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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Insassen-Schutzsystem in Kraftfahrzeugen,
beispielsweise ein sogenanntes Airbag-System. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung einen elektrischen Steuerschaltkreis für ein derartiges Insassen-Schutzsystem,
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In
der
US-PS 4,222,030 ist
ein Insassen-Schutzsystem des Typs beschrieben, bei dem ein elektrisch
betriebener Betätiger
oder Auslöser
für einen
Gaserzeuger eine Zündladung
oder -pille aufweist, welche mit Kollisionssensoren verbunden ist, die
jeweils in Form eines Beschleunigungsmessers im vorderen Bereich
des Fahrzeuges angeordnet sind, so daß die Zündladungen bei einer Beschleunigung
oder Verzögerung
des Fahrzeuges oberhalb eines bestimmten Wertes elektrisch gezündet werden, um
ein gasförmiges
Fluid unter Druck von dem Gaserzeuger in einen aufblasbaren Airbag
zu liefern. Bei diesem Insassen-Schutzsystem ist ein back-up- oder
Hilfskondensator als zweite elektrische Energiequelle zusätzlich zur
durch die Fahrzeugbatterie gebildeten primären elektrischen Energiequelle
vorgesehen, um die Zufuhr von elektrischer Energie an die Zündladung
sicher zu stellen. Die Leitungen, welche von den Kollisionssensoren
zu der Zündladung
führen,
sind jedoch aufgrund einer Distanz zwischen den Kollisionssensoren
und dem Betätiger
oder Auslöser in
nachteiliger Weise lang. Bei der Zufuhr von elektrischer Energie
zu der Zündladung
werden die Leitungen und Kollisionssensoren mit einer elektrischen Energie
von dem Hilfskondensator versorgt. Dies führt zu einer Abnahme der elektrischen
Energie, welcher der Zündladung
zugeführt
wird, aufgrund eines Spannungsabfalls, der durch die Innenwiderstände der
Leitungen und Kollisionssensoren erzeugt wird. Ein derartiges Abnehmen
der elektrischen Energie wird weiter dadurch verstärkt, wenn
eine Mehrzahl von Zündpillen
oder Zündladungen
mit dem Betätiger
oder Auslöser
verbunden sind.
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Aus
der
US 4673912 A geht
ein elektrischer Steuerschaltkreis für ein Insassenschutzsystem
eines Fahrzeugs hervor, wonach der Steuerschaltkreis eine elektrische
Energiequelle, einen Beschleunigungssensor und eine elektrisch betriebene
Auslöseeinrichtung
mit einer Zündpille
mit einem ersten Anschluß,
der in Serie mit der Energiequelle geschaltet ist, und einem zweiten
Anschluß,
der in Serie mit dem Beschleunigungssensor geschaltet ist, um in
Antwort auf das Beschleunigungssignal von dem Beschleunigungssensor
durch diesen auf Massepotential gelegt zu werden, aufweist. Zur
Erfassung von Fehlfunktionen wird eine der Zündpille zugeordnete Spannung überwacht
und ein Alarm erzeugt, wenn die überwachte
Spannung einen vorbestimmten Bereich überschreitet. Um die Erzeugung
falscher Fehlfunktionsalarme zu vermeiden, wird der vorbestimmte
Bereich nicht bezüglich
der durch eine Fahrzeughauptbatterie erzeugten Spannung, sondern
bezüglich
der durch eine Hilfsenergiequelle, welche etwa einen von der Fahrzeughauptbatterie
geladenen Kondensator enthält,
erzeugten Spannung bestimmt, so daß Fluktuationen in der mit
der Hauptbatterie verbundenen Spannung keine falschen Alarme auslösen.
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Demgegenüber ist
es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Steuerschaltkreis für ein Insassen-Schutzsystem in Kraftfahrzeugen
so zu schaffen, daß,
die Zündladungen
oder Zündpillen zuverlässig ausgelöst werden,
ohne daß hierbei
die beschriebenen Verluste in der elektrischen Energie auftreten.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
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Ein
erfindungsgemäßer elektrischer
Steuerschaltkreis für
ein Insassen-Schutzsystem in Kraftfahrzeugen, mit einer elektrischen
Energiequelle, einem Beschleunigungssensor, der ein Beschleunigungssignal
beim Auftreten einer Fahrzeugkollision erzeugt und einer elektrisch
betriebenen Auslöseeinrichtung
mit wenigstens einer Zündpille
mit einem ersten Anschluß,
der in Serie mit der Energiequelle geschaltet ist und einem zweiten
Anschlug, der in Serie mit dem Beschleunigungssensor geschaltet
ist, um in Antwort auf das Beschleunigungssignal von dem Sensor
durch diesen auf Massepotential gelegt zu werden, zeichnet sich
dadurch aus, daß der
elektrische Steuerschaltkreis eine erste Einrichtung zur Detektion
einer Spannung aufweist, welche an einem Leiter zwischen dem zweiten
Anschluß der
wenigstens einen Zündpille
und den Beschleunigungssensor auftritt, und zur Erzeugung eines
elektrischen Signales, wenn die detektierte Spannung niedriger als ein
bestimmter Wert wird, und eine zweite Einrichtung aufweist zum direkten
auf Masse legen des zweiten Anschlusses der wenigstens eine Zündpille in
Antwort auf das elektrische Signal von der ersten Einrichtung.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt
die erste Einrichtung einen Referenzspannungsgenerator zur Erzeugung
einer Referenzspannung, welche den bestimmten Wert anzeigt, und
einen Komparator oder Vergleicher zur Erzeugung eines Ausgangssignales,
wenn die an dem Leiter auftretende Spannung unterhalb der Referenzspannung
von dem Referenzspannungsgenerator absinkt, und die zweite Einrichtung
umfaßt
einen Transistor, der mit seinem Kollektor mit dem zweiten Anschluß der Zündladung
verbunden ist und dessen Emitter auf Masse liegt, wobei der Transistor
mit seiner Basis an einem Ausgangsanschluß des Komparators anliegt,
um durchgeschaltet zu werden, wenn ein Ausgangssignal von dem Komparator
kommt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 Aufbau bzw. Anordnung
eines Insassen-Schutzsystems in Form eines Airbags;
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2 den Schaltkreisaufbau
eines elektrischen Steuerschaltkreises für ein Airbag-System;
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3 den Schaltkreisaufbau
einer ersten Abwandlung des Steuerschaltkreises aus 2;
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4 den Schaltkreisaufbau
einer zweiten Abwandlung des Steuerschaltkreises aus 2;
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5 den Schaltkreisaufbau
einer Variation der zweiten Abwandlung von 4; und
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6 eine graphische Darstellung
der Beziehung zwischen Punkten B und A in dem Steuerschaltkreis
von 5.
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1 der Zeichnungen zeigt
ein Airbag-System für
ein Kraftfahrzeug bestehend im wesentlichen aus einem aufblasbaren
Luftsack oder Airbag Bg, der in ein Lenkrad H des Fahrzeuges eingebaut
ist, einem Gaserzeuger G, der in einem mittigen Abschnitt des Lenkrades
H angeordnet ist und einem elektrisch betätigten Auslöser S, der innerhalb eines
Steuergehäuses
Bc angordnet ist, welches in dem Fahrgastraum des Fahrzeuges angeordnet
ist. Gemäß 2 umfaßt der Gaserzeuger G zwei Zündladungen
oder Zündpillen 10 und 20,
welche parallel zueinander geschaltet sind und elektrisch mittels
einer elektrischen Energie gezündet
werden, wobei die elektrische Energie bei einer Fahrzeugkollision
angelegt wird. Der Gaserzeuger G wird durch Betätigen der Zündpillen 10 und 20 ausgelöst, um ein
gasförmiges
Fluid unter Druck in den Airbag Bg zu liefern, so daß sich dieser entfaltet.
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Ein
elektrischer Steuerschaltkreis für
den Betätiger
oder Auslöser
S weist eine Sekundär-Energiequelle 40 zusätzlich zu
der Primär-Energiequelle in
Form der Fahrzeugbatterie 30 auf. Die sekundäre elektrische
Energiequelle 40 wird durch einen back-up oder Hilfs-Kondensator 41 gebildet,
der mit seiner positiven Anschlußelektrode mit der positiven Seite
der Fahrzeugbatterie 30 über einen Widerstand 42,
eine Diode 31, einen Zündschalter
IG des Fahrzeuges und eine Sicherung f verbunden ist, und der mit
seiner negativen Anschlußelektrode
auf Masse liegt. Wenn der Zündschalter
IG geschlossen wird, wird der Hilfskondensator 41 mit einer
Gleichspannung von der Fahrzeugbatterie 30 über die
Sicherung f die Zündschalter
IG, die Diode 31 und den Widerstand geladen, und über eine
Diode in 43 entladen, welche parallel zu dem Widerstand 42 geschaltet
ist. Die Dioden 31 und 43 sind kathodenseitig
miteinander verbunden. Die Anode der Diode 31 ist mit der
Sicherung f über
den Zündschalter
IG verbunden, während
die Anode der Diode 43 über
den Hilfskondensator 41 auf Masse liegt.
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Der
elektrische Steuerschaltkreis für
den Auslöser
S umfaßt
weiterhin einen Beschleunigungsschalter 50 in Form eines
normalerweise offenen Schalters, der an einer geeigneten Stelle
in dem Fahrgastraum angeordnet ist, und bei einer Beschleunigung
des Fahrzeuges oberhalb eines ersten bestimmten Wertes oder einer
ersten bestimmten Größe geschlossen
wird. Der Beschleunigungsschalter 50 ist mit einem Ende
mit den Kathoden der Dioden 31 und 43 verbunden,
und mit seinem anderen Ende mit einem ersten gemeinsamen Anschluß der Zündpillen 10 und 20.
Der elektrische Steuerschaltkreis beinhaltet weiterhin Beschleunigungsschalter 60 und 70,
jeweils in Form eines normalerweise offenen Schalters, die an einem
vorderen Endabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, und
bei einer Beschleunigung des Fahrzeuges über einem zweiten bestimmten
Wert oder einer zweiten bestimmten Größe beim Auftreten einer Fahrzeugkollision
schließen.
Die Beschleunigungschalter 60 und 70 sind zueinander
parallel geschaltet und gemeinsam mit einem Anschluß auf Masse
gelegt. Der anderer gemeinsame Anschluß der Schalter 60 und 70 ist über eine
Diode 80 mit einem zweiten gemeinsamen Anschluß der Zündpillen 10 und 20 verbunden.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die Diode 80 mit ihrer Kathode mit dem gemeinsamen
Anschluß der
Beschleunigungsschalter 60 und 70 verbunden, um
mit ihrer Anode mit dem zweiten gemeinsamen Anschluß der Zündpillen 10 und 20.
Wie bereits beschrieben ist der Auslöser S in der Fahrgastzelle
angeordnet, wohingegen die Beschleunigungsschalter 60 und 70 an
einem vorderen Endabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind.
Demzufolge sind die Leitungen zwischen der Kathode der Diode 80 und
dem gemeinsamen Anschluß der
Beschleunigungsschalter 60 und 70 zumindest 2
bis 3 Meter lang. Überwachungswiderstände 51, 61 und 71 sind parallel
mit den Beschleunigungsschaltern 50, 60 und 70 geschaltet,
um den den Zündpillen 10 und 20 von
der Batterie 30 oder dem Hilfskondensator 40 zugeführten elektrischen
Strom zu begrenzen, wenn die Beschleunigungsschalter 50, 60 und 70 in
ihren offenen Lagen sind. Die Innenwiderstände der Widerstände 51, 61 und 71 werden
hierbei größer gesetzt als
die Innenwiderstände
der Zündpillen 10 und 20. Ein
weiterer Überwachungswiderstand 90 ist
mit einem Ende mit den Kathoden der Dioden 31 und 43 und
mit seinem anderen Ende mit der Kathode der Diode 80 in
Verbindung. Der Überwachungswiderstand 90 wirkt
mit den Überwachungswiderständen 61 und 71 derart
zusammen, daß jeder
Zustand der Beschleunigungsschalter 60 und 70 erfaßt werden kann,
selbst wenn ein Treibertransistor 120c durchschaltet, wie
nachfolgend noch erläutert
werden wird.
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Ein
Fehlfunktions-Erkennungsschaltkreis 100 beinhaltet einen
Referenzspannungsgenerator 100a in Form von Widerständen 101, 102 und 103, welche
in Serie miteinander geschaltet sind, um die Gleichspannung von
der Batterie 30 oder dem Hilfskondensator 40 so
aufzuteilen, daß eine
erste Referenzspannung an dem gemeinsamen Anschluß der Widerstände 101 und 102 und
eine zweite Referenzspannung am gemeinsamen Anschluß der Widerstände 102 und 103 abgegriffen
werden kann. Bei dieser Ausführungsform
ist hierbei die erste Referenzspannung so bestimmt, daß sie einem
Referenzwert entspricht, der für
eine Detektion oder Erkennung einer Fehlfunktion nötig ist,
welche durch auf Masse liegen oder Kurzschluß der Zündpillen 10 und 20 verursacht
wird, während
die zweite Referenzspannung so bestimmt ist, daß sie einem Referenzwert entspricht,
der zur Detektion oder Erkennung einer Fehlfunktion nötig ist,
welche durch eine Ab- oder Heraustrennung der Zündpillen 10 und 20 aus
dem gesamten Schaltkreis verursacht wird.
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Weiterhin
ist in dem Fehlfunktions-Erkennungsschaltkreis ein Komparator 100b angeordnet, der
eine Anschlußspannung
an dem ersten gemeinsamen Anschluß der Zündpillen 10 und 20 mit
der ersten Referenzspannung vergleicht, um ein Signal mit niedrigem
Pegel zu erzeugen, wenn die Anschlußspannung höher als die erste Referenzspannung
gehalten wird, bei einem normalen Zustand der Zündpillen 10 und 20 und
zur Erzeugung eines Signales mit hohem logischen Pegel, wenn die
Anschlußspannung
aufgrund eines auf Masse liegens oder eines Kurzschlusses in beiden
Zündpillen 10 und 20 unterhalb
der ersten Referenzspannung liegt. Ein weiterer Komparator 100c ist
vorgesehen, um die Anschlußspannung
am ersten gemeinsamen Anschluß der
Zündpillen 10 und 20 mit
der zweiten Referenzspannung zu vergleichen, um ein Signal mit niederem
Pegel zu erzeugen, wenn die Anschlußspannung unterhalb der zweiten
Referenzspannung bei einem normalen Zustand der Zündpillen 10 und 20 liegt
und zum Erzeugen eines Signales mit hohem Pegel, wenn die Anschlußspannung
höher als
die zweite Referenzspannung aufgrund eines Abtrennens der beiden
Zündpillen 10 und 20 wird.
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Ein
NOR-Gatter 100d (NICHT-ODER) weist ein Paar von Eingangsanschlüssen auf,
welche mit den Ausgangsanschlüssen
der Komparatoren 100b und 100c verbunden sind.
Das NOR-Gatter 100d erzeugt ein Signal mit hohem logischen
Pegel, wenn es tiefpeglige Signale von den beiden Komparatoren 100b und 100c empfängt und
erzeugt ein Signal mit hohem Pegel, wenn es hochpegelige Signale
von Komparatoren 100b oder 100c erhält. Eine
Anzeigelampe 110 ist mit einem Anschluß mit der positiven Seite der
Batterie 30 unter Zwischenschaltung des Zündschalters
IG verbunden und mit ihrer anderen Anschlußseite mit dem Ausgangsanschluß des NOR-Gatters 100d.
Wenn in Antwort auf das tiefpegelige Signal vom NOR-Gatter 100d der Lampe 110 die
Gleichspannung von der Batterie 30 zugeführt wird,
leuchtet die Lampe 110 auf, um den Fahrer des Fahrzeuges über eine
Fehlfunktion der Zündpillen 10 und 20 zu
informieren.
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Ein
Treiberschaltkreis 120 beinhaltet einen Referenzspannungsgenerator 120a,
einen Komparator 120b und den Treibertransistor 120c.
Der Referenzspannungsgenerator 120a weist einen Widerstand 121 auf,
der an einem Ende auf Massepotential liegt und mit seinem anderen
Ende über
einen Widerstand 122 mit den Kathoden der Dioden 31 und 43 verbunden
ist. Wenn über
den Zündschalter
IG und die Diode 31 oder wenn von der sekundären elekrischen
Energiequelle 40 eine Gleichspannung angelegt wird, erzeugt
der Referenzspannungsgenerator 120a an dem gemeinsamen
Anschluß der
Widerstände 121 und 122 eine
Referenzspannung. Hierbei ist die Referenzspannung so gesetzt, daß sie höher ist,
als eine Spannung die an der Kathode der Diode 80 anliegt,
wenn einer der Beschleunigungsschalter 60 oder 70 schließt. Der
positive Eingangsanschluß des
Komparators 120b ist mit dem gemeinsamen Anschluß der Widerstände 121 und 122 verbunden,
und der negative Eingangsanschluß des Komparators 120b ist
mit der Kathode der Diode 80 verbunden. Wenn die Diode 80 mit
dem Überwachungsstrom durch
die Zündpillen 10 und 20 versorgt
wird, vergleicht der Komparator 120b eine Kathodenspannung
an der Kathode der Diode 80 mit der Referenzspannung von
dem Referenzspannungsgenerator 120a.
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Wenn
die Kathodenspannung der Diode 80 höher als die Referenzspannung
in einem Zustand gehalten wird, wo die Beschleunigungsschalter 60 und 70 in
ihren offenen Lagen gehalten werden, erzeugt der Komparator 120b ein
tiefpegeliges Signal. Wenn die Kathodenspannung der Diode 80 geringer wird
als die Referenzspannung aufgrund eines Schließens von entweder dem Beschleunigungschalter 60 oder
dem Beschleunigungsschalter 70, erzeugt der Komparator 120b ein
hochpegeliges Signal. Der Treibertransistor 120c ist mit
seiner Basis mit dem Ausgang des Komparator 120b verbunden,
mit seinem Emitter auf Masseptential gelegt und mit seinem Kollektor
mit der Anode der Diode 80 verbunden. In Antwort auf das
hochpegelige Signal vom Komparator 120b wird somit der
Transistor 120c durchgeschaltet und in Antwort auf ein
tiefpegeliges Signal vom Komparator 120b wird der Transistor 120c gesperrt.
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Es
sei nun angenommen, daß der
Zündschalter
IG geschlossen ist und der Hilfskondensator 41 mit der
Gleichspannung von der Batterie 30 über die Diode 31 und
den Widerstand 42 geladen wird. Wenn nun die Zündpillen 10 und 20 in
normalem Zustand sind, wird die Gleichspannung von der Batterie 30 den
Zündpillen 10 und 20 und
der Diode 80 über die
Diode 31 unter Steuerung der Überwachungswiderstände 51, 61 und 71 zugeführt. Die
Komparatoren 100b und 100c werden mit den ersten
und zweiten Referenzspannungen an dem Referenzspannungsgenerator 100a beaufschlagt
und der Komparator 120b wird mit der Referenzspannung von
dem Referenzspannungsgenerator 120a beaufschlagt. Hierbei
ist die Spannung, die am ersten gemeinsamen Anschluß der Zündpillen 10 und 20 anliegt
höher als
die erste Referenzspannung und niedriger als die zweite Referenzspannung.
Somit erzeugen die Komperatoren 100b und 100c tiefpegelige
Signale und das NOR-Gatter 100d erzeugt ein hochpegeliges
Signal, so daß die
Anzeigelampe 110 abgeschaltet bleibt. Da die Beschleunigungsschalter 60 und 70 in ihren
offenen Lagen verbleiben, wird die Kathodenspannung der Diode 80 höher als
die Referenzspannung von dem Referenzspannungsgenerator 120a gehalten,
so daß der
Treibertransistsor 120c in dem abgeschalteten Zustand verbleibt.
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Wenn
eine der Zündpillen 10 oder 20 auf Masse
gelegt wird oder kurzgeschlossen wird, wird die Spannung an dem
ersten gemeinsamen Anschluß der
Zündpillen 10 und 20 geringer
als die erste Referenzspannung von dem Referenzspannungsgenera tor 100a.
Dies hat zur Folge, daß der
Komparator 100b ein hochpegeliges Signal erzeugt und das NOR-Gatter 100d ein
tiefpegeliges Signal erzeugt. In Antwort auf das Signal mit tiefen
oder niedrigen Pegeln von dem NOR-Gatter 100d wird die
Anzeigelampe 110 eingeschaltet, um den Fahrer des Fahrzeuges von
einer Fehlfunktion der Zündpillen 10 oder 20 zu informieren.
Wenn die Zündpillen 10 und/oder 20 aus dem
Schaltkreis herausgetrennt werden, wird die Spannung an dem ersten
gemeinsamen Anschluß der
Zündpillen 10 und 20 höher als
die zweite Referenzspannung von dem Referenzspannungsgenerator 100a.
Im Ergebnis erzeugt der Komparator 100c ein hochpegeliges
Signal und die Anzeigelampe 110 wird in Antwort auf ein
tiefpegeliges Signal vom NOR-Gatter 100d eingeschaltet,
um den Fahrer von einer Fehlfunktion der Zündpillen 10 und 20 zu
informieren.
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Es
sei nun angenommen, daß das
Fahrzeug bei normalem Zustand der Zündpillen 10 und 20 und des
Treibertransistors 120c gestartet wird. Bei einer Beschleunigung
des Fahrzeuges über
einen ersten bestimmten Wert hinaus wird der Beschleunigungsschalter 50 geschlossen.
Wenn dann wenigstens einer der Beschleunigungsschalter 60 und 70 bei
einer Beschleunigung des Fahrzeuges über einen zweiten bestimmten
Wert hinaus (Auftreten einer Kollision) geschlossen wird, sinkt
die Kathodenspannung der Diode 80 unter die Referenzspannung
von dem Referenzspannungsgenerator 120a. Im Ergebnis erzeugt
der Komparator 120b ein hochpegeliges Signal und der Treibertransistor 120b wird
in Antwort auf dieses hochpegelige Signal vom Komparator 120b durchgeschaltet,
um den zweiten gemeinsamen Anschluß der Zündpillen 10 und 20 auf
Masse zu legen. Hierdurch wird die Diode 80 in Umkehrrichtung
gepolt und verhindert die Zufuhr von elektrischer Energie an die
Beschleunigungsschalter 60 und 70. Wenn die von
der Batterie 30 kommende Leitung bei der Fahrzeugkollision
unterbrochen wird, wird der Hilfskondensator 41 entladen,
um die hierauf gespeicherte Gleichspannung den Zündpillen 10 und 20 zuzu führen und
der Treibertransistsor 120c wird durchgeschaltet, um den
zweiten gemeinsamen Anschluß der
Zündpillen 10 und 20 auf
Massepotential zu legen. Somit werden die Zündpillen 10 und 20 durch die
Gleichspannung von dem Hilfskondensator 41 zuverlässig gezündet, um
den Gaserzeuger G auszulösen,
so daß der
Airbag Ba unter Druck von von dem Gaserzeuger G kommendem gasförmigen Fluid aufgeblasen
wird, wie in 1 gestrichelt
dargestellt.
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Wenn
der Treibertransistor 120c aufgrund einer Beschädigung bei
der Fahrzeugkollision nicht durchschalten kann, verbleibt die Anodenspannung der
Diode 80 auf dem gleichen Wert wie die Spannung am zweiten
gemeinsamen Anschluß der
Zündpillen 10 und 20.
Somit wird die Diode 80 in Vorwärts- oder Durchschaltrichtung
vorgespannt, um die Zufuhr von elektrischem Strom an die Beschleunigungsschalter 60 und 70 zu
ermöglichen.
Hierdurch werden die Zündpillen 10 und 20 durch
die Gleichspannung von der Batterie 30 gezündet, vorausgesetzt
daß nicht
die Leitung von der Batterie 30 unterbrochen ist.
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Nachfolgend
sei angenommen, daß die Spannung
an der Kathode der Diode 80 abnimmt aufgrund von Rauschen,
welches auf die Leitung zwischen der Diode 80 und den Beschleunigungsschaltern 60 und 70 einwirkt,
wenn die Beschleunigungsschalter 60 und 70 in
ihren offenen Lagen gehalten bleiben. Hierbei wird der Treibertransistor 120c vorübergehend
unter der Steuerung des Komperators 120b durchgeschaltet,
um den zweiten gemeinsamen Abschluß der Zündpillen 10 und 20 auf
Masse zu legen. In diesem Falle wirkt die Diode derart, daß die Spannung
an ihrer Kathode unmittelbar nach dem Verschwinden des Störrauschens
anwächst.
Hierdurch wird der Transistor 120c unter Steuerung des Komperators 120b abgeschaltet.
Dieser Vorgang ist wirksam, um Auslösefehler der Zündpillen 10 und 20 zu
vermeiden.
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3 zeigt eine erste Abwandlung
des elektrischen Steuerschaltkreises, bei der ein Treiberschaltkreis 120A anstelle
des Treiberschaltkreises 120 vorgesehen ist und ein Beschleunigungssensor 130 zusätzlich vorgesehen
ist. Der Beschleunigungssensor 130 ist in Form eines piezo-elektrischen
Elementes oder Halbleiterelementes ausgebildet, welches an einer
geeigneten Stelle in der Fahrgastzelle angeordnet ist, um ein Beschleunigungssignal
zu erzeugen, welches die momentane Beschleunigung des Fahrzeuges
anzeigt. Der Treiberschaltkreis 120A beinhaltet einen Referenzspannungsgenerator 120d bestehend
aus Widerständen 123 und 124, welche
in Serie zueinander geschaltet sind. Der Widerstand 123 liegt
mit einem Ende auf Masse und ist mit seinem anderen Ende mit den
Kathoden der Dioden 31 und 43 über den Widerstand 124 in
Verbindung. Der Referenzspannungsgenerator 120d teilt die
Gleichspannung von der Batterie 30 oder von dem Hilfskondensator 41,
um eine Referenzspannung am gemeinsamen Anschluß der Widerstände 123 und 124 zu
erzeugen. Bei dieser Abwandlung wird die Referenzspannung so bestimmt,
daß sie
geringer ist, als die Spannung, welche die Beschleunigung des Fahrzeuges
beim Auftreten einer Kollision anzeigt.
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Ein
Komparator 120e ist vorgesehen, den Pegel des Beschleunigungssignales
von dem Beschleunigungssensor 130 mit der Referenzspannung von
dem Referenzspannungsgenerator 120d zu vergleichen, um
ein tiefpegeliges Signal zu erzeugen, wenn der Pegel des Beschleunigungssignales
unter der Referenzspannung liegt und um ein hochpegeliges Signal
zu erzeugen, wenn der Pegel oder Wert des Beschleunigungssignales
höher als
die Referenzspannung ist. Ein Zeitkonstanten-Schaltkreis 120f beinhaltet
einen Kondensator 125, dessen eines Ende auf Masse liegt
und dessen anderes Ende mit dem Ausgangsanschluß des Komparators 120e über einen
Widerstand 126 verbunden ist. Wenn ein hochpegeliges Signal
von dem Komparator 120e anliegt, erzeugt der Zeitkonstanten-Schaltkreis 120f eine
zeitkonstante Spannung eines bestimmten Pegels nach dem Ver streichen
einer Zeit, welche durch die Zeitkonstante des Kondesators 125 und
des Widerstandes 126 bestimmt ist. Bei dieser Abwandlung wird
der Pegel der Zeitkonstantenspannung so bestimmt, daß sie ein
Wert ist, der nötig
ist, einen Fehler bei der Detektion des Beschleunigungssensors 130 zu
vermeiden. Ein Referenzspannungsgenerator 120g besteht
aus Widerständen 120 und 128,
welche in Serie miteinander geschaltet sind. Der Widerstand 127 liegt
mit einem Ende auf Masse und ist mit seinem anderen Ende mit den
Kathoden der Dioden 31 und 43 über den Widerstand 128 verbunden.
Der Referenzspannungsgenerator 120g teilt die Gleichspannung
von der Batterie 30 oder dem Hilfskondensator 41 zur
Erzeugung einer Referenzspannung am gemeinsamen Anschluß der Widerstände 127 und 128.
Diese Referenzspannung ist niedriger als die zeitkonstante Spannung.
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Ein
Komparator 120h ist vorgesehen, die zeitkonstante Spannung
von dem Zeitkonstanten-Schaltkreis 120f mit der Referenzspannung
vom Referenzspannungsgenerator 120g zu vergleichen, um
ein tiefpegeliges Signal zu erzeugen, wenn die zeitkonstante Spannung
niedriger ist als die Referenzspannung und zur Erzeugung eines hochpegeligen
Signals, wenn die zeitkonstante Spannung höher ist als die Referenzspannung.
Wie bereits beschrieben, ist der Widerstand 121 des Referenzspannungsgenerators 120a mit
einem Ende auf Masse gelegt und mit seinem anderen Ende mit den
Kathoden der Dioden 31 und 43 über den Widerstand 142 verbunden.
Wenn beim Auf treten einer Fahrzeugkollision wenigstens einer der
Beschleunigungschalter 60 und 70 geschlossen wird,
erzeugt der Komparator 120b ein hochpegeliges Signal, wie
bereits beschrieben worden ist. Ein OR-Gatter 120i (ODER)
ist mit seinem ersten Eingangsanschluß mit dem Ausgang des Komparators 120b und
mit seinem zweiten Eingangsanschluß mit dem Ausgang des Komparators 120h verbunden.
Der Ausgangsanschluß des OR-Gatters 120i ist
mit der Basis des Transistors 120c verbunden. Wenn ein
hochpegeliges Signal von dem Komparator 120h oder 120b anliegt,
wird der Treibertransistor 120c durchgeschaltet, um den
zweiten gemeinsamen Anschluß der
Zündpillen 10 und 20 auf
Masse zu legen und die Diode 80 wird in Umkehrrichtung
vorgespannt.
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Es
sei angenommen, daß wenigstens
einer der Beschleunigungsschalter 60 und 70 beim
Auftreten einer Fahrzeugkollision und bei einem normalen Zustand
der Zündpillen 10 und 20 und
des Treibertransistsors 20c geschlossen worden ist, so
daß die Kathodenspannung
der Diode 80 auf Massepotential fällt. Als Ergebnis erzeugt der
Komparator 120b ein hochpegeliges Signal, so daß wiederum
das OR-Gatter 120i ein hochpegeliges Signal erzeugt. Hierbei
erzeugt der Beschleunigungssensor 130 ein Beschleunigungssignal
dessen Pegel höher
ist als die Referenzspannung vom Referenzspannungsgenerator 120d.
Somit erzeugt der Komparator 120e ein hochpegeliges Signal.
Wenn dem Zeitkonstanten-Schaltkreis 120f das hochpegelige
Signal von Komparator 120e zugeführt wird, erzeugt dieser eine zeitkonstante
Spannung nach dem Verstreichen der Zeit, welche über die Zeitkonstante des Kondensators 125 und
des Widerstands 126 eingestellt ist. Wenn der Komparator 120h die
zeitkonstante Spannung mit einem höheren Pegel als der Referenzspannung
von dem Referenzspannungsgenerator 120g erhält, wird
das OR-Gatter 120i veranlasst, ein hochpegeliges Signal
abzugeben. In Antwort auf dieses hochpegelige Signal vom OR-Gatter 120i wird
der Treibertransistor 120c durchgeschaltet, um die Diode 80,
die Beschleunigungsschalter 60 und 70 und die Leitungen
zwischen der Kathode der Diode 80 und dem Beschleunigungsschalter 60 und 70 kurzzuschließen. Hierdurch
werden die Zündpillen 10 und 20 wirksam
durch die Gleichspannung von der Batterie 30 oder von dem
Hilfskondensator 41 gezündet. Bei
dieser beschriebenen Abwandlung ist der Beschleunigungssensor 130 vorteilhaft,
da die Zündpillen 10 und 20 beim
Auftreten einer Fahrzeugkollision noch sicherer gezündet werden.
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In
einer praktischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
die Beschleunigungsschalter 60 und 70 durch einen
Beschleunigungssensor in Form eines piezoelektrischen Elementes
oder Halbleiterelementes ersetzt werden. In einem solchen Fall ist
ein Bestimmungsschaltkreis vorgesehen, um einen Beschleunigungswert
von dem Beschleunigungssensor zu bestimmen, und um ein Bestimmungsergebnis
dem Komparator 120b oder dem OR-Gatter 120i zuzuführen. Die
Diode 80 und der Transistor 120c können ebenfalls
durch verschiedene Arten von Halbleiter-Schaltelementen ersetzt
werden und die Anzahl vonm Zündpillen 10 und 20 kann
auf eins beschränkt
werden oder mehr als zwei betragen.
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4 zeigt eine zweite Abwandlung
des elektrischen Steuerschaltkreises, wo der Treibertransistor 120c mit
seinem Kollektor nur mit der Zündpille 10 verbunden
ist, wohingegen ein weiterer Treibertransistor 120j mit
seinem Kollektor nur mit der Zündpille 20 verbunden
ist. Bei dieser Abwandlung wird der Treibertransistor 120j mit
seiner Basis mit dem Ausgang des Komparators 120b verbunden,
und mit seinem Emitter auf Masse gelegt. Eine zusätzliche Diode 80a ist
parallel zur Diode 80 vorgesehen und ein Paar von zusätzlichen
Dioden 80b und 80c sind parallel zueinander geschaltet.
Die Dioden 80b und 80c sind mit ihren Kathoden
mit dem negativen Eingangsanschluß des Komparator 120b und
mit ihren Anoden mit dem Kollektor des Treibertransistors 120j verbunden.
Wird angenommen, daß wenigstens
einer der Beschleunigungsschalter 60 und 70 beim Auftreten
einer Fahrzeugkollision geschlossen wird, wird der Treibertransistor 120c eingeschaltet,
selbst wenn eine der Dioden 80 oder 80a beschädigt ist
und der Treibertransistsor 120j wird ebenfalls eingeschaltet,
selbst wenn eine der Dioden 80b oder 80c beschädigt ist.
Somit lassen sich die Zündpillen 10 und 20 beim
Auftreten einer Fahrzeugkollision noch zuverlässiger zünden, da die Ausfallsicherheit
erhöht ist.
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5 zeigt eine Variation der
zweiten Abwandlung von 4,
bei der Konstantstrom-Schaltkreise I10 und
I20 zwischen dem Überwachungswiderstand 51 und
die Zündpille 10 bzw.
den Überwachungswiderstand 51 und
die Zündpille 20 geschaltet sind
und wobei ein Widerstand 122a in Serie mit dem Widerstand 122 geschaltet
ist und eine Zener-Diode 122b parallel zu den Widerständen 121 und 122 geschaltet
ist. Bei dieser Ausgestaltungsmöglichkeit sind
die Konstantstrom-Schaltkreise I10 und I20 so aufgebaut, daß sie den Batteriestrom ohne
irgendwelche Beschränkungen
durchlassen, wenn die Spannung an einem Punkt B auf einem niederen
Wert als ein bestimmter Wert gehalten wird und den Batteriestrom
auf einen Konstantstromwert beschränken, wenn die Spannung am
Punkt B höher
als der bestimmte Wert wird.
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Es
sei angenommen, daß die
Beschleunigungsschalter 60 und 70 in ihren offenen
Lagen sind und die Spannung an einem Punkt C linear abhängig mit
dem Anwachsen der Spannung am Punkt B anwächst, wie durch die C-B-Charakteristiklinie
(1) in 6 dargestellt.
Wenn die Beschleunigungsschalter 60 und 70 in
einem Zustand geschlossen werden, wo die Spannung am Punkt B auf
einem niederen Wert ist als der bestimmte Wert, wächst die
Spannung im Punkt C linear abhängig
von einem Anwachsen der Spannung am Punkt B an. Wenn die Spannung
am Punkt B den bestimmten Wert übersteigt, wird
die Spannung am Punkt C auf einem konstanten Wert unter der Steuerung
der Konstantstrom-Schaltkreise
I10 und I20 gehalten,
wie durch die C-B-Charakteristiklinie (2) in 6 dargestellt. Hierbei wird
der Schwellenwert des Komparators 120b durch die Zener-Diode 122b so
eingestellt, daß die
Spannung am Punkt A abhängig
vom Anwachsen der Spannung am Punkt B geregelt wird, wie durch die
A-B-Charakteristiklinie in 6 dargestellt.
Bei einer derartigen Anordnung der Konstantstrom-Schaltkreise I10 und I20 und der
Zener-Diode 122b werden die Treibertransistoren 120c und 120j in
ihren abgeschalteten Zuständen
gehalten, selbst wenn die Spannung am Punkt C aufgrund von Störrauschen
der auf der Leitung zwischen der Diode 80 und den Beschleunigungsschaltern 60 und 70 abnimmt.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß Fehler in der Betätigung der
Zündpillen 10 und 20 vermieden
werden können.
Wenn die Beschleunigungschalter 60 und 70 beim
Auftreten einer Fahrzeugkollision geschlossen werden, wird die Spannung
am Punkt C durch die Konstantstrom-Schaltkreise I10 und
I20 geregelt, wie durch die C-B-Charakteristiklinie
(2) in 6 dargestellt,
während
die Spannung am Punkt A durch die Zener-Diode 122b eingestellt
wird, wie durch die A-B-Charakteristiklinie in 6 veranschaulicht. Somit wird der Treibertransistor 120c durchgeschaltet,
um die Zündpillen 10 und 20 ohne
irgendwelche Störeinflüsse aufgrund
von Störrauschen
oder dergleichen zünden zu
können.