DE2265404C2 - Vorrichtung zur Steuerung einer passiven Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuginsassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sicherheitsvorrichtungen in Kraftfahrzeugen in Form von aufblasbaren Schutzsäcken oder in Form eines ausstreckbaren Schutznetzes sind bekannt und dienen dazu, die Insassen im Fall einer Kollision vor Verletzungen zu schützen. Wichtig ist, daß die Steuerungsvorrichtung die Schutzvorrichtung nur dann in ihre Schutzstellung bringt, wenn dieses tatsächlich zum Schutz der Insassen erforderlich ist. Aus der US-PS 34 95 675 ist es zu diesem Zweck beispielsweise bekannt, in der Vorrichtung zur Steuerung der Schutzvorrichtung eine Reihenschaltung eines druckkraftabhängig betätigbaren Schalters und eines verzögerungsabhängig betätigbaren Schalters vorzusehen. Nur bei gleichzeitigem Einwirken einer bestimmten Druckkraft und einer bestimmten Verzögerung auf das Fahrzeug wird die Schutzvorrichtung ausgelöst.

Messungen haben ergeben, daß bei schweren und bei leichten Kollisionen charakteristische Beschleunigungskurven auftreten, -and daß beispielsweise zu Beginn einer starken Kollision eine bestimmte Beschleunigung auftritt, die auch bei einer leichten Kollision, dann jedoch erst später, erreicht wird. Der beschleunigungsabhängig betätigbare Schalter der bekannten Vorrichtung würde in beiden Fällen auf diese Beschleunigung ansprechen, obwohl die Benutzung der Schutzvorrichtung im Fall der leichteren Kollision nicht erforderlich wä.-e.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß eine zuverlässigere Steuerung der Sicherheitsvorrichtung als bisher möglich, erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Die Erfindung ermöglicht es, in zuverlässiger Weise die beiden nachstehenden Forderungen an eine Steuerpngsvorrichtung für eine Sicherheitsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug zu erfüllen, nämlich einmal zu gewährleisten, daß die Sicherheitsvorrichtung dann und nur dann in ihre Schutzstellung gebracht wird, wenn eine große Gefahr für die Fahrzeuginsassen besteht, und zum anderen sicherzustellen, daß die Schutzvorrichtung, wenn dieser Fall tatsächlich eintritt, in einer geeigneten Zeit in ihre Schutzstellung gebracht wird. Dieses kann dadurch erreicht werden, daß ein erster Sensor mit einem normalerweise offenen, beschleunigungsabhängig betätigbaren Schalter geschlossen wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung bzw. Verzögerung in der Anfangsstufe einer Kollision einen bestimmten Wert übersteigt. Ein zweiter Sensor mit einem normalerweise offenen, ebenfalls beschleunigungsabhängig betätigbaren Schalter ist mit dem ersten Schalter in Reihe geschaltet und spricht auf eine Beschleunigung bzw. Verzögerung an, die einen Grenzwert übersteigt, welcher größer als der erstgenannte Wert für das Ansprechen des ersten Sensors ist. Ein Zeitglied ist durch den ersten Sensor ansteuerbar und steuert seinerseits einen Schalter, der den ersten Sensor mit dem zweiten Sensor elektrisch verbindet und normalerweise geschlossen ist. Nach seinem Ansteuern öffnet das Zeitglied den diesem zugeordneten Schalter nach Verstreichen einer bestimmten Zeit, so daß, wenn die Beschleunigung den Grenzwert für den zweiten Sensor erst nach Ablauf dieser Zeit übersteigt, das Ansprechen des zweiten Sensors keine Wirkung mehr hat.

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

Fig. 1 eine graphische Darstellung von Beispielen

der Änderung der Beschleunigung bei verschiedenen Kollisionszuständen eines Kraftfahrzeugs,

Fig.2 eine Schaltungsanordnung — teilweise in Blockform — einer vorteilhaften Ausfiihrungsform der Vorrichtung zur Steuerung einer Schutzvorrichtung,

F i g. 3 eine Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach F ig. 2, und

Fig.4 bis 6 andere Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Steuerung einer Schutzvorrichtung.

Fig.¹ zeigt Beispiele von Änderungen der Beschleunigung, die dem in eine Kollision verwickelten Fahrzeug bzw. dessen Insassen mitgeteilt werden, in verschiedenen Werten Ober der Zeit, die nach der Anfangsstufe der Kollision verstrichen ist So zeigt die Kurve a die Änderung der Beschleunigung während einer relativ kräftigen Kollision, während die Kurve b die Änderung der Beschleunigung bei einer relativ leichten Kollision zeigt Die Zeit Tzeigt eine Grenze des Zeitintervalls an, in dem die Sicherheitsvorrichtung in dL Schutzstellung gebracht werden sollte. Diese Zeit 7*ist i" Übereinstimmung' mit der Zeit, die für die betätigung der Sicherheitsvorrichtung erforderlich ist, und der Geschwindigkeit bestimmt, mit der der Fahrzeuginsasse während einer Frontalkollision nach vorn geschleudert wird. Es ist somit aus Fig.' ersichtlich, daß der mit G bezeichnete gleiche Beschl.unigungswert zu verschiedenen Zeitpunkten in Abhängigkeit von der Schwere der auftretenden Kollision erreicht wird. Im Fall der relativ kräftigen Kollision, die durch die Kurve a gezeigt wird, wird ein solcher vorbestimmter Beschleunigungswert G bei fi vor der Zeit T erreicht, während der Beschleunigungswert G bei der relativ leichten Kollision zu einem Zeitpunkt f2, der nach der Zeit T liegt, erreicht wird. Damit die Fahrzeugsicherheitsvorrichtung mit zufriedenstellender Zuverlässigkeit und in einem geeigneten Zeitraum arbeiten kann, ist es vorteilhaft, wenn sie außer Einsatz gehalten wird, wenn der vorbestimmte Beschleunigungswert G nach Verstreichen der Zeit ^erreicht wird, und nur betätigt wird, wenn der vorbestimmte Beschleunigungswert G innerhalb eines Zeitintervalls zwischen der Anfangsstufe der Kollision (Punkt 0) und der Zeit Terreicht wird. In den F i g. 2 und 3 sind Ausführungsformen einer Steuerungsvorrichtung veranschaulicht, mit der dieses erreicht werden kann.

Die in Fig.2 dargestellte Vorrichtung der zuvor beschriebenen Art besitzt einen ersten und einen zweiten Sensor 150 und 151 mit normalerweise offenen Schaltern, die zwischen einer Stromquelle 152 und einer Betätigungseinrichtung 153 für die Sicherheitsvorrichtung in Serie geschaltet sind. Der Schalter des ersten beschleunigungsabhängigen Sensors 150 wird geschlossen, wenn die Beschleunigung in der Anfangsstufe der Kollision von dem Wert 0 aus ansteigt. Der Schalter des zweiten beschleunigungsabhängigen Sensors 151 wird dagegen in Abhängigkeit von einer Beschleunigung geschlossen, die größer als der vorbestimmte Wert G ist. Durcn den ersten beschleunigungsabhängigen Sensor 150 wird ein Zeitglied 154 gesteuert. Diesem Zeitglied 154 ist ein normalerweise geschlossener Schalter 155 zugeordnet, dei > wischen dem ersten und zweiten beschleunigungsabhängigen Sensor 150 bzw. 151 angeordnet ist. Dieser Schalter 155 wird durch das Zeitglied 154 geöffnet, wenn die an ihm eingestellte Zeit verstrichen ist.

Beginnt eine Kollision des Kraftfahrzeugs, dann spricht der erste beschleunigungsabhängige Sensor 150 an, so daß das Zeitglied 154 in Betrieb gesetzt wird. Ist unter dieser Bedingung die von der Kollision herrührende Beschleunigung größer als der vorbestimmte Wert G und wird eine solche Beschleunigung innerhalb des Zeitintervalls erreicht, das an dem Zeitglied 154 eingestellt ist wird der zweite Sensor 151 bei geschlossen gehaltenem Schalter 155 geschlossen. Die Betätigungseinrichtung 153 wird somit an die Stromquelle 152 angeschlossen, so daß die Sicherheitsvorrichtung in die Schutzsteliung gebracht wird. Erreicht jedoch die Beschleunigung einen größeren Wert als den vorbestimmten Wert G erst nach Verstreichen der Zeit T, ist der Schalter 155 des Zeitgliedes 154 wieder offen, wenn der zweite beschleunigungsabhängige Sensor 151 anspricht Ist ferner die von dem zweiten beschleunigungsabhängigen Sensor 151 ermittelte Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert G, bleibt der Schalter des Sensors 151 offen, wobei sich der Schalter 155 in Schließstellung befinden kann. In dem letzteren dieser beiden Fälle bleibt die Betätigungseinrichtung 153 außer Einsatz, d.h. daß die Sicherheitsvorrichtung in ihrer Ruhestellung bleibt

In Fig.3 ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Fig.2 veranschaulicht Damit die Steuerungsvorrichtung mit dem in F i g. 2 gezeigten Grundaufbau auch dann in der vorgesehenen V/eise arbeiten kann, wenn die Stromquelle 152 ausfällt, kann ein Kondensator 160 der Stromquelle parallelgeschaltet sein. Dieser Kondensator 160 dient bei einem Ausfall der Stromquelle als kurzzeitig wirksame Ersatzstromquelle, wobei er sich entlädt.

F i g. 4 veranschaulicht eine Kombination, in der ein mechanischer Drucksensor 123 in Serie mit einem Verzögerungsdetektor 124 geschaltet ist, während F i g. 5 eine Kombination veranschaulicht, in der ein mechanischer Drucksensor 123 und ein Verzögerungssensor 124 parallel an ein UND-Glied 125 angeschlossen sind. In beiden Kombinationen nach Fig.4 und 5 wird ein Ausgangssignal nur erzeugt, wenn die beiden Sensoren betätigt werden, nämlich wenn der mechanische Drucksensor 123 auf einen mechanischen Druck anspricht, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, und gleichzeitig der Verzögerungssensor 124 auf'eine Verzögerung anspricht, die größer als ein vorbestimmter Wert ist. Werden die so kombinierten Sensoren in einer Steuerungsvorrichtung zur Ermittlung eines Kollisionszustandes verwendet, so wird die fehlerhafte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung verhindert, wenn die Verzögerung des Fahrzeuges zwar den vorbestimmten kritischen Wert erreicht, aber die bei dem Fahrzeug auftretenden Stöße oder Erschütterungen nicht eine wesentliche Gefahr für die Fahrzeuginsassen bedeuten. Unter dieser Bedingung wird die Sicherheitsvorrichtung bei Nichtvorhandensein eines Ausgangssignals des Drucksensors 123 selbst dann im Ruhezustand gehalten, wenn auch das Signal vom Verzögerungssensor 124 vorliegt. Bei einer gefährlichen Kollision des Kraftfahrzeuges werden dagegen die Ausgangssignale von beiden Sensoren 123 und 124 innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls geliefert, in dem die Verzögerung des Kraftfahrzeuges noch am Anfang steht. Dadurch kann die Sicherheitsvorrichtung in ihre Schutzstellung gebracht werden, bevor die Fahrzeuginsassen auf Teile der Fahrzeugkarosserie aufprallen.

F i g. 6 veranschaulicht eine Kombination, in der der mechanische Drucksensor 123 in Kombination mit einem Verzögerungssensor 124a, der auf einen relativ niedrigen Verzögerungswert anspricht, und mit einem Verzögerungssensor 124b verwendet wird, derauf einen

relativ hohen Verzögerungswert anspricht. Der Drucksensor 123 und der Sensor 124a für geringe Verzögerung sind in Serie geschaltet, und diese Serienschaltung ist parallel mit dem Sensor 1246 für hohe Verzögerungen an ein ODER-Glied 126 angeschlossen. Die Kombination dieser Art hat nicht nur die Vorteile, die mit den Kombinationen nach Fig.4 und 7 erhalten werden, sondern ist für eine richtige Betätigung der Sicherheitsvorrichtung sogar dann nützlich, wenn der mechanische Drucksensor 123 oder der Sensor 124,-) für geringe Verzögerung während des Kollisionszustandes versagen, da der Sensor 124Λ für starke Verzögerung sicher auf den Kollisionszustand anspricht, wenn die auftretende Verzögerung einen bestimmten kritischen Wert erreicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung einer passiven Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuginsassen mit einem ersten Verzögerungssensor, der beim Auftreten einer einen vorbestimmten Grenzwert überschreitenden Verzögerung oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ein Ausgangssignal erzeugt, und mit einem zweiten Sensor, der unter bestimmten Bedingungen ein Ausgangssignal erzeugt, wobei beide Sensoren derart miteinander verbunden sind, daß nur bei gleichzeitigem Vorliegen von Ausgangssignalen beider Sensoren ein Gesamtausgangssignal für die Betätigung der Sicherheitsvorrichtung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor (150) auf eine in der ersten Phase einer Kollision auftretende Beschleunigung anspricht, und daß der zweite Sensor (151) beschleunigungsabhängig oder in bekannter Weise druckkraftabhängig betätigbar ist und auf eine einen bestimmten Grenzwert übersteigende Beschleunigung oder Druckkraft anspricht und derart mit dem ersten Sensor (150) elektrisch verbindbar ist, daß durch den ersten Sensor (150) ein Zeitglied (154) gesteuert wird und daß ein durch das Zeitglied (154) betätigbarer Schalter (155) vorgesehen ist, der den ersten Sensor (150) mit dem zweiten Sensor (151) verbindet, wenn nach Auftreten einer den ersten Sensor (150) schaltenden Beschleunigung eine an dem Zeitglied

(154) eingestellte Zeit verstrichen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kondensator (160), der der Stromquelle (152) parallel geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter des ersten und des zweiten Sensors (150 und 151) normalerweise offen sind, während der Schalter

(155) des Zeitgliedes (154) normalerweise geschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des zweiten Sensors als Druckkraftsensor (123) der Ausgang des Verzögerungssensors (124) und der des Druckkraftsensors (123) parallel an ein UND-Glied (127) angeschlossen sind, an dessen Ausgang bei gleichzeitigem Vorliegen der Ausgangssignale beider Sensoren (123 und 124) das Gesamtausgangssignal erzeugt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen dritten Sensor (1246J der bei einer Verzögerung bzw. Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ein Ausgangssignal erzeugt, die größer als die für ein Ausgangssignal des ersten Verzögerungssensors (i24a) erforderliche ist, und durch ein ODER-Glied (126), das einerseits mit dem Gesamtausgangssignal des druckkraftabhängigen zweiten Sensors (123) und des verzögerungsabhängigen ersten Sensors (124a^ sowie andererseits mit dem Ausgangssignal de» verzögerungsabhängigen dritten Sensors (124tybeaufschlagbar ist.