DE4128608C2 - Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Systeme dieser Art sind aus der EP 0284 770 B1 und aus der DE 37 02 825 A1 bekannt.

Bei diesen bekannten Systemen ist der dem Beifahrersitz zugeordnete Gassack bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis nicht betätigbar, wenn kein Beifahrer auf dem Beifahrersitz sitzt, was durch einen Anwesenheitssen­ sor, z. B. einen Sitzschalter, wie er aus der DE 25 16 185 A1 bekannt ist, festgestellt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Insassenschutzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß bei unbesetztem Beifahrersitz im Fall eines sehr heftigen Aufpralls des Kraftfahrzeugs bei einem Unfall ein sicherer Schutz für den Fahrer auf dem Fahrer­ sitz erzielt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bevorzugt umfassen die Vergleichsmittel einen ersten Komparator zum Vergleichen der Größe der durch den ersten Schwellenwert erfaßten Verzögerung und einen zweiten Komparator zum Erfassen der Größe der durch den zweiten Schwellenwert erfaßten Verzögerung. Die Auswählmittel umfassen einen UND-Schaltkreis, dessen einer Eingang mit einem Ausgang des ersten Komparators und dessen anderer Eingang mit einem Ausgang des Insassenerfassungsmittels verbunden ist, und einen ODER-Schaltkreis, dessen einer Eingang mit einem Ausgang des zweiten Komparators und dessen anderer Eingang mit einem Ausgang des UND-Schalt­ kreises verbunden ist.

Bevorzugt hat das Insassenerfassungsmittel einen an dem Beifahrersitz vorgesehenen Schalter zum Erfassen, ob ein Insasse auf diesem Sitz sitzt.

Der Begriff "Verzögerung" wird im vorliegenden Text sowohl für Verzögerung als auch für Beschleunigung angewandt, weil ein in dem erfindungsgemäßen System verwendbarer Verzögerungssensor - in Abhängigkeit von der Richtung, in der er angebracht ist, der Ausbildung des Signalverarbei­ tungsschaltkreises des Betätigungssystems usw. - auch als ein Beschleunigungssensor verwendet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems und

Fig. 2 zeigt in einem Zeitdiagramm die Ausgangssignale verschiedener Komponenten aus Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Betätigungssystem eines erfin­ dungsgemäßen Insassenschutzsystems für einen Gassack für den Beifahrersitz dargestellt. Die folgende Beschreibung bezieht sich nur auf dieses Betätigungssystem. Die Zeich­ nungen und die Beschreibung eines Betätigungssystems für einen Gassack für den Fahrersitz sind weggelassen.

Das Betätigungssystem des Insassenschutzsystems umfaßt hauptsächlich einen Verzögerungssensor 1 zur Erfassung auf das Fahrzeug wirkender Verzögerung, einen Verzögerungs­ signal-Verarbeitungsschaltkreis 2 zur Auswertung eines Signals, das eine von dem Verzögerungssensor 1 erfaßte Verzögerung anzeigt, eine Zündkapsel 3, die in Antwort auf das Ausgangssignal des Verzögerungssignal-Verarbeitungs­ schaltkreises 2 einen Gassack 6 betätigt, und eine Strom­ versorgung 4 zur Versorgung der Zündkapsel 3 mit Strom.

An den Verzögerungssignal-Verarbeitungsschaltkreis 2 ist eine Insassenerfassungseinrichtung 5 angeschlossen mit einem Sitzschalter 5a, der beispielsweise durch ein piezoelektrisches Element gebildet ist. Die Insassener­ fassungseinrichtung 5 erzeugt, wenn ein Insasse auf dem Beifahrersitz sitzt, ein Signal. Der Verzögerungssignal- Verarbeitungsschaltkreis enthält einen Verstärker 2a, dessen Eingang mit dem Verzögerungssensor 1 verbunden ist und dessen Ausgang über ein Tiefpaßfilter 2b und einen Integrierschaltkreis 2c mit ersten und zweiten Kompara­ toren 2e, 2d verbunden ist. Der zweite Komparator 2d ist direkt mit einem ODER-Schaltkreis 2f verbunden, während der erste Komparator 2e über einen UND-Schaltkreis 2g mit dem ODER-Schaltkreis 2f verbunden ist. Die Eingangsseite des UND-Schaltkreises 2g ist weiterhin mit der Insassen­ erfassungseinrichtung 5 verbunden. Der ODER-Schaltkreis 2f ist mit der Basis eines Transistors 2h verbunden, und die Zündkapsel 3 ist mit dessen Kollektor verbunden. Einem invertierenden Eingangsanschluß des ersten Komparators 2e wird eine erste Schwellenspannung V_TH1 zugeführt, während einem invertierenden Eingangsanschluß des zweiten Kompa­ rators 2d eine zweite Schwellenspannung V_TH2 zugeführt wird, die höher ist als die erste Schwellenspannung V_TH1. Der erste Komparator 2e erzeugt ein Ausgangssignal hohen Pegels, wenn von dem Integrierschaltkreis 2c eine Spannung zugeführt wird, die höher ist als die erste Schwellen­ spannung V_TH1, wohingegen der zweite Komparator 2d ein Ausgangssignal hohen Pegels erzeugt, wenn eine Spannung zugeführt wird, die höher ist als die zweite Schwellen­ spannung V_TH2.

Der Integrierschaltkreis 2c integriert das Signal, das die ihm von dem Verzögerungssensor 1 über den Verstärker 2a und das Tiefpaßfilter 2b zugeführte, erfaßte Verzögerung anzeigt, und liefert zu den Komparatoren 2d, 2e nur dann eine Spannung, die über einem vorbestimmten Wert liegt, wenn die bei einem Aufprall auftretende Verzögerung einen vorbestimmten oder darüberliegenden Wert erreicht, der über eine vorbestimmte Zeitperiode auf den Verzögerungs­ sensor 1 wirkt.

Die Betätigung dieses erfindungsgemäßen Insassenschutzsy­ stems wird nachfolgend unter Bezug auf das Zeitdiagramm in Fig. 2 beschrieben. Die Symbole A, B, C, D und E in den Fig. 1 und 2 zeigen jeweils die Pegel von Ausgangssi­ gnalen des ersten Komparators 2e, des zweiten Komparators 2d, der Insassenerfassungseinrichtung 5, des UND-Schalt­ kreises 2g und des ODER-Schaltkreises 2f.

Wenn eine Verzögerung einer Größe gleich oder über einem vorbestimmten Wert auf den Verzögerungssensor 1 wirkt, erzeugt der Sensor 1 ein Signal zur Anzeige der erfaßten Verzögerung und liefert dieses an den Verzögerungssignal- Verarbeitungsschaltkreis 2. Das Signal wird durch den Verstärker 2a verstärkt, und seine Komponenten hoher Frequenz werden durch das Tiefpaßfilter 2b entfernt. Dann wird das Signal im Integrierschaltkreis 2c integriert, dessen Ausgangsspannung den Komparatoren 2d, 2e zugeführt wird.

Wenn die Ausgangsspannung vom Integrierschaltkreis 2c einen Wert über der ersten Schwellenspannung V_TH1 einnimmt und gleich oder unter der zweiten Schwellenspannung V_TH2 liegt, erzeugt der zweite Komparator 2d kein Ausgangssi­ gnal hohen Pegels (siehe B in Fig. 2). Andererseits erzeugt der erste Komparator 2e in Antwort auf das Aus­ gangssignal des Integrierschaltkreises 2c ein Ausgangssi­ gnal hohen Pegels (siehe A in Fig. 2). Wenn in diesem Fall der Beifahrersitz besetzt ist, ist der Sitzschalter 5a geschlossen, so daß von der Insassenerfassungseinrich­ tung 5 dem UND-Schaltkreis 2g ein Signal hohen Pegels zur Anzeige der Erfassung eines Insassen zugeführt wird (siehe C in Fig. 2). Dementsprechend erzeugt der UND- Schaltkreis 2g ein Ausgangssignal hohen Pegels (siehe D in Fig. 2), das dem ODER-Schaltkreis 2f zugeführt wird. Dann erzeugt der ODER-Schaltkreis 2f ein Ausgangssignal hohen Pegels (siehe E in Fig. 2), das dem Transistor 2h zuge­ führt wird, um diesen durchzuschalten, wodurch von der Stromversorgung 4 der Zündkapsel 3 elektrischer Strom zugeführt wird. Die Zündkapsel 3 wird erwärmt, um Stick­ stoffgas in den Gassack 6 zu treiben und diesen aufzubla­ sen, um zu verhindern, daß der Insasse gegen die Wind­ schutzscheibe prallt (siehe t₁ bis t₂ in Fig. 2). Wenn in diesem Fall kein Insasse auf dem Beifahrersitz sitzt, wird das Signal zur Anzeige der Erfassung des Insassen dem UND-Schaltkreis 2g nicht zugeführt, und demgemäß bleibt das Ausgangssignal von dem UND-Schaltkreis 2g niedrig. dementsprechend wird der Transistor 2h nicht durchge­ schaltet, so daß die Zündkapsel 3 nicht erwärmt und der Gassack nicht aufgeblasen wird. In diesem Fall wird durch das andere Betätigungssystem nur der Gassack für den Fahrersitz aufgeblasen, um zu verhindern, daß der Fahrer gegen das Lenkrad prallt.

Wenn aber die Ausgangsspannung von dem Integrierschalt­ kreis 2c die zweite Schwellenspannung V_TH2 überschreitet, geben beide Komparatoren 2d, 2e ein Ausgangssignal hohen Pegels ab, so daß der zweite Komparator 2d den ODER- Schaltkreis 2f mit einem solchen versorgt (siehe B in Fig. 2, bei t₄ bis t₅). Gleichzeitig wird das Signal hohen Pegels von dem ersten Komparator 2e dem UND-Schalt­ kreis 2g zugeführt (siehe A in Fig. 2, bei t₃ bis t₆), dessen Ausgangssignal davon abhängt, ob das Signal zur Anzeige der Erfassung eines Insassen von der Insassener­ fassungseinrichtung 5 zugeführt wird. Jedoch wird, wie oben beschrieben, das Ausgangssignal hohen Pegels von dem zweiten Komparator 2d dem ODER-Schaltkreis 2f zugeführt, der wiederum der Basis des Transistors 2h ein Ausgangssi­ gnal hohen Pegels zuführt, so daß der Transistor 2h unabhängig vom Pegel des Ausgangssignals von dem UND- Schaltkreis 2g durchgeschaltet wird, um hierdurch die Zündkapsel 3 zum Aufblasen des Gassacks zu betätigen.

Das heißt in anderen Worten: wenn ein Aufprall einer Intensität über dem höheren Schwellenwert auf das Fahrzeug einwirkt, wird der Gassack für den Beifahrersitz ebenso aufgeblasen wie der Gassack für den Fahrersitz, unabhängig davon, ob ein Insasse auf dem Beifahrersitz sitzt oder nicht. Der Gassack für den Beifahrersitz ist so ausgebil­ det, daß er im auf geblasenen Zustand den gesamten Bereich der Windschutzscheibe abdeckt, so daß der Insasse des Fahrersitzes sicherer geschützt ist.

Obwohl in der beschriebenen Ausführung ein elektrischer Verzögerungssensor als Verzögerungssensor verwendet wird, so ist dies nicht als begrenzend zu verstehen. Es können auch zwei mechanische Verzögerungs- bzw. Beschleunigungs­ sensoren verwendet werden, die bei einem Aufprall mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten arbeiten, entsprechend jeweils den zwei den Komparatoren 2e, 2d zugeführten Schwellenspannungswerten. Auch bei Verwendung jeweils mechanischer Sensoren können dieselben Wirkungen wie durch die oben beschriebene Ausführung erreicht werden.

Claims (4)

1. Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz, umfassend

• - einen für den Fahrersitz des Fahrzeugs vorgesehenen ersten Gassack,
• - einen für den Beifahrersitz vorgesehenen zweiten Gassack (6),
• - ein Verzögerungserfassungsmittel (1) zur Erfassung der Größe einer auf das Fahrzeug wirkenden Verzöge­ rung,
• - ein Insassenerfassungsmittel (5) zur Erfassung, ob ein Insasse auf dem Beifahrersitz sitzt oder nicht,
• - Betätigungsmittel (3), die in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem Insassenerfassungsmittel (5) zur Aufschlagdämpfung des Insassen ein Aufblasen wenigstens des ersten Gassacks bewirken, wenn die Größe der durch das Verzögerungserfassungsmittel erfaßten Verzögerung einen vorbestimmten Wert über­ schreitet, sowie
• - Vergleichsmittel (2d; 2e) zum Vergleichen der Größe der durch das Verzögerungserfassungsmittel (1) er­ faßten Verzögerung mit ersten und zweiten Schwellen­ werten (V_TH1; V_TH2) zwecks Festlegung des vorbe­ stimmten Werts, wobei der zweite Schwellenwert (V_TH2) größer ist als der erste Schwellenwert (V_TH1),

gekennzeichnet durch Auswählmittel (2f; 2g), die, wenn die Größe der erfaßten Verzögerung den zweiten Schwellenwert (V_TH2) überschreitet, in Antwort auf Ausgangssignale von den Vergleichsmitteln (2d; 2e) und dem Insassenerfas­ sungsmittel (5) ein Aufblasen sowohl des ersten Gassacks als auch des zweiten Gassacks (6) bewirken, auch wenn kein Insasse auf dem Beifahrersitz sitzt, und die, wenn die Größe der erfaßten Verzögerung den ersten Schwellenwert (V_TH1) überschreitet und den zweiten Schwellenwert (V_TH2) nicht überschreitet, ein Aufblasen des ersten Gassacks allein bewirken, wenn kein Insasse auf dem Beifahrersitz sitzt.

2. Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vergleichsmittel einen ersten Komparator (2e) zum Vergleichen der Größe der er­ faßten Verzögerung mit dem ersten Schwellenwert (V_TH1) und einen zweiten Komparator (2d) zum Ver­ gleichen der Größe der erfaßten Verzögerung mit dem zweiten Schwellenwert (V_TH2) umfassen, und daß das Auswählmittel einen UND-Schaltkreis (2g) umfaßt, dessen einem Eingang das Ausgangssignal des ersten Komparators (2e) zugeführt wird und dessen anderem Eingang das Ausgangssignal des Insassener­ fassungsmittels (5) zugeführt wird, und einen ODER- Schaltkreis (2f), dessen einem Eingang das Ausgangs­ signal des zweiten Komparators (2d) und dessen anderem Eingang das Ausgangssignal des UND-Schalt­ kreises (2g) zugeführt wird.

3. Insassenschutzsystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Insassenerfassungsmittel (5) einen an dem Beifahrersitz vorgesehenen Schalter (5a) aufweist zur Erfassung, ob ein Insasse darauf sitzt.