DE3942011C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auslösung
einer passiven Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 38 16 587 bekannt.
Diese Einrichtung weist mindestens zwei Beschleunigungssensoren
auf, die an signifikanten, bei einem Aufprall des Fahrzeuges
beaufschlagten Stellen angeordnet sind, wobei ihre
Empfindlichkeitsachsen in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet
sind. An jedem Beschleunigungssensor sind mehrere Auswertekanäle
angeschlossen, in denen die elektrischen Ausgangssignale jedes
Beschleunigungssensors nach unterschiedlichen Kriterien bewertet
und entsprechende Ergebnissignale abgegeben werden. Ein erster
Auswertekanal weist hierbei eine Integrator- und eine
Schwellenwertschaltung auf; in den anderen Auswertekanälen
werden weitere Kriterien berücksichtigt, z. B. hohe oder niedrige
Beschleunigungen bzw. Verzögerungen, ein Heck- oder ein
Seitenaufprall und auch kurzfristige Beschleunigungen, wie
Hammerschläge. Die elektronischen
Schaltungen sind hierbei so weit entwickelt, daß eine Vielzahl
von Kriterien berücksichtigt und die gesamte Auslöseeinrichtung
auch auf spezielle Fahrzeugeigenschaften ausgelegt werden kann.
Eine Anordnung mehrerer Beschleunigungssensoren in dem Lenkrad
eines Kraftfahrzeuges kann jedoch diese Vorteile zumindest nicht
so deutlich erbringen, da hier die bei einem Aufprall wirkenden
Kräfte nicht so signifikant differieren, wie an den bezeichneten
unterschiedlichen Stellen des Kraftfahrzeuges. Der benötigte
Schaltungsaufwand ist daher in Relation zu dem Auswerteergebnis
hoch.
Aus der DE-OS 22 22 038 ist eine Einrichtung zur Auslösung von
passiven Sicherheitseinrichtungen bekannt, die einen
Beschleunigungssensor, vorzugsweise aus piezoelektrischem
Keramikmaterial aufweist, dessen unsymmetrisch begrenzten
elektrischen Ausgangssignale in einem Auswertekanal zweimal
nacheinander aufintegriert werden, wobei die
Sicherheitseinrichtung erst dann ausgelöst wird, wenn dieses
zweimal integrierte Signal einen vorgegebenen Schwellenwert
überschreitet. Als Auslösekriterium wird hier sozusagen eine
kritische Wegstrecke herangezogen. Die Sicherheitseinrichtung
wird auf diese Weise nicht bei kurzzeitigen hohen, für
Unfallsituationen untypischen Beschleunigungen ausgelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Einrichtung der eingangs genannten Art mit lediglich
einem Beschleunigungsaufnehmer anzugeben, bei der die
Auswertekanäle so modifiziert sind, daß präzise
Kriterien für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung
bestimmbar sind, wobei die gesamte Auslöseeinrichtung
mit einem Gaskissen als passive Sicherheitseinrichtung
in ein Lenkrad einzubauen ist. Zu fordern ist demnach
auch eine einfache und nicht aufwendige elektronische
Schaltung hinsichtlich der Auswertekanäle.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Demgemäß sind zwei parallele Auswertekanäle vorgesehen,
die jeweils Integratoren aufweisen, wobei in dem ersten
Auswertekanal ein Integrator mit einem
Schwellenwertschalter und in dem zweiten Auswertekanal
zwei Integratoren vorliegen, von denen der erste während
des Betriebes ständig rückgesetzt und mit dem Ausgang
des zweiten Integrators ein weiterer
Schwellenwertschalter verbunden ist. Das
Auslösekriterium für den ersten Auswertekanal ist somit
eine kritische Geschwindigkeit, das Auslösekriterium im
zweiten Auswertekanal ein kritischer Weg. Dieser zweite
Auswertekanal kann sozusagen als
Delta-Weg-Erkennungsschaltung bezeichnet werden. Eine
solche Erkennungsschaltung ist vorteilhaft, damit man
bei einem Unfall, der eine große Vorverlagerung der
Fahrzeuginsassen bewirkt, von Störsignalen, wie sie von
Bodenwellen, Schlaglöchern, Bordsteinkanten erzeugt
werden, unterscheiden kann, wobei diese Störsignale nur
eine geringfügige Wegänderung oder Vorverlagerung der
Fahrzeuginsassen mit sich bringen.
Es ist insbesondere bemerkenswert, daß sämtliche
Auslösekriterien, auch wenn mehr als zwei Auswertekanäle
benutzt werden, aus den Ausgangssignalen eines einzigen
Beschleunigungsaufnehmers aus piezoelektrischer Keramik
abgeleitet werden, einschließlich solcher Beschleunigungen, wie sie bei einem
Heckaufprall oder durch Hammerschläge auftreten. So kann z. B.
mit einem einfachen Schwellenwertschalter, der mit
dem Ausgang des Integrators in dem ersten Auswertekanal
verbunden ist, der Beginn eines Aufpralles detektiert
werden. Mit dem Ausgang des zusätzlichen
Schwellenwertschalters ist ein Zeitglied verbunden, das
ein Signal abgibt, welches wiederum dafür herangezogen
wird, in dem ersten Auswertekanal Koinzidenz mit dem
aufintegrierten Signal festzustellen. Für eine
Hammerschlag-Erkennungsschaltung wird das verstärkte,
gefilterte und unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal
des Beschleunigungssensors einer Schwellenwert- und
Zeitschaltung zugeführt, die bei Überschreiten eines
hohen, durch eine Beschleunigung vorgegebenen
Schwellenwertes ebenfalls die Weitergabe von Signalen
aus dem ersten Auswertekanal verhindert. Das
Ergebnissignal dieser Hammerschlag-Erkennungsschaltung
und dasjenige der Schaltung zum Bestimmen des
Auffahrnullpunktes können miteinander in einem UND-Glied
verbunden werden, dessen Ausgang dann dem UND-Glied im
ersten Auswertekanal zugeführt ist, an dem auch der
Ausgang des ersten Schwellenwertschalters liegt.
Schließlich wird noch aus dem verstärkten, gefilterten
und unsymmetrisch begrenzten Ausgangssignal des
Beschleunigungssensors ein Ergebnissignal hinsichtlich
eines Heckaufpralles ermittelt, und zwar, indem das
unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal in der Polarität
verändert, verstärkt und nach Vorgabe eines unteren
Grenzwertes aufintegriert wird. Überschreitet dieses
Signal dann einen Schwellenwert, der auf einen
Heckaufprall schließen läßt, so wird mit Hilfe einer
Zeitschaltung eine Weitergabe der Ergebnissignale aus
den anderen Auswertekanälen verhindert, was wiederum mit
Hilfe einer UND-Verknüpfung in der Logikschaltung
erfolgt.
Schließlich muß noch dafür gesorgt werden, daß dann,
wenn trotz des Vorliegens von Ergebnissignalen kein
Unfall vorliegt und die Sicherheitseinrichtung
verriegelt wurde, die einzelnen Schaltungen nach einer
vorgegebenen Zeitspanne wieder zurückgesetzt werden, um
so erneut für eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung
bereit zu sein. Diese Zeitspanne kann bei etwa 200 msec
liegen. Diese Zeitspanne ist groß genug, um bei einem
tatsächlichen Unfall die sichere Funktion aller
Komponenten innerhalb der gewünschten Zeit von maximal
40 msec zu gewährleisten, andererseits klein genug, um
nach einem gewollten Blockieren der
Sicherheitseinrichtung nicht mit einem Unfall rechnen zu
müssen.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung wurde speziell für
den Einbau im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges entwickelt
und stellt eine schnelle und zuverlässige Auslösung
eines Gaskissens bei einem Aufprallunfall sicher.
Ebenso werden Auslösungen bei Störsignaturen, wie sie
zum Beispiel bei schlechten Wegstrecken oder durch
Hammerschläge bzw. Handschläge entstehen, sicher
unterdrückt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand
der einzigen Figur näher erläutert, in der ein
schematisches Blockschaltdiagramm einer Einrichtung zum
Auslösen eines Luftkissens dargestellt ist.
Das Ausgangssignal eines piezoelektrischen
Beschleunigungssensors 1 wird in einem Verstärker 2
verstärkt, in einem Filter 3 geglättet und in einem
Begrenzer 4 unsymmetrisch begrenzt, wobei der Grenzwert
für die positiven Amplituden höher liegt als für die
negativen. Falls das derart behandelte Ausgangssignal
einen Referenzwert überschreitet, der durch einen
Referenzwertgeber 5 festgelegt wird, dessen
Ausgangssignal einem Differenzglied 6 zugeführt wird,
wird das Signal mit Hilfe eines Integrators 7
aufintegriert. Das Ausgangssignal dieses Integrators
wird einem ersten Schwellenwertschalter 8 mit einem
ersten Schwellenwert S1 zugeführt. Überschreitet das
aufintegrierte Signal diesen ersten, relativ niedrigen
Schwellenwert, so liegt am Ausgang des
Schwellenwertschalters 8 ein erstes Ergebnissignal an.
Der Ausgang des Integrators 7 wird ferner noch mit einem
zweiten Schwellenwertschalter 9 mit einem zweiten
Schwellenwert S2 verbunden, wobei dieser zweite
Schwellenwert höher liegt als der erste Schwellenwert
S1. Überschreitet das aufintegrierte Signal diesen
zweiten Schwellenwert S2, so liegt am Ausgang des
Schwellenwertschalters 9 ein zweites Ergebnissignal an.
Mit dem Ausgang des Integrators 7 ist noch ein dritter
Schwellenwertschalter 10 mit einem dritten Schwellenwert
S3 verbunden, wobei dieser Schwellenwert noch höher als
der zweite Wert S2 liegt. Überschreitet das
aufintegrierte Ausgangssignal diesen dritten hohen
Schwellenwert S3, so liegt am Ausgang des dritten
Schwellenwertschalters 10 ein drittes Ergebnissignal an.
Mit dem Ausgang des Integrators 7 ist schließlich noch
ein vierter Schwellenwertschalter 11 mit einem sehr
niedrigen vierten Schwellenwert S4 verbunden, wobei
dieser Schwellenwert S4 noch kleiner als S1 ist.
Überschreitet das aufintegrierte Signal diesen sehr
niedrigen Schwellenwert S4, so wird hiervon ein
Zeitglied 12 angesteuert, dessen üblicherweise einen
hohen Pegel aufweisendes Ausgangssignal, d. h. ein
Hochsignal nach einer vorgegebenen Zeitspanne T1 abfällt
auf ein Niedrigsignal. Das Ausgangssignal dieses
Zeitgliedes 12 ist ein viertes Ergebnissignal.
In einem weiteren Auswertekanal wird das unsymmetrisch
begrenzte Signal des Beschleunigungssensors 1 einem
ersten Integrator 20 zugeführt und aufintegriert. Das
Ausgangssignal eines Referenzgebers 21 wird einem
Differenzglied 22 zugeführt, das mit dem Ausgang des
ersten Integrators 20 verbunden ist. Das Signal des
Differenzgliedes 22 wird einem zweiten Integrator 23
zugeführt, der durch die Vorgabe des Referenzwertes
ständig zurückgesetzt wird, so daß normale Fahrgeräusche
sowie die in der Sensorelektronik erzeugten
Fehlersignale, z. B. bedingt durch Bautoleranzen oder
Leckströme, zu keiner Aufintegration führen können. Das
Ausgangssignal des zweiten Integrators 23 entspricht
somit einem Wegsignal, das einem fünften
Schwellenwertschalter 24 mit einem fünften Schwellenwert
S5 zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses fünften
Schwellenwertschalters ist das fünfte Ergebnissignal.
Das unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal des
Beschleunigungssensors 1 wird noch einem weiteren
Auswertekanal zugeführt, nämlich einer
Heckaufprallerkennungsschaltung. Diese umfaßt zunächst
einen invertierenden Verstärker 31, in dem die Polarität
des Beschleunigungssignales invertiert wird. Von dem
Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers 31 wird
ein Referenzsignal abgezogen, das mit Hilfe eines
Referenzgebers 32 erzeugt und einem Differenzglied 33
zugeführt wird, das mit dem Ausgang des Verstärkers 31
verbunden ist. Das derart aufbereitete Signal wird dann
einem Integrator 34 zugeführt. Überschreitet dieses
aufintegrierte Signal den Schwellenwert S6 eines
sechsten Schwellenwertschalters 35, so wird ein
invertierender Impulslängenverdoppler 36 angesteuert,
der die Polarität des Ausgangssignales des
Schwellenwertschalters 35 invertiert und die Länge des
Ausgangsimpulses dieses sechsten Schwellenwertschalters
verdoppelt. Das Ausgangssignal dieses invertierenden
Impulslängenverdopplers 36 ist das sechste
Ergebnissignal.
Ein weiterer Auswertekanal bildet eine
Hammerschlag-Erkennungsschaltung. Der Ausgang des
unsymmetrischen Begrenzers 4 ist hierzu mit dem Eingang
eines siebten Schwellenwertschalters 41 verbunden.
Dieser Schwellenwertschalter ist z. B. ein rücksetzbares
RS-Flip-Flop mit einem Schwellenwertschalter im Eingang
und einem invertierenden Ausgang. Üblicherweise ist der
Ausgang dieses siebten Schwellenwertschalters ein
Hochsignal, das dann, wenn der Schwellenwert S7 des
Schwellenwertschalters 41 überschritten wird, zu einem
Niedrigsignal wird. Das Ausgangssignal dieses siebten
Schwellenwertschalters 41 ist das siebte Ergebnissignal.
Für das Zeitglied 12, den Integrator 20 und den
Schwellenwertschalter 41, sämtlich rücksetzbare
Schaltungskomponenten, ist noch eine Rücksetzschaltung
vorgesehen, die einen als Mono-Flop ausgebildeten
Impulsverlängerer 51, ein ODER-Glied 52 und einen
Impulsverlängerer 53 aufweist, an dessen Ausgang das
Rücksetzsignal erscheint. Aufbau und Funktion der
Schaltung wird in Zusammenhang mit der
Funktionsbeschreibung der Auslöseeinrichtung erläutert.
Die Ergebnissignale werden einer Logikschaltung 61
zugeführt und dort so verknüpft, daß nur bei einem
tatsächlichen Aufprall des Kraftfahrzeuges ein
Luftkissen 62 aufgeblasen wird. Das vierte und das
siebte Ergebnissignal des Zeitgliedes 12 bzw. des
siebten Schwellenwertschalters 41 werden noch in einem
UND-Glied 63 zusammengefaßt, bevor dieses
zusammengefaßte Ergebnissignal der Logikschaltung 61
zugeführt wird.
Die Logikschaltung 61 weist ein UND-Glied 64 auf, dem
das erste Ergebnissignal und das aus dem vierten und
siebten Ergebnissignal kombinierte Signal zugeführt
werden. Ferner ist ein ODER-Glied 65 vorgesehen, dessen
einer Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes 64
verbunden ist und dessen zweitem Eingang das zweite
Ergebnissignal zugeführt wird. Einem UND-Gatter 66
werden das Ausgangssignal des ODER-Gatters 65 und das
sechste Ergebnissignal zugeführt. An den beiden
Eingängen eines weiteren ODER-Gliedes 67 liegt das
Ausgangssignal des UND-Gliedes 66 und das dritte
Ergebnissignal an. Als letzte Stufe dieser
Logikschaltung 61 ist ein UND-Glied 68 vorgesehen, das
einerseits mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 67 und zum
anderen mit dem Ausgang des fünften
Schwellenwertschalters 24 verbunden ist, an dem das
fünfte Ergebnissignal erscheint. Das Ausgangssignal des
UND-Gliedes 68 dient schließlich zur Ansteuerung eines
Gasgenerators für das Gaskissen 62.
Die Funktion der beschriebenen Auslöseeinrichtung bei
einem Aufprall des Kraftfahrzeuges ist folgend:
Das verstärkte, gefilterte und unsymmetrisch begrenzte
Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 1 wird ab
einer bestimmten, durch den Referenzgeber 5 vorgegebenen
Schwelle im Integrator 7 aufintegriert. Sobald der
niedrigste vierte Schwellenwert S4 erreicht wird,
schaltet der Schwellenwertschalter 11 durch, steuert
damit das Zeitglied 12 an, so daß sich dessen
Ausgangssignal, das normalerweise ein Hochsignal ist,
nach einer Zeitspanne T1 von z. B. 25 msec in ein
Niedrigsignal umwandelt. Während der ersten 25 msec nach
Erkennen des Beginnes des Aufpralls in dem
Schwellenwertschalter 11 liegt somit am UND-Glied 63 an
einem Eingang ein Hochsignal als viertes Ergebnissignal
an.
Das unsymmetrisch begrenzte Signal des
Beschleunigungssensors wird zusätzlich dem siebten
Schwellenwertschalter 41 zugeführt, d. h. der
Hammerschlag-Erkennungsschaltung. Das Ausgangssignal
dieses siebten Schwellenwertschalters 41 ist
normalerweise ein Hochsignal. Da dieses siebte
Ergebnissignal am zweiten Eingang des UND-Gliedes 63
anliegt, schaltet das UND-Glied durch, so daß nun am
zweiten Eingang des UND-Gliedes 64 ebenfalls ein
Hochsignal anliegt. Wäre in dem siebten
Schwellenwertschalter 41 der dortige Schwellenwert
überschritten worden, so hieße das, daß auf den
Beschleunigungsaufnehmer eine unzulässig hohe Kraft, z. B.
durch einen Hammerschlag oder durch einen Schlag auf
das Lenkrad gewirkt hätte. In diesem Falle wäre das
Ausgangssignal des Schwellenwertschalters 41 abgefallen,
so daß das UND-Glied 63 gesperrt worden wäre, demnach
auch das UND-Glied 64.
Dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 64 wird das erste
Ergebnissignal zugeführt, das durch die Integration des
unsymmetrisch begrenzten Signals des
Beschleunigungsaufnehmers ab einer Schwelle erzeugt
wird. Erreicht das aufintegrierte Signal den
Schwellenwert S1 des ersten Schwellenwertschalters 8,
dann schaltet das UND-Glied 64 durch, so daß auch am
Ausgang des nachfolgenden ODER-Gliedes 65 ein
Ausgangssignal erscheint. Ein Ausgangssignal des
nachfolgenden UND-Gliedes 66 erscheint jedoch nur dann,
wenn das sechste Ergebnissignal ebenfalls ein Hochsignal
ist, d. h. dann, wenn kein Heckaufprall detektiert
worden ist. Hierzu wird das unsymmetrisch begrenzte
Signal des Beschleunigungsaufnehmers in dem Verstärker
31 invertiert und ab einer durch den Referenzgeber 32
festgelegten Schwelle im Integrator 34 aufintegriert.
Dies erfolgt somit nur, wenn auf den
Beschleunigungsaufnehmer 1 eine "negative"
Beschleunigungskraft wirkt, d. h., daß auf das
Kraftfahrzeug ein anderes von hinten aufprallt. In einem
solchen Fall soll natürlich die Sicherheitseinrichtung
nicht ausgelöst werden. Durch die Filterung des Signals
des Beschleunigungsaufnehmers entsteht jedoch bei
schockförmigen Eingangssignalen ein Überschwingen des
gefilterten Signales, durch das bei einem Heckaufprall
eine Signalamplitude entsteht, die einem Frontalaufprall
entspricht. Auch in einem solchen Falle muß demnach
verhindert werden, daß die Sicherheitseinrichtung
ausgelöst wird. Dies geschieht mit Hilfe des
Impulslängenverdopplers 36. Überschreitet nämlich das
überschwungene und aufintegrierte Signal die Schwelle S6
des sechsten Schwellenwertschalters 35, so fällt das
normalerweise als Hochsignal vorliegende sechste
Ergebnissignal auf einen Niedrigpegel ab und sperrt
somit das UND-Glied 66. Die Sperrung erfolgt über die
doppelte Zeit, die das Ausgangssignal des sechsten
Schwellenwertschalters dauert.
Wenn somit weder ein Hecksignal noch ein Hammerschlag
vorliegt und das erste Ergebnissignal innerhalb der
Zeitspanne T1, d. h. innerhalb von etwa 25 msec erzeugt
wurde, wird dieses erste Ergebnissignal bis zu dem einen
Eingang des letzten UND-Gliedes 68 geleitet. Erscheint
innerhalb der Zeitspanne T1 das erste Ergebnissignal
nicht, d. h. wird die Schwelle S1 des ersten
Schwellenwertschalters 8 nicht erreicht, dann kann die
Sicherheitseinrichtung auch nicht ausgelöst werden. Das
Sperren des UND-Gliedes 64 nach der Zeitspanne T1 hat
den Sinn, daß eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung
nicht erfolgen soll, wenn die Kräfte auf den
Beschleunigungssensor so gering sind, daß sie von den
Insassen ohne weiteres abgefangen werden können. Sollte
nach der Zeitspanne T1 das Kraftfahrzeug in einen
Aufprall verwickelt werden, so kann die
Sicherheitseinrichtung ebenfalls ausgelöst werden,
allerdings dann nur, wenn der Schwellenwert S2 des
zweiten Schwellenwertschalters 9 überschritten wird und
somit das zweite Ergebnissignal über das ODER-Glied 65
und das UND-Glied 66 an das letzte UND-Glied 68
weitergeleitet wird. Die Schwellenwerte S1, S2, aber
auch S3 sind so ausgelegt, daß sie bei einem üblichen
Aufprall immer überschritten werden.
Am zweiten Eingang des UND-Gliedes 68 liegt das fünfte
Ergebnissignal, d. h. das Ausgangssignal der
Delta-Weg-Erkennungsschaltung. Das unsymmetrisch
begrenzte Ausgangssignal des Beschleunigungsaufnehmers 1
wird doppelt integriert, so daß das Ausgangssignal des
zweiten Integrators 23 einem Wegsignal entspricht.
Überschreitet dieses Signal einen kritischen Wert,
entsprechend dem Schwellenwert S5 des fünften
Schwellenwertschalters 24, so wird das fünfte
Ergebnissignal ein Hochsignal, das am einen Eingang des
UND-Gliedes 68 anliegt. Nun kann die
Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden.
Die Erzeugung des dritten Ergebnissignales ist nicht mit
derjenigen des sechsten Ergebnissignales verknüpft,
welches einen Heckaufprall signalisiert. Der dritte
Schwellenwertschalter 10 hat eine relativ hohe
Ansprechschwelle und wird dann benötigt, falls
unmittelbar nach einem Heckaufprall ein Frontal- oder
ein anderer Zusammenstoß folgt, bei dem die
Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden muß. Unmittelbar
nach dem Heckaufprall wird weder das erste noch das
zweite Ergebnissignal weitergeleitet, so daß für diesen
Ausnahmefall zweier aufeinanderfolgender Zusammenstöße
das dritte Ergebnissignal erzeugt werden muß. Bewertet
wird dieses dritte Ergebnissignal wieder mit Hilfe der
Delta-Weg-Erkennungsschaltung, d. h. mit Hilfe des
fünften Ergebnissignals.
Bei einem üblichen Aufprall wird somit das einfach
aufintegrierte Signal des Beschleunigungsaufnehmers 1
mit Hilfe der beiden Schwellenwertschalter 8 und 9
ausgewertet, so daß das erste und das zweite
Ergebnissignal sozusagen die Aktivierung der
Sicherheitseinrichtung 62 vorbereiten. Die Auslösung
erfolgt dann, wenn auch in dem Auswertekanal mit den
beiden Integratoren 20 und 23 der dort vorgegebene
fünfte Schwellenwert S5 entsprechend eines kritischen
Weges überschritten wird.
Die in der Schaltung verwendeten Zeitglieder 12 und 41
sowie der Integrator 20 müssen zurückgesetzt werden,
wenn einmal der Beginn eines Aufpralles signalisiert wurde
und zum anderen, nachdem die Hammerschlagschaltung
einmal aktiviert wurde. Entsprechend ist der Ausgang des
vierten Schwellenwertschalters 11 mit dem einen Eingang
des ODER-Gliedes 52 verbunden. Das am Ausgang des
Schwellenwertschalters 11 anliegende Signal nach Beginn
eines Aufpralles wird über das ODER-Glied 52 an den
Eingang des invertierenden Impulsverlängerers 53
weitergeleitet. Dieses Hochsignal am Eingang des
Impulsverlängerers bewirkt, daß dessen Ausgang sofort in
den Niedrigzustand übergeht, der am Ausgang des
Impulsverlängerers für eine relativ lange Zeitspanne von
z. B. 200 msec nach der Ansteuerung am Eingang erhalten
bleibt. Ebenfalls angesteuert wird der Impulsverlängerer
53 durch das Ausgangssignal des siebten
Schwellenwertschalters 41 bei Erkennung eines
Hammerschlages. Das Ausgangssignal des
Schwellenwertschalters 41 wird dem Mono-Flop 51
zugeführt, welches auf eine fallende Flanke triggert.
Erscheint am Eingang des Mono-Flops 51 eine solche
fallende Flanke, so wird am Ausgang ein kurzzeitiger
positiver Impuls erzeugt, der über das ODER-Glied 52
wiederum an den Eingang des Impulsverlängerers 53
weitergeleitet wird und diesen, wie oben erwähnt,
ansteuert. Der Impulsverlängerer 53 ist retriggerbar.
Der Ausgang des Impulsverlängerers 53 ist mit den
Rücksetzeingängen des mit einem Zeitglied kombinierten
Schwellenwertschalters 41, des Integrators 20 und des
Zeitgliedes 12 verbunden. Diese Schaltungskomponenten
werden verzögert zurückgesetzt, d. h. nach etwa
200 msec. Ein solches verzögertes Rücksetzen ist nötig,
damit nach einem definierten Zeitpunkt, nachdem ein
Vorgang erkannt wird, z. B. ein großes Schlagloch, eine
Bordsteinkante oder ein Handschlag auf den
Beschleunigungsaufnehmer, die einzelnen Auswerte- und
Erkennungsschaltungen wieder in einen definierten
Ausgangszustand zurückgesetzt werden.
Claims (10)
1. Einrichtung zur Auslösung einer passiven
Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen,
insbesondere zur Auslösung eines durch einen
Gasgenerator aufzublasendes Gaskissens, wobei
Gaskissen und Gasgenerator mit einem
Beschleunigungssensor zusammen im Lenkrad eines
Kraftfahrzeuges eingebaut sind, und dem
Beschleunigungssensor, der vorzugsweise aus
piezoelektrischer Keramik besteht, ein
Verstärker, ein Filter und ein unsymmetrischer
Begrenzer in Serie nachgeschaltet sind, mit
mindestens zwei Auswertekanälen, in denen die
elektrischen Ausgangssignale des
Beschleunigungssensors nach unterschiedlichen
Kriterien bewertet und entsprechende
Ergebnissignale abgegeben werden, wobei ein
erster Auswertekanal eine Integrator- und eine
Schwellenwertschaltung aufweist, und mit einer
Heckaufprall-Erkennungsschaltung sowie mit einer
Logikschaltung zum Verknüpfen der
Ergebnissignale, die die passive
Sicherheitseinrichtung ansteuert, dadurch
gekennzeichnet, daß ein zweiter Auswertekanal
eine Serienschaltung aus einem ersten Integrator
(20), einem mit einem Referenzwertgeber (5)
verbundenen Differenzglied (6), mittels dessen
von dem Ausgangssignal des ersten Integrators
(20) ein Referenzwert abgezogen wird, einem
zweiten Integrator (23) und einem
Schwellenwertschalter (24) aufweist, und daß die
Ergebnissignale der Auswertekanäle in der
Logikschaltung (61) mit Hilfe eines UND-Gliedes
(68) verknüpft werden, das seinerseits die
Sicherheitseinrichtung (22) ansteuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (1)
auf dem piezoelektrischen Prinzip basiert, und
daß sämtliche Auswertekanäle mit dem Ausgang des
unsymmetrischen Begrenzers (4) verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an das Differenzglied
(6) des ersten Auswertekanals ein Integrator (7)
und mehrere mit dem Ausgang des Integrators (7)
verbundene, parallel geschaltete
Schwellenwertschalter (8; 9; 10; 11) anschließen,
wobei die Schwellenwerte (S1; S2; S3; S4) aller
Schwellenwertschalter (8; 9; 10; 11) so gewählt
sind, daß sie bei einem Aufprall erreicht werden,
wobei jedoch der Schwellenwert (S1) des ersten
Schwellenwertschalters (8) niedrig und derjenige
des zweiten Schwellenwertschalters (9) hoch
angesetzt ist, und daß für den ersten
Schwellenwertschalter (8) eine dessen Ausgang
nach einer vorgegebenen Zeitspanne (T1) nach dem
Beginn eines Aufpralles sperrende Zeitschaltung
(11; 12; 64) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung (11, 12,
64) einen mit dem Ausgang des Integrators (7)
verbundenen Schwellenwertschalter (11) mit einem
niedrigen Schwellenwert (S4), ein mit dessen
Ausgang verbundenes und bei Überschreiten des
Schwellenwertes (S4) für eine bestimmte
Zeitspanne angesteuertes Zeitglied (12) und in
der Logikschaltung (61) ein UND-Glied (64)
umfaßt, wobei das Ausgangssignal des Zeitgliedes
(12) auf den ersten Eingang dieses UND-Gliedes
(64) geleitet wird und der zweite Eingang des
UND-Gliedes (64) mit dem Ausgang des ersten
Schwellenwertschalters (8) in dem ersten
Auswertekanal verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten
Schwellenwertschalters (9) mit dem höheren
Schwellenwert (S2) mit dem ersten Eingang eines
ODER-Gliedes (65) in der Logikschaltung (61)
verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem
Ausgang der Zeitschaltung (64) verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des
Integrators (7) im ersten Auswertekanal noch ein
weiterer, dritter Schwellenwertschalter (10) mit
einem hohen Schwellenwert (S3) verbunden ist,
dessen Ausgangssignal über ein ODER-Glied (64)
auf das UND-Glied (68) zur Verknüpfung der beiden
Auswertekanäle geleitet wird.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Hammerschlag-Erkennungsschaltung (41) zum
Erkennen von nicht auf einen Aufprall eines
Fahrzeuges zurückzuführenden,
auf den Beschleunigungssensor (1) einwirkenden Beschleunigungen vorgesehen ist,
die ein mit dem Ausgang des Begrenzers (4) im
ersten Auswertekanal verbundenes RS-Flip-Flop
(41) mit einem eingangsseitigen
Schwellenwertschalter und einem invertierenden
Ausgang aufweist, dessen Signal sperrend auf den
ersten Auswertekanal wirkt.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Heckaufprall-Erkennungsschaltung (31 bis 36)
vorgesehen ist, die mit dem Ausgang des
Begrenzers (4) im ersten Auswertekanal verbunden
ist und einen invertierenden Verstärker (31),
einen ab einer Schwelle das Ausgangssignal des
Verstärkers aufintegrierenden Integrator (34),
einen mit dessen Ausgang verbundenen
Schwellenwertschalter (35) sowie einen mit diesem
verbundenen invertierenden Impulsverlängerer (36)
aufweist, dessen Ausgangssignal sperrend auf den
ersten Auswertekanal wirkt.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Logikschaltung (61) folgende Komponenten aufweist:
ein erstes UND-Glied (64), dem als erstes Ergebnissignal das Ausgangssignal eines ersten Schwellenwertschalters (8) zugeführt wird, dessen Eingang mit dem Integrator (7) des ersten Auswertekanales verbunden ist und welches einen niedrigen Schwellenwert aufweist, und dem ferner das Ausgangssignal einer Hammerschlag-Erkennungsschaltung (41) sowie für eine vorgegebene Zeitspanne (T1) das Ausgangssignal einer den Beginn eines Aufpralles signalisierenden Zeitschaltung (11, 12) zugeführt werden;
ein erstes ODER-Glied (65), dem das Ausgangssignal des ersten UND-Gliedes (64) und als zweites Ergebnissignal das Ausgangssignal eines mit dem Ausgang des Integrators (7) im ersten Auswertekanal verbundenen zweiten Schwellenwertschalters (9) zugeführt werden;
ein zweites UND-Glied (66), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des ersten ODER-Gliedes (65) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang einer Heckaufprall-Erkennungsschaltung (31 bis 36) verbunden ist;
ein zweites ODER-Glied (67), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten UND-Gliedes (66) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines dritten Schwellenwertschalters (10) mit hohem Schwellenwert (S3) verbunden ist, der seinerseits mit dem Ausgang des Integrators (7) im ersten Auswertekanal verbunden und parallel zu den übrigen Schwellenwertschaltern (8 und 9) geschaltet ist;
ein drittes UND-Glied (68), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten ODER-Gliedes (67) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des zweiten Auswertekanales (20 bis 24) verbunden ist, und daß der Ausgang dieses dritten UND-Gliedes (68) die passive Sicherheitseinrichtung (62) ansteuert.
ein erstes UND-Glied (64), dem als erstes Ergebnissignal das Ausgangssignal eines ersten Schwellenwertschalters (8) zugeführt wird, dessen Eingang mit dem Integrator (7) des ersten Auswertekanales verbunden ist und welches einen niedrigen Schwellenwert aufweist, und dem ferner das Ausgangssignal einer Hammerschlag-Erkennungsschaltung (41) sowie für eine vorgegebene Zeitspanne (T1) das Ausgangssignal einer den Beginn eines Aufpralles signalisierenden Zeitschaltung (11, 12) zugeführt werden;
ein erstes ODER-Glied (65), dem das Ausgangssignal des ersten UND-Gliedes (64) und als zweites Ergebnissignal das Ausgangssignal eines mit dem Ausgang des Integrators (7) im ersten Auswertekanal verbundenen zweiten Schwellenwertschalters (9) zugeführt werden;
ein zweites UND-Glied (66), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des ersten ODER-Gliedes (65) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang einer Heckaufprall-Erkennungsschaltung (31 bis 36) verbunden ist;
ein zweites ODER-Glied (67), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten UND-Gliedes (66) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines dritten Schwellenwertschalters (10) mit hohem Schwellenwert (S3) verbunden ist, der seinerseits mit dem Ausgang des Integrators (7) im ersten Auswertekanal verbunden und parallel zu den übrigen Schwellenwertschaltern (8 und 9) geschaltet ist;
ein drittes UND-Glied (68), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten ODER-Gliedes (67) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des zweiten Auswertekanales (20 bis 24) verbunden ist, und daß der Ausgang dieses dritten UND-Gliedes (68) die passive Sicherheitseinrichtung (62) ansteuert.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Rücksetzschaltung (51, 52, 53) vorgesehen ist,
die während der Funktion der Einrichtung
angesteuerte Zeitglieder (20, 12 und 41)
verzögert zurücksetzt.
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