DE3733399C2 - Sicherheitsstromversorgungssystem für ein im Lenkrad eines Kfz eingebautes Insassenschutzsystem - Google Patents
Sicherheitsstromversorgungssystem für ein im Lenkrad eines Kfz eingebautes InsassenschutzsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsstromversorgungssystem für ein im Lenkrad
ein es Kraftfahrzeuges eingebautes, einen Aufprallsensor und einen durch diesen
aktivierbaren Auslöser zum Aufblasen eines Luftsackes aufweisendes Insassen
schutzsystem.
Luftsäcke sind die neuesten aktiven Rückhaltesysteme zum Schutz von Fahr
zeuginsassen bei einem Unfall. Diese Luftsäcke weisen eine aufblasbare Blase,
die normalerweise in einem kompakten Raum zusammengefaltet ist, einen
Gasgenerator zum schlagartigen Einblasen von Druckgas in die Blase und einen
Steuerkreis auf, der auf einen Zusammenstoß anspricht und den Gasgenerator
auslöst. Es wurde festgestellt, daß der Fahrer am besten geschützt ist, wenn der
Luftsack am Lenkrad angebracht ist. Da jedoch das Lenkrad frei drehbar bleiben
muß, war es bisher schwierig und teuer, eine sichere und verläßliche Stromquelle
für das Luftsack-Steuersystem vorzusehen.
In der US 4 504 082 beispielsweise wurde vorgeschlagen, den Luftsack-Steuer
kreis über den Hupenschaltkreis direkt mit der Fahrzeugbatterie zu verbinden.
Diese Verbindung erfordert jedoch größere Änderungen in der Verdrahtung des
Fahrzeuges und verläßt sich auf die Fahrzeugbatterie als primäre Stromquelle.
Die US 4 405 924 offenbart eine Schaltung zur Stromversorgung eines am
Lenkrad eines Kraftfahrzeuges angebrachten Ultraschallsenders, der mit einem
am Armaturenbrett vorgesehenen Ultraschallempfänger zusammenwirkt, um
mittels eines am Lenkrad angebrachten Schalters eine bestimmte Fahrgeschwin
digkeit einzustellen. Diese Stromversorgungsschaltung ist mit dem Hupenschalt
kreis gekoppelt und enthält einen Kondensator, der immer dann als aktive
Stromquelle arbeitet, wenn der Hupenschalter betätigt wird, denn der zu ver
sorgende Sender ist im Normalfall der tatsächlich wirksame Energieverbraucher.
Der Auslöser eines Insassenrückhaltesystems hingegen ist nur ein potentieller
Energieverbraucher, da er im Normalfall stromlos ist und nur im Schadensfall
(Zusammenstoß) in einen stromführenden Zustand übergeht. Daher stellt seine
Energieversorgungseinrichtung, auch wenn die Hupe betätigt wird, nur eine
Spannungsquelle dar, die nur im Auslösefall zur Stromquelle wird.
Aus der US 39 80 318 und der US 42 22 030 ist die Stromversorgung eines
Insassenrückhaltesystems mittels eines Energiespeichers bekannt. Bei diesen
Systemen wird der Energiespeicher erst bei Betätigung des Zündschalters an die
Batterie angeschlossen. Daher ist bei ausgeschalteter Zündung eine Aktivierung
des Rückhaltesystems nicht gewährleistet. Ist ein stehend es, noch mit dem
Fahrer besetztes Fahrzeug in einen Unfall verwickelt, was durchaus vorkommen
kann, so kann der Fahrer nicht durch den Luftsack geschützt werden.
Die US 4 167 276 beschreibt eine elektrisch arbeitende Auslöseeinrichtung für
einen Luftsack eines Insassenrückhaltesystems mit einer integrierten Batterie zur
Energieversorgung. Solch eine Batterie kann jedoch einer Alterung unterliegen,
so daß eine Überwachung oder eine regelmäßige Überprüfung erforderlich ist,
um die Funktionsfähigkeit des Rückhaltesystems zu gewährleisten.
Aus der DE-OS 24 54 424 ist eine elektronische Steuerschaltung für Sicherheits
vorrichtungen in Kraftfahrzeugen bekannt, bei der als Notspannungsquelle für die
Schaltung Kondensatoren vorgesehen sind, welche bei Ausfall der Betriebs
spannungsquelle bei einer Kollision des Fahrzeugs die Funktion der Schaltung
aufrechterhalten. Die Aufladung dieser Kondensatoren kann über eine Kontroll
lampe überwacht werden. Diese Steuerschaltung für eine Sicherheitsvorrichtung
erfordert jedoch eine komplette separate Verdrahtung in dem Kraftfahrzeug, was
sehr aufwendig und fehleranfällig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsstromversorgungs
system für ein im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges eingebautes Insassenschutzsys
tem zu schaffen, das keine Änderung der Fahrzeugverdrahtung erfordert, auch
bei Trennung von der Fahrzeugbatterie funktionsfähig ist und das einen aus
wenigen Bauteilen bestehenden Steuerkreis ermöglicht, der billig herstellbar und
wenig störanfällig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist die Energiequelle
für das Aktivieren des Luftsack-Systems ein Speicherele
ment, beispielsweise ein Kondensator oder eine wiederauf
ladbare Batterie, das während des normalen Betriebes des
Kraftfahrzeuges aufgeladen wird. Im Falle eines Zusammenstoßes
liefert dieses Speicherelement die Energie für das Auslösen
des Gasgenerators,so daß das Sicherheitssystem auch nach einem
Ausfall der Fahrzeugbatterie oder einem Kabelbruch voll
funktionsfähig bleibt. Da die die Hupe aktivierende Vor
richtung, normalerweise ein Relais, gewöhnlich am Lenkrad
angebracht ist, sind keine zusätzlichen elektrischen An
schlusse erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Abwandlung
wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be
schrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lenkrades eines
Kraftfahrzeuges mit einem Luftsack,
Fig. 2 einen Steuerkreis für den Luftsack, und
Fig. 3 eine Abwandlung des in Fig. 2 dargestellten Steuer
kreises.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Luftsack-System bezeichnet, das
an einem Lenkrad 12 mit einer Lenksäule 14 angebracht ist.
Das Lenkrad 12 hat außerdem einen Hupenknopf 15, der über
einen Schleifring 18 (Fig. 2) mit der Verdrahtung des Fahr
zeuges verbunden ist.
Einzelheiten des Hupen-Schaltkreises und des Luftsack-Steuer
kreises sind aus Fig. 2 ersichtlich. Eine die Hupe aktivie
rende Vorrichtung, z. B. eine Relaisspule 20, ist mit einem
Anschluß mit dem Pluspol der nicht dargestellten Fahrzeug-
Batterie verbunden. Der andere Anschluß der Relaisspule ist
über den Schleifring 1a und einen Schleifkontakt 24 mit dem
Hupenknopf 15 verbunden. Der Schleifring 18 gestattet ein
freies Drehen des Lenkrades 12 unter Aufrechterhaltung der
elektrischen Verbindung zwischen dem Schleifkontakt 24 und
der Hupen-Relaisspule 20. Der Hupen-Relaiskontakt 25 ist
mit der Relaisspule 20 gekuppelt und dient zur Auslösung
der Hupe 28. Wenn der Hupenknopf 15 betätigt wird, wird
der Schleifkontakt 24 geerdet und die Relaisspule 20 er
regt. Die erregte Spule schließt den Kontakt 25, wodurch
die Hupe 28 ausgelöst wird. Dieser Hupen-Schaltkreis ist
bei den meisten Kraftfahrzeugen üblich.
Der Luftsack-Steuerkreis 30 weist ein elektrisches Energie-
Speicherelement 32, einen Sensor 34 und einen Gasgenerator-
Auslöser 35 auf. Das elektrische Speicherelement 32 und der
Sensor 34 sind in Reihe mit einem Vorwiderstand 38 und der
Kathode einer Sperrdiode 40. Die Anode der Diode 40 ist mit
dem Schleifkontakt 24 verbunden.
Vorzugsweise ist das elektrische Energie-Speicherelement 32
dynamisch wiederaufladbar. Es kann beispielsweise von einem
Kondensator mit 4700 µF oder einer wiederaufladbaren NiCd-
Batterie entsprechender Kapazität gebildet sein.
Der Luftsack-Steuerkreis 30 arbeitet wie folgt: Wenn der
Sensor 34 einen Aufprall registriert, schließt er einen
Kontakt , wodurch Strom zu dem Auslöser 35 fließen kann.
Dadurch wird der Auslöser 35 aktiviert und es wird dem
Luftsack Gas zum Aufblasen zugeführt. Das Energie-Speicher
element 32 wird durch Strom aus der Fahrzeugbatterie über
die Relaisspule 20, den Schleifring 18, den Schleifkon
takt 24, die Diode 40 und den Widerstand 38 im aufgela
denen Zustand gehalten. Wenn das Speicherelement 32 ein
Kondensator ist, wird er auf die Spannung der Fahrzeug
batterie aufgeladen. Wenn wiederaufladbare Batterien ver
wendet werden, erfolgt ein ständiges Aufladen über den
Widerstand 38, um die Batterien auf ihrer Nennspannung zu
halten. In jedem Fall wird der durch den Widerstand 38
fließende Ladestrom momentan durch die Diode 40 blockiert,
wenn der Hupenknopf 15 betätigt wird. Die Diode 40 gewähr
leistet, daß das Speicherelement 32 durch die Betätigung
des Hupenknopfes 15 nicht entleert wird. Mit Hilfe der
Diode 40 ist der Hupenschaltkreis vollkommen unabhängig von
dem Luftsack-Steuerkreis 30.
Wenn das Energie- Speicherelement 32 aus irgendeinem Grunde
ausfällt, bleibt der Luftsack-Steuerkreis 30 trotzdem voll
funktionsfähig, und zwar erhält er dann seine Energie über
die Diode 40, den Schleifring 18 und die Hupen-Relaisspule
20.
Ein weiterer Vorteil des Luftsack-Steuerkreises 30 von Fig. 2
besteht darin, daß er nur eine Masseverbindung und eine Ver
bindung zu dem Schleifkontakt 24 erfordert, welcher bereits
mit einem Lenkradelement verbunden ist. Daher ist der Steuer
kreis sehr leicht in ein bestehendes Fahrzeug zu integrie
ren oder einer vorhandenen Fahrzeug-Verdrahtung anzupassen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Hupen-Schaltkreis stän
dig mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Dadurch wird
das Energie-Speicherelement 32 ständig aufgeladen, gleich
gültig, ob das Fahrzeug fährt oder auch nur der Zündschlüs
sel eingesteckt ist oder nicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die gleichen
Schaltkreiselemente verwendet wie in Fig. 2. Zusätzlich ist
ein Spannungs-Komparator 42 zur Überwachung des Spannungs
abfalles am Vorwiderstand 38 vorgesehen. Wenn der Strom durch
den Widerstand 38 niedrig ist, hat der Komparator 42 eine
hohe Ausgangsleistung. Ein hoher Ladestrom, der anzeigt, daß
das Energie-Speicherelement 32 sich im entladenen Stand be
findet, schaltet den Komparator 42 ab. Der Ausgang des Kom
parators 42 wird dazu verwendet, eine Anzeigelampe 44, vor
zugsweise mit einem LED, zu aktivieren, die aufleuchtet, wenn
das Luftsacksystem 10 betriebsbereit ist. Eine zweite Sperrdiode
46 isoliert den Komparator 42 von dem Speicherelement 32.
Zusätzlich ist ein Fehlerdiagnose-Widerstand 48 vorgesehen,
um die Einsatzbereitschaft des Systems ständig zu überwachen.
Anstelle des Komparators 42 kann ein Zeitglied vorgesehen
werden, um anzuzeigen, daß das Luftsack-System 10 eine vorbe
stimmte Zeit nach dem Einschalten der Zündung einsatzbereit
ist.
Claims (5)
1. Sicherheitsstromversorgungssystem für ein im Lenkrad eines
Kraftfahrzeuges eingebautes, einen Aufprallsensor (34) und
einen durch diesen aktivierbaren Auslöser (36) zum Auf
blasen eines Luftsackes aufweisendes Insassenschutzsystem
mit
- - einem von der Fahrzeugbatterie zur Masse führenden Schaltungshauptzweig, in dem, ausgehend von dem Pluspol der Fahrzeugbatterie eine Hupenrelaisspule (20), ein Schleifring (18) mit einem Schleifkontakt (24), eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (40) und ein Energie speicherelement (32) in Reihe geschaltet sind,
- - einem ersten Schaltungsnebenzweig, der zwischen dem Schleifring (18) und der Diode (40) vom Hauptzweig abzweigt und über einen Hupenschalter (16) an die Masse führt, und
- - einem zweiten Schaltungsnebenzweig, der zwischen der Diode (40) und dem Energiespeicherelement (32) vom Hauptzweig abzweigt und über den Aufprallsensor (34) und den mit diesem in Reihe geschalteten Auslöser (36) an die Masse führt.
2. Sicherheitsstromversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaltungshauptzweig zwischen der
Diode (40) und dem Knotenpunkt der Abzweigung des zweiten
Nebenzweiges einen Vorwiderstand (38) aufweist.
3. Sicherheitsstromversorgungssystem nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Energie
speicherelement (32) einen Kondensator enthält.
4. Sicherheitsstromversorgungssystem nach Anspruch 1 oder
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespei
cherelement (32) eine wiederaufladbare Batterie ist.
5. Sicherheitsstromversorgungssystem nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den
Ladezustand des Speicherelementes (32) anzeigende Vor
richtung vorgesehen ist.
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Legal Events
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Representative=s name: JAEGER, K., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. KOESTER, H., D |
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