DE69205067T2 - Aufprall-Schutzvorrichtung für Passagiere in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen. - Google Patents

Aufprall-Schutzvorrichtung für Passagiere in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen.

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DE69205067T2
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wie beispielsweise ein Airbag, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.
    • Beschreibung des Stands der Technik
  • Fig. 1 stellt eine Steuerschaltkreisanordnung für einen Airbag nach dem Stand der Technik dar, die aus einer DC-Quelle 51, einem Fehlfunktionsverhinderungssensor 52, Sprengkapseln bzw. Detonatoren 53 und 54 und einem Aufprallsensor (Beschleunigungsschalter-Anordnung), der zwei Schalter 55 und 56, die parallel verbunden sind, umfaßt, aufgebaut ist.
  • Der Fehlfunktionsverhinderungsschalter kann die Form eines Quecksilberschalters oder dergleichen annehmen, der auf eine Fahrzeugbewegung anspricht und anzeigt, ob sich das Fahrzeug in einem Stillstand befindet oder nicht.
  • Mit dieser Anordnung wird im Falle einer Kollision, falls jeder der Aufprallsensorschalter 55 und 56 geschlossen ist (EIN), zum gleichen Zeitpunkt, wie der Fehlfunktionsverhinderungssensor 52 auf EIN ist, ein Gleichstrom von der DC-Quelle 51 zu den Detonatoren 53 und 54 mit der Folge zugeführt, daß eine Rückhaltevorrichtung, wie beispielsweise ein Airbag, schnell entfaltet/aktiviert wird.
  • Allerdings leidet diese Anordnung unter den Nachteilen, daß, da die Aufprallsensorschalter 55 und 56 von dem mechanischen Typ sind, sie präzise hergestellt werden müssen (was die Kosten erhöht), und gerade dann, wenn sie präzise hergestellt sind, sie dazu tendieren, nicht das erforderliche Niveau einer Zuverlässigkeit zu liefern.
  • Um diese Probleme zu überwinden, ist die Anordnung, die in Fig. 2 dargestellt ist, vorgeschlagen worden. Diese Anordnung ist derart, daß die mechanische Schalteranordnung durch einen Beschleunigungssensor 67 vom Halbleitertyp, einen Aufpralldiskriminatorschaltkreis 68 und eine Umschaltanordnung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 613 bezeichnet ist, ersetzt ist. In diesem Fall umfaßt die Umschaltanordnung 613 zwei Schalttransistoren 69 und 610 und zwei festgelegte Stromquellen 611 und 612. Die Schalttransistoren und die Stromquellen sind gepaart und in Reihe mit den Detonatoren 63 und 64 in der dargestellten Art und Weise angeordnet.
  • Der Aufpralldiskriminatorschaltkreis 68 ist so angeordnet, um, basierend auf dem analogen Signalausgang von dem Beschleunigungssensor 7, zu bestimmen, ob eine Kollision aufgetreten ist oder nicht, die dazu geeignet ist, eine physikalische Schädigung oder den Tod zu bewirken. In dem Fall einer bestätigenden Entscheidung liefert der Schaltkreis 68 eine Spannung zu Gattern der Schalttransistoren in einer Art und Weise, die dieselben leitend gestaltet (nämlich EIN). Die festgelegten Stromquellen 611, 612 antworten dadurch, indem bewirkt wird, daß Ströme durch die Detonatoren 63 und 64 hindurchführen und demzufolge die Entfaltung des Airbags oder die Aktivierung eines entsprechenden Typs einer Rückhaltevorrichtung einleiten.
  • Allerdings leidet diese Anordnung unter dem Nachteil, daß, sollte der Aufprall einer solchen Art sein, um zu verursachen, daß der Abschnitt der Verdrahtung, der mit A angedeutet ist, durchtrennt oder die isolierende Drahtummantelung entfernt wird, und zwar in einer Art und Weise, die ermöglicht, daß eine Erdung stattfindet, gerade obwohl die Schalttransistoren 69 und 610 leitend gestaltet werden können, die Verbindung zwischen der DC-Quelle 61 und den Detonatoren 63 und 64 durchtrennt oder bis zu einem Grad zerstört worden ist, so daß keine gezündet werden kann. Dies gestaltet natürlich den Airbag oder einen entsprechenden Typ einer Rückhalteeinrichtung nicht betriebsfähig.
  • Andererseits sollte in dem Fall, daß die Abschnitte der Verdrahtung B und C zwischen den Detonatoren 63, 64 und den Schalttransistoren 69 und 610 durch Entfernen der isolierenden Umhüllung oder dergleichen geerdet werden sollten, sobald der Fehlfunktionsverhinderungsschalter 62 einen geschlossenen Zustand (EIN) annimmt (wie dies beispielsweise durch eine Vibration, die durch Rattern bewirkt wird, verursacht werden kann), es für den Gleichstrom möglich werden, über einen oder beide Detonatoren 3 und 4 zu fließen. Dies führt natürlich zu einer im höchsten Maß unterwarteten und total fehlerhaften Entfaltung des Airbags.
  • Fig. 3 stellt ein anderes Beispiel eines Airbagsteuerschaltkreises dar. Diese Anordnung ist in der JP-A-49-55031 offenbart. In dieser Anordung bezeichnet AB einen Airbag mit einem Beschleunigungsmesser vom Aufprallermittlungstyp oder G-Sensor 71, der über eine Zeitabstimmschaltkreisanordnung verbunden ist. In diesem Fall umfaßt die Zeitabstimmschaltkreisanordnung einen Verstärker 72; einen ersten Komparator 74, der den Ausgang des Verstärkers mit einem ersten, vorbestimmten Teil- bzw. Slicepegel S1 vergleicht und als ein Schalter wirkt; einen Integrator 76; einen zweiten Schaltkreis 78 eines Slicepegel-Komparatortyps und einen Impulsgenerator 710, der betriebsmäßig mit einer Zündeinrichtung oder Zündkapseln 712 verbunden ist. Das zuletzt erwähnte Element wird natürlich dazu verwendet, eine Ladung zu zünden, die die erforderliche, schnelle Gaserzeugung bewirkt.
  • Mit dieser Anordnung wird der Ausgang des G-Sensors 71 verstärkt und erzeugt ein Signal, das eine DC-Komponente enthält. Wenn dieses die DC-Komponente enthaltende Signal den ersten Slicepegel S1 in dem Komparator 74 übersteigt, schaltet die Vorrichtung um und der Ausgang wird zu dem Integrator 76 zugeführt, der die DC-Komponente integriert und das Ergebnis zu dem zweiten Komparator 78 zuführt. Wenn der integrierte Wert einen zweiten Slicepegel SK übersteigt, schaltet der zweite Komparator 78 um und erzeugt einen Ausgang, der zu dem Impulsgenerator 710 zugeführt wird, der wiederum die Zündung der Airbag-Aufblasladung zündet.
  • Fig. 4 stellt eine zweite Anordnung dar, die in dem vorstehend erwähnten Dokument offenbart ist. In dieser Anordnung ist ein einen Aufprall fühlender G-Sensor 814 betriebsmäßlg mit einem Verstärker 816 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 816 ist mit einer Schaltkreisanordnung 818 vom Slicepegel-Schaltertyp verbunden, der so angeordnet ist, um ein Signal in dem Fall auszugeben, daß der Eingang einen ersten Slicepegel S1 übersteigt. Ein erster Integratorschaltrkreis 820 ist betriebsmäßig mit den Ausgangsanschlüssen sowohl des Verstärkers 816 als auch dem ersten Slicepegelschalter 818 verbunden. Ein zweiter Integrator 822 ist betriebsmäßig mit dem Ausgangsanschluß des ersten Integrators 820 und dem Ausgangsanschluß eines zweiten Schaltkreises 824 vom Slicepegel-Schaltertyp verbunden, der so angeordnet ist, wie dies dargestellt ist, um den Ausgang des ersten Integrators 820 aufzunehmen.
  • Eine dritte Slicepegel-Umschaltschaltkreisanordnung 826 ist mit dem Ausgang des zweiten Integrators 822 verbunden und so angeordnet, um den Ausgang davon mit einem vorbestimmten Slicepegel VK zu vergleichen. Mit dem Erreichen des Slicepegels gibt der dritte Slicepegel-Umschaltschaltkreis 826 ein Signal an einen Impulsgenerator 828 ab, der mit der Einleitung der Zündung einer Airbag-Aufblasladung anspricht.
  • Die Anordnungen, die in den Figuren 3 und 4 dargestellt sind, leiden unter den Nachteilen, daß sie nicht in der Lage sind, adäquat zwischen Unfällen, wobei die anfängliche Größe einer Beschädigung groß ist, und demjenigen, wo die anfängliche Beschädigung für eine vorgegebene Periode klein ist und dann schnell ansteigt, zu unterscheiden. In dem Fall nämlich, in dem ein Fahrzeug direkt gegen eine massive Wand kollidiert und die Verzögerung, der der Insasse unterworfen wird, schnell ansteigt, ist sehr einfach dahingehend zu bestimmen, daß eine Entfaltung eines Airbags erforderlich ist.
  • Allerdings ist es in dem Fall, wo das Fahrzeug mit einem Mast kollidiert (z.B. ein Stahllichtmast mit einem Durchmesser von 30 - 40 cm) höchst wahrscheinlich, daß der Mast durch die Beplankung und weniger elastische Komponenten des Fahrzeugs und für eine vorgegebene, kurze Zeitdauer "einschneidet", wodurch eine lokale Deformation der Stoßstange, der vorderen Beplankung, des Radiators, usw., bewirkt wird, bevor er mit dem Motor oder einer ähnlichen, steifen Struktur in Berührung gelangt, die eine sehr schnelle Verzögerung hervorruft. Bei diesem Typ eines Unfalls ist es deshalb höchst wahrscheinlich, daß die Fahrzeugverzögerung dazu geeignet ist, auf relativ niedrigen Pegeln zu verbleiben, während der Mast durch das Vorderteil des Fahrzeugs "einschneidet", und sich dann plötzlich auf eine Größe erhöht, die ausreichend ist, um das Leben des Fahrers und/oder anderer Insassen zu gefährden. Dies gestaltet es sehr schwierig zu bestimmen, wann gerade ein Airbag zu entfalten ist. Falls sich der Airbag zu früh entfaltet, wird es dazu führen, daß er entleert wird, wenn der Insasse mit diesem in Kontakt gelangt, und demzufolge nicht in der Lage sein, die erforderliche Pufferung und Insassenbewegungsdämpfung zu liefern. Andererseits wird er, wenn das Aufblasen des Airbags verzögert wird, nicht vollständig zu dem Zeltpunkt aufgeblasen sein, wenn der maximale Pufferungseffekt erforderlich ist.
  • Deshalb war seither ein Erfordernis für einen höchst zuverlässigen Schaltkreis vorhanden, der nicht die Tendenz liefert, fehlerhaft zeitabgestimmte Aktivierungstriggersignale zu erzeugen, der nicht in Abhängigkeit von Verdrahtungsunterbrechungen und dergleichen fehlerhaft arbeitet und der unter annehmbaren Kosten hergestellt werden kann.
  • Ein anderes Insassen-Rückhaltesystem nach dem Stand der Technik (US-A-4,975,850) erzeugt entsprechend einem Beschleunigungsdetektor ein Signal, das den existierenden Zustand des Fahrzeugs darstellt. Dieses Zustandssignal wird differenziert, um ein Stoßsignal zu produzieren. Nur wenn der Wert des Zustandssignals einen ersten Schwellwertpegel übersteigt, wird eine vorbestimmte Zeitperiode in der Zelt abgestimmt. Wenn der Wert des Stoßsignals einen Stoßschwellwertpegel übersteigt, wird ein zweites Signal produziert. Nur wenn das zweite Signal während der vorbestimmten Zeitperiode auftritt, wird ein Triggersignal zur Betätigung des Rückhaltesystems produziert. Dies bedeutet, daß eine Entscheidung durchgeführt wird, ob oder ob nicht die Änderungsrate oder der Stoß der Fahrzeugbeschleunigung zur Betätigung des Rückhaltesystems ausreichend ist. Demzufolge kann auch dieses System nach dem Stand der Technik nicht die Erzeugung eines fehlerhaft in der Zeit abgestimmten Aktivierungstriggersignals für die Aktivierungseinrichtung der Rückhaltevorrichtung vermeiden.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltkreisanordnung zu schaffen, die für eine akkurate Zeitabstimmung der Aktivierung eines Airbags oder eines entsprechenden Typs einer Insassen-Rückhaltevorrichtung geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale, wie sie im Anspruch 1 beansprucht sind, gelöst.
  • Mittels der bestimmten Merkmale des kumulativen Beschädigungsdiskriminatorschaltkreises wird der Betrag einer Beschädigung, der an dem Fahrzeug aufgetreten ist, in Abhängigkeit des Ausgangs der Beschleunigungsfühleinrlchtung vorausgesagt.
  • Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.
  • Schaltkreisanordnungen nach dem Stand der Technik und eine Ausführungsform der Erfindung werden im Detail in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.
  • Die Figuren 1 bis 4 stellen Schaltkreisanordnungen nach dem Stand der Technik dar, die kurz in den einleitenden Paragraphen der vorliegenden Beschreibung besprochen wurden.
  • Figur 5 stellt ein Blockdiagramm einer Schaltkreisanordnung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar, und
  • Figuren 6 und 7 zeigen Zeitablaufdiagramme, die die Betriebsweise der bevorzugten Ausführungsform darstellen.
  • In der Ausführungsform, wie sie in Figur 5 der Zeichnungen dargestellt ist, ist ein Beschleunigungsmesser oder eine G-Sensoreinheit 100 so angeordnet, um ihren Ausgang zu einem Tiefpaßfllter (LPF) 102 zuzuführen. Der Ausgang des LPF's 102 wird zu einem ersten "Verschiebungsvorhersage-", Abschnitt SEC.01 des Systems zugeführt. Dieser Abschnitt weist einen Schalter 103 eines EIN/AUS-Typs und einen ersten und einen zweiten seriell verbundenen Teilintegrator 104 und 106 auf. Der Ausgangsanschluß des Schalters 103 ist auch mit einem ersten Koeffizientenschaltkreis 108 verbunden. Ein zweiter Koeffizientenschaltkreis 110 ist so angeordnet, um einen Eingang von einer Verbindung aufzunehmen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Integrator 104, 106 festgelegt ist. Die Ausgänge des zweiten Integrators 106 und des ersten und des zweiten Koeffizientenschaltkreises 108, 110 werden zu einem Addierschaltkreis 112 zugeführt. Ein Komparator vom Schwellwertpegeltyp oder ein Slicepegel-Schalter 114 ist so angeordnet, um den Ausgang (N) des Addierers 112 aufzunehmen und ein Signal (O) abzugeben, und zwar wenn ein vorbestimmter Slicepegel überschritten wird.
  • Ein zweiter "G-Pegel" -Diskriminatorabschnltt SEC.02 des Systems weist einen ersten, zweiten, dritten und vierten Komparator 116, 118, 120 & 122 auf, die parallel angeordnet und so verbunden sind, um den Ausgang des LPF 102 an deren jeweiligen Eingängen aufzunehmen. Der zweite Abschnitt weist weiterhin einen ersten und einen zweiten Zeitgeberschaltkreis 124, 126, ein ODER-Gater 128, ein NOR-Gatter 130 und einen ersten und einen zweiten Multivibrator- oder Flip-Flop-Schaltkreis 132, 134 auf, die in der dargestellten Art und Weise verbunden sind.
  • In diesem Fall ist der erste Komparator 116 so angeordnet, um den gefilterten Ausgang der G-Sensoreinheit zu vergleichen und zu bestimmen, ob der Spannungspegel für eine Kraft über 1,0G hinaus kennzeichnend ist. Der Ausgang (A) des ersten Komparators 116 ist mit dem Einstellanschluß (S) des ersten RS-Flip-Flops 132 und mit dem Einstellanschluß (S) des ersten Zeitgebers 124 verbunden. Der erste Zeitgeber 124 ist so angeordnet, um auf das Vorhandensein eines Hochpegelsignals an seinem Einstellanschluß in einer Art und Weise anzusprechen, daß er in einer Art und Weise getriggert wird, um ein Hochpegelsignal (D) an seinem Ausgang für 70ms (zum Beispiel) zu erzeugen.
  • Der zweite Komparator 118 ist so angeordnet, um das gefilterte Signal von der G-Sensoreinheit zu vergleichen und zu bestimmen, ob die Spannung für eine Beschleunigung von mehr als 0,5G indikativ ist. Dieser Komparator 118 ist, wie dies gegenüber dem ersten unterschiedlich ist, so angeordnet, um normal ein Hochpegelsignal (B) abzugeben, und schaltet ein solches mit einem niedrigen Pegel in dem Fall um, daß der Pegel von 0,5G überschritten wird. Der Ausgang (D) des zweiten Komparators 118 wird zu den Rücksetzanschlüssen (R) sowohl des ersten als auch des zweiten Zeitgeberschaltkreises 124, 126 und zu einem der zwei Eingangsanschlüsse des ODER-Gatters 128 zugeführt. Der Ausgang (L) des ODER-Gatters 128 ist mit dem Rücksetz- bzw. Resetanschluß (R) des ersten Flip-Flop-Schaltkreises 132 verbunden.
  • Die Ausgänge (D, F) des ersten und des zweiten Zeitgebers 124, 126 werden zu dem NOR-Gatter 130 zugeführt. Der Ausgang (K) des NOR-Gatters 130 wird zu dem zweiten der Eingangsanschlüsse des ODER-Gatters 128 zugeführt. Der Einstellanschluß (S) des zweiten Zeitgebers 126 ist so angeordnet, um den Ausgang (E) des dritten Komparators 120 aufzunehmen. In diesem Fall ist der Komparator 120 so angeordnet, um ein Hochpegelausgangssignal in dem Fall zu erzeugen, daß der Ausgang der G-Sensoreinheit anzeigen sollte, daß die momentane Beschleunigung eine Größe von 4,0G erreicht oder überschritten hat.
  • Der vierte Komparator 122 ist so angeordnet, um einen hohen Pegel in dem Fall zu erzeugen, daß der Ausgang der G-Sensoreinheit für eine Beschleunigungsgröße von 10,0G indikativ ist. Der Ausgang (G) des vierten Komparators 122 wird zu dem Einstellanschluß des zweiten Flip-Flop-Schaltkreises 134 zugeführt.
  • Es wird festgestellt werden, daß oberhalb von 0,5, 1,0, 4,0 und 10,0G die Komparatoreinstellungen nicht festgelegt sind und auf andere Werte, wie dies erforderlich ist, geändert werden können.
  • Ein dritter sogenannter "Beschädigungsdiskriminator" Abschnitt SEC.03 des Systems weist auf: einen Hochpaßfilter HPF (oder alternativ einen Bandpassfilter BPF) 136, einen "Energieversorgungs" -Schaltkreis 138 (nämlich einen Schaltkreis, der das Eingangssignal aufaddiert oder der dritten Potenz erhebt), einen Integrator 140 und einen Schwellwertkomparator oder Slicepegel-Schalter 142, die alle in Reihe verbunden sind. Der Ausgang der G-Sensoreinheit 100 wird zu dem Eingang des Hochpaßfilters HPF 136 zugeführt, während der Ausgang des Slicepegel-Schalters 142 zu dem Einstellanschluß (R) des Flip-Flops 144 zugeführt wird.
  • Ein ODER-Gatter 146 ist mit den Ausgangs-(Q)-Anschlüssen der Flip- Flops 134, 144 verbunden, während die Rücksetzanschlüsse (R) desselben mit dem NOR-Gatter 130 verbunden sind, um den Ausgang (K) davon aufzunehmen.
  • Die Ausgänge des Slicepegel-Schalters 114 und des ODER-Gatters 146 werden zu den Eingangsanschlüssen eines UND-Gatters 148 zugeführt. Der Ausgang (P) des UND-Gatters 148 wird zu einer Zündvorrichtung 150 zugeführt, die dazu verwendet wird, das Aufblasen einer Airbag-Vorrichtung AB einzuleiten.
  • In diesem System wird der Ausgang (C) des ersten Flip-Flop-Schaltkreises des zweiten Abschnitts SEC.02 dazu verwendet, den Schalter 103 zu öffnen und zu schließen, und wird auch zur Zurücksetzung der drei Integratoren 104, 106, und 140 beaufschlagt.
  • Es wird festgestellt werden, daß es innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt, den ersten Komparator 116 mit dem Flip-Flop 132 mittels eines Verzögerungsschaltkreises 151 zu verbinden. Der Grund für diese Maßnahme ist derjenige, sicherzustellen, daß das Flip-Flop 132 eingestellt werden wird, nachdem eine Zurücksetzung durchgeführt worden ist, und die Chance, daß zwei zur selben Zeit auftreten oder sogar in der falschen Reihenfolge, wird beseitigt werden, wie dies geeignet sein könnte in dem Fall, daß eine sehr schnelle Verzögerung aufzutritt.
  • Wie vorstehend angeführt ist, liegt es innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, den Hochpaßfilter HPF 136 gegen einen Bandpaßfilter BPF zu ersetzen; und/oder alternativ den "Energieversorgungs" -Schaltkreis 138 gegen einen Vollwellengleichrichtungsschaltkreis zu ersetzen. Der Effekt der zuletzt erwähnten Ersetzung wird aus der nachfolgenden Erläuterung besser verstanden werden.
    • BETRIEBSWEISE
  • Die Betriebsweise des vorstehend beschriebenen Systems ist derart, daß dann, wenn das Fahrzeug normal entlang einer Straße fährt, ein Signal C, das durch das Flip-Flop 132 ausgegegen wird, einen niedrigen Pegel annimmt und der Schalter offen (AUS) verbleibt und die drei Integratoren 104, 106 und 140 zurückgesetzte Zustände annehmen. Unter diesen Bedingungen erhöht sich in dem Fall, daß eine Kollision vorliegt, der Ausgang der G-Sensoreinheit. Es wird festgetellt werden, daß das obere Diagramm der Figur 6 derart ist, daß es Spuren umfaßt, die vier unterschiedliche Beispiele von Kollisionen und entsprechenden G-Kraftsignaturen, darstellen.
  • Es wird zu diesem Zeitpunkt angenommen, daß die Ausgangscharakteristika der G-Sensoreinheit der Spur 1 folgen (nämlich Charakteristika, wobei die G-Kraft den Pegel von 1,0G übersteigt und dann in einer Art und Weise ausläuft, so daß sie das Niveau von 4,0G nicht übersteigt). Unter diesen Bedingungen schaltet, wenn der G-Wert den Pegel von 0,5 überschreitet, der Ausgang (B) des zweiten Komparators 118 von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel (siehe entsprechende Spur B in Fig. 6) um. Dies nimmt das Signal weg, das konstant zu den Zurücksetz- bzw. Resetanschlüssen der Zeitgeber 124 und 126 beaufschlagt wird, und ermöglicht demzufolge, daß eine Zählung eingeleitet wird. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt der Ausgang (K) des NOR-Gatters 130 auf einem hohen Pegel aufgrund der Ausgänge (D, F) der zwei Zähler 124 und 126, die auf niedrigen Pegeln verbleiben. Demzufolge stellt, gerade obwohl das Signal (B), das zu dem ODER-Gatter 128 zugeführt wird, einen niedrigen Pegel angenommen hat, das Vorhandensein des Hochpegelsignals (K) sicher, daß der Flip-Flop-Schaltkreis 132 in einem zurückgesetzten Zustand verbleibt und demzufolge den Pegel des Signals (C) hält, das zu dem Schalter 103 unter einem niedrigen Pegel beaufschlagt wird. Demzufolge verbleibt der Schalter 103 offen und die Integratoren werden so konditioniert, daß sie einen Zurücksetzzustand annehmen.
  • Unter dem Ausgang der G-Sensoreinheit 100, der einen Pegel von 1,0G überschreitet, ändert sich der Ausgang (A) des ersten Komparators 116 zu einem hohen Pegel. Dies stellt das Flip-Flop 132 und den ersten Zähler 124 ein. Zu diesem Zeitpunkt ändern sich, da der Ausgang (D) des Zeitgebers 124 einen hohen Pegel annimmt, die Ausgänge (K, L) des NOR-Gatters 130 und des ODER-Gatters 128 zu den niedrigen Pegeln. Dieses Hochpegelsignal (A), das zu dem Setz- bzw. Einstell-(S)-Anschluß des ersten Flip-Flops 132 beaufschlagt wird, bewirkt, daß der Ausgang (C) davon einen hohen Pegel annimmt. Dies schließt den Schalter 103 und gibt die Integratoren 104, 106 und 140 frei.
  • Unter diesen Bedingungen wird der Verschiebungsvorhersageabschnitt SEC.01 freigegeben und der erste Integrator 104 wandelt das für die Beschleunigung indikative Signal in ein für die Geschwindigkeit indikatives Signal. Darauffolgend wandelt der zweite Integrator 106 das Geschwindigkeitssignal in ein solches, das für eine Verschiebung indikativ ist. Zur selben Zeit wird das Beschleunigungssignal in dem ersten Koeffizientenschaltkreis 108 verarbeitet und in ein Signal konvertiert, das für eine Verschiebung indikativ ist. Der zweite Koeffizientenschaltkreis 110 modifiziert das Geschwindigkeitssignal in einer Weise, die auch dasselbe in ein solches konvertiert, das für eine Verschiebung indikativ ist.
  • Die drei verschobenen Signale, die durch den zweiten Integrationsschaltkreis 106 und den ersten und den zweiten Koeffizientenschaltkreis 108 & 110 erzeugt werden, werden zu dem Addierer 112 zugeführt, der ein Signal ableitet, das für die Gesamtverschiebung indikativ ist. Dieser Gesamtverschiebungswert wird dann zu dem Slicepegel-Umschaltschaltkreis 114 zugeführt.
  • Das Signal von der G-Sensoreinheit wird durch den Hochpaßfilter 136 gefiltert und in der Form eines Signals a (siehe Spur (a) des Zeitablaufdiagramms der Fig. 7) zu dem "Energieversorgungs-" Schaltkreis 138 zugeführt, wo das Signal mit sich selbst einmal oder mehrere Male multipliziert wird (nämlich quadriert, mit der Potenz 3 quadriert oder in die Potenz 4 oder mehr erhoben). In diesem fall wird das Signal quadriert.
  • Es wird ersichtlich werden, daß dieses Verfahren einen Ausgang liefert, der eine Wellenform einer solchen Art besitzt, die in der Spur (b) der Fig. 3 dargestellt ist. In dem Fall, daß eine Direktwellengleichrichtung anstelle des Quadrierungsschaltkreises verwendet wird, liefert das sich ergebende Signal die Wellenform, die in der Spur (b') dargestellt ist.
  • Der Ausgang von dem "Energieversorgungs-" Schaltkreis wird zu dem dritten Integrator 140 zugeführt. Es wird festgestellt werden, daß der Integrator 140 zusammen mit den Integratoren 106 und 112 so angeordnet ist, daß er durch das Signal C zurückgesetzt wird, das einen niedrigen Pegel annimmt (durch den hohen Pegel des Signals C aktiv gestaltet). Alternativ kann ein Inverter zwischen dem Ausgang des Flip-flops 132 und den Rücksetzanschlüssen der gerade erwähnten Integratoren eingesetzt werden.
  • In dem Fall, daß der Eingang des Integrators 140 von einem Quadrierungsschaltkreis kommt, stellt der Ausgang eine Wellenform der Art dar, die in der Spur (1) dargestellt ist, während in dem Fall einer Vollwellengleich richtung der Ausgang die Form annimmt, die in der Spur (1') dargestellt ist.
  • Wie ersichtlich werden wird, ist der Effekt des "Energieversorgungs-" Schaltkreises derart, die Möglichkeit herabzusetzen, daß der Ausgang des Integrators nicht nach hinten und nach vorne über den Slicepegel schießt, und die Genauigkeit der Beschädigungsakkumulationsvorhersage wird verbessert. In dem Fall, daß der integrierte Wert den Slicepegel des Slicepegel-Schalters 142 übersteigt, nimmt der Ausgang (Signal r) einen hohen Pegel an und stellt das Flip-Flop 144 ein. In Fig. 7(r) wird der Ausgang des Slicepegel-Schalters im Fall eines Quadrierungsschaltkreises verwendet, wie dies mit der durchgezogenen Linie dargestellt ist. In dem Fall eines Vollwellengleichrichters ist der Ausgang des Slicepegel-Schalters so, wie dies angedeutet dargestellt ist.
  • Die Einstellung des Flip-Flops 144 induziert natürlich, daß der Ausgang (M) des ODER-Gatters 146 davon einen hohen Pegel annimmt. Wenn beide Ausgänge (O, M) des Slicepegel-Schalters 114 und des ODER-Gatters einen hohen Pegel annehmen, öffnet sich das UND-Gatter 148 und die Airbag-Aufblasladung wird gezündet.
  • Es wird festgestellt werden, daß in dem Fall, in dem die G-Kraft so bestimmt wird, daß sie nicht einen Pegel von 4,0G übersteigt, die Entfaltung des Airbags durch den ersten und dritten Abschnitt des Systems gesteuert wird. Dies bedeutet, daß in dem Fall, daß der Pegel einer Verzögerung, die durch die Kollision induziert wird, nicht einen Pegel von 4,0G übersteigt, der Ausgang des dritten Komparators 120 auf einem niedrigen Pegel verbleibt und der zweite Zeitgeber 126 nicht getriggert wird.
  • Es sollte festgestellt werden, daß die zwei Zeitgeber 124, 126 so angeordnet sind, daß sich die Zeitabstimmperioden in dem Fall einer Kollision derart überlappen werden, wo das Fahrzeug gegen einen Mast oder dergleichen geprallt ist, was eine lokale Beschädigung des Fahrzeugs verursacht (nämlich durch die weichere, weniger steife Beblankung/Struktur der Fahrzeugkarosserie "schneidet") und noch nicht die steife Struktur erreicht hat (z.B. den Motor/das Getriebe, die Fahrgastzelle, die Schottwand, usw.) und eine das Leben gefährdende Verzögerung noch nicht erzeugt worden ist.
  • Demzufolge wird in dem Fall, wo die Kollision derart ist, daß die G-Kraft, die produziert ist, der Spur 1 folgt, der zweite Zähler nicht getriggert werden. Andererseits wird, falls die Charakteristika der Kollision derart sind, daß die Verzögerung, die erzeugt wird, der Spur 4 folgt, und zwar zu dem Zeitpunkt, zu dem die G-Kraft den Pegel von 4,0G überschreitet, die betriebsmäßigen Ereignisse des Beispiels auftreten werden, das in dem Zeitablaufdiagramm der Fig. 2 dargestellt ist. Signale E und F nehmen nämlich, wie dies dargestellt ist, die durch den dritten Komparator 120 und den zweiten Zeitgeber 126 ausgegeben werden, hohe Pegel an. Dies ist so, um den Ausgang des NOR-Gatters 130 auf einem niedrigen Pegel nach dem Zeitpunkt aufrechtzuerhalten, zu dem der Ausgang (D) des ersten Zeitgebers zuruck auf einen niedrigen Pegel abfällt.
  • In dem bestimmten Beispiel übersteigt geringfügig vor dem Zeitpunkt, zu dem die G-Kraft 4,0G übersteigt, der Ausgang (I) des Integrators 140 den Slicepegel des Slicepegel-Schalters 142 und hat bewirkt, daß der Ausgang (J) des Flip-Flops 144 einen hohen Pegel annimmt, und hat demzufolge bewirkt, daß der Pegel des Ausgangs (M) des ODER-Gatters 146 zu einem hohen Pegel übergeht. Demzufolge induziert zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ausgang (N) des Addierers 112 den Slicepegel des Umschaltschaltkreises 114 übersteigt, das UND-Gatter 148 das Aufblasen des Airbags AB.
  • Es wird festgestellt werden, daß zu irgendeinem Zeitpunkt, zu dem eine G-Kraft von 10.0G oder darüber durch die G-Sensoreinheit 100 gefühlt wird, der Ausgang (G) des vierten Komparators 122 zu einem hohen Pegel übergeht und das Flip-Flop 134 einstellt bzw. setzt. Der Ausgang des Flip-Flops 134 verbleibt auf einem hohen Pegel bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu dem der Ausgang (K) des NOR-Gatters 130 zu einem hohen Pegel zurückkehrt und dasselbe zurücksetzt. Demzufolge wird, gerade obwohl das Niveau der G-Kraft oberhalb von dem Pegel von 10,0G für nur eine kurze Zeitdauer verbleiben kann, das Flip-Flop 134 gesetzt werden und wird bis sowohl der erste als auch der zweite Zeitgeber 124, 126 aufgehört haben, Signale mit einem hohen Pegel zu produzieren, der Pegel des Ausgangs (M) des ODER-Gatters sichergestellt auf einem hohen Pegel gehalten werden. Dies führt die Betriebsweise des dritten Abschnitts SEC.03 des Systems im Bypass vorbei und/oder ergänzt sie und liefert einen Eingang (M) eines hohen Pegels zu dem UND-Gatter 148.
  • Wie aus der Spur (1) der Fig. 3 ersichtlich werden wird, ist es durch Einstellen des Slicepegels Vth, mit dem der Ausgang des dritten Integrators 140 verglichen wird, möglich, zu bewirken, daß das Signal r einen hohen Pegel unter der Zeitabstimmung annimmt, die durch die durchgezogene Linie angezeigt ist.
  • Die Einstellung dieses Slicepegels wird natürlich gemäß dem Typ eines Fahrzeugs und der Struktur von diesem vorgenommen.
  • Obwohl die vorstehende Ausführungsform dahingehend beschrieben ist, daß sie die Form einer analogen Schaltkreisanordnung annimmt, wird verständlich werden, daß sie leicht unter Verwendung geeigneter Software/Programme in einem Mikroprozessor ausgeführt werden kann. Tatsächlich erleichtert die Verwendung eines Mikroprozessors die geringen Änderungen bei der Einstellung, die erforderlich sind, um diesen Schaltkreis auf eine Anzahl unterschiedlicher Fahrzeuge anzupassen und um die Dateneingabe von verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise diejenigen, die für die Fahrgastsitzposition und dergleichen, verwendet werden, zu erleichtern.

Claims (5)

1. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit:
einer Einrichtung (50) zur Aktivierung einer Rückhalteeinrichtung (AB);
einer Beschleunigungssensoreinrichtung (100) zum Erfassen einer Beschleunigung und Ausgeben eines Analogsignals, das den Grad der Beschleunigung angibt;
einer Schaltungseinrichtung (SEC.01, SEC.02, SEC.03), die auf die Beschleunigungssensoreinrichtung (100) anspricht, um ein Aktivierungs-Ansteuersignal zu erzeugen, das der Aktivierungseinrichtung der Rückhalteeinrichtung zugeführt wird, und
einer Gesamtbeschädigungs-Diskriminatorschaltung (SEC. 03), die in der Schaltungseinrichtung enthalten ist, die die Energiemenge, die bei einer Fahrzeugkollision erzeugt wird, durch Behandlung des Analogsignals von der Beschleunigungssensoreinrichtung (100) erfaßt und ein Beschädigungspegelsignal ausgibt, wenn die erfaßte Energiemenge einen vorbestimmten Pegel überschreitet;
dadurch gekennzeichnet,
die Gesamtbeschädigungs-Diskriminatorschaltung (SEC.03) umfaßt:
eine Potenzierungs-Schaltung (138) zum Ausführen einer Multiplikation der Ausgangsgröße der Beschleunigungssensoreinrichtung (100) mit sich selbst und zum Erzeugen eines Steuersignals und
eine Vergleichseinrichtung (142) zum Vergleichen des von der Potenzierungs-Schaltung (138) erzeugten Steuersignals mit einem vorbestimmten Pegel und zum Ausgeben des Beschädigungspegelsignals, wenn das Steuersignal den vorbestimmten Pegel übersteigt.
2. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, das außerdem eine Vielzahl von Vergleichern (116, 118, 120, 122) umfaßt, wobei jeder Vergleicher auf unterschiedliche Aufprallpegel anspricht.
3. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 2, bei dem die Vergleicher (116, 118, 120, 122) parallel geschaltet sind.
4. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die Schaltungseinrichtung außerdem aufweist:
eine Arbeitszeitpunkts-Bestimmungsschaltung (SEC.02), die den Zeitpunkt der Arbeitsweise der Rückhalteeinrichtungs-Aktivierungseinrichtung (50) aufgrund der Verschiebung des Körpers eines Fahrzeuginsassen nach der Fahrzeugkollision bestimmt, wobei die Arbeitsweisezeitpunkts-Bestimmungsschaltung (SEC.02) parallel zu der Gesamtbeschädigungs-Diskriminatorschaltung (SEC.03) angeordnet ist, und
ein UND-Glied (148), an das die Ausgangsgrößen der Gesamtbeschädigungs-Diskriminatorschaltung (SEC.03) und der Arbeitszeitpunkts-Bestimmungsschaltung (SEC.02) gegeben werden, wobei das UND-Glied (148) ein Ausgangssignal abgibt, das an die Rückhalteeinrichtungs-Aktivierungseinrichtung (150) gegeben wird.
5. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die Schaltungseinrichtung außerdem aufweist:
eine Verschiebungsvoraussage-Diskriminatorschaltung (SEC.01), die die Verschiebung des Körpers eines Fahrzeuginsassen nach einer Fahrzeugkollision voraussagt, wobei die Verschiebungsvoraussage-Diskriminatorschaltung (SEC.01) parallel zu der Gesamtbeschädigungs-Diskriminatorschaltung (SEC.03) angeordnet ist, und
ein UND-Glied (148), an das die Ausgangsgrößen der Gesamtbeschädigungs-Diskriminatorschaltung (SEC.03) und der Verschiebungsvoraussage-Diskriminatorschaltung gegeben werden, wobei das UND-Glied (148) ein Ausgangssignal ausgibt, das an die Rückhalteeinrichtung-Aktivierungseinrichtung (150) gegeben wird.
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