DE4208714C2

DE4208714C2 - Verfahren zur Detektierung eines Fahrzeugzusammenstoßes

Info

Publication number: DE4208714C2
Application number: DE4208714A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Tohbaru
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: DE4208714A1; US5309138A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektie rierung eines Fahrzeugzusammenstoßes.

Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung, mit der ein Sicher heitssystem (beispielsweise ein Airbagsystem und ein Sicherheits gurtsystem) bei einem Zusammenstoß richtig ausgelöst wird.

Wird in einem Airbagsystem zum Schutze von Fahrzeuginsassen gegen Verletzungen durch eine Sekundärkollision bei einem Fahrzeug zusammenstoß lediglich ein von einem Beschleunigungssensor geliefertes Beschleunigungssignal als Start- oder Triggersignal für das Airbagsystem ausgenutzt, so besteht die Möglichkeit, daß ein Startsignal auch ausgelöst wird, wenn ein kleines das Fahrzeug nicht beschädigendes Objekt gegen einen Teil des Fahrzeugs im Bereich des Beschleunigungssensors prallt. Es sind daher Mittel zur Vermeidung dieses Sachverhalts erforderlich.

Darüber hinaus muß das Airbagsystem nicht nur bei einem Zusammen stoß mit einem starken Schlag, sondern auch bei einem Zusammenstoß mit einer kleinen, jedoch kontinuierlich einwirkenden Verzöge rungskraft betätigt werden.

Um die vorgenannten Probleme zu lösen, ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die durch Integration einer durch einen Beschleunigungssensor erzeugten Beschleunigung eine Sekundärkolli sionsgeschwindigkeit berechnet, mit der ein Fahrzeuginsasse beispielsweise unter der Wirkung eines Trägheitsmoments aufgrund des Zusammenstoßes gegen das Steuerrad bewegt wird. Übersteigt dabei die Sekundärkollisionsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert, so wird ein Startsignal für das Airbagsystem erzeugt (siehe JP-OS Nr. 8574/84).

Bei der vorstehend erläuterten bekannten Vorrichtung kann es jedoch bei einem Zusammenstoß, mit einer kleinen und kontinuier lich lang auftretenden Verzögerungskraft vom Zeitpunkt des Zusammenstoßens an, vergleichsweise lange dauern, bis das Startsi gnal für das Airbagsystem erzeugt wird; dabei besteht dann die Möglichkeit, daß das Airbagsystem zu spät ausgelöst wird.

Aus den Druckschriften US 37 62 495 und US 49 75 850 ist es bekannt, ein tiefpaßgefiltertes Beschleunigungsignal sowie einen zeitlichen Ableitungswert dieses Beschleunigungssignals zu ermitteln und ständig mit jeweiligen Grenzwerten zu vergleichen und dann, wenn beide Grenzwerte gleichzeitig überschritten werden, das Sicherheitssystem zu aktivieren. Aus der Druckschrift DE 38 03 426 A1 ist es bekannt, einen Vorverlagerungsweg der Insassen relativ zum Fahrzeug zum Zeitpunkt der Aktivierung des Sicher heitssystems zu prognostizieren, und zwar anhand einer Summenfor mel aus insgesamt vier Termen, nämlich der (gemessenen) Be schleunigung, der ersten Ableitung der Beschleunigung nach der Zeit, der Geschwindigkeit (Integral der gemessenen Beschleunigung) sowie dem Weg (Integral der Geschwindigkeit). Die einzelnen Summanden werden durch entsprechende Faktoren gewichtet. Sobald der Summenwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird das Sicherheitssystem ausgelöst. Die Berechnung des Summenwerts ist aufwendig; die korrekte und rechtzeitige Aktivierung des Sicherheitssystems ist auch hier nicht stets gewährleistet.

Aus der Druckschrift DE 40 30 612 A1 ist es bekannt, einen Auslöseentscheidungsinformationswert F zu berechnen als Summe eines Geschwindigkeitswertes (Integral über ein niederfrequentes Beschleunigungssignal) und einem Zusammenstoßinformationswert E (Differenz zwischen maximalem und minimalem niederfrequentem Beschleunigungssignalnachweispegel) bzw. einem zweiten Fahrzeug geschwindigkeitswert (Integral über ein mittelfrequentes Be schleunigungssignal). Sobald der Auslöseentscheidungsinformations wert einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird das Sicherheitssystem ausgelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Detektieren eines Zusammenstoßes eines Fahrzeuges anzugeben, die eine richtige Detektierung eines Zusammenstoßes in extrem kurzer Zeit nach dem Beginn des Zusammenstoßes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird jeweils durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprüche gelöst. Zugrunde liegt hierbei die Beobachtung, daß das bei einem Fahrzeugzusammenstoß erzeugte Beschleunigungssignal nach Abzug von Hochfrequenzanteilen im großen und ganzen einem Sinussignal entspricht mit einer Periode T, welche nicht von der Größe der Beschleunigung, sondern nur vom Fahrzeugaufbau abhängt und somit für ein bestimmtes Fahrzeug als konstant betrachtet werden kann. Es wurde erkannt, daß die Geschwindigkeit einer Sekundärkollision der Fahrzeuginsas sen proportional zum Integral V des Sinussignals über die Periode T ist. Um rechtzeitig vor Beendigung der Periode T das Sicher heitssystem auslösen zu können, wird erfindungsgemäß eine Abschätzung des Integrals V zu einem dementsprechend früheren Zeitpunkt vorgenommen, und zwar im ersten Anspruch auf der Grundlage des gefilterten Beschleunigungssignals sowie seiner zeitlichen Ableitung zum entsprechend frühen Zeitpunkt. Sobald der so berechnete Schätzwert für das Integral V über die Periode T einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird ein einen Zusammenstoß anzeigendes Signal abgegebenen, um dementsprechend das Sicher heitssystem auszulösen. Gemäß dem weiteren unabhängigen Anspruch wird zur Abschätzung der Größe des Integrals V ein erster Integralwert ΔVb des Beschleunigungssignals durch Integration bis zu einem vorgegebenen frühen Zeitpunkt t1 sowie eine Zeitableitung des Beschleunigungssignals zu demselben Zeitpunkt ermittelt und jeweils mit einem vorgegebenen Grenzwert ΔV1 bzw. ΔG verglichen. Falls diese Grenzwerte überschritten werden, wird das den Zusammenstoß anzeigende Signal abgegeben zur Auslösung des Sicherheitssystems.

Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, daß zusätzlich noch ein zweiter Integrationswert ΔVa ermittelt wird durch Integration bis zu einem späteren Zeitpunkt t2, wobei die Auswerteschaltung dann das den Zusammenstoß anzeigende Signal abgibt, wenn der zweite Integrationswert Va einen vorgegebenen Grenzwert ΔV0 übersteigt. Hierdurch lassen sich Zusammenstöße mit relativ niedriger, jedoch lang einwirkender Verzögerungskraft zuverlässig feststellen.

In den übrigen Unteransprüchen sind weitere zweckmäßige Ausgestal tungen des Gegenstands der Erfindung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 6 eine erste Ausführungsform der Erfindung, und zwar

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines für die erste Ausführungsform des Verfahrens verwend baren Zusammenstoßdetektorsystems;

Fig. 2 ein Signaldiagramm einer durch einen elektri schen Beschleunigungssensor detektierten Be schleunigung;

Fig. 3 einen Signalverlauf nach Durchlauf durch ein Tiefpaßfilter;

Fig. 4 ein Signaldiagramm zur Erläuterung eines Ver fahrens zur Berechnung einer Sekundärkolli sionsgeschwindigkeit;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer in einer Zusammenstoßdetektorschaltung durchge führten Zusammenstoßdetektierung;

Fig. 6 ein ein Kriterium für die Detektierung eines Zusammenstoßes zeigendes Diagramm;

Fig. 7 bis 10 eine zweite Ausführungsform der Erfindung und zwar

Fig. 7 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines für die zweite Ausführungsform des Verfahrens verwen deten Zusammenstoßdetektorsystems;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Kollisionsdetektor schaltung;

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips einer Zusammenstoßvorhersagelogik; und

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung eines Bereichs, in dem ein Startsignal für ein Airbagsystem erzeugt wird.

Im folgenden wird anhand der Fig. 1 bis 6 eine erste Ausfüh rungsform der Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig. 1 liegen ein mechanischer Beschleunigungssensor 3, ein Zünder 4 für ein Airbagsystem AS sowie ein Transistor 5 in Reihe zwischen einer Spannungsquelle 1 (beispielsweise einer Batterie) und einem Erdanschluß 2. Das Airbagsystem AS detektiert eine aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes er zeugte Beschleunigung, so daß ein Kontakt zu seiner Betäti gung geschlossen wird, wenn die detektierte Beschleunigung einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Der Zünder 4 wird durch die Spannungsqelle 1 erregt, um ein Treibgas für das Aufblasen eines Luftsacks des Airbagsystems AS zu zünden, wenn eine im folgenden noch zu beschreibende Zusammenstoßdetektorschaltung 6 ein Startsignal für die Ba sis des Transistors 5 geliefert hat.

Ein elektrischer Beschleunigungssensor 7 liefert konti nuierlich ein aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes erzeug tes Beschleunigungssignal in Form einer elektrischen Span nung, in welche die Beschleunigung durch ein Dehnungsmeß element überführt wird. Das Ausgangssignal des elektrischen Beschleunigungssensors 7 wird durch einen Verstärker 8 ver stärkt und sodann zur Ausfilterung von hochfrequenten Kom ponenten durch ein Tiefpaßfilter 9 geleitet. Das vom Tief paßfilter 9 gelieferte gefilterte Ausgangssignal wird in die Zusammenstoßdetektorschaltung 6 eingespeist.

Es ist experimentell bekannt, daß die Signalform der durch den Fahrzeugzusammenstoß erzeugten Beschleunigung (wie sie durch den elektrischen Beschleunigungssensor 7 detektiert wird) aus einer Synthese einer bestimmten Eigenfrequenzkom ponente und einer Hochfrequenzkomponente gebildet wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Hat das Beschleunigungs signal das Tiefpaßfilter 9 durchlaufen, so entsteht ein einem Sinussignal entsprechendes Signal (beispielsweise gemäß Fig. 3), dessen Periode T eine Konstante ist, welche nicht von der Größe der Beschleunigung sondern vom Fahrzeug aufbau abhängt.

Ist das aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes erzeugte Be schleunigungssignal ein Sinussignal, so können aus der Kon stanten T ein schräg schraffierter Bereich V und damit ein Abbremsbetrag des Fahrzeugs aufgrund des Zusammenstoßes so wie eine Beschleunigung im anfänglichen Teil des Zusammen stoßes und eine Änderungsrate dG/dt der Beschleunigung als Funktion der Zeit berechnet werden. Die Größe des Bereiches V entspricht einer Geschwindigkeit (d. h. einer Sekundärkol lisionsgeschwindigkeit), mit der ein Fahrzeuginsasse ohne Sicherheitsgurt aufgrund des Zusammenstoßes nach vorn ge worfen wird. Ein Wert des Bereiches V dient daher als Para meter für die Betätigung des Airbagsystems AS.

Anhand von Fig. 4 wird im folgenden ein Verfahren zur Be rechnung der Sekundärkollisionsgeschwindigkeit V aus der Konstanten T, der Beschleunigung G und der Änderungsrate dG/dt der Beschleunigung als Funktion der Zeit beschrieben.

Es sei angenommen, daß das aufgrund des Fahrzeugzusammen stoßes erzeugte Signal der Beschleunigung G ein Sinussignal mit einer Amplitude A und einer Periode T ist:

G = -A cosωt + A (1)

wobei ω = 2π/T.

Durch Differenzieren der Gleichung (1) nach der Zeit ergibt sich:

dG/dt = A ω sinωt (2)

durch Umformulieren der Formel (2) ergibt sich:

sin ωt = (dG/dT)/(Aω) (3)

durch Umformulieren von Formel (1) ergibt sich:

cos ωt = 1 - G/A (4)

Durch Einsetzen der Formeln (3) und (4) in die Formel sin² ωt + cos²ωt = 1 ergibt sich:

(dG/dt)/Aω)² + (1 - G/A)² = 1

woraus sich durch Umformulierung ergibt:

2A = (dG/dt)²/G ω² + G (5)

Durch Integration der Gleichung (1) in den Grenzen von t = 0 bis t = T ergibt sich ein Bereich V (schräg schraffierter Bereich in Fig. 4):

V = AT (6)

Es ergibt sich daher dann folgende Gleichung:

V = (T/2).{(dG/dt)²/G ω² + G} (7)

was durch Einsetzen von Formel (5) in Formel (6) folgt.

Formel (7) zeigt, daß die Geschwindigkeit V einer Sekundär kollision des Fahrzeuginsassen aus einem Wert der Beschleu nigung G in einem bestimmten Zeitpunkt und einem Wert des Zeitdifferentials dG/dt der Beschleunigung G geschätzt werden kann.

Die Parameter für die in der Zusammenstoßdetektorschaltung 6 durchgeführten Bestimmung des Zusammenstoßes werden im folgenden anhand des Flußdiagramms nach Fig. 5 erläutert.

Zunächst wird in einem Schritt S1 G₁ = 0 eingestellt und sodann in einem Schritt S2 ein Wert G eines vom elektrischen Beschleunigungssensor 7 gelieferten und durch den Verstärker 8 sowie das Tiefpaßfilter 9 geschickten Signals gelesen. In einem nachfolgenden Schritt S3 wird ein Wert von ΔG entsprechend der Änderungsrate der Beschleunigung (dG/dt) als Funktion der Zeit gemäß der Formel ΔG = (G₂ - G₁)/ΔT berechnet, worin ΔT eine vorgegebene Abtastzeit bedeutet.

In einem nachfolgenden Schritt S4 wird die Sekundärkolli sionsgeschwindigkeit V nach Gleichung (7) berechnet. In die sem Falle wird in Gleichung (7) an Stelle von dG/dt die vor genannte Größe ΔG und an Stelle von G die vorgenannte Größe G₂ verwendet. Wird die Sekundärkollisionsgeschwindigkeit V in dieser Weise berechnet, so wird ihr berechneter Wert in einem Schritt S5 mit einem vorgegebenen Bezugswert V₀ ver glichen.

Ist V größer als V₀, so wird entschieden, daß das Airbagsy stem zu betätigen ist und in einem Schritt S6 ein Startsig nal für das Airbagsystem AS erzeugt. Da der Wert der Sekun därkollisionsgeschwindigkeit V (d. h. der schräg schraffier te Bereich in Fig. 4) von der Periode T und der Amplitude A des sinusförmigen Beschleunigungssignals G abhängt, ist in einem Grenzbereich zwischen einem Ein-Bereich und einem Aus- Bereich des Startsignals für das Airbagsystem AS die Ampli tude A klein, wenn die Periode T groß ist und umgekehrt, die Amplitude A groß, wenn die Periode T klein ist. Ist im Schritt S5 der Wert von V gleich oder kleiner als der Wert von V₀, so wird G₁ durch G₂ ersetzt und es werden die auf den Schritt S2 folgenden Operationen in einem Schritt S7 wiederholt.

Der Fahrzeugzusammenstoß kann auf der Basis eines Beschleu nigungswertes unmittelbar nach dem Fahrzeugzusammenstoß und einer Änderungsrate der Beschleunigung als Funktion der Zeit bestimmt werden, so daß das Startsignal für das Airbagsystem AS in einem Zustand erzeugt werden kann, in dem eine aus reichende Zeit für das Aufblasen des Luftsacks sicherge stellt ist.

Anhand der Fig. 7 bis 10 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig. 7 sind ein mechanischer Beschleunigungssensor 13, ein Zünder 14 eines Airbagsystems AS' sowie ein Transistor 15 in Serie zwischen eine Spannungsquelle 11 (beispielsweise eine Batterie) und einen Erdanschluß 12 geschaltet. Der me chanische Beschleunigungssensor 13 detektiert eine aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes erzeugte Beschleunigung, so daß ein Kontakt zur Betätigung des Airbagsystems AS' geschlossen wird, wenn die detektierte Beschleunigung einen vorgegebenen Wert übersteigt. Der Zünder 14 wird durch die Spannungsquel le 11 erregt, um ein Treibgas zum Aufblasen eines Luftsacks des Airbagsystems AS' zu zünden, wenn der Kontakt des mecha nischen Beschleunigungssensors 13 geschlossen wird und eine Zusammenstoßdetektorschaltung (welche im folgenden noch be schrieben wird) ein Startsignal in die Basis des Transistors 15 eingespeist hat.

Ein elektrischer Beschleunigungssensor 17 liefert aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes kontinuierlich ein Beschleuni gungssignal in Form einer elektrischen Spannung, in welche die Beschleunigung durch ein Dehnungsmeßelement überführt wird. Das Ausgangssignal vom elektrischen Beschleunigungs sensor 17 wird durch einen Verstärker 18 verstärkt und als Beschleunigungssignal G in die Zusammenstoßdetektorschaltung 16 eingespeist.

Gemäß Fig. 8 enthält die das Beschleunigungssignal G aufneh mende Zusammenstoßdetektorschaltung 16 eine Zusammenstoßbe stimmungslogik 19 und eine Zusammenstoßvorhersagelogik 20, welche über ein ODER-Gatter 21 mit dem Transistor 15 verbun den sind.

Die Zusammenstoßbestimmungslogik 19 enthält einen Integrator 22, in dem das Beschleunigungssignal G über eine relativ lange zweite Zeitperiode t₂ (beispielsweise 100 bis 150 ms) integriert wird, wodurch ein Integral ΔVa berechnet wird. Dieses Integral ΔVa entspricht einem Dekrement einer aufgrund eines Zusammenstoßes für die zweite Zeitperiode t₂ erzeugten Fahrzeuggeschwindigkeit (d. h. ein Inkrement der Bewegungsgeschwindigkeit eines durch einen Sitz gehaltenen Insassen gegen ein Steuerrad) betrachtet auf der Basis des Fahrzeugs.

Das Integral ΔVa wird über die zweite Zeitperiode t₂ be rechnet und bei jeder Abtastung in einem Komparator 23 mit einem vorgegebenen Bezugswert ΔV₀ verglichen. Übersteigt das Integral ΔVa den Bezugswert ΔV₀, so wird das Startsig nal über das ODER-Gatter 21 geliefert.

Die Zusammenstoßfestlegungslogik 19 stellt sicher, daß das Startsignal für das Airbagsystem AS' selbst dann zuverlässig geliefert werden kann, wenn ein Zusammenstoß mit einer klei nen und kontinuierlich lang wirkenden Krafteinwirkung aufgetreten ist. Aus Experimenten hat sich ergeben, daß die Signalform der aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes erzeugten Be schleunigung (durch den elektrischen Beschleunigungssensor 17 detektiert) einem sinusförmigen Signal entspricht, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Dabei ist die Periode T des Signals eine Konstante, welche nicht von der Größe der Be schleunigung sondern vom Aufbau des Fahrzeugs abhängt.

Ein durch Integration des Beschleunigungssignals G über eine Halbperiode T/2 gewonnener schräg schraffierter Bereich ent spricht einem Dekrement der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund eines Zusammenstoßes (d. h. einer Sekundärkollisionsgeschwin digkeit, mit der ein nicht durch einen Sicherheitsgurt ge haltener Insasse in Bezug auf das Fahrzeug nach vorn ge schleudert wird). Der schräg schraffierte Bereich unter dem Signal G nimmt mit einer Bereichszunahme und -abnahme als Integral ΔVb ab (doppelt schraffierter Bereich in Fig. 9), das sich aus einer Integration des Beschleunigungssignals G über eine relativ kurze Zeitperiode t₁ (beispielsweise 15 bis 20 ms) ergibt. Darüber hinaus nimmt der schräg schraf fierte Bereich unter dem Beschleunigungssignal G mit einer Zu- und Abnahme der Neigung einer Tangente des Signals zu und ab (d. h. es handelt sich dabei um das Differential dG/dt des Beschleunigungssignals G). Eine End-Sekundärkolli sionsgeschwindigkeit kann daher bis zu einem gewissen Grad aus dem Integral ΔVb und dem Differential dG/dt des Be schleunigungssignals G vorhergesagt werden, wobei das Inte gral ΔVb und das Differential dG/dt als Parameter für die Erzeugung des Startsignals in der Zusammenstoßvorhersage logik 20 ausgenutzt werden, wie dies im folgenden noch er läutert wird.

Gemäß Fig. 8 ist in der Zusammenstoßvorhersagelogik 20 ein Integrator 24 vorgesehen, in dem das Beschleunigungssignal G über die erste gegenüber der zweiten Zeitperiode t₂ kürzeren Zeitperiode t₁ integriert wird, wodurch das Integral ΔVb berechnet wird. Dieses Integral ΔVb entspricht einem De krement der für die erste Zeitperiode t₁ aufgrund eines Zu sammenstoßes erzeugten Fahrzeuggeschwindigkeit und dient als Parameter für die Vorhersage einer Sekundärkollisionsge schwindigkeit eines Insassen im oben beschriebenen Sinne. Speziell wird das Integral ΔVb in einem Komparator 25 mit einem vorgegebenen Bezugswert ΔV₁ verglichen. Übersteigt der Integrationswert ΔVb den Bezugswert ΔV₁, so wird ein Signal für ein UND-Gatter 26 geliefert.

Weiterhin durchläuft das Beschleunigungssignal G ein erstes Übertragungsglied (Band paßfilter) 27, in dem unerwünschte Komponenten durch ein Tiefpaßfilter ausgefiltert werden und ein dem Differential des Beschleunigungssignals entsprechendes Signal G_BPF aus einer differenzierbaren Tansferfunktion eines Hochpaßfil ters erzeugt wird. Danach wird das Signal G_BPF durch ein zweites Übertragungsglied (Mittelwert-Berechnungsschaltung) 28 über die erste Zeitperiode t₁ gemittelt, wodurch das Differential dG/dt des Be schleunigungssignals G berechnet wird. Dieses Differential dG/dt wird ebenfalls als Parameter für die Vorhersage der Sekundärkollisionsgeschwindigkeit eines Insassen benutzt und in einem Komparator 29 mit einem vorgegebenen Bezugswert ΔG verglichen. Übersteigt das Differential dG/dt den Bezugswert ΔG, so wird ein Signal für das UND-Gatter 26 geliefert.

Das UND-Gatter 26 erzeugt als Funktion der Signale von den Komparatoren 25 und 29 das Startsignal für das Airbagsystem SA'. Aus dem Diagramm nach Fig. 10 ist ersichtlich, daß ein Bereich, in dem das UND-Gatter 26 das Startsignal liefert, ein Bereich A ist, in dem das Integral ΔVb den Bezugswert ΔV₁ und das Differential dG/dt den Bezugswert ΔG übersteigt. Im Gegensatz dazu wird das Startsignal in einem Bereich B erzeugt, wenn lediglich ein konventioneller me chanischer Beschleunigungssensor verwendet wird.

Änderungen des Integrals ΔVb und des Differentials dG/dt aufgrund eines gemeinsamen Zusammenstoßes des Fahrzeugs verlaufen auf einer Ortskurve (beispielsweise a in Fig. 10). Erfindungsgemäß wird das Startsignal in einem Punkt A₁ er zeugt, bei dem es sich um den Schnittpunkt zwischen der Ortskurve a und einer Grenze des Bereichs A handelt, wäh rend das Startsignal gemäß einem konventionellen Verfahren in einem Punkt B₁ erzeugt wird, bei dem es sich um den Schnittpunkt zwischen der Ortskurve a und einer Grenze des Bereiches B handelt. Beim konventionellen Zusammenstoß detektierungsverfahren ist möglicherweise eine Zeitverzö gerung vorhanden, welche gemäß Fig. 10 einem Abstand L vom Punkt A₁ beim erfindungsgemäßen Verfahren entspricht.

Um sicherzustellen, daß das Airbagsystem AS' nicht betätigt wird, wenn das Fahrzeug über einen Bordstein fährt (siehe Ortskurve b) oder ein Zusammenstoß mit einem kleinen Schlag bei kleiner Geschwindigkeit auftritt (siehe Ortskurve c), ist es beim konventionellen Zusammenstoßdetektierungsver fahren erforderlich, den Bereich B weit aus dem Ursprung zu verschieben, woraus sich eine weitere Verzögerung bei der Erzeugung des Startsignals ergibt. Beim erfindungsgemäßen Zusammenstoßdetektierungsverfahren kann dagegen beim Fahren über einen Bordstein oder bei einem Zusammenstoß mit kleiner Geschwindigkeit eine unerwünschte Betätigung des Airbagsy stems AS selbst dann vermieden werden, wenn der Bereich A in relativ umfassender Weise gebildet wird.

In bestimmten Fällen können das Integral ΔVb und das Differential dG/dt in Abhängigkeit von der Art des Zusammen stoßes eine Ortskurve (beispielsweise eine Ortskurve d) be schreiben; in derartigen Fällen ist jedoch eine Möglichkeit einer Zeitverzögerung bei der Erzeugung des Startsignals vorhanden.

Beschreiben weiterhin das Integral ΔVb und das Differential dG/dt eine Ortskurve (wie beispielsweise eine Ortskurve e) so besteht die Möglichkeit, daß das Startsignal nicht er zeugt wird. Aus diesem Gründe kann für den Zusammenhang zwi schen dem Integral ΔVb und dem Differential dG/dt dem Be reich A ein Bereich (Bereich A' in Fig. 10) hinzugefügt wer den, welcher größer als vorgegebene Werte ΔV₁, und ΔVG' sind, so daß das Startsignal in beiden Bereichen A und A' erzeugt werden kann.

An Stelle der Einspeisung des Beschleunigungssignals G in das Bandpaßfilter (erstes Übertragungsglied 27) zur Erzeugung des Signals G_BPF entspre chend einem Differential des Beschleunigungssignals G kann das Beschleunigungssignal G auch in ein Tiefpaßfilter einge speist werden, in dem es zur Erzeugung des Differentials di rekt differenziert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Anwendung bei einem Airbagsystem beschränkt. Es ist auch bei anderen Sicherheitssystemen, beispielsweise bei einem Sicherheits gurtsystem anwendbar.

Claims

1. Vorrichtung zum Detektieren eines Zusammenstoßes eines Fahrzeuges, umfassend
einen Beschleunigungssensor (7) zur Abgabe eines Beschleunigungssignals G,
ein Tiefpaßfilter (9), durch das das Beschleunigungs signal G geführt wird,
eine Auswerteschaltung (6), der das gefilterte Be schleunigungssignal G' zugeführt wird, die einen Schätzwert für die Abbremsung des Fahrzeugs ermittelt durch Berechnung eines Schätzwertes V des Integrals des gefilterten Beschleunigungssignals G' über eine Periode T, wobei der Schätzwert V unter Verwendung des Be schleunigungssignals G' und der zeitlichen Ableitung ΔG' des gefilterten Beschleunigungssignals G' zu einem Zeitpunkt vor Ablauf der Periode T berechnet wird und wobei T eine vom Aufbau des betreffenden Fahrzeugs abhängende Konstante ist, die die Periode einer Sinus schwingung des gefilterten Beschleunigungssignals G' angibt, und wobei die Auswerteschaltung dann, wenn der berechnete Schätzwert V über einem vorgegebenen Grenz wert Va liegt, ein einen Zusammenstoß anzeigendes Signal abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (6) einen Schätzwert V wie folgt ermittelt:

3. Vorrichtung zum Detektieren eines Zusammenstoßes eines Fahrzeugs, umfassend
einen Beschleunigungssensor (17) zur Abgabe eines Beschleunigungssignals G,
eine Auswerteschaltung (16), der das Beschleunigungs signal G zugeführt wird und die eine Abschätzung der Abbremsung des Fahrzeugs durch Abschätzen des Integrals V des Beschleunigungssignals G über eine Periode T vornimmt unter Verwendung eines ersten Integrations wertes ΔVb des Beschleunigungssignals über ein an einem Zeitpunkt t1 vor Ablauf der Periode T endendes Zeit intervall 0 bis t1 und eines zeitlichen Ableitungs wertes dG/dt des Beschleunigungssignals G zum Zeitpunkt t1, wobei T eine vom Aufbau des betreffenden Fahrzeugs abhängende Konstante ist, die die Periode einer Sinus schwingung des Beschleunigungssignals G angibt, und wobei die Auswerteschaltung (16) dann ein erstes einen Zusammenstoß anzeigendes Signal abgibt, wenn der erste Integrationswert ΔVb und der zeitliche Ableitungswert dG/dt jeweils vorgeschriebene Grenzwerte ΔV1, ΔG übersteigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (16) einen ersten Integrator (24) umfaßt, der aus dem Beschleunigungssignal G durch Integration über das vorbestimmte Zeitintervall 0 bis t1 den ersten Integra tionswert ΔVb ermittelt, ferner ein erstes Übertragungsglied (27) zur Tiefpaßfilterung und Differenzierung des Beschleuni gungssignals G sowie ein zweites Übertragungsglied (28) zur Mittelung des Ausgangssignals G_BPF des ersten Übertragungs gliedes (27) über das vorbestimmte erste Zeitintervall 0 bis t1, dessen Ausgangssignal den zeitlichen Ableitungswert dG/dt bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (16) einen zweiten Integrator (22) umfaßt, der aus dem Beschleunigungssignal G durch Integration über ein vorbestimmtes, das erste Zeitintervall 0 bis t1 übersteigendes Zeitintervall 0 bis t2 einen zweiten Integrations wert ΔVa ermittelt, wobei die Auswerteschaltung (16) dann ein zweites einen Zusammenstoß anzeigendes Signal abgibt, wenn der zweite Integrationswert Va einen vorgegebenen Grenzwert ΔVo übersteigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang eines UND-Gliedes (26) mit dem ersten Integrator (24) über einen ersten Komparator (25) verbunden ist, daß ein weiterer Eingang des UND-Gliedes (26) mit dem zweiten Übertragungsglied (28) über einen zweiten Komparator (29) verbunden ist und daß das erste einen Zusammenstoß anzeigende Signal ein Ausgangssignal des UND-Gatters (26) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang eines ODER-Gatters (21) mit dem zweiten Integrator (22) über einen dritten Komparator (23) verbunden ist zur Zuführung des zweiten Signals an das ODER-Gatter (21), daß ein weiterer Eingang des ODER-Gatters (21) mit dem Ausgang des UND-Gatters (26) verbunden ist zur Zuführung des ersten Signals an das ODER-Gatter (21) und daß das Ausgangs signal des ODER-Gatters (21) ein drittes einen Zusammenstoß anzeigendes Signal ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der den Zusammenstoß anzeigenden Signale ein Startsignal für ein Sicherheitssystem (AS; AS') ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitssystem (AS; AS') ein Airbagsystem ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitssystem (AS; AS') ein Sicherheitsgurtsystem ist.