DE3816589A1

DE3816589A1 - Einrichtung zur ausloesung einer passiven sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE3816589A1
Application number: DE3816589A
Authority: DE
Inventors: Alfons Woehrl; Peter Ing Grad Hora; Guenter Fendt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1989-11-23
Also published as: DE3816589C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auslösung einer passiven Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 37 17 427.4 der Anmelderin ist eine solche Einrichtung be kannt, die mehrere Beschleunigungsaufnehmer mit unterschiedlich ausgerichteten Empfindlichkeitsachsen aufweist. Für jeden Be schleunigungsaufnehmer, z.B. eine piezoelektrische Keramik, ist eine Integratorschaltung vorgesehen, die das Ausgangssignal des zugehörigen Beschleunigungsaufnehmers ab einer bestimmten Schwelle aufintegriert. Die integrierten Signale werden dann mit einem Schwellenwert verglichen, der so gewählt ist, daß bei Überschreiten dieses Schwellenwertes die passive Sicherheitsein richtung zur Auslösung bereitgehalten wird. Die Auslösung tritt jedoch erst ein, wenn die aufintegrierten Ausgangssignale beider Signalkanäle einen bestimmten minimalen zweiten Schwellenwert überschreiten. Dieser zweite Schwellenwert ist kleiner gewählt als der die Auslösung der Sicherheitseinrichtung bestimmende erste Schwellenwert. Mit einer derartigen Bewertung der für die Auslösung ausreichenden ersten Schwellenwerten mit Hilfe der zweiten Schwellenwerte können ein Heck- bzw. Seitenaufprall von einem Frontal- oder Schrägaufprall unterschieden werden. Nur bei den beiden letzteren Aufprallarten werden auch die niedrigen zweiten Schwellenwerte in beiden Signalkanälen überschritten, so daß dann die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird. Bei einem Heck- bzw. Seitenaufprall werden die niedrigen zweiten Schwel lenwerte zumindest in einem Signalkanal nicht überschritten, so daß dann auch nicht die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ein richtung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der die Sicherheitseinrichtung gesperrt werden kann, wenn das Fahrzeug einen Aufprall aus einer Richtung erfährt, bei der die Sicher heitseinrichtung nicht ausgelöst werden darf, d.h. insbesondere bei einem Heckaufprall und gegebenenfalls auch bei einem Seiten aufprall oder einem Aufprall schräg von hinten.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnen den Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteran sprüchen hervor.

Demgemäß werden Beschleunigungsaufnehmer verwendet, die bei einem Aufprall aus einer Richtung, in der eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung nicht erwünscht ist, signifikante Signale abgeben. Diese Signale werden wie die zu einer Auslösung der Sicherheitseinrichtung führenden Signale ausgewertet und sper ren, wenn sie einen bestimmten Schwellenwert überschreiten, die Auslösung der Sicherheitseinrichtung. Vorzugsweise werden als Beschleunigungsaufnehmer die gleichen Beschleunigungsaufnehmer verwendet, die auch zu einer Detektierung von Frontal- bzw. Schragaufprallen verwendet werden. Solche Beschleunigungs aufnehmer, z.B. piezoelektrische Keramiken, haben eine bestimmte Empfindlichkeitscharakteristik, so z.B. eine Kosinus -Charak teristik um eine Vorzugsrichtung. Die Ausgangssignale werden dann invertiert und der weiteren Auswerteschaltung zugeführt. Diese Auswerteschaltung kann, ebenso wie die Auswerteschaltung in den zu einer Auslösung der Sicherheitseinrichtung führenden Signalkanälen aus einer Integrator- und einer Schwellenwert schaltung bestehen. Wird in den weiteren Auswerteschaltungen ein bestimmter Schwellenwert überschritten, so wird die Auslösung der Sicherheitseinrichtung gesperrt.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß auch dann, wenn den sonstigen Auslöseeinrichtungen in den zur Auslösung der Sicherheitseinrichtung dienenden Signalkanalen Stör- oder Streu signale auftreten, die zu einer nicht gewünschten Auslösung der Sicherheitseinrichtung führen konnten, diese Auslösung zuverläs sig verhindert wird.

Bevorzugt werden gemäß der Erfindung mehrere Beschleunigungs aufnehmer verwendet, wobei in der Regel zwei Beschleunigungs aufnehmer ausreichend sind, die mit ihren Empfindlichkeitsachsen in einer horizontalen Ebene unter bestimmten Winkeln gegen die Fahrzeuglängsachse angestellt sind. Diese Winkel können z.B. entgegengesetzt gleich, ungleich oder parallel zur Längs- und Querachse des Fahrzeuges angeordnet sein. Die Anordnung hängt unter anderem von der gewünschten Auslöse- bzw. Sperrcharakte ristik der Sicherheitseinrichtung ab.

Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert, in denen jeweils ein Blockschalt bild einer Einrichtung zur Auslösung einer Sicherheitsein richtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Auslösung einer Sicherheits einrichtung, z.B. eines Luftkissens oder eines Gurtstrammers, in einem Kraftfahrzeug dargestellt, wobei diese Auslöseeinrichtung zwei Signalkanäle 2 und 3 aufweist, die jeweils einen Beschleu nigungsaufnehmer 4 bzw. 5, eine Integratorschaltung 6 bzw. 7 und eine Schwellenwertschaltung 8 bzw. 9 aufweisen. Der Beschleuni gungsaufnehmer 4 hat eine durch einen Pfeil angedeutete bevor zugte Empfindlichkeitsachse, so daß an dessen Ausgang bei einem Aufprall des Fahrzeuges in dieser Richtung und in einem gewissen Bereich um die Empfindlichkeitsachse signifikante Ausgangssi gnale am Ausgang des Beschleunigungsaufnehmers erscheinen. Der Beschleunigungsaufnehmer ist z.B. eine piezoelektrische Keramik. Die Ausgangssignale des Beschleunigungsaufnehmers 4 werden ab einem gewissen Schwellenwert in der Integratorschaltung 6 auf integriert. Erreicht das aufintegrierte Signal einen bestimmten, durch die Schwellenwertschaltung 8 vorgegebenen Wert, so wird eine mit dem Ausgang der Schwellenwertschaltung 8 verbundene Auslöseschaltung 10 aktiviert.

Für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung 1 müssen jedoch bestimmte Bedingungen im zweiten Signalkanal 3 vorhanden sein.

Die ebenfalls durch einen Pfeil angedeutete Empfindlich keitsachse des in diesem Signalkanal 3 vorhandenen Beschleuni gungsaufnehmers ist in diesem Falle entgegengesetzt zu derjeni gen des Beschleunigungsaufnehmers 4. Dient der Beschleunigungs aufnehmer 4 z.B. zur Detektierung eines Frontal- bzw. Schrägauf pralles von vorne, so detektiert der Beschleunigungsaufnehmer 5 einen Heckaufprall 5 oder einen Aufprall schräg von hinten und gibt in diesem Falle signifikante Ausgangssignale ab. Diese Aus gangssignale werden ab einem bestimmten Schwellenwert in der Integratorschaltung 7 aufintegriert. Überschreiten die aufinte grierten Signale einen durch die Schwellenwertschaltung 9 vorge gebenen Schwellenwert, so ist dieses gleichbedeutend mit einem Heckaufprall, so daß die Auslöseschaltung 10 gesperrt wird. Hierzu ist der Ausgang der Schwellenwertschaltung 9 mit einem Sperreingang 11 der Auslöseschaltung 10 verbunden.

Die Sicherheitseinrichtung wird demnach nur dann ausgelöst, wenn in dem ersten Signalkanal 2 signifikante Signale auftreten, im zweiten Signalkanal 3 jedoch keine derartigen Signale vorliegen.

In Fig. 2 sind zwei Beschleunigungsaufnehmer 4 a und 5 b darge stellt, deren Empfindlichkeitsachsen wiederum durch Pfeile ange geben sind. Durch die schräggestellten Pfeile wird angedeutet, daß die Empfindlichkeitsachsen unter entgegengesetzt gleichen Winkeln zur Fahrzeuglängachse in einer horizontalen Ebene gele gen sind. Dieser Winkel liegt üblicherweise zwischen 30 und 45°. Als Beschleunigungsaufnehmer können wiederum piezoelektrische Keramiken verwendet werden. Diese Beschleunigungsaufnehmer geben bei einem Aufprall von vorne in Richtung der jeweiligen Empfind lichkeitsachse maximale positive Signale, bei einem Aufprall aus der entgegengesetzten Richtung maximale negative Signale ab.

Die Ausgangssignale des Beschleunigungsaufnehmers 4 a werden in einer Integratorschaltung 6 a aufintegriert, deren Ausgang mit einer Schwellenwertschaltung 8 a verbunden ist. Deren Ausgang ist mit einer Auslöseschaltung 10 a für eine Sicherheitseinrichtung 1 a verbunden. Beschleunigungsaufnehmer 4 a, Integratorschaltung 6 a sowie Schwellenwertschaltung 8 a bilden somit einen dem Si gnalkanal 2 in Fig. 1 entsprechenden Signalkanal 2 a. In glei cher Weise wird ein zweiter Signalkanal 2 b aus dem Beschleuni gungsaufnehmer 5 b, einer Integratorschaltung 6 b und einer Schwellenwertschaltung 8 b gebildet.

Treten an den Ausgangen der Schwellenwertschaltungen 8 a und 8 b signifikante Signale auf, so wird die Ausloseschaltung 10 a in Bereitschaftstellung gesetzt, wobei hier noch vorgesehen sein kann, die Signale in den beiden Signalkanälen 2 a und 2 b mit einander in geeigneter Weise zu verknüpfen.

Die Beschleunigungsaufnehmer 4 a und 5 b gehören noch weiteren Signalkanälen 3 a und 3 b an, die jeweils gleich aufgebaut sind. Jeweils mit dem Ausgang des Beschleunigungsaufnehmers 4 a bzw. 5 b ist eine Inverterschaltung 12 a bzw. 12 b verbunden, deren Signale jeweils ab einem bestimmten Schwellenwert in einer Integrator schaltung 7 a bzw. 7 b aufintegriert werden. Übersteigen die auf integrierten Signale einen durch eine Schwellenwertschaltung 9 a bzw. 9 b vorgegebene Schwellenwert, so schalten diese Schwellen wertschaltungen 9 durch. Die Ausgänge der Schwellenwert schaltungen 9 a und 9 b sind über ein ODER-Gatter 13 miteinander verknüpft, dessen Ausgang mit einem Sperreingang 11 a der Aus löseschaltung 10 a verbunden ist. Die Funktion der in Fig. 2 dargestellten Auslöseeinrichtung ist im Prinzip gleich wie die jenige der in Fig. 1 dargestellten Schaltung. Durch die Inver tierung der Ausgangssignale der Beschleunigungsaufnehmer 4 a und 5 b werden in den Signalkanälen 3 a und 3 b signifikante, die Schwelle der Schwellenwertschaltungen 9 a und 9 b übersteigende Signale nur dann auftreten, wenn ein Aufprall von hinten oder schräg von hinten vorliegt. Die Auslöseschaltung 10 a wird in diesem Falle gesperrt, so daß die Sicherheitseinrichtung 1 a auch dann nicht ausgelöst wird, wenn in den Signalkanälen 2 a und 2 b z.B. durch Störeinflüsse verursachte signifikante Signale vorliegen, die die Schwellen der Schwellenwertschaltungen 8 a oder 8 b bzw. zumindest eine dieser Schwellen übersteigen.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung kann ebenso einkanalig ausgeführt sein, d.h. lediglich einen Beschleunigungsaufnehmer aufweisen. Ebenso denkbar ist es, mehr als zwei Beschleunigungs aufnehmer mit entsprechenden Empfindlichkeitscharakteristiken zu verwenden.

Ebenso ist eine Anordnung gemäß Fig. 3 denkbar, wobei ein Auf nehmer 4 b parallel zur Fahrzeuglängsachse und der andere Aufneh mer 5 c quer dazu (90°) angeordnet ist. Die sonstige Auswerte schaltung gleicht der in Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellten Schaltungen sind aus diskreten Schaltungselementen aufgebaut. Es ist selbstverständlich, daß diese Schaltungen bzw. zumindest Teile davon durch integrierte Schaltungen oder entsprechend durch Software programmierbare Prozessoren, Rechner etc. realisiert werden können.

Claims

1. Einrichtung zur Auslösung einer passiven Sicherheitsein richtung, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und im Falle eines Aufpralles ausgelöst wird, mit mindestens einem Beschleunigungs aufnehmer, einer Auswerteschaltung fur Ausgangssignale des zu mindest einen Beschleunigungsaufnehmers und einer Auslöseschal tung für die Sicherheitseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Beschleunigungsaufnehmer (4, 4 a, 5 b) vorgesehen ist, der bei einem Aufprall, bei dem ein Auslösen der Sicher heitseinrichtung nicht erwünscht ist, insbesondere bei einem Heck- oder Schrägaufprall von hinten, signifikante Signale ab gibt, daß dieser zumindest eine Beschleunigungsaufnehmer (4, 4 a, 5 b) mit einer weiteren Auswerteschaltung (3, 3 a, 3 b) verbunden ist, und daß der Ausgang der weiteren Auswerteschaltung (3, 3 a, 3 b) mit einem Sperreingang (11, 11 a) der Auslösefunktion (10, 10 a) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Beschleunigungsaufnehmer (4 a, 5 b) der für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung (1, 1 a) verwendete zumin dest eine Beschleunigungsaufnehmer (4, 4 a, 5 b) ist, der über eine dessen Ausgangssignale invertierende Inverterschaltung (12 a, 12 b) mit der weiteren Auswerteschaltung (7 a, 7 b) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß bei Verwendung von elektrische Ausgangssignale abgeben den Beschleunigungsaufnehmern (4, 4 a, 5 b) die weitere Auswerte schaltung (3, 3 a, 3 b) in Serie eine Integratorschaltung (7, 7 a, 7 b) und eine Schwellenwertschaltung (9, 9 a, 9 b) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehreren Be schleunigungsaufnehmern (4 a, 5 b), die jeweils einen Aufprall detektieren, bei dem die Sicherheitseinrichtung nicht ausgelöst werden soll, jedem Beschleunigungsaufnehmer (4 a, 5 b) eine weite re Auswerteschaltung (3 a, 3 b) zugeordnet ist und daß die Aus gänge der weiteren Auswerteschaltungen (3 a, 3 b) uber eine ODER- Verknüpfung (13) mit dem Sperreingang (11 a) der Auslöseschaltung (10 a) verbunden sind.