem Hochgeschwindigkeitsrela'u 41 ist der Relaisschalter 45 geöffnet und trennt di< Aufprallschutzeinrichtung 17' von dem Thyristor 36' Unter diesen Bedingungen wird der Thyristor 36' selbs dann nicht leitend, wenn auch der zweite Schalter 11 geschlossen wird, so daß die Aufprallschutzeinrichtunj 17' nicht ausgelöst werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auslösevorrichtung für eine Aufprallschutzeinrichtung für lCraftfahrzeuginsassen mit einem ersten ί bei einem Aufprall eines Kraftfahrzeugs schließbaren Schalter, einem zweiten durch Auftreffen eines an der Kraftfahrzeugkarcsserie vorstehenden Teils auf ein Hindernis schließbaren Schalter und mit einer mit den beiden Schaltern elektrisch verbünde- ι ο nen Betätigungseinrichtung, die die Aufprallschutzeinrichtung bei geschlossenem ersten Schalter in Abhängigkeit vom Schließen des zweiten Schalters betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß auch der erste Schalter (10) durch Auftreffen des i^r> vorsiehenden Fahrzeugteils (12) auf ein Hindernis schließbar ist und der zweite Schalter (11) hinter dem ersten Schalter (10) angebracht und nach dem Schließen des ersten Schalters (10) durch Verformung des vorstehenden Teils (12) schließbar ist, und daß ein durch das Schließen des ersten Schalters (10) angesteuertes Verzögerungsglied (14) mit vorgewählter Zeitverzögerung vorgesehen ist, das die Betätigungseinrichtung (16) nach der vorgewählten Zeitverzögerung gegen ein Ansprechen auf das 2^ri Schließen des zweiten Schalters (11) sperrt.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (10) auf der Außenfläche des Fahrzeugstoßfängers (12) und der zweite Schalter (11) auf der Fahrzeugkarosserie (13) angebracht ist.