DE3743961A1

DE3743961A1 - Airbag-system eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE3743961A1
Application number: DE19873743961
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Ing Huber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-07-13
Also published as: WO1989005744A1

Description

Die Erfindung geht von dem speziellen, im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Airbag-System aus, das für sich dem Fachmann vertraut ist.

Für sich sind außerdem mechanische Crash-Sensoren bekannt, die nämlich einen durch ein träges Element mechanisch betätigbaren mechanischen Schaltkontakt enthalten.

Daneben sind für sich elektronische Crash-Sensoren bekannt, die eine für Druck empfindliche Halbleiteranordnung enthalten, z. B. Piezotransistoren.

Die Aufgabe der Erfindung, nämlich

- die Zuverlässigkeit des Airbag-Systems zu erhöhen,
- besonders ein fehlerhaftes Zünden der Zündpille und damit vor allem Gefährdungen der Fahrzeuginsassen durch unnötiges Aus lösen des Zündstromes der Zündpille zu vermeiden,
- die Einflüsse von kapazitiven, induktiven oder elektromagne tischen Störungen, die evtl. in das Airbag-System eingekoppelt werden, nämlich ein dadurch bewirktes fehlerhaftes Auslösen des Zündstromes, möglichst zu verhindern,

wird durch das in Patentanspruch 1 definierte Airbag-System gelöst.

Die in den Unteransprüchen definierten Weiterbildungen der Er findung gestatten, zusätzliche Vorteile zu erreichen. So gestat tet das Airbag-System gemäß Patentanspruch

2, mehrere, sich in ihren Eigenschaften gegenseitig ergänzen de gleichartige Crash-Sensoren anbringen zu können, und/ oder den Defekt eines der beiden parallel geschalteten Crash-Sensoren unschädlich zu machen,
3, die Risiken einer Triggeranordnung zu vermeiden, welche ihrerseits, getrigget vom betreffenden mechanischen Crash- Sensor, den Zündstrom zu steuern hätte,
4, eine für einen elektronischen Crash-Sensor besonders ge eigneten Sensortyp zu benutzen,
5, die Genauigkeit, mit der Fehler im Ausgangssignal des elektronischen Crash-Sensors erkannt werden, zu erhöhen,
6, fehlerhafte Ausgangssignale des elektronischen Crash- Sensors, z. B. durch Hochfrequenzstörungen vorgetäuschte Crashfälle, von fehlerfreien Ausgangssignalen dieses Crash-Sensors zu unterscheiden,
7, den Einfluß von kapazitiv, induktiv und/oder elektromagne tisch in den elektronischen Crash-Sensor eingekoppelten Störungen einzudämmen, und
8, die Zuverlässigkeit des Airbag-Systems im Crashfall selbst dann zu gewährleisten, wenn durch den Crash die allgemeine Energieversorgung im Fahrzeug völlig ausfiel.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren gezeigten beiden Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei

Fig. 1 ein Beispiel mit einem einzigen mechanischen Crash-Sensor und

Fig. 2 ein Beispiel mit zwei, einander parallel geschalteten mechanischen Crash-Sensoren zeigt.

Beide Figuren zeigen die wesentlichen Teile des Airbag-System- Beispiels eines Fahrzeugs. Dieses enthält jeweils einen Anschluß B für die Batterie B des Fahrzeugs, ferner einen Transistor schalter T, dessen Schaltstrecke die Batterie B mit der Zünd pille P zu verbinden gestattet. In diese Verbindung ist außer dem die Schaltstrecke von mindestens einem mechanischen Crash- Sensor eingefügt, vgl. CS in Fig. 1 und CS 1, CS 2 in Fig. 2.

Der Schalter T wird seinerseits von einem elektronischen Crash- Sensor K gesteuert - der z. B. eine Widerstandsbrücke mitenthal ten kann -, dessen Ausgangssignal mit einem Mikroprozessor μ P verbunden ist. Dieser Mikroprozessor μ P stellt hier seinerseits eine Vergleicherschaltung μ P dar, die das Ausgangssignal des elektronischen Crash-Sensors K mit einem vorgegebenen Referenz signal vergleicht, damit fehlerhafte Ausgangssignale des elek tronischen Crash-Sensors K von fehlerfreien Ausgangssignalen dieses Crash-Sensors K unterschieden werden können.

Bei beiden gezeigten Beispielen ist also jeweils nicht nur zu mindest ein einziger mechanischer Crash-Sensor CS bzw. CS 1, CS 2, nämlich ein, durch ein träges Element mechanisch gesteuerter, mechanischer Schaltkontakt, angebracht, sondern auch zumindest ein einziger elektronischer Crash-Sensor K/μ P, nämlich eine für Druck empfindliche Halbleiteranordnung.

Dadurch, daß sowohl zumindest ein einziger mechanischer als auch zumindest ein einziger elektronischer Crash-Sensor angebracht ist, ist die Zuverlässigkeit des Airbag-Systems erhöht. Wenn nämlich z. B. kapazitive, induktive und/oder elektromagnetische Störungen eingekoppelt werden, dann sprechen zwar vielleicht der elektronische, aber nicht der mechanische Crash-Sensor CS bzw. CS 1, CS 2 an. Wenn hingegen, z. B. auf Grund eines Defekts, z. B. der in Fig. 1 gezeigte mechanische Crash-Sensor CS fehlerhafter weise einen Crashfall vortäuscht, dann wird normalerweise der elektronische Crash-Sensor K nicht gleichzeitig ansprechen, so daß der Schalter T in seinem sperrenden Zustand bleibt und die Zündpille P nicht zündet. Ein fehlerhaftes Zünden der Zündpille P und damit vor allem Gefährdungen der Fahrzeuginsassen durch unnötiges Auslösen der Zündpille P sind dadurch zumindest weit gehend vermeidbar.

Das in Fig. 2 gezeigte Beispiel gestattet, die beiden parallel geschalteten Crash-Sensoren räumlich verschieden zu orientieren, z. B. den einen Crash-Sensor SC 1 in Fahrrichtung und den anderen CS 2 senkrecht dazu. Nachdem hier jeder einzelne mechanische Crash-Sensor CS - nämlich evtl. unerwünschterweise - nur rich tungsorientiert ansprechen kann statt ohne Bevorzugungsrichtung zu arbeiten, wird in diesem Fall eine solche, sozusagen einen "Defekt" darstellende Richtungsorientierung unschädlich, weil zwei solche Crash-Sensoren angebracht wurden, die sich gegensei tig ergänzen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist außerdem, weil die bei den mechanischen Crash-Sensoren CS 1, CS 2 untereinander parallel geschaltet sind, ein eventueller Defekt eines der beiden paral lel geschalteten Crash-Sensoren, z. B. ein Klemmen des mechani schen Schaltkontaktes dieses betreffenden Crash-Sensors, unschäd lich.

Bei beiden gezeigten Beispielen fließt im Crashfall der Zünd strom, vgl. Fig. 1, unmittelbar über den mechanischen Crash-Sen sor SC bzw. es fließen, vgl. Fig. 2, zumindest Anteile des Zünd stromes unmittelbar über die mechanischen Crash-Sensoren CS 1, CS 2. Es wird hier also vermieden, daß der mechanischen Crash- Sensor lediglich ein Triggersignal für eine nachfolgende elek tronische Schaltung liefert, welche dann ihrerseits dafür sor gen müßte, daß Zündstrom eingeschaltet wird. Bei einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung wird also die mitunter relativ starke Störanfälligkeit einer entsprechenden getriggerten elek tronischen Schaltung vermieden.

Der elektronische Crash-Sensor K kann im Prinzip beliebig aufge baut sein, z. B. mit Hilfe von Piezotransistoren oder Piezothy ristoren. Ein solcher Crash-Sensor K kann aber als Druckfühler auch eine Silizium-Membranzelle enthalten, bei der die Silizium- Membran im Crashfall ihre elektrischen Eigenschaften abrupt in typischer Weise ändert und damit den Schalter T so steuern kann, daß die Zündpille P zündet.

Bei beiden gezeigten Beispielen ist dem elektronischen Crash- Sensor K ein Mikroprozessor μ P nachgeschaltet. Mittels dieses Mikroprozessors m P kann das Ausgangssignal des elektronischen Crash-Sensors K überprüft werden, nämlich ob der Pegel des Aus gangssignals - bzw. die Kurvenform und der Absolutwert der Am plitude des Ausgangssignals des elektronischen Sensors K - wirk lich einem Crashfall entspricht oder auf eine Störung hinweist - wobei diese Störung z. B. durch eine kapazitive, induktive und/ oder elektromagnetische Einkopplung von außen, z. B. von der Mo torzündung, zustande gekommen sein kann. Dieser Mikroprozessor μ P gestattet, diesen hinsichtlich Formen und/oder Amplitude des Ausgangssignals vorgebbaren Ansprechpegel des elektronischen Crash-Sensors zu überprüfen bzw. den zu einem Crashfall gehören den Wertebereich durch eine entsprechende Einstellung bzw. Pro grammierung des Mikroprozessors μ P vorzugeben, um die Genauig keit zu erhöhen, mit welcher ein Fehler im Ausgangssignal des elektronischen Crash-Sensors erkannt werden kann. Dieses Aus gangssignal wird dann nämlich im Mikroprozessor mit dem vorge gebenen Pegel-Wertebereich verglichen, so daß dieser Mikropro zessor μ P dann eine Vergleicherschaltung darstellt, in welcher jenes Ausgangssignal sozusagen mit einem Referenzsignal vergli chen wird, wonach schließlich die Vergleicherschaltung μ P ihrer seits den Schalter T schaltet oder nicht schaltet, je nach dem Ergebnis des Vergleiches. Auf diese Weise kann man fehlerhafte Ausgangssignale des elektronischen Crash-Sensors von fehlerfrei ein Ausgangssignalen dieses Crash-Sensors besonders zuverlässig unterscheiden und damit besonders also auch Hochfrequenzstörun gen erkennen, welche einen Crashfall nur vorgetäuscht haben.

Der elektronische Crash-Sensor K ist in beiden Beispielen für sich jeweils in einer Abschirmkapsel ES untergebracht, um den Einfluß von kapazitiven, induktiven und/oder elektromagneti schen Störungen auf den betreffenden Crash-Sensor K - und auf dessen Mikroprozessor μ P - einzudämmen.

Bei beiden Beispielen ist zusätzlich ein Energiespeicher C, näm lich ein entsprechend großer Kondensator C, zur Stromversorgung der Zündpille P und des elektronischen Crash-Sensors K sowie dessen Mikroprozessor μ P angebracht, wobei die Energiespeicher kapazität dieses Energiespeichers C so hoch ist, daß sie zur sicheren Zündung der Zündpille P auch dann ausreicht, falls durch den Crash die allgemeine Energieversorgung des Fahrzeugs schon vor der Zündung der Zündpille P völlig ausfiel. Auf diese Weise ist die Zuverlässigkeit des Airbag-Systems im Crashfall selbst dann gewährleistet, wenn durch den Crash die allgemeine Energieversorgung zusammenbrach.

Die gezeigten Beispiele sind aber selbst dann besonders zuver lässig, wenn eingekoppelte kapazitive, induktive und/oder elek tromagnetische Störungen genau die Charakteristik eines Crash signales vortäuschen, weil erfindungsgemäß stets zweierlei Crash-Sensortypen, nämlich ein elektronischer und ein mechani scher, angebracht sind, die für sich ganz unterschiedlich auf solche Störungen reagieren.

Claims

1. Airbag-System eines Fahrzeugs, mit

- einer Stromversorgung (B, C), die einen Zündstrom liefern kann,
- einer durch den Zündstrom zündbaren Zündpille (P), und
- einem Crash-Sensor (CS, CS 1, CS 2, ES), der den Zündstrom aus lösen kann,

dadurch gekennzeichnet, daß

- sowohl
- : zumindest ein einziger mechanischer Crash-Sensor (CS, CS 1, CS 2), nämlich mit einem, durch ein träges Element mechanisch gesteuerten, mechanischen Schaltkontakt,
als auch
- : zumindest ein einziger elektronischer Crash-Sensor (K mit μ P), nämlich mit einer für Druck empfindlichen Halb leiteranordnung (K),
angebracht ist.

2. Airbag-System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- mehrere, untereinander parallel geschaltete gleichartige, also mechanische oder elektronische, Crash-Sensoren (CS 1, CS 2) angebracht sind.

3. Airbag-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- im Crashfall der Zündstrom unmittelbar über den mechanischen Crash-Sensor (CS) bzw. zumindest Anteile des Zündstromes un mittelbar über die mechanischen Crash-Sensoren (CS 1, CS 2) fließt.

4. Airbag-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- der elektronische Crash-Sensor (K) als Druckfühler eine Silizium-Membranzelle enthält.

5. Airbag-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Wertebereich des Ansprechpegels des elektronischen Crash-Sensors (K) (mittels μ P) einstellbar bzw. programmier bar ist.

6. Airbag-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bevorzugt nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Ausgangssignal des elektronischen Crash-Sensors (K) mit einer Vergleicherschaltung (μ P) verbunden ist, in welcher dieses Ausgangssignal mit einem Referenzsignal verglichen wird, und
- das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung (μ P) einen Schalter (T), dessen Schaltstrecke in Reihe zu dem (CS) oder zu den mechanischen Crash-Sensoren (CS 1, CS 2) geschaltet ist, steuert.

7. Airbag-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- der elektronische Crash-Sensor (K) für sich in einer Ab schirmungskapsel (ES) untergebracht ist.

8. Airbag-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Energiespeicher (C) zur Stromversorgung zumindest der Zündpille (P), wenn nicht auch des elektronischen Crash-Sen sors (K) mit so hoher eigener Energiespeicherkapazität ange bracht ist, daß die Energiespeicherkapazität zur sicheren Zündung der Zündpille (P) auch dann reicht, falls durch den Crash die allgemeine Energieversorgung des Fahrzeugs schon vor der Zündung der Zündpille (P) völlig ausfiel.