DE4432444A1 - Fahrzeuginsassen-Schutzsystem - Google Patents
Fahrzeuginsassen-SchutzsystemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahr
zeuginsassen-Schutzsystem bzw. ein Insassenschutzsystem für
Fahrzeuge. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein
System zum Steuern und Auslösen eines Airbagsystems, wenn
sich das Fahrzeug in einer Kollision befindet, um dadurch
die Insassen des Fahrzeugs vor Verletzungen zu schützen.
Es ist bekannt, bei Kraftfahrzeugen Luftsack- bzw. Air
bagsysteme zu verwenden, die dazu vorgesehen sind, die In
sassen des Fahrzeugs vor Verletzungen zu schützen, die auf
eine Kollision zurückzuführen sind. Derartige Airbagsysteme
müssen im Falle einer Kollision verzögerungsfrei aufgebla
sen werden, um die Insassen vor Verletzungen zu schützen.
Im Falle eines Fahrer-Seitenairbags muß der Airbag bei
spielsweise sehr schnell mit Hilfe von Gas aufgeblasen wer
den, das durch Zündung mittels eines Zündsystems, das sich
im Lenkrad oder in der Lenkradsäule vor dem Fahrersitz be
findet, freigesetzt bzw. erzeugt wird. Der bei einer Kolli
sion auftretende Stoß wird von einem Kollisionserfassungs
system erfaßt, das ein entsprechendes Signal zu dem Airbag
zündsystem überträgt, was wiederum die Zündung bzw. das
Aufblasen des Airbags bewirkt. Auf diese Weise wird der
Fahrer vor jeglicher Verletzung geschützt. Ein entsprechen
des System wird ebenfalls im Hinblick auf Insassen-Sei
tenairbags verwendet.
Das Zündsystem empfängt Energie aus einer im Fahrzeug
vorgesehenen Batterie-Stromquelle. Falls das Zündsystem von
der Batterie getrennt wird, was bei einer Kollision häufig
vorkommt, ist weder ein normaler Betrieb des Zündsystems
sichergestellt noch kann der Airbag aufgeblasen werden. Das
Airbagsystem enthält aus diesem Grund eine Hilfs-Strom
quelle, wie beispielsweise einen Back-up-Kondensator bzw.
Hilfs- oder Sicherheitskondensator zum Speichern elektri
scher Energie. Um sicherzustellen, daß dem Airbag zum Zeit
punkt einer Kollision fehlerfrei Energie zugeführt wird,
muß aus der im Fahrzeug untergebrachten Batterie jederzeit
ein Ladestrom verfügbar sein.
Da die Hilfs-Stromquelle wie beispielsweise der Sicher
heitskondensator direkt mit dem Zündsystem verbunden ist,
wird die in der Hilfs-Stromquelle gespeicherte Energie je
doch dann entladen, wenn die Stromversorgungsspannung der
Stromquelle abfällt. Schwankungen der Stromversorgungsspan
nung der Batterie sind jedoch unvermeidbar, was ein ständi
ges Laden und Entladen der Hilfs-Stromquelle hervorruft.
Selbst wenn die Batterie-Stromquelle einen Spannungsab
fall erleidet und folglich Energie aus der Hilfs-Strom
quelle entladen wird, ist es wichtig, daß ausreichend Ener
gie verfügbar ist, um den Airbag zu betreiben, d. h., um den
Airbag im Falle eines Zusammenstoßes aufzublasen. Aus die
sem Grund ist es notwendig, daß der die Hilfs-Stromquelle
darstellende Sicherheitskondensator eine ausreichend große
Kapazität aufweist. Um das kontinuierliche Abfallen der
Stromversorgungsspannung der Batterie zu kompensieren, ist
es weiterhin notwendig, eine eine große Kapazität bzw. Lei
stung aufweisende Spannungserhöhungsschaltung ("Booster-
Schaltung") vorzusehen. Eine Spannungserhöhungsschaltung
und ein Kondensator, die eine derart große Kapazität auf
weisen, benötigen übermäßig viel Platz im Fahrzeug, wodurch
Platz verbraucht wird, der durch andere Systeme belegt oder
für Insassen verwendet werden könnte. Die Spannungserhö
hungsschaltung benötigt darüber hinaus für ihren Betrieb
übermäßig viel Energie.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Fahrzeuginsassen-Schutzsystem zu schaffen, mit dem die Ka
pazität bzw. Leistungsfähigkeit einer Spannungserhöhungs
schaltung sowie die Größe eines als Hilfs-Stromquelle die
nenden Sicherheitskondensators verringert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den An
sprüchen 1 bis 3 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung schlägt demgemäß vor, aus der Hilfs-
Stromquelle Energie nur dann zuzuführen, wenn das Schutzsy
stem, d. h. das Airbagsystem, betrieben werden muß, oder
wenn die Batteriespannung auf einen derartigen Pegel ab
fällt, daß der Airbag nicht mehr betreibbar wäre.
Das erfindungsgemäße Fahrzeuginsassen-Schutzsystem ist
mit mindestens einer ersten Schalteinrichtung ausgerüstet,
die in Übereinstimmung mit einem Auftreten einer bestimmten
Fahrzeugverzögerung arbeitet. Das erfindungsgemäße Schutz
system weist weiterhin eine mit der Stromversorgungsein
richtung des Fahrzeugs verbundene Aktivierungseinrichtung
auf, wobei die Verbindung der Aktivierungseinrichtung durch
den Betrieb der ersten Schalteinrichtung herbeigeführt
wird, um dadurch das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem zu akti
vieren. Der Back-up- bzw. Sicherheitskondensator ist mit
der Stromversorgungseinrichtung über eine Diode verbunden.
Zwischen dem Sicherheitskondensator und der Aktivierungs
einrichtung ist eine zweite Schalteinrichtung angeordnet.
Der Zeitpunkt der Aktivierung des von der Aktivierungsein
richtung aktivierten Fahrzeuginsassen-Schutzsystems wird
erfaßt, wobei gleichzeitig die zweite Schalteinrichtung ak
tiviert wird, so daß der Sicherheitskondensator mit der Ak
tivierungseinrichtung verbunden wird. Wenn ein Abfall der
Stromversorgungsspannung unter einen bestimmten Wert erfaßt
wird, arbeitet die zweite Schalteinrichtung darüber hinaus
in der Weise, daß der Sicherheitskondensator und die Akti
vierungseinrichtung verbunden werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Schutzsystem
ist eine Hilfs-Stromquelle wie beispielsweise ein Sicher
heitskondensator mit der das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem
aktivierenden Aktivierungseinrichtung verbunden, jedoch ist
diese Verbindung durch die zweite Schalteinrichtung gewöhn
lich unterbrochen. Die im Sicherheitskondensator über die
Stromversorgungseinrichtung gespeicherte Energie entlädt
sich daher nicht. Eine Entladung der Energie aus dem Si
cherheitskondensator zur Aktivierungseinrichtung über die
zweite Schalteinrichtung wird nur dann herbeigeführt, wenn
der Zeitpunkt der Aktivierung des Fahrzeuginsassen-Schutz
systems erfaßt wird, oder wenn die Versorgungsspannung der
Stromversorgungseinrichtung unter den bestimmten Wert
fällt. Die Kapazität des Sicherheitskondensators kann daher
minimiert werden und es ist keine große Kapazität für die
Spannungserhöhungsschaltung erforderlich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 anhand eines schematischen Schaltplans
den allgemeinen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Schutzsystems;
Fig. 2 die Einzelheiten einer Airbagschaltung
der Fig. 1;
Fig. 3 anhand eines detaillierten Schaltdia
gramms schematisch die Gesamtschaltung des ersten Aus
führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsas
sen-Schutzsystems;
Fig. 4 anhand eines schematischen Schaltplans
ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 anhand eines schematischen Schaltplans
ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 anhand eines schematischen Schaltplans
ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 7 anhand eines schematischen Schaltplans
ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Vorab sei darauf hingewiesen, daß in den nachstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung für glei
che Teile jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet wer
den.
In Fig. 1 ist schematisch der allgemeine Aufbau des er
findungsgemäßen Systems dargestellt. Gemäß Fig. 1 ist eine
in einem (nicht gezeigten) Fahrzeug angeordnete Batterie 11
in Vorwärtsrichtung über einen Schlüsselschalter 12 mit Di
oden 13 und 14 verbunden. Der Ausgangsstrom aus der Diode
13 wird einem Back-up-Kondensator bzw. Sicherheitskondensa
tor 15 als Ladestrom zugeführt und der Entlade-Ausgangs
strom aus dem Sicherheitskondensator 15 wird über einen
Schalter 16 einer Airbagschaltung 17 zugeführt. Die Airbag
schaltung 17 empfängt darüber hinaus direkt den Ausgangs
strom der Diode 14.
Der Schalter 16 befindet sich normalerweise in seiner
offenen Stellung, wird jedoch dann geschlossen, wenn Bedarf
besteht, die im Sicherheitskondensator 15 gespeicherte
Energie zu entladen, was von einer Erfassungsschaltung 18
erfaßt wird. Die Erfassungsschaltung 18 entscheidet, ob die
Energie aus dem Sicherheitskondensator 15 der Airbagschal
tung 17 zugeführt werden muß. Im Ansprechen auf die Erfas
sungsschaltung 18 wird die aus dem Sicherheitskondensator
15 entladene Energie der Airbagschaltung 17 zugeführt.
In Fig. 2 ist ein detaillierter schematischer Schaltplan
der Airbagschaltung 17 dargestellt. Gemäß Fig. 2 weist die
Airbagschaltung 17 eine stabilisierte Stromquelle 171 auf,
die über die Diode 14 und den Schalter 16 mit Energie ver
sorgt wird. Die Airbagschaltung 17 weist darüber hinaus ei
ne Zündvorrichtung (Zündkapsel) 173 auf, die einen automa
tisch bewegbare Teile aufweisenden Schalter 172 enthält,
der auf eine Fahrzeugverzögerung anspricht. Diesem beweg
bare Teile aufweisenden Schalter 172, der im Zustand gerin
ger Verzögerung des Fahrzeugs arbeitet, wird Energie zuge
führt. Die für den Airbag vorgesehene Zündvorrichtung 173
wird dann gezündet, wenn Zündenergie zugeführt wird, so daß
Gas den Airbag schnell auffüllt.
Ein Transistor 174 wird auf der Basis eines Erfassungs-
Ausgangssignals aus einer Kollisionsermittlungsschaltung
175 aktiviert, wobei letztere ein Verzögerungssignal aus
einem Verzögerungssensor 176 empfängt. Wenn der Verzöge
rungssensor 176 eine große, plötzliche Verzögerung erfaßt,
bestimmt die Kollisionsermittlungsschaltung 175, daß eine
Fahrzeugkollision aufgetreten ist, und entscheidet, daß der
Airbag aktiviert werden sollte. Auf der Grundlage einer
derartigen Entscheidung wird der Transistor 174 aktiviert.
Die stabilisierte Stromquelle 171 führt sowohl der Kollisi
onsermittlungsschaltung 175 als auch dem Beschleunigungs
sensor 176 Energie zu.
In Fig. 3 ist das in Fig. 1 gezeigte System anhand eines
detaillierten Schaltdiagramms näher dargestellt. Gemäß
Fig. 3 besteht der Schalter 16 beispielsweise aus einem P-
Kanal-FET. Das Ausgangssignal aus der Kollisionsermitt
lungsschaltung 175 der Airbagschaltung 17 wird von einem
Inverter 19 invertiert und dem Gate des den Schalter 16
darstellenden FET′s zugeführt. Wenn aus dem Beschleuni
gungssensor 176 kein Signal ausgegeben wird, ist das Aus
gangssignal der Kollisionsermittlungsschaltung 175 niedrig
und es wird dem Gate des FET′s ein einen hohen Pegel auf
weisendes Signal zugeführt, was bewirkt, daß der Schalter
16 auf einen offenen Zustand eingestellt wird.
Wenn vom Verzögerungssensor 176 eine große Verzögerung,
d. h. eine Kollision erfaßt wird, ist das Ausgangssignal der
Kollisionsermittlungsschaltung 175 hoch und das Ausgangssi
gnal des Inverters 19 nimmt einen niedrigen Pegel an. Das
Gate des FET′s wird daher geschlossen, wodurch der Schalter
16 geschlossen wird. Der Schalter 172 spricht ebenfalls auf
Verzögerungen an und wird durch die plötzliche Fahrzeugver
zögerung geschlossen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Schutzsystem entschei
det die Kollisionsermittlungsschaltung 175 im normalen
Fahrzustand des Fahrzeugs (keine Kollision), daß das Fahr
zeug in keine Kollision verwickelt worden ist. Daher werden
die Schalter 174 und 16 beide auf den AUS- oder offenen Zu
stand eingestellt. Wenn der Schlüsselschalter 12 bei einem
derartigen Zustand eingeschaltet ist und das Fahrzeug
fährt, wird der Sicherheitskondensator 15 durch die Batte
rie 11 aufgeladen, da der Sicherheitskondensator 15 nicht
mit der Airbagschaltung 17 verbunden ist. Der Sicherheits
kondensator 15 hält daher einen bestimmten Ladungswert auf
recht.
Obgleich die Batterie 11 kleine Spannungsschwankungen
erleidet, hält der Sicherheitskondensator 15 über die Diode
13 weiterhin eine Ladung mit einem bestimmten Ladungswert
aufrecht. Die Airbagschaltung 17 wird gleichzeitig über die
Diode 14 von der Batterie 11 direkt versorgt, wodurch ihr
Betriebszustand aufrechterhalten wird.
Wenn das Fahrzeug mit etwas kollidiert, wie beispiels
weise einem anderen Fahrzeug, einer Dampfwalze, einem Baum,
einer Ziegelwand oder anderen Objekten, wird der Schalter
172 eingeschaltet und der Verzögerungssensor 176 erfaßt die
dabei auftretende plötzliche Verzögerung. Das Ausgangssi
gnal aus der Kollisionsermittlungsschaltung 175 wird hoch
peglig und der Transistor 174 wird eingeschaltet, um mit
tels der Zündvorrichtung 173 den Airbag aufzublasen. Wenn
der Schalter 16 eingeschaltet wird, was durch die Verzöge
rung bewirkt wird, wird die Entladeenergie aus dem Sicher
heitskondensator 15 der Zündvorrichtung 173 der Airbag
schaltung 17 zugeführt und es wird gezündet. Der Airbag
wird daher aufgeblasen und der betreffende Insasse wird vor
jeglicher Verletzung geschützt. Die stabilisierte Strom
quelle 171 enthält eine Spannungswandlerschaltung, die die
Batteriespannung in einen bestimmten bzw. vorgegebenen Wert
umsetzt, und weist an ihrer Eingangsseite einen Kondensator
mit geringer Kapazität auf. Wenn der Anschluß der Batterie
11 während einer Kollision gestört ist, kann die Kollision
sermittlungsschaltung 175 daher den Transistor 174 und den
Schalter 16 mittels der vom Sicherheitskondensator 15 ge
lieferten Energie einschalten.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin
dung gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die zwi
schen den Enden der Zündvorrichtung 173 erzeugte Potential
differenz von einem Differentialverstärker 20 erfaßt, des
sen Ausgangssignal den Schalter 16 steuert.
Da die Schalter 172 und 174 offen sind, bevor das Fahr
zeug kollidiert, kann kein Strom in die Zündvorrichtung 173
hineinfließen. Der Verstärker 20 kann daher keine Poten
tialdifferenz erfassen und sein Ausgangssignal wird hoch
peglig. Der Schalter 16 wird daher geöffnet. Wenn das Fahr
zeug kollidiert, wird der Schalter 174 von der Kollisions
ermittlungsschaltung 175 auf die eingeschaltete Position
eingestellt. Der Strom fließt daraufhin zur Zündvorrichtung
173 und die Potentialdifferenz zwischen beiden Enden der
Vorrichtung wird größer, wodurch das Ausgangssignal des
Verstärkers 20 niedrigpeglig wird. In diesem Zustand kann
die Entladeenergie aus dem Sicherheitskondensator 15 der
Zündvorrichtung 173 zugeführt werden.
Bei einem in Fig. 5 schematisch dargestellten dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich sowohl
beim Schalter 161 als auch beim Schalter 172 jeweils um ei
nen Schalter, der unter Zugrundelegung der Fahrzeugverzöge
rung aktiviert wird. Der Schalter 16 hat daher sowohl die
Funktion, erkennen zu können, ob der Airbagschaltung 17
Entladeenergie aus dem Sicherheitskondensator 15 zugeführt
wird, als auch die Fähigkeit, die Energiezufuhr zu schal
ten. Die Schaltungsanordnung gestaltet sich entsprechend
einfach, da der Schalter 161 sowohl die zweite Schaltein
richtung als auch die Verbindungs-Steuereinrichtung ent
hält.
In Fig. 6 ist schematisch ein viertes Ausführungsbei
spiel der Erfindung näher dargestellt. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel ist an der Eingangsseite der Diode 14 eine
Potentialüberwachungsschaltung 21 angeordnet. Die Poten
tialüberwachungsschaltung 21 enthält eine Zenerdiode 211,
die an der Eingangsseite der Diode 14 angeordnet ist, und
einen Widerstand 212, der die Zenerdiode 211 erdet.
Die Potentialüberwachungsschaltung überwacht die Span
nung der im Fahrzeug installierten Batterie 11. Wenn die
Batterie 11 diejenige Spannung abgibt, mit der die Airbag
schaltung 17 normal arbeitet, wird der Schalter 16 durch
das aus der Zenerdiode 211 und dem Widerstand 212 erhaltene
Spannungssignal in den ausgeschalteten Zustand gebracht.
Wenn der Anschluß der Batterie 11 aufgrund einer Kollision
oder dergleichen unterbrochen wird, oder wenn die Spannung
der Batterie 11 auf einen Wert abfällt, bei dem die Airbag
schaltung 17 nicht mehr normal arbeiten kann, nimmt die
Menge des dem Widerstand 212 zugeführten Stroms ab, so daß
seine Klemmenspannung entsprechend abnimmt. Der Schalter 16
wird daraufhin zum Schließen angesteuert, worauf die Entla
deenergie aus dem Sicherheitskondensator 15 der Airbag
schaltung 17 zugeführt wird.
In Fig. 7 ist anhand eines schematischen Schaltplans der
Aufbau eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung nä
her erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind eine
Spannungserhöhungsschaltung 30 und eine Entladungs-Steuer
schaltung vorgesehen, um die im Sicherheitskondensator 15
gespeicherte Energie zu entladen, nachdem eine bestimmte
Zeit abgelaufen ist und nachdem die Spannung der Batterie
11 zu Null wird.
Die Spannungserhöhungsschaltung 30 wird aus der Batte
rie 11 über die Diode 31 mit Strom versorgt. Das Ausgangs
signal der Spannungserhöhungsschaltung 30 wird dem Sicher
heitskondensator 15 zugeführt. Die Spannung der Batterie 11
wird daraufhin erhöht und dem Sicherheitskondensator 15 zu
geführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Kapazität
bzw. das Leistungsvermögen der Spannungserhöhungsschaltung
30 gering sein, da eine Entladung des Sicherheitskondensa
tors 15 verhindert wird.
Selbst dann, wenn die Speicherkapazität der Batterie 11
abnimmt, ermöglicht die Verwendung der Spannungserhöhungs
schaltung 30 den Betrieb der Airbagschaltung durch Speiche
rung ausreichender Energie im Sicherheitskondensator 15.
Die Spannungserhöhungsschaltung besteht vorzugsweise aus
bekannten Elementen wie beispielsweise Gleich
strom/Gleichstrom-Wandlern, Ladungspumpen usw.
Der Ausgang der Spannungserhöhungsschaltung 30 ist über
einen Widerstand 32 und einen Transistor 33 geerdet. Der
Ausgang ist weiterhin über einen Widerstand 34 und einen
Transistor 35 geerdet. Der Transistor 35 ist dem Sicher
heitskondensator 15 parallelgeschaltet. Die Entladungs-
Steuerschaltung wird von Transistoren 33 und 35 gebildet.
Der Ausgangsanschluß der Diode 31 ist über eine Diode
36, einen Widerstand 37 und einen Kondensator 38 geerdet.
Der Verbindungspunkt des Widerstands 37 und des Kondensa
tors 38 ist über einen Widerstand 39 mit der Basis des
Transistors 33 verbunden. Die Basis des Transistors 33 ist
über einen Widerstand 40 geerdet. Die Ausgangsspannung der
Batterie 11 wird der Basis des Transistors 33 daher über
die aus dem Kondensator 38 und den Widerständen 39 und 40
bestehende RC-Schaltung zugeführt. Beim Einschalten des
Transistors 33 kann die Basis des Transistors 35 als auf
Massepotential liegend angenommen werden, wodurch der Tran
sistor 35 ausgeschaltet wird.
Wenn der Schlüsselschalter 12 eingeschaltet wird, wird
die Ladespannung aus der Batterie 11 dem Kondensator 38 zu
geführt. Mit dem Aufladen des Kondensators 38 nimmt das Ba
sispotential des Transistors 33 zu und der Transistor 33
wird leitend gemacht. Da die von der Spannungserhöhungs
schaltung 30 erhöhte Spannung dem Sicherheitskondensator 15
zugeführt wird, wird das Entladen der Energie aus dem Si
cherheitskondensator 15 über den Widerstand 32 dadurch ge
steuert, daß der in Serie zum Transistor 33 geschaltete Se
rientransistor 32 im Vergleich zum Transistor 33 auf einen
relativ großen Widerstandswert eingestellt wird.
Wenn der Schlüsselschalter 12 ausgeschaltet wird, wird
die im Kondensator 38 befindliche elektrische Ladung über
die Widerstände 39 und 40 entladen. Wenn die vorbestimmte
Zeitspanne, die durch die Zeitkonstante des Kondensators 38
und der Widerstände 39 und 40 festgelegt ist, abgelaufen
ist, nachdem der Schlüsselschalter 12 ausgeschaltet worden
ist, wird der Transistor 33 ausgeschaltet. Wenn der Transi
stor 33 ausgeschaltet ist, nimmt das Basispotential des
Transistors 35 aufgrund des Widerstands 32 mit der im Si
cherheitskondensator gespeicherten elektrischen Ladung zu
und der Transistor 35 wird leitend gemacht. Die im Sicher
heitskondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung wird
über den Widerstand 34 und den Transistor 35 entladen.
Wenn die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, nach
dem der Schlüsselschalter 12 ausgeschaltet oder die Verbin
dung zur Batterie 11 unterbrochen worden ist, wird die im
Sicherheitskondensator 15 angesammelte elektrische Ladung
entladen. Wenn die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist,
da der Schlüsselschalter 12 ausgeschaltet oder die Verbin
dung zur Batterie 11 unterbrochen wurde, wird daher die im
Sicherheitskondensator 15 angesammelte Entladeenergie dazu
benötigt, den Airbag unmittelbar nach dem Nullwerden der
Spannung der Batterie 11 zu aktivieren, was anzeigt, daß
die Verbindung zur Batterie 11 aufgrund einer Kollision un
terbrochen worden ist. Der Kondensator 15 speichert daher
über einen sich an eine Kollision unmittelbar anschließen
den Zeitraum diejenige Energie, die zum Aktivieren des Air
bagsystems benötigt wird.
Dadurch, daß beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine
Entladung des Sicherheitskondensators 15 verhindert wird,
ist es möglich, den Kondensator 15 kompakter zu gestalten
und die Kapazität bzw. das Leistungsvermögen der Spannungs
erhöhungsschaltung 30 kleiner zu machen, wobei der Airbag
nicht betrieben bzw. ausgelöst wird, wenn der Schlüssel
schalter 12 ausgeschaltet ist. Die Zuverlässigkeit des Sy
stems wird daher stark verbessert.
Das Ein- und Ausschalten des Schalters 16 wird über ei
nen Transistor 41 gesteuert. Der Basis des Transistors 41
wird die am Verbindungspunkt von Widerständen 42 und 43 an
liegende Spannung zugeführt. Die Reihenschaltung der Wider
stände 42 und 43 ist der Zündvorrichtung 173 parallelge
schaltet.
Die zwischen beiden Enden der Zündvorrichtung 173 er
zeugte Potentialdifferenz wird von den Widerständen 42 und
43 geteilt, wobei diese geteilte Schaltung der Basis des
Transistors 41 zugeführt wird. Wenn der Zündstrom in die
Zündvorrichtung 173 hineinfließt und die Potentialdifferenz
zwischen beiden Enden größer wird, nimmt das Basispotential
des Transistors 41 zu und der Transistor 41 wird schließ
lich leitend. Wenn der Transistor 41 eingeschaltet ist,
wird das Gate des FET′s geerdet und der Schalter 16 einge
schaltet. Der Zündvorrichtung 173 wird daher aus dem Si
cherheitskondensator 15 Entladeenergie zugeführt, bevor
dieser vom Transistor 35 entladen wird. Das Arbeitsprinzip
ist das gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen zwei
ten Ausführungsbeispiel. Aufgrund der Kombination des Tran
sistors 41 mit den Widerständen 42 und 43 kann jedoch die
Zufuhr des Zündstroms zur Zündvorrichtung 173 erfaßt wer
den.
Obgleich der Schalter 16 vorstehend als P-Kanal-FET be
schrieben wurde, kann es sich beim Schalter 16 auch um ei
nen Bipolartransistor, einen N-Kanal-FET usw. handeln, oder
der Schalter kann auch eine Relaisschaltung sein.
Bei dem vorstehend beschriebenen Fahrzeuginsassen-
Schutzsystem wird ein Sicherheitskondensator als Hilfs-
Stromquelle für die Aktivierungsvorrichtung verwendet, die
das Schutzsystem wie beispielsweise einen Airbag aktiviert.
Die Entladeenergie wird der Airbagschaltung aus dem Sicher
heitskondensator nur dann zugeführt, wenn sie benötigt
wird. Erfindungsgemäß ist es daher möglich, die Kapazität
des Kondensators auf einen Minimalwert einzustellen und die
Kapazität bzw. das Leistungsvermögen der Spannungserhö
hungsschaltung entsprechend zu verkleinern. Die erfindungs
gemäße Steuerschaltung wird daher kompakter und hat einen
einfacheren Aufbau.
Vorstehend wurde ein Fahrzeuginsassen-Schutzsystem of
fenbart, das eine Hilfs-Stromquelle, die eine geringere Ka
pazität als bei bekannten Systemen aufweist, zum Betrieb
des Schutzsystems aufweist. Dadurch kann das erfindungsge
mäße System kompakter und leichter gestaltet werden. Das
Fahrzeug weist eine Batterie auf, die über einen Schlüssel
schalter zu zwei Dioden parallelgeschaltet ist. Der Aus
gangsstrom der Diode lädt einen Sicherheitskondensator. Die
aus dem Sicherheitskondensator entladene Energie wird über
einen Schalter einer Airbagschaltung zugeführt. Der Aus
gangsstrom aus einer der Dioden wird ebenfalls der Airbag
schaltung zugeführt. Der Schalter wird von einer Erfas
sungsschaltung gesteuert, die entscheidet, ob der Airbag
schaltung Energie aus dem Sicherheitskondensator zugeführt
wird oder nicht. Eine Zündvorrichtung wird so eingestellt,
daß der Airbag über den Schalter betrieben werden kann, wo
bei letzterer bei einer Verzögerung eingeschaltet wird, so
daß mit der Erfassung einer Kollision eine Stromversorgung
herbeigeführt wird.
Claims (11)
1. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem, mit:
mindestens einer ersten Schalteinrichtung (172, 174), die in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer bestimmten Ver zögerung des Fahrzeugs arbeitet; und
einer Aktivierungseinrichtung (173), die mit einer im Fahrzeug vorgesehenen Stromquelle (11) verbunden ist und die eine Insassen-Schutzvorrichtung aktiviert, wenn die erste Schalteinrichtung arbeitet;
wobei das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem weiterhin auf weist:
einen Sicherheitskondensator (15), der der Stromquelle (11) über eine Diode (13) parallelgeschaltet ist;
eine zweite Schalteinrichtung (16), die zwischen dem Sicherheitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung angeordnet ist und die Verbindung zwischen dem Sicherheits kondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung ändert; und
eine Verbindungs-Steuereinrichtung (18, 19, 20, 21, 41), die den Zeitpunkt der Aktivierung der Insassen-Schutzvorrich tung erfaßt und die die zweite Schalteinrichtung betätigt, um den Sicherheitskondensator (15) mit der Aktivierungsein richtung zu verbinden, wenn der Zeitpunkt der Aktivierung erfaßt wird.
mindestens einer ersten Schalteinrichtung (172, 174), die in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer bestimmten Ver zögerung des Fahrzeugs arbeitet; und
einer Aktivierungseinrichtung (173), die mit einer im Fahrzeug vorgesehenen Stromquelle (11) verbunden ist und die eine Insassen-Schutzvorrichtung aktiviert, wenn die erste Schalteinrichtung arbeitet;
wobei das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem weiterhin auf weist:
einen Sicherheitskondensator (15), der der Stromquelle (11) über eine Diode (13) parallelgeschaltet ist;
eine zweite Schalteinrichtung (16), die zwischen dem Sicherheitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung angeordnet ist und die Verbindung zwischen dem Sicherheits kondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung ändert; und
eine Verbindungs-Steuereinrichtung (18, 19, 20, 21, 41), die den Zeitpunkt der Aktivierung der Insassen-Schutzvorrich tung erfaßt und die die zweite Schalteinrichtung betätigt, um den Sicherheitskondensator (15) mit der Aktivierungsein richtung zu verbinden, wenn der Zeitpunkt der Aktivierung erfaßt wird.
2. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem, mit:
mindestens einer ersten Schalteinrichtung (172, 174), die in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer bestimmten Ver zögerung des Fahrzeugs arbeitet; und
einer Aktivierungseinrichtung (173), die mit einer im Fahrzeug vorgesehenen Stromquelle (11) verbunden ist und die eine Insassen-Schutzvorrichtung aktiviert, wenn die erste Schalteinrichtung arbeitet;
wobei das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem weiterhin auf weist:
einen Sicherheitskondensator (15), der der Stromquelle (11) über eine Diode (13) parallelgeschaltet ist;
eine zweite Schalteinrichtung (16), die zwischen dem Sicherheitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung angeordnet ist und die Verbindung zwischen dem Sicherheits kondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung ändert; und
eine Verbindungs-Steuereinrichtung (21), die erfaßt, ob eine Versorgungsspannung der Stromquelle (11) unter einen bestimmten Wert fällt, und die die zweite Schalteinrichtung betätigt, um den Sicherheitskondensator (15) mit der Akti vierungseinrichtung zu verbinden, wenn die Versorgungsspan nung abfällt.
mindestens einer ersten Schalteinrichtung (172, 174), die in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer bestimmten Ver zögerung des Fahrzeugs arbeitet; und
einer Aktivierungseinrichtung (173), die mit einer im Fahrzeug vorgesehenen Stromquelle (11) verbunden ist und die eine Insassen-Schutzvorrichtung aktiviert, wenn die erste Schalteinrichtung arbeitet;
wobei das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem weiterhin auf weist:
einen Sicherheitskondensator (15), der der Stromquelle (11) über eine Diode (13) parallelgeschaltet ist;
eine zweite Schalteinrichtung (16), die zwischen dem Sicherheitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung angeordnet ist und die Verbindung zwischen dem Sicherheits kondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung ändert; und
eine Verbindungs-Steuereinrichtung (21), die erfaßt, ob eine Versorgungsspannung der Stromquelle (11) unter einen bestimmten Wert fällt, und die die zweite Schalteinrichtung betätigt, um den Sicherheitskondensator (15) mit der Akti vierungseinrichtung zu verbinden, wenn die Versorgungsspan nung abfällt.
3. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem, mit:
mindestens einer ersten Schalteinrichtung (172, 174), die in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer bestimmten Ver zögerung des Fahrzeugs arbeitet; und
einer Aktivierungseinrichtung (173), die mit einer im Fahrzeug vorgesehenen Stromquelle (11) verbunden ist und die eine Insassen-Schutzvorrichtung aktiviert, wenn die erste Schalteinrichtung arbeitet;
wobei das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem weiterhin auf weist:
einen Sicherheitskondensator (15), der der Stromquelle (11) über eine Diode (13) parallelgeschaltet ist;
eine zweite Schalteinrichtung (16), die zwischen dem Sicherheitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung angeordnet ist und die die Verbindung zwischen dem Sicher heitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung än dert, wobei die zweite Schalteinrichtung (16) geschlossen wird, wenn der Aktivierungseinrichtung Energie zugeführt werden muß; und
eine Entladeeinrichtung (32-40), die die im Sicherheits kondensator (15) gespeicherte elektrische Ladung entlädt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne seit der Aktivierung der Insassen-Schutzvorrichtung abgelaufen ist.
mindestens einer ersten Schalteinrichtung (172, 174), die in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer bestimmten Ver zögerung des Fahrzeugs arbeitet; und
einer Aktivierungseinrichtung (173), die mit einer im Fahrzeug vorgesehenen Stromquelle (11) verbunden ist und die eine Insassen-Schutzvorrichtung aktiviert, wenn die erste Schalteinrichtung arbeitet;
wobei das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem weiterhin auf weist:
einen Sicherheitskondensator (15), der der Stromquelle (11) über eine Diode (13) parallelgeschaltet ist;
eine zweite Schalteinrichtung (16), die zwischen dem Sicherheitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung angeordnet ist und die die Verbindung zwischen dem Sicher heitskondensator (15) und der Aktivierungseinrichtung än dert, wobei die zweite Schalteinrichtung (16) geschlossen wird, wenn der Aktivierungseinrichtung Energie zugeführt werden muß; und
eine Entladeeinrichtung (32-40), die die im Sicherheits kondensator (15) gespeicherte elektrische Ladung entlädt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne seit der Aktivierung der Insassen-Schutzvorrichtung abgelaufen ist.
4. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entladeeinrichtung eine Erfassungs
einrichtung (33, 35) aufweist, die erfaßt, daß die abgelau
fene Zeitspanne die vorbestimmte Zeitspanne nach dem Be
triebsbeginn der Insassen-Schutzvorrichtung erreicht hat,
wobei die Entladung der im Sicherheitskondensator (15) ge
speicherten elektrischen Energie durchgeführt wird, wenn
die abgelaufene Zeitspanne die vorbestimmte Zeitspanne er
reicht hat.
5. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach Anspruch 3 oder 4,
gekennzeichnet durch einen zweiten Kondensator (38), wobei
die Entladeeinrichtung eine dritte Schalteinrichtung (35)
aufweist, um den Sicherheitskondensator (15) zu erden, wenn
die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, und wobei die
Entladeeinrichtung durch die im zweiten Kondensator (38) ge
speicherte elektrische Ladung angesteuert wird.
6. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Entladeeinrichtung auf
weist:
ein Ladeelement (38), das mit der Versorgungsspannung aus der Stromquelle (11) lädt;
ein Widerstandselement (39, 40), das in einer Entlade strecke aus dem Ladeelement angeordnet ist; und
eine dritte Schalteinrichtung (35), die den Sicher heitskondensator (15) erdet, wenn das Ladeelement auf einen vorbestimmten Pegel entladen ist.
ein Ladeelement (38), das mit der Versorgungsspannung aus der Stromquelle (11) lädt;
ein Widerstandselement (39, 40), das in einer Entlade strecke aus dem Ladeelement angeordnet ist; und
eine dritte Schalteinrichtung (35), die den Sicher heitskondensator (15) erdet, wenn das Ladeelement auf einen vorbestimmten Pegel entladen ist.
7. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1
bis 6, gekennzeichnet durch:
eine Verbindungsleitung aus der zweiten Schalteinrich tung, die mit einem Abschnitt eines Verbindungsleiters zwi schen der Stromversorgungsquelle und der Aktivierungsein richtung verbunden ist; und
eine zweite Diode, die zwischen die Stromquelle und die Aktivierungseinrichtung parallel zur ersten Diode und zur zweiten Schalteinrichtung geschaltet ist.
eine Verbindungsleitung aus der zweiten Schalteinrich tung, die mit einem Abschnitt eines Verbindungsleiters zwi schen der Stromversorgungsquelle und der Aktivierungsein richtung verbunden ist; und
eine zweite Diode, die zwischen die Stromquelle und die Aktivierungseinrichtung parallel zur ersten Diode und zur zweiten Schalteinrichtung geschaltet ist.
8. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1
bis 7, gekennzeichnet durch eine Spannungserhöhungsschal
tung (30), die eine erhöhte Spannung zur Versorgung des Si
cherheitskondensators (15) liefert.
9. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1
bis 8, gekennzeichnet durch:
einen Verzögerungssensor (176) zum Erfassen der Verzö gerung des Fahrzeugs;
wobei die erste Schalteinrichtung in Übereinstimmung mit der vom Verzögerungssensor (176) erfaßten Verzögerung elektrisch angesteuert wird; und
wobei die Verbindungs-Steuereinrichtung die zweite Schalteinrichtung mit einem Ansteuersignal für die erste Schalteinrichtung ansteuert.
einen Verzögerungssensor (176) zum Erfassen der Verzö gerung des Fahrzeugs;
wobei die erste Schalteinrichtung in Übereinstimmung mit der vom Verzögerungssensor (176) erfaßten Verzögerung elektrisch angesteuert wird; und
wobei die Verbindungs-Steuereinrichtung die zweite Schalteinrichtung mit einem Ansteuersignal für die erste Schalteinrichtung ansteuert.
10. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs-Steu
ereinrichtung eine Spannungserfassungseinrichtung (20, 41)
aufweist, die die an der Aktivierungseinrichtung anliegende
Spannung erfaßt und die zweite Schalteinrichtung ansteuert,
wenn die Spannung einen vorbestimmten Wert übersteigt.
11. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltein
richtung und die Verbindungs-Steuereinrichtung einen mecha
nischen Verzögerungsschalter (16, Fig. 5) aufweisen, der den Si
cherheitskondensator (15) mit der Aktivierungseinrichtung
verbindet, wenn eine bestimmte Verzögerung erfaßt wird.
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