DE3207216A1

DE3207216A1 - Ausloesevorrichtung fuer eine insassenschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE3207216A1
Application number: DE19823207216
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7032 Sindelfingen Andres; Lothar 7031 Nufringen Kassing; Heinz W. Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Knoll; Volker Dipl.-Ing. 7031 Aidlingen Petri
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-02-27
Filing date: 1982-02-27
Publication date: 1983-09-22
Also published as: JPH0238414B2; FR2522302A1; FR2522302B1; JPS58152645A; DE3207216C2

Description

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Daiml er-Benz Alcti-tinfjuscllschaft Daiin 1 ^t 1 8

Stuttgarfc-Untei-Uirkheim 26. Pobr. 19<S2

"Auslösevorrichtung für eine Insassenschutzvorrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Auslösevorrichtungen werden bei Rückhaltesystemen wie Gurtstrammer oder "Airbag", aber auch bei Antiblockier-O regelungen verwendet.

Aus der DE-OS 2 Okh 0^-5 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher beschleunigungsabhängxge Signale eines Beschleunigung sensors, die einen Schwellwert übersteigen, zur Unterschei-

'.3 dung von Störsignalen integriert und mit einem weiteren Schwellwert verglichen werden, bei dessen Überschreiben Signale zur Steuerung von Betätigungsgliedern abgegeben werden. Diese Vorrichtung ist für eine Bremskraftregelung vorgesehen, bei welcher der Sensor in der Radnabe des zu

}0 regelnden Rades sitzt und der Radumlaufgeschwindigkeit pro-, portionale symmetrische Sinussignale mit veränderlicher Frequenz und Amplitude abgibt, welche differenziert werden, um beschleunigungsproportionale Signale zu gewinnen. Bei Überschreiten einer bestimmten Beschleunigung erfolgt ein ·

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Signal, welches integriert wird, um echte Beschleunigungs-ς . signale von Störsignalen (z.B. Fahrt durch Schlaglöcher)

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unterscheiden zu können. Dies bedeutet eine Verzögerung der Signalgabe,.die aber in Kauf genommen werden muß. Das Ende des Signals soll jedoch möglichst unverzögert weitergegeben werden. Die von diesen Beschleunigungs-Signalen angesteuerten Betätigungsglieder sind Magnetventile zur Steuerung des Radbremsdruckes. Bei Rückhaltesystemen, welche mittels pyrotechnischer Zünder eine Schutz vorrichtung auslösen, sind andere Gegebenheiten zu berücksichtigen. Die auftretenden Beschleunigungssignale, im · wesentlichen die negative Komponente, also Verzögerungssignalo, die beim Aufprall auf ein Hindernis mit einem karosseriefesten Sensor ermittelt werden, haben einen anderen Verlauf als die eines Radsensors, Störsignale sind im wesentlichen symmetrisch zur Achse liegende Sinussignale die - als sogenannter Hammerschlageffekt - innerhalb von

etwa 20 ms aperiodisch abklingen, während Aufprallverzögeru unsymmetrisch verlaufen und mit Überschreitungen der Achse . überwiegend im negativen Bereich der Beschleunigung liegen. Fehl aus lösungen können sehii'schwerwiegende Folgen haben, andererseits darf die ganze·Auslösevorrichtung nicht teuer werden, um eine zahlreiche Anwendung nicht zu verhindern.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Auslösevorrichtu für «ine Insassenschutzvorrichtung so weiterzubilden, daß " sie bei einfacher und damit preiswerter Ausführung den besonderen Bedingungen pyrotechnisch gezündeter Rückhaltesysteme entspricht, ohne auf die erforderliche Sicherheit zu verzichten.

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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene

(j Kombination gelöst. Besondere Vorteile in Bezug auf die Kosten ergeben sich u. a. durch dio Verwendung eines .einfachen Schalters als Beschleunigungssensor, der aus einem feststehenden Kontakt und einem federnden Kontakt mit be-■ stimmter Federspannung mit geringer Masse die nötige Verzögerungsfreiheit besitzt und in der Lage ist, wechselnden ■-■"·' ' :. Beschleunigungen und Verzögerungen, die in Abständen von 1 bis 2 ms die durch die Federspannung vorgegebene Beschleunigungsschwelle überschreiben, zu folgen, d. h. bei Verzögerungen oberhalb der Schwelle zu schließen und darunter i

•j tj zu öffnen. Zusammen mit den darauf abgestimmten Lade- und Entladezeitkonstanten der Integrationsschaltung und dem nachfolgenden Schwellwertschalter ergibt sich damit zum einen eine sichere Unterscheidungsniöglichkeit, ο b es sich um Storsignale oder um einen Aufprall handelt, und zum andere; i^m Falle eines Aufpralls eine schnelle Signalgabe, die ja hier besonders wichtig ist. Dies wird später noch ausführlich· erläutert. Die Verbindung von langsamerer Entladung der Integrationsschaltung"mit den passend gewählten Schwellwerten des Schwellwertschalters stellt ein für .die Auslösung des Auslöseelementes, z. B. einer Zündpille eines Gurtstrammers, genügend langes Ansteuersignal zur Verfügung und erspart dami" eine an den Schwellwertschalter anschließende Pulsformung, beispielsweise eine monostabile Kippstufe. Schließlich ist im Erregerstromkreis des Auslöseelements ein Besohleunigungs- · schalter vorgesehen, der von der gleichen Bauart wie der Beschleunigungssensor sein kann, jedoch eine niedrigere Beschleunigungsschwelle und ein trägeres Schaltverhalten |

haben kann. Er muß erst dann einschalten, wonii der Vergleir.il |

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Störsignal-Aufprall abgeschlossen ist und am Ausgang dos Sclivellwertschalters das Ansteuersignal für die Schaltstufe erscheint. Für die Abschaltträgheit sind keine Vorgaben erforderlich, da nach dem Auslösen der Zündpille die Auslösevorrichtung nicht mehr aktiv ist. Durch "die Anordnung der Zündpille zwischen Schaltstufe und Beschleu-"Ό nigungsschalter kann ein Kurzschluß zwischen einem Bauteil der Auslösevorrichtung und Pluspol oder Minuspol der Versorgungsspannung keine ungewollte Auslösung bewirken, solange nicht der Beschleunigungsschalter geschlossen ist und auch ein Kurzschluß an der Zündpille selbst z. B» bei Reparaturarbeiten bleibt in diesem Fall ohne Folgen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung,

Figur 2a den typischen Verlauf eines Störsignals und

Figur 2b den typischen Verlauf eines Beschleunigungssignals beim Aufprall eines Fahrzeuges auf.ein feststehendes Hindernis. 30

Xn FLg. 1 ist scheniatisch das Schaltbild einer erfindungsgemäüon Auslösevorrichtung für einen Gurtstrammer dargestellt, welcher bei einem Aufprall den von einem Fahrzeuginsassen nngelegton Sicherheitsgurt festzieht. Dies geschieht )5 bo.iiii Ausfiihrungsbcispiel mittels eines pyrotechnischen Treib -

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der elektrisch gezündet wird.

In Reihenschaltung sind zwischen Plus- und Minuspol der Versorgungsspannung ein Beschleunigungssensor 1 und . eine Integrationsschaltung 2, in bekannter Weise bestehend aus einem Ladewiderstand 2a, einer Spule 2b, die im Einzelfall auch weggelassen werden kann, einem Kondensator 2c und "-■"-■■ parallel zu diesem einem Entladewiderstand 3 angeordnet. Am

: Verbindungspunkt zwischen Spule 2b und Kondensator 2c ist der ·.·-." Vergleichseingang eines als Schwellwertschalter 4 dienenden Operationsverstärkers über einen Eingangswiderstand 4a an- · geschlossen, dessen Schwellwert über einen an der Versorgungsspannung liegenden variablen Widerstand 5 einstellbar ist und am anderen Eingang des Operationsverstärkers liegt. Durch eine Rückkopplung Widerstand 4b ) zwischen Ausgang und Vergleichseingang des Operationsverstärkers wird eine Hysteresewirkung erreicht, d. h., am Verstärkerausgang erscheint ein Signal, wenn die Spannung am Vergleichseingang den eingestellten Schwellwert übersteigt. Dieses verschwindet erst, wenn die Spannung einen durch den Wert des Widerstandes 4b im Rückkopplungszweig bestimmten unterhalb des Schwellwertes liegenden Spannungswert unterschreitet. Am Ausgang des Schwellwertschalters 4 ist eine Schaltstufe 6, bestehend aus einem vom Ausgangssignal des Schwellwertsehalters angesteuerten Transistor angeordnet, dessen Kollektor-Emitter-Pfad im Zündstromkreis der Zündpille liegt. Dieser Zündstromkreis führt vom Pluspol der Bordspannung U., über die Schaltstufe 6, dia Zündpille 9 und einen Beschleunigungsschalter 7, dor in der Arbeitsweise dem Beschleunigungssensor 1 ähnlich ist, aber

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ein trägeres Schaltverhalten und einen niedrigeren Beschleunigungsschwellwert haben kann, zum Minuspol der Bordspannung.

Die Punktionsweise der Auslösevorrichtung wird nachstehend erläutert. Der Beschleunigungssensor 1 ist, wie bereits er- · ' läutert, auf einen bestimmten Schwellwert, z. B. auf Verzögerungen bei kg eingestellt. Bei Verzögerungen oberhalb dieses Wertes schließt der Schalter möglichst, trägheitslos, darunter öffnet er. Bei geschlossenem Schalter wird der Kondensator 2c über den Ladewiderstand 2a und die Spule 2b von der Versorgungsquelle her, über eine Spannungskonstant halteschaltung 8 und eventuell über eine angedeutete Konstantstromquelle 10, mit einer bestimmten Ladezeitkonstani geladen. Über den Entladewiderstand 3 wird der Kondensator bei geöffnetem Schalter mit einer Entladezeitkonstanten, die größer als die Ladezeitkonstante ist, entladen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Wert des Ladewiderstandes 2a klein« ist als der des Entladewiderstandes 3· Betrachtet man Figur 2a, in welcher der Verlauf von Beschleunigung -f-b und Verzöge] —b über der Zeit t bei einem Störsignal aufgetragen ist und der Schwellwert, bei welchem der Schalter betätigt wird, durch eine gestrichelte Gerade parallel zur Abszisse eingetragen ist, so erkennt man, daß bei geeigneter Wahl der Zeitkonstanten nur eine kleine Aufladung des Kondensators, wenn überhaupt, erfolgt, welche den nachgeschalteten Schwellwert— schalter nicht durchschaltet. Bei einem Aufprall hingegen is die Boschlounigurg wie in Fig. 2b dargestellt, bezüglich des gestrichelt dargestellten Schwollwertes überwiegend, auf Worton zu finden, bui denen der Sensor 1 geschlossen ist und der Kondensator 2c somit aufgeladen wird, wodurch der am

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Widerstand 3 eingestellt;'.» Schwollwert schnell überschritten κ wird und der Schwellwertschalter ein Ausgangssignal erzeugt, ί welches die Kollektor-Emitter-Strecke der Schaltstufe 6

.'- -. ·„ öffnet und dadurch die Zündpille 9 zündet. Da der Beschleunigungsschalter 7 auf einen niedrigeren Schwellwert, beispielsweise 2,5g eingestellt ist, und träger schaltet,

spätestens aber mit Öffnen der Schaltstufο 6 schließt, kann ..- zu diesem Zeitpunkt Strom durch die Zündpille 9 fließen.

Um diesen Stromfluß solange zu gewährleisten, daß die Zündpille auch sicher zündet, etwa 1 bis 2 ms, ist der Schwellwertschalter durch die beschriebene Hysterese so ausgebildet, daß die Entladung des Kondensators vom Einschaltschwellwert ... . . bis zum Ausschaltwert in Verbindung mit der Entladezeitkonstanten wenigstens solange dauert, daß die Zündpille
. - ■·. sicher zündet.

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Claims

Daimler-Benz Aktiengese.1 lsch<'\ ft Da im I^ lS

Stuttgart-Untertürkheim 26. Febr. 1982

Anspruch

■je Auslösevorrichtung für eine Insassenschutzvorrichtung, insbesondere für Aufprall-Rückhaltesysteme in Fahrzeugen, mit der Reihenschaltung eines Beschleunigungssensors, einer Integrationsschaltung mit unterschiedlicher Auflade- und Entlade-Zeitkonstante, eines Schwellwertschalters und einer Schaltstufe für ein Auslöseelement,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale;

a) als Beschleunigungssensor (i) ist ein Schalter vorgesehen, der oberhalb eines bestimmten Beschleunigungs-.

schwellwertes möglichst verzögerungsfrei schließt und

unterhalb desselben möglichst verzögerungsfrei öffnet;

b) die Entladezeitkonstante der Integrationsschaltung (2) ist größer als die Ladezeitkonstante;

c) es ist ein Schwellwertschalter (h) mit Hysteresewirkung vorgesehen, welcher bei einem bestimmten ersten

Schwellwert einschaltet und bei einem bestimmten zweiten niedrigeren Schwellwert ausschaltet;

d) es ist ein Beschleunigungsschalter (7) mit einem träge.; ren Ein- und Ausschaltverhalton sowie einem niedrigeren

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Boschleunigungsschwellwert als der Beschleunigungssensor (i) vorgesehen;

e) der Beschleuriigungsschalter (7) liegt im Erregerstromkreis des Auslöseelements (9)> wobei das Auslöseelement zwischen der Schaltstufe (6), und dem Beschleunigungsschalter (7) angeordnet ist.

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