DE4207153A1 - Ausloesevorrichtung fuer eine fahrzeug-sicherheitseinrichtung - Google Patents

Ausloesevorrichtung fuer eine fahrzeug-sicherheitseinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für eine Fahr­ zeug-Sicherheitseinrichtung mit einem Beschleunigungssensor zur Aufnahme der aktuellen Beschleunigung und Abgabe eines Beschleu­ nigungssignals, Mitteln zum Erzeugen erster, zweiter und/oder dritter Signale, die von dem Beschleunigungssignal abgeleitet sind, Mitteln zum Starten der Auswertung, sobald das erste von der Beschleunigung abgeleitete Signal einen Startschwellwert er­ reicht hat und Mitteln zum Auslösen der Sicherheitseinrichtung, sobald das zweite von der Beschleunigung abgeleitete Signal einen Schwellwert innerhalb eines vorbestimmten Auslöse-Zeitin­ tervalls überschreitet.
Bekannte Auslösevorrichtungen für eine Fahrzeug-Sicherheitsein­ richtung, beispielsweise für Airbags arbeiten nach dem folgenden Verfahrensablauf. Wenn ein Beschleunigungssignal (a) eines Be­ schleunigungssensors einen vorgegebenen Startschwellwert (a1) erreicht, beginnt die Integration des Beschleunigungssignals oberhalb dieses Schwellwerts (a1). Falls der Integrationswert (v) einen anderen vorherbestimmten Schwellwert (v1) erreicht, wird die Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung angesteuert, also bei­ spielsweise der Airbag aufgeblasen. Sobald das integrierte Sig­ nal auf 0 zurückfällt, wird der Integrationsvorgang so lange un­ terbrochen wie das Beschleunigungssignal unterhalb des Start­ schwellwerts (a1) verbleibt.
Der Startschwellwert wird so hoch wie möglich festgelegt, um ein Auslösen bei Erfassen nicht gefährlicher Impulse zu vermeiden. Andererseits muß die Schwellwerthöhe niedrig genug gewählt wer­ den, um für den Fall rechtzeitig auszulösen, daß ein gefährlicher von einem Zusammenstoß herrührender Impuls auftritt. Der Schwell­ wert v1 wird ähnlich ausgewählt.
Eine gattungsgemäße Auslösevorrichtung für eine passive Fahr­ zeug-Sicherheitseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 38 16 591 C2 bekannt.
Auslösevorrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß bei­ spielsweise Schläge oder Stöße unmittelbar in der Nähe des Sen­ sors, beispielsweise beim Verstellen und Einrasten einer ver­ stellbaren Lenksäule, zu einem Impuls führen, der die zuvor be­ schriebene Auslösevorrichtung ansteuert. In einem solchen Fall würde dann die Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung grundlos akti­ viert, beispielsweise der Airbag aufgeblasen oder ein Gurtstram­ mer aktiviert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsge­ mäße Auslösevorrichtung derart weiterzubilden, daß ein Auslösen der jeweiligen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung erst im Ernst­ fall, d. h. bei einem Fahrzeug-Crash, erfolgt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einer gattungs­ gemäßen Auslösevorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnen­ den Teils des Hauptanspruchs gelöst. Demgemäß beginnt der gesam­ te Auswertevorgang mit einem Überprüfungszeitintervall, an wel­ ches sich das Auslöse-Zeitintervall anschließt. Darüber hinaus sind Mittel vorgesehen, die den Auswertevorgang abbrechen, so­ bald das dritte von der Beschleunigung abgeleitete Signal einen vorbestimmten Schwellwert innerhalb dieses Überprüfungszeitinter­ valls erreicht bzw. überschreitet.
Dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein von einem Schlag bzw. einem Ruck des Fahrzeugs herrüh­ render Impuls im Vergleich zu einem von einem Fahrzeugzusammen­ stoß herrührenden Impuls wesentlich schneller abklingt. Dies läßt sich anhand des Signalverlaufs der Beschleunigungssignale über der Zeit bzw. davon abgeleiteter Signale verdeutlichen. Nach der erfindungsgemäßen Lösung wird nun eine Auslösung der Sicherheits-Vorrichtung unterdrückt, wenn das Beschleunigungssig­ nal oder ein von diesem abgeleiteter Wert, beispielsweise dessen Integral über der Zeit, zu schnell ansteigt.
Das erste von der Beschleunigung abgeleitete Signal kann iden­ tisch oder proportional zum Beschleunigungssignal sein. Das zwei­ te von der Beschleunigung abgeleitete Signal kann proportional von dem Zeitintegral eines über einen bestimmten Beschleunigungs­ wert liegenden Beschleunigungssignals sein. Das dritte von der Beschleunigung abgeleitete Signal kann identisch zu dem zweiten von der Beschleunigung abgeleiteten Signal sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das zweite und/oder das dritte von der Beschleunigung abgeleitete Signal auf 0 zu­ rückgesetzt werden, bevor ein neuer Auswertevorgang beginnt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können Mittel zum Abbrechen des Auswertevorgangs vorgesehen sein, sobald das zweite oder das dritte von der Beschleunigung abgeleitete Signal auf einen vorgegebenen Abbruchsschwellwert abfällt.
Vorzugsweise ist die Länge des Auswertevorgangs unbestimmt. Da­ bei ist das zweite von der Beschleunigung abgeleitete Signal durch Integration der Beschleunigungssignalwerte, die oberhalb eines bestimmten Beschleunigungswertes liegen, gebildet. Auf Grund der begrenzten Speicherfähigkeit der aufgenommenen Daten kann das kontinuierlich aufgenommene Beschleunigungssignal nur für eine bestimmte der maximalen Speicherkapazität entsprechenden Zeitspanne gespeichert werden. Ist die Speicherkapazität voll, so werden die ersten im Speicher aufgenommenen Beschleunigungssignale wieder gelöscht, um neue Speicherkapazität für die neu auf zunehmenden Signale zu schaffen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Prü­ fungszeitintervall auf 3-6 ms festgelegt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 und 2 Diagramme eines von einem Zusammenstoß herrührenden Impulses,
Fig. 3 und 4 Diagramme eines von einem Schlag herrüh­ renden Impulses und
Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung.
Fig. 1 zeigt in einem Beschleunigungs-Zeitdiagramm den typi­ schen Signalverlauf eines von einem Beschleunigungssensor aufge­ nommenen Impulssignals, welches durch einen Fahrzeug-Crash verur­ sacht wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als das erste von dem Beschleunigungssignal abgeleitete Signal das Beschleunigungssignal selbst oder ein zu diesem proportionaler Signalverlauf herangezogen. Dieser Signalverlauf ist also durch die Fig. 1 repräsentiert.
In Fig. 2 sind von dem Beschleunigungssignalverlauf abgeleitete Werte diagrammartig aufgetragen. Hierbei handelt es sich um den aus der Integration über der Zeit ergebenden Geschwindigkeitsver­ lauf. Eine Kurve (∫adt) entspricht der Integration des aufgenom­ menen Beschleunigungswerts. Eine weitere in Fig. 2 eingezeichne­ te Kurve entspricht der Integration eines Beschleunigungswerts, der um einen vorher festgelegten Beschleunigungsschwellwert je­ weils vermindert ist (∫(a-a1) dt). Gemäß der hier diskutierten Ausführungsform der Erfindung wird der Signalverlauf des Inte­ grals ∫(a-a1) dt als zweiter und dritter der aufgenommenen Be­ schleunigung abgeleiteter Wert eingesetzt.
Im in den Fig. 1 und 2 dargestellten Beispielfall wird von der Auslösevorrichtung zu einem Zeitpunkt t1 das Erreichen eines vor­ her festgesetzten Beschleunigungsschwellwertes a₁ (vgl. Fig. 1) erfaßt. Hierdurch wird in der Auslösevorrichtung der Auswertevor­ gang, der sich auf das Zeitintervall t1→t3 erstreckt, gestar­ tet. Innerhalb des Zeitintervalls t1→t2, d. h. dem sogenannten Überprüfungszeitintervall wird geprüft, ob das abgeleitete Sig­ nal (∫(a-a1) dt) einen vorher festgelegten Schwellwert v1 er­ reicht oder nicht. In dem in Fig. 2 dargestellten Fall erreicht das abgeleitete Signal den vorgegebenen Schwellwert v1 nicht in­ nerhalb des Überprüfungszeitintervalls t1→t2. Vielmehr wird die­ ser Schwellwert v1 erst zu einem Zeitpunkt erreicht, der inner­ halb des Zeitintervalls t2→t3 liegt. Der Zeitpunkt, zu dem der Schwellwert v1 erreicht wird, ist auf der Zeitachse mit tt be­ zeichnet. Da dieser Zeitpunkt in dem Auslöse-Zeitintervall t2→t3 liegt, wird die Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ausge­ löst, d. h. beispielsweise ein Airbag aufgeblasen. In den Fig. 3 und 4 ist ein Signalverlauf eines von dem Beschleunigungssensor aufgenommenen Schlagimpulses dargestellt. Wie Fig. 3 zu entneh­ men ist, wird zum Zeitpunkt t1′, der Schwellwert a1 erreicht und somit der Auswertevorgang t1→t3 gestartet. In dem hier disku­ tierten Ausführungsbeispiel ist t3 nicht näher festgelegt, so daß gilt t3→∞. Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, steigt der von der Beschleunigung abgeleitete Wert (∫(a-a1) dt) sehr schnell, d. h. noch innerhalb des Überprüfungszeitintervalls auf den Schwellwert (v1) an. Dieser Zeitpunkt ist auf der Zeitkoordinate in Fig. 4 mit tS1′ bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Aus­ wertevorgang abgebrochen und das von der Beschleunigung abgelei­ tete Signal ∫(a-a1) dt auf 0 zurückgesetzt. Dieser Zeitpunkt ist gleichzeitig der neue Startpunkt für einen weiteren Auswerte­ vorgang, der auf der Zeitkoordinate in Fig. 4 mit t1′′ bezeich­ net ist. Innerhalb des ca. 3-6 ms dauernden Überprüfungszeit­ intervalls t1′′→t2′′ wird in dem hier dargestellten Beispiel der Schwellwert v1 nicht nochmals erreicht. Allerdings klingt der abgeleitete Signalwert schnell ab und erreicht zum Zeitpunkt tS2′′ 0. Dies führt bei dem hier diskutierten Ausführungsbei­ spiel ebenfalls zum Abbruch des Auswertevorganges, so daß bei dem Beispiel gemäß der Fig. 3 und 4 die Auslösevorrichtung die Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung nicht aktiviert.
In Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung enthalten. Mit 10 ist ein Beschleunigungssensor bekannter Bauart bezeichnet. Das Beschleunigungssignal a wird bei 12 um den Schwellwert a1 vermin­ dert. Bei 24 wird überprüft, ob der Wert (a-a1) größer als 0 ist. Falls dies der Fall ist, wird ein Startbefehl an den Inte­ grator 14 gegeben, so daß der bei diesem angelegte Wert (a-a1) dort über die Zeit integriert wird. Gleichzeitig wird ein Start­ impuls an das Zeitglied 32 gegeben, durch welches das Überprü­ fungszeitintervall tC festgelegt wird. Der von dem Integrator 14 stammende Wert wird im Vergleicher 26 daraufhin überprüft, ob er 0 erreicht oder nicht. Falls er 0 erreicht, wird über das Oderglied 28 einmal an den Integrator 14 ein Stop- und Rücksetz­ befehl gegeben. Zum anderen wird an das Zeitglied 32 ebenfalls ein Rücksetzbefehl gegeben. Der aus dem Integrator stammende Wert v wird im Subtraktionsglied 16 um den Schwellwert v1 vermin­ dert. Im Abgleicher 18 wird dann überprüft, ober der Wert (v-v1) größer als 0 ist. Falls dies der Fall ist, wird ein Signal an das Undglied 20 gelegt. Falls von dem Zeitglied 32 gleichzeitig ein Sperrsignal an dem Undglied 20 anliegt, d. h. daß das Überprü­ fungszeitintervall zwischenzeitlich abgelaufen ist, wird ein Aus­ lösesignal an die Sicherheitseinrichtung 22 gegeben. Sollte das Überprüfungszeitintervall noch nicht abgelaufen sein, so ist die zweite Und-Bedingung beim Undglied 20 nicht erfüllt, so daß die Sicherheitsrichtung 22 nicht angesteuert wird. Dafür ist aber eine zweite Und-Bedingung bei dem Undglied 30 erfüllt, so daß über das Oderglied 28 ein entsprechender Stopbefehl an den Inte­ grator 14 und ein Rücksetzbefehl an das Zeitglied 32 abgegeben wird.

Claims (8)

1. Auslösevorrichtung für eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung mit einem Beschleunigungssensor zur Aufnahme der aktuellen Beschleunigung und Abgabe eines Beschleunigungssignals (a),
Mitteln zum Erzeugen erster, zweiter und dritter Signale, die von dem Beschleunigungssignal (a) abgeleitet sind,
Mitteln zum Starten einer Auswertung (t1→t3), sobald das erste von der Beschleunigung abgeleitete Signal (a) einen Startschwellwert (a1) erreicht hat und
Mitteln zum Auslösen der Sicherheitseinrichtung, sobald das zweite von der Beschleunigung abgeleitete Signal (v) einen Schwellwert (v1) innerhalb eines vorbestimmten Auslöse-Zeit­ intervalls (t2→t3) überschreitet, dadurch gekennzeichnet,
daß der gesamte Auswertevorgang (t1→t3) mit einem Überprü­ fungs-Zeitintervall (t1→t2) startet, an welches ein Auslöse- Zeitintervall (t2→t3) anschließt, und
daß Mittel vorgesehen sind, die den Auswertevorgang abbre­ chen, sobald das dritte von der Beschleunigung abgeleitete Signal (v) einen vorbestimmten Schwellwert (v1) innerhalb des Überprüfungszeitintervalls (t1→t2) erreicht bzw. über­ schreitet.
2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste von der Beschleunigung abgeleitete Signal iden­ tisch oder proportional zum Beschleunigungssignal (a) ist.
3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite von der Beschleunigung abge­ leitete Signal (v) proportional zu dem Zeitintegral des Be­ schleunigungssignals (a) oberhalb eines vorgegebenen Inte­ grationswertes (a1)(t(a-a1)dt) ist.
4. Auslösevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte von der Beschleunigung abgeleitete Signal identisch zu dem zweiten von der Beschleunigung abgeleiteten Signal (v) ist.
5. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite und das dritte von der Beschleu­ nigung abgeleitete Signal vorzugsweise auf 0 zurückgesetzt werden, bevor ein neuer Auswertevorgang (t1→t3) beginnt.
6. Auswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, gekenn­ zeichnet durch Mittel zum Abbrechen des Auswertevorgangs, sobald das zweite oder das dritte von der Beschleunigung ab­ geleitete Signal (v) auf einen vorgegebenen Abbruchschwell­ wert (0) abfällt.
7. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge des Auswertevorgangs unbestimmt (t3→∞) und daß das zweite von der Beschleunigung abgeleite­ te Signal (v) durch Integration des Beschleunigungssignals (a) oberhalb eines vorgegebenen Wertes (a1) gebildet wird.
8. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Überprüfungszeitintervall (t1→t2) auf 3-6 ms festgelegt ist.
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