DE2808872C2

DE2808872C2 - Auslöseschaltung für eine Insassenschutzeinrichtung in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2808872C2
Application number: DE2808872A
Authority: DE
Inventors: Johann 8068 Pfaffenhofen Spies; Alfons 8898 Schrobenhausen Wöhrl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1978-03-02
Publication date: 1986-01-23
Also published as: US4410875A; DE2808872A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslöseschaltung für eine Insassenschutzeinrichtung in Kraftfahrzeugen mit einer Prüfschaltung gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1.

Aus der DE-OS 22 22 038 ist eine derartige Auslöseschaltung mit einer Prüfschaltung bekannt Eine Prüfschaltung muß in Insassenschutzeinrichtungen für Kraftfahrzeuge, die z. B. einen Aufprallsonsor mit einem bei einem Unfall aufblasbaren Luftkissen aufweisen, vorhanden sein, um sicherzustellen, daß die Auslöseschaltung während der gesamten Betriebsdauer des Kraftfahrzeuges ständig funktionsfähig ist. Die Prüf-

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schaltung in der bekannten Auslöseschaltung überprüft schaltung billige Bauelemente verwendet werden sollen,

die Funktionsfähigkeit der Auslöseschaltung jeweils um eine Serienherstellung der Auslöseschaltung in ho-

dann, wenn das Kraftfahrzeug gestartet wird. Hierzu her Stückzahl zu erreichen. Derartige billigere Bauele-

wird zunächst das Zündelement der Sicherheitseinrich- mente sind selbstverständlich in der Konstanz ihrer Da-

tung von der Auslöseschaltung getrennt, wonach nach- 5 ten nicht so hoch zu bewerten wie teure, jedoch nur für

einander zwei Prüfimpulse der Auslöseschaltung züge- Musterproduktionen verwendbare Bauelemente. Au-

führt werden, die nach dem Durchlauf durch die Auslö- ßerdem muß die Auslöseschaltung auch an verschiede-

seschaltung in einem Komparator mit einer vorgegebe- nen Schaltungspunkten selbst überprüft werden. Erst

nen Schwelle verglichen werden. Erfüllen die Prüfimpul- hierdurch kann auch ein Fehler genau lokalisiert wer-

se nach dem Durchlauf durch die Auslöseschaltung ge- 10 den.

wisse Kriterien, so wird angenommen, daß die Auslöse- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausschaltung funktionsfähig ist Ist dieses nicht der Fall, so löseschaltung mit einer Prüfschaltung der eingangs gewird eine Fehleranzeige betätigt nannten Art anzugeben, bei der eine zuverlässige Ober-Für eine Insassenschutzeinrichtung, die mit mechani- wachung auch komplexer Schaltungen möglich ist
sehen Trägheitsschaltern als Sensoren z. B. zur Aktivie- 15 Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im rung eines Gaskissens arbeiten, ist es aus der DE-OS kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angege-24 06 256 bekannt, die eigentliche Zündschaltung bei ge- benen Merkmale gelöst

öffneten Trägheitsschaltern während des Betriebes des Gemäß diesen Merkmalen kann demnach jeder die Kraftfahrzeuges von einem geringen Prüfstrom durch- Auslöseschaltung entweder vollständig oder teilweise fließen zu lassen. Der Ausgangssignalpegel der Zünd- 20 durchlaufende Prüfimpuls auf einfühle Weise mit zugeschaltung wird dann mit einem vorgegebenen Pegel ordneten Referenzimpulsen innerhalb gewisser Berei- bzw. mehreren Pegeln verglichen um festzustellen, ob ehe verglichen werden, so daß sozusagen der gesamte das Ausgangssignal innerhalb eines bestimmten ToIe- Empfindlichkeitsbereich der Auslöseschaltung regelranzbereiches liegt recht abgetastet wird.

Aus der DE-AS 22 13 977 ist ebenfalls eine Sicher- 25 Die Auslöseschaltung kann während des Betriebs des

heizeinrichtung bekannt, die wiederum mit Trägheits- Kraftfahrzeuges in gewissen festgelegen Intervallen

schaltern für die Sicherheitseinrichtung, z. B. das er- überprüft werden, um etwaige Ausfälle der Auslöse-

wähnte Gaskissen, arbeitet In dieser Sicherheitseinrich- schaltung rechtzeitig zu bemerken. Die Überprüfung

tung wird die eigentliche Zündschaltung hinsichtlich der wird durch einen Taktgeber gesteuert, der mit Taktein-

Funktionsfähigkeit von Zündwiderständen und Dioden 30 gangen des Prüfimpulsgenerators und des Referenzim-

überprüft Mit Hilfe eines Impulsgenerators können an pulsgenerator verbunden ist

verschiedene Schaltungspunkte Prüfimpulse geliefert Prüf- und Referenzimpulse werden vorzugsweise aus werden, die anschließend mit einem aus den Impulsen diesen Zählimpulsen eines von dem Taktgeber angedes Impulsgenerators abgeleiteten Referenzimpuls ver- steuerten Zählers abgeleitet Die Zähliimpulse werden glichen werden. Hier findet allerdings nur ein Vergleich 35 einmal über einen vom Taktgeber angesteuerten Schalinsofern statt, als nur das Vorhandensein bzw. Nichtvor- ter nacheinander verschiedenen Widerständen eines handensein von Prüfimpulsen nach Durchlauf durch die Widerstandsnetzes zugeführt: am Ausgang des Wider-Zündschaltung überprüft wird, d. h. hier wird nur eine Standsnetzes erscheinen dann in zeitlicher Reihenfolge Überprüfung hinsichtlich des vollständigen Ausfalles ei- die Prüfimpulse. Zum anderen werden die Zählimpulse nes oder mehrerer Elemente in der Zündschaltung vor- 40 des Zählers einem zweiten Widerstandsnetz zugeführt, genommen. aus denen die Referenzimpulse abgeleitet werden. Au-Aus der DE-OS 21 40 128 ist wiederum für eine Si- ßerdem wird von den Zählimpulsen noch eine Schaltercherheitseinrichtung mit mechanischen Trägheitsschal- matrix angesteuert die wiederum den Vergleich der tern für ein oder mehrere Luftkissen eine kontinuierli- Prüfimpulse mit den Referenzimpulsen steuert
ehe Überwachung von Analogspßnnungen z. B. eines 45 Bei einer derartigen Prüfschaltung muß dafür Sorge Zündkondensators und der Zündleitungen bekannt getragen werden, daß die Prüfung der Auslöseschaltung Eine kontinuierliche Überwachung der Auslöseschal- unterbrochen wird, wenn das Kraftfahrzeug tatsächlich tung, etwa gemäß der erwähnten DE-OS 24 06 256 und auf ein Hindernis aufprallt, so daß die Auslöseschaltung der DE-OS 21 40128 kenn nun insbesondere dann nicht zur Auslösung der Insassenschutzeinrichtung in diesem angewandt werden, wenn die Auslöseschaltung selbst 50 Moment frei sein muß. Dies kann dadurch erreicht wer-}; eine komplexe elektronische Schaltung ist etwa ent- den, daß eine Prioritätsschaltung vorgesehen ist die für ψ sprechend der DE-OS 22 22 038. Gegenüber mecha- den Fall, daß der ausgewertete Prüfimpuls einen Wert ρ nisch arbeitenden Auslöseschaltungen, etwa mit Trag- obeihaib einer zulässigen Grenze einnimmt, die Prüf- Ij heitsschaltern, besitzt eine solche komplexe elektroni- schaltung zumindest für den nächsten abzugebenden j'■ sehe Schaltung wesentlich günstigere Möglichkeiten, 55 Prüfimpuls sperrt. Die Prüfschaltung weist z. B. einen |i spezifische Auslösekriterien für die Auslösung der Si- Differenzverstärker und einen Schalter auf, die entwe-J-: cherheitseinrichtung festzusetzen; außerdem spricht ei- der vom Eingang der Auslöseschaltung oder vom Ausj >jj ne derartige Schaltung schneller als mechanische Trag- gang des Kompr-ators der Prüfschaltung abgezweigt Is heitsschaltungen an. Wird jedoch bei einer derartigen sind und dann, wenn der Prüfimpuls einen zu hohen [I Auslöseschaltung eine Impulsüberwachung vorgenom- 60 Wert infolge eines überlagerten Ausgangssignals des f4 men, so kann trotzdem nicht ausgeschlossen werden, Beschleunigungsaufnehmers einnimmt, «in ünterbrei'· daß die Auslöseschaltung nicht mehr einwandfrei funk- chungssignal an den Taktgeber liefern. Hierbei spielt die ρ tioniert, obwohl die Prüfimpulse durch die Schaltung Dauer des Prüfimpulses keine Rolle, so daß auch Prüf- |ij hindurchgelaufen sind und in der Prüfschaltung ein- impulse verwende; werden können, die in ihrer zeitlij; wandfreie Funktion angezeigt wird. Es sind z. B. Verzer- 65 chen Länge im Bereich der zeitlichen Dauer des Aus- y rungen der Prüf impulse durch defekte, jedoch noch gangssignales des Beschleunigungsaufnehmers im Falle [,j nicht ausgefallene Baueremente möglich. Dies ist insbe- eines Aufpralls des Fahrzeuges liegen.
νi sondere dann zu berücksichtigen, wenn in der Auslöse- Eine weitere, sehr einfache Möglichkeit, die Auslöse-

schaltung für einen etwaigen Unfall des Kraftfahrzeuges in Bereitstellung zu überführen, besteht darin, daß die während der Bereitschaftszeit der Auslöseschaltung eingeschaltete Prüfschaltung die Prüfimpulse in bestimmten Zeitintervallen abgibt, die wesentlich größer als die Dauer der Prüfimpulse sind, die ihrerseits wesentlich kürzer als die bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis auftretenden Ausgangssignale des Beschleunigungsaufnehmers sind. In diesem Falle ist keine besondere Prioritätsschaltung notwendig, da der Beitrag der sehr kurzzeitigen Prüfimpulse zu dem Auslösewert der Auslöseschaltung nur sehr gering und praktisch vernachlässigbar ist. Durch Versuche hat sich herausgestellt, daß bei einem Aufprall des Fahrzeuges die Fahrzeuginsassen etwa nach 30 msec durch die Sicherheitseinrichtung aufgefangen werden sollten; nimmt man als Aktivierungszeit für die Sicherheitseinrichtungen eine Zeitspanne von 15 msec an. so kann die obige Bedingung etwa dadurch realisiert werden, daß die Prüfimpulse eine Millisekunde dauern, demnach nur Vi5 der Zeit wirksam sind, die das Ausgangssignal des Beschleunigungsaufnehmers nach der Auswertung benötigt, um den Auslösewert zu erreichen. Sollten ein Prüfimpuls und ein Ausgangssignal des Beschleunigungsaufnehmers zufällig zur gleichen Zeit beginnen, so wird die Auslösezeit der Sicherheitseinrichtung maximal um eine Millisekunde verzögert Nimmt man an, daß alle 10 Sekunden ein Prüfimpuis abgegeben wird, so trifft der Fall, daß tatsächlich ein Prüfimpuls gleichzeitig mit dem Beginn eines Ausgangssignales des Beschleunigungsaufnehmers abgegeben wird, mit einer Wahrscheinlichkeit von 10—'zu.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Prüfschaltung eine Wählschaltung auf, die eingangsseitig mit unterschiedlichen Schaltpunkten in der Auslöseschaltung verbunden ist, wobei in Abhängigkeit der Prüfimpulse jeweils einer dieser Schaltpunkte über die Wählschaltung mit einem Eingang des Komparators verbindbar ist. Auf diese Weise kann die Auslöseschaltung an verschiedenen Schaltpunkten geprüft werden, so daß ein möglicher Defekt auch sehr schnell lokalisiert werden kann.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert In dieser stellt dar

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Auslöseschaltung für eine Insassenschutzeinrichtung mit einer Prüfschaltung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ein Impulsdiagramm zur Darstellung des Prüfzyklus;

F i g. 3a die Überlagerung eines Prüfimpulses durch ein Ausgangssignal eines Beschleunigungsaufnehmers der Auslösevorrichtung bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges, wobei der Prüfimpuls eine Dauer von einer Millisekunde aufweist;

F i g. 3b eine ähnliche Darstellung wie in F i g. 3a, wobei der Prüfimpuls jedoch eine Dauer von zehn Millisekunden aufweist

Zur Auslösung der Insassenschutzeinrichtung 1 eines Kraftfahrzeuges mit z. B. einem Gaskissen oder einem Sicherheitsgurt mittels eines Zündelementes 2 dient eine in der F i g. 1 nur schematisch dargestellte Auslöseschaltung, die einen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer 3 mit zwei Elektroden 3i und 32, eine Auswerteschaltung 4 und einen Trennschalter 5 aufweist, die in Serie mit dem Zündelement 2 geschaltet sind Mit es der Auslöseschaltung werden im allgemeinen mehrere Sicherheitseinrichtungen, z. B. Gaskissen für den Fahrer und Beifahrer ausgelöst, was in der F i g. 1 durch mehrere gestrichelte Leitungen am Trennschalter 5 angedeutet ist.

Eine für diesen Zweck geeignete Auswerteschaltung 4 ist bekannt und z. B. in der DE-AS 24 54 424 der Anmelderin näher beschrieben; sie besteht im wesentlichen aus einem Verstärker für das Ausgangssignal des Aufnehmers 3 mit einem oder mehreren bipolaren Schwellwertschaltern zur Festlegung der positiven und negativen Grenzwerte der auszuwertenden Signale, einem Integrator, dem über ein Summierglied das Ausgangssignal des Verstärkers abzüglich einem unteren Schwellwert entsprechend z.B. —4g(g «· Erdbeschleunigung) zugeführt wird und in einem Auslöseschalter, die in der Fig.4 schematisch als Symbole angegeben sind. Der Trennschalter 5 ist normalerweise geschlossen, so daß die Auswerteschaltung 4 mit dem Zündelement 2 verbunden ist. Prallt das Kraftfahrzeug auf ein Hindernis auf. so gibt der Beschleunigungsaufnehmer 3 ein elektrisches Signal ab, das an der Elektrode 3| abgenommen wird und der Auswerteschaltung, und hier zunächst dem Verstärker, zugeführt wird. Das Ausgangssignal wird abzüglich dem im Summierglied bestimmten unteren Schwellwert, hier weiter als untere Integrandenschwelle bezeichnet, aufintegriert; sobald das Ausgangssignal des Integrators einen durch den nachfolgenden Auslöseschalter bestimmten Auslösewert erreicht, schaltet dieser durc>r. wodurch das Zündelement 2 gezündet und die Insassenschutzeinrichtung betätigt wird.

Zur Prüfung der Auslöseschaltung ist eine Prüfschaltung vorgesehen, die einen Prüfimpulsgenerator 11 und einen Referenzimpulsgenerator 12 zur Ableitung von — in diesem Falle jeweils fünf — Prüf- bzw. Referenzimpulsen aufweist Beiden Generatoren ist ein Zähler 13 gemeinsam, der von einem Taktgeber 14 mit dem Takt Φ getaktet wird; der Zähler 13 ist z. B. ein Ringzähler. Fünf Zählerausgänge sind mit entsprechenden Paralleleingängen eines steuerbaren Schalters IS des Prüfimpulsgenerators verbunden. Der Schalter 15 weist fünf Parallelausgänge auf, die mit Widerständen Ri, R 2, R3.R4 bzw. R 5 mit jeweils unterschiedlichem Widerstandswert verbunden sind, die ihrerseits jeweils mit einem an Masse gelegten gemeinsamen Widerstand R 6 einen Spannungsteiler bilden. Vom Mittelpunkt dieses Spannungsteilers führt eine Impulsleitung IL zur Elektrode 32 des Beschleunigungsaufnehmers. Der Schalter

15 wird vom Taktgeber 14 mit einem Takt Φ\ gesteuert, derart, daß der jeweilige am Zählerausgang erscheinende Zählerimpuls für eine bestimmte Dauer hindurchgelassen und entsprechend dem jeweiligen Widerstandswert der Widerstände R1 bis /?5 in der Amplitui;: bestimmt wird. Wird der Prüfimpulsgenerator eingeschaltet, so werden nacheinander über die Widerstände R1 bis R 5 fünf in Amplitude und Dauer bestimmte Prüfimpulse /1 bis /5 (vgL F i g. 2) über den piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer 3 der Auswerteschaltung 4 zugeführt Von verschiedenen, hier nicht dargestellten Schaltpunkten der Auswerteschaltung 4 führen fünf Prüfleitungen LX bis L 5 zu einer durch die Ausgangsimpulse des Zählers 13 adressierbaren Schaltermatrix

16 in der Prüfschaltung. Der Ausgang der Schaltermatrix ist mit einem Komparator 17 verbunden, der aus zwei Differenzverstärkern 18 und 19, einem ODER-Gatter 20 und einem UND-Gatter 21 besteht Der Ausgang der Schaltermatrix 16 ist einmal mit dem positiven Eingang des Differenzverstärkers 18 und zum anderen mit dem negativen Eingang des Differenzverstärkers 19 verbunden; deren Ausgänge sind auf die zwei Eingänge des ODER-Gatters 20 geschaltet, während dessen Aus-

gang mit einem Eingang des UND-Gatters 21 verbunden ist Der zweite Eingang des UND-Gatters wird vom Taktgeber 14 mit dem Takt <&2 beaufschlagt.

Die Referenzimpulse werden ebenfalls aus den fünf Zählerausgangsimpulsen über fünf Widerstände Al', R 2', R 3', R 4' und R 5' in den jeweiligen Ausgangsleitungpr erzeugt. Die FuBpunkte dieser Widerstände sind zusammengeschaltet und über eine erste Referenzleitung RL 1 mit dem zweiten — negativen — Eingang des ersten Differenzverstärkers 18 im Komparator 17 verbunden. Von dem Fußpunkt der Widerstände ist ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen R 7 und RS an Masse gelegt, dessen Mittelpunkt über eine zweite Referenzleitung RL 2 mit dem positiven Eingang des zweiten Differenzverstärkers 19 im Komparator 17 verbunden ist Die Widerstände R 7 und R 8 -<es Spannungsteilers sind so bemessen, daß die Referenzimpulse in den Referenzleitungen RL 1 und RL 2 einen Toleranzbereich um einen Mittelwert begrenzen, wobei der Mittelwert bestimmt ist durch einen Wert, der demjenigen des in der Auswerteschaltung 4 ausgewerteten Prüfimpulses bei intakter Auswerteschaltung entspricht.

Mit der angegebenen Schaltung werden die Ausgangsimpulse des Zählers 13 folgendermaßen behandelt; hierbei sei nur der am ersten Ausgang erscheinende Zählerimpuls betrachtet:

Der erste Zählerimpuls wird dem ersten Eingang des steuerbaren Schalters 15 zugeführt, durch diesen gesteuert durch den Takt Φ\ — für eine bestimmte Dauer hind Tchgelassen, durch den Widerstand R\ in der Am- ;o plitude bestimmt und dann als Prüfimpuls /1 über den piezoelektrischen Aufnehmer 3 der Auswerteschaltung 4 zugeführt;

der in der Auswerteschaltung 4 ausgewertete Prüfimpuls wird über die Prüfleitung L 1 der Schaltermatrix 16 zugeführt; der erste Zählerimpuls wird ferner durch den Widerstand RV bzw. nachfolgend durch den Spannungsteiler Ä7, 7? 8 in zwei korrespondierende Referenzimpulse umgeformt, deren Dauer durch die des Zählerimpulses bestimmt und größer als die des Prüfimpulses ist, und über die Referenzleitungcn RL 1 bzw. RL 2 den Differenzverstärkern 18 und 19 eingegeben;
der erste Zählerimpuls wird ferner der adressierbaren Schaltermatrix 16 zugeführt, wodurch diese die Prüfleitung Z-1 auf den Komparator 17 durchschaltet.

Die weiteren Zählerimpulse werden entsprechend behandelt.

Der Prüfzyklus der Prüfschaltung für die Auswerteschaltung läuft nun folgendermaßen ab: nach dem Starten des Kraftfahrzeuges wird zunächst eine Anlaufphase von z. B. 10 Sekunden abgewartet; nach dieser Zeit erreicht die Batteriespannung einen konstanten Pegel, da sie von starken Verbrauchern (z. B. Anlasser) nicht mehr beeinflußt wird und die einzelnen Schaltungskomponenten nehmen ihren zur Funktion notwendigen Betriebszustand ein; z. B. werden verwendete Kondensatoren aufgeladen und Integratoren zurückgesetzt Danach beginnt der Taktgeber 14 zu laufen, wodurch mit dem ersten Zählerimpuls die beiden Generatoren 11 und 12 sowie die Schaltermatrix 16 wie oben beschrie- eo ben angesteuert werden. Am Komparator 17 liegen demnach der über die Prüfleitung L1 geleitete, in der Auswerteschaltung 4 bis zu einem bestimmten Schaltungspunkt, z.B. einem Punkt hinter dem Integrator ausgewertete Prüfimpuls sowie die den zulässigen ToIeranzbereich des ausgewerteten Prüfimpulses bestimmenden, über die Referenzleitungen RL1 und AL 2 geführten Referenzimpulse an. Ist die Auswerteschaltung bis zu dem betrachteten Prüfpunkt intakt, so liegt der ausgewertete Prüfimpuls in dem festgelegten Toleranzbereich, so daß am Ausgang der Differenzverstärker 18 und 19 kein Signal erscheint. Das ODER-Gatter 20 und das UND-Gatter 21 schalten daher nicht durch. An einer mit dem Ausgang des UND-Gatters verbundenen und mit dem Takt Φι gesteuerten speichernden Anzeige L 2 erscheint daher kein Fehlersignal.

Die Funktionsweise der Prüfschaltung wiederholt sich für sämtliche Prüf impulse /1 bis /5 in der beschriebenen Weise.

Liegt einer der über die Prüfleitungen L 1 bis L 5 dem Komparator 17 zugeführten ausgewerteten Prüfimpulse außerhalb des durch die Referenzinipulse bestimmten Toleranzbereiches, so erscheint am Ausgang des einen der Differenzverstärker 18 bzw. 19 ein Fehlersignal, so daß das ODER-Gatter 20 durchschaltet. Das UND-Gatter 21, das während der Prüfzeit durch das Taktsignal Φι aktiviert ist, leitet das Fehlerjignal an die ebenfalls während der Prüfzeit aktivierte Anzeige 22 weiter, wo es angezeigt und gespeichert wird. Durch das Taktsignal Φι wird demnach verhindert, daß Störsignale, die außerhalb der Prüfzeit auftreten könnten, angezeigt werden.

Die Anzeige ist manuell rücksetzbar, um die Anzeige zu löschen und damit für eine erneute Prüfung freizugeben.

Bei der geschilderten Prüfung der Auslöseschaltung erreicht in der Regel der ausgewertete Prüfimpuls nicht den Auslösewert für die Insassenschutzeinrichtung; sollten die ausgewerteten Prüfimpulse jedoch diesen Wert überschreiten, so wird der erwähnte Trennschalter 5 durch ein entsprechendes Signal geöffnet und damit das Zündelement 2 von der Auswerteschaltung 4 getrennt. Diese Trennung kann auch aus Sicherheitsgründen bei jedem Prüfimpuls z. B. durch das Taktsignal Φ\ vorgenommen werden.

Der Prüfzyklus ist in der F i g. 2 nochmals näher erläutert: die Prüfimpulse /1 bis /5 sind auf der Zeitachse mit einer Amplitude proportional der Erdbeschleunigung g aufgetragen. Parallel zur Zeitachse sind gestrichelt drei Linien entsprechend 4 g, 40 g und —100^ gezeichnet, wobei der Wert 4 g der oben erwähnten unteren Integrandenschwelle, der Wert 40 g der oberen Integrandenschwelle und der Wert —100 feiner negativen Integrandenschwelle entsprechen, die in dem erwähnten bipolaren Schwellwertschalter der Auswerteschaltung 4 abgeleitet werden. Ein positives Ausgangssignal des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers wird daher nur zwischen den Werten 4 g und 40 g integriert, wohingegen ein negatives Ausgangssignal bis zum Wert — 100 g integriert wird. Die Festlegung dieser Schwellen erfolgt aus der Überlegung, daß hochfrequente kurzzeitige Beschleunigungen, etwa durch Steinschlag oder einen Hammerschlag, sehr hohe positive und negative Werte aufweisen, die unter Umständen, wenn sie nicht abgeschnitten würden, zur Auslösung der Sicherheitseinrichtung führen könnten. Die unsymmetrische Anordnung der positiven und negativen Schwellwerte resultiert aus der Tatsache, daß bei kurzzeitigen hochfrequenten Signalen der erste positive Anstieg in der Regel wesentlich breiter als der folgende negative Teil des Wellenzuges ist; man ist nun bemüht, den Integrator in der Auswerteschaltung möglichst rasch wieder auf den Wert NuIi zurückzusetzen, um etwaige, einem tatsächlichen Aufprall des Fahrzeuges entsprechende Ausgangssignale des Beschleunigungsaufnehmers möglichst ohne Verzögerung zu verarbeiten. Durch die

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Wahl der unsymmetrischen Schwellen ist der Integra!- Schalter 5 geöffnet ist, so wird hier die Integration des

wert des positiven und des negativen Wellenzuges etwa Ausgangssignals S maximal um die Dauer des Prüfim-

gleich, so daß der Integrator bereits nach dem positiven pulses von einer Millisekunde verzögert, was angesichts

und darauf folgenden negativen Wellenzug wieder auf der Gesamtzeit bis zur Betätigung der Insassenschutz-

den Wert Null zurückgeführt ist s einrichtung von ca. 30 msec eine vernachlässigbare klei-

Die Prüf impulse /1 bis /5 werden in regelmäßigen, ne Zeitspanne ist

durch den Taktgeber 14 vorgegebenen Zeitabständen Bei einem längeren Prüfimpuls von etwa 10 msec von etwa 10 Sekunden der Auslöseschaltung zugeführt kann jedoch das Ausgangssignal S', vgl. F i g. 3b, bereits Der erste Prüfimpuls /1 hat beispielsweise eine Ampli- während der Dauer des Prüfimpulses den unteren tude entsprechend einer Beschleunigung von 10 g. Der to Schwellwert entsprechend 4 g überschreiten und sogar Schaltpunkt in der Auswerteschaltung, der geprüft wer- während der Dauer des Prüfimpulses den Auslösewert te den soll, liegt z. B. wie oben erwähnt, hinter dem Inte- für die Sicherheitseinrichtung erreichen. Damit die In-■■· grate, so daß der zwischen den Werten Ag und 10£ Sassenschutzeinrichtung nicht zu spät betätigt wird, ist <; integrierte Impuls über die Prüfleitung L 1 und die für diesen Fall eine Prioritätsschaltung 23 vorgesehen, s'j Schaltermatrix 16 dem Komparator 17 zugeführt wird. 15 die im wesentlichen eine Vergleichsschaltung mit Im-K Die zugeordneten Referenzimpulse liegen entspre- pulsausgang ist und einen Schwellwertschalter 24 mit S^ chend des Toleranzbereiches ober- bzw. unterhalb des einem Schwellwert Ab, ein Zeitglied 25 mit einer Zeit-■fl Integralwertes des ersten Prüfimpulses zwischen den konstante entsprechend der maximal zulässigen Verzö- ^ angegebenen Beschleunigungsgrenzen. Liegt der ausge- gerung für die Auswertung eines tatsächlichen, auf eiwertete Prüfimpuls im Toleranzbereich der Referenz- 20 nen Unfall zurückzuführenden Signales des Aufnehmers impulse, so ist bestätigt, daß die untere Schwelle ent- 3 und eine Rücksetzschaltung 26 für den Integrator in sprechend einer Beschleunigung von 4 g intakt ist und der Auswerteschaltung 4 aufweist Der eine Eingang der auch die übrigen Bauelemente der Auswerteschaltur.g Prioritätsschaltung, d. h. ein Eingang des Schwellwertbis zum Integrator einwandfrei funktionieren. Der zwei- schalters 24, dient als Referenzeingang und ist mit der te Prüfimpuls hat z. B. eine Amplitude entsprechend der as Impulsleitung IL verbunden, während der andere Einoberen positiven Schwelle von 40 g-, der mit der Prüflei- gang der Prioritätsschaltung etwa mit einem Punkt hintung L 2 verbundene Prüfpunkt in der Auswerteschal- ter dem Verstärker in der Auswerteschaltung 4 verbuntung 4 kann entweder hinter dem bipolaren Schwell- den ist Die beiden Eingänge der Prioritätsschaltung 21 wertschalter oder aber hinter dem Verstärker liegen. sind so normiert daß bei einer Differenzbildung der Entsprechend muß aber auch der zweite Referenzim- 30 beiden Eingänge ein NULL-SIGNAL vorliegt Wird puls bemessen werden. dem Prüfimpuls, wie dies in der F i g. 3b gezeigt ist ein Der dritte Prüfimpuls liegt über der oberen Schwelle Ausgangssignal S' des Beschleunigungsaufnehmers entsprechend 40 g\ der über die Prüfleitung L 3 dem überlagert so steigt das Signal am zweiten Eingang des Komparator zugeführte ausgewertete Prüfimpuls muß Schwellwertschalters 24 an, so daß die Differenz an den den gleichen Wert wie der ausgewertete zweite Prilfim- 35 beiden Eingängen positiv wird. Erreicht diese Differenz puls /2 aufweisen, wenn die obere Schwelle entspre- auch nach der Zeitkonstante des Zeitgliedes 24 eine chend 40 # intakt ist; entsprechend sind auch die dritten einer Beschleunigung Ab entsprechende Schwelle, so Referenzimpulse gleich den zweiten. Mit den Prüfimpul- erscheint am Ausgang der Prioritätsschaltung ein Unsen /4 und /5 wird wie bei den Prüfimpulsen /2 und /3 terbrechungssignal, das Rücksetzeingängen des Zählers die negative Schwelle entsprechend einem Wert von 40 13 und des Taktgebers 14 zugeführt wird, wodurch der —100 ^geprüft in dem der Prüfimpuls/4 eine Amplitu- Prüfzyklus sofort unterbrochen wird. Außerdem wird de entsprechend der negativen Schwelle und der Prüf- durch ein Taktsignal Φι der Integrator in der Auswerteimpuls /5 eine Amplitude größer als die negative schaltung 4 über die Rücksetzschaltung 26 zurückge-Schwelle aufweisen. Die ausgewerteten Prüfimpulse setzt und danach auch der Schalter 5 in der Auslösemüssen auch in diesem Falle gleich sein. 45 schaltung durch Φ\ geschlossen, so daß die gesamte Danach wiederholt sich der beschriebene Prüfzyklus, Auslöseschaltung zur Verarbeitung des Ausgangssignawobei die hier angegebenen Prüfimpulse nur beispiel- les S'des Beschleunigungsaufnehmers bereit ist haft sind; beispielsweise könnte direkt am Eingang der Dies ist in F i g. 3b dadurch dargestellt daß der Prüf-Auswerteschaltung ebenfalls ein Prüfpunkt liegen, um impuls bereits nach zwei Millisekunden abbricht und so etwaige Defekte des piezoelektrischen Beschleuni- 50 nicht wie ebenfalls gestrichelt gezeichnet 10 msec daugungsaufnehmers festzustellen. Der piezoelektrische ert Die erwähnte Schwelle Ab kann z. B. entsprechend Beschleunigungsaufnehmer hat, sofern er intakt ist, eine einem Beschleunigungswert von 4 j-gewählt werden, so bestimmte Kapazität durch die die Prüfimpulse in vor- daß in der Auslösung der Sicherheitseinrichtung prakbestimmter Weise verändert werden. Treten in dem pie- tisch überhaupt keine Verzögerung eintritt, da ein auf zoelektrischen Material oder an der Berührungsfläche 55 einen Unfall des Kraftfahrzeuges zurückzuführendes zwischen diesem und den Elektroden Unregelmäßigkei- Ausgangssignal ebenfalls erst ab einem Wert entspreten, etwa Risse, auf, so wird auch der hindurchgelassene chend 4 # aufintegriert wird.

Prüfimpuls verzerrt, was über einen entsprechenden Es sei noch darauf hingewiesen, daß die angegebene Referenzimpuls festgestellt werden kann. Schaltung für die Prüfschaltung als Blockschaltbild bei- Die in Fig. 2 dargestellten Prüfimpulse sind entweder βο spielhaft ist; realisiert wird sie vorteilhaft durch einen

sehr kurzzeitige Impulse von z. B. einer Millisekunde, einzigen frei programmierbaren Logikbaustein, auf dem

vgl. F i g. 3a, oder längere Prüfimpulse von z. B. 10 msec, die Bauelemente Zähler 13, Taktgeber 14, Prüfimpuls-

vgl. F i g. 3b. Wie bereits oben erwähnt kann es, wenn sowie Referenzimpulsgenerator 11 bzw. 12, Schalterma-

auch mit geringer Wahrscheinlichkeit eintreten, da£ ein ⁴rix 16 und Komparator 17 integriert sind. Selbstver-

Prüfimpuis gerade zu Beginn eines tatsächlich auf einen 65 ständlich ist auch eine Ausführung in Euizelschaltungs- Aufprall des Kraftfahrzeuges zurückzuführenoen Aus- elementen möglich, wobei dann etwa die Generatoren

gangssignals 5 der Auslöseschaltung zugeführt wird. 11 und 12 auch durch Schieberegister realisiert werden

Wenn während der Prüfung der Auslöseschaltung der könnten.

	Ul	11	28 08 872	5	12
	SS Si	Außerdem kann die Prüfschaltung selbstverständlich erweitert und dazu herangezogen werden, zusätzlich auch das Zündelement oder weitere Bauelemente der Schaltung zu überprüfen, so daß sämtliche ausfailge- fährdeten Teile der Auslöseschaltung der Insassen schutzeinrichtung überwacht werden.
	S	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen	10
	I Fj		15
•	1 E		20
I I		25
		30
		35
I		40
I		45 50
		55


	60

	65

Claims

Patentansprüche:

1. Auslöseschaltung für eine Insassenschutzeinrichtung in Kraftfahrzeugen mit einem insbesondere piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer zur Abgabe eines der Verzögerung des Kraftfahrzeuges bei einem Aufprall auf ein Hindernis entsprechenden Signales, ferner einer das Ausgangssignal des Beschleunigungsaufnehmers aufwertenden Auswerteschaltung, einem ab einem bestimmten Wert (Auslösewert) des Ausgangssignals der AuswerteschaJ-tung die Sicherheitseinrichtung über ein Zündelement auslösenden Schalter sowie mit einer Prüfschaltung für die Auslöseschaltung mit einem Prüfimpulsgenerator zur Abgabe von der Auslöseschaltung zugeführten Prüfimpulsen und einem Referenzimpulsgenerator zur Abgabe von Referenzimpulsen sowie einer? mit einer Fehleranzeige verbundenen KomparaUirzum Vergleich der ausgewerteten Prüfimpulse und der Referenzimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzimpulsgenerator (12) zwei mit dem Komparator (17) verbundene Ausgänge bei (RL 1 bzw. RL 2) aufweist zur gleichzeitigen Abgabe zweier Referenzimpulse, die jeweils einem einzigen Prüfimpuls (I) zugeordnet sind und Werte oberhalb bzw. unterhalb charakteristischer Werte der in der Auslöseschaltung (3, 4, 5) ausgewerteten Prüfimpulse zur Festlegung eines zulässigen ToJeranzbereiches für die ausgewerteten Prüfimpulse einnehmen, daß der Komparator (17) zwei Differenzverstärüer (IS and 19) mit je zwei Eingängen aufweist, daß ein Ausgang des Referenzimpulsgenerators (12) mit einen eingang des ersten Differenzverstärkers (18) und der andere Ausgang des Referenzimpulsgenerators (12) mit dem entgegengerichteten Eingang des zweiten Differenzverstärkers (19) verbunden sind, und daß die den in der Auslöseschaltung (3,4,5) ausgewerteten Prüfimpuls (I) führende Leitung mit den jeweils zweiten Eingängen der Differenzverstärker (18,19) verbunden ist

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Differenzverstärker (18 und 19) über ein ODER-Gatter (20) mit einem Eingang eines während der Prüfzeit aktivierten (durch Taktsignal (P₂) UND-Gatters und dessen Ausgang mit der ebenfalls während der Prüfzeit aktivierten Fehleranzeige (22) verbunden sind.

3. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (11,12,16, Ί7) eine andressierbare Wählschaltung (13, 16) aufweist, die eingangsseitig mit unterschiedlichen Schaltpunkten (Ober Leitungen Li, L 2, L 3, L 4, L 5) in der Auslöseschaltung (3,4,5) verbunden ist, und daß in Abhängigkeit der Prüfimpulse (11,12,13,14, /5) jeweils einer dieser Schaltpunkte über die Wählschaltung mit dem Komparator (17) verbindbar ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählschältung einen Zähler (13) und eine von dem Zähler adressierbare Schaltermatrix (16) aufweist, deren Paralleleingänge über die Prüfleitungen (L 1, L 2, L 3, L 4, L 5) mit den unterschiedlichen Schaltpunkten in der Auslöseschaltung (3,4,5) verbunden sind.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung einen vorzugsweise während der gesamten Betriebsbereitschaft der

Auslösaschaltung (3, 4, 5) eingeschalteten und die Abgabe der Prüf- und Referenzimpulse sowie die Funktionsbereitschaft des Komparator^ (17) steuernden Taktgeber (14) aufweist, der mit Takteingängen bzw. Aktivierungseingängen des Prüfimpuisge- nsrators (11), das Referenzimpulsgenerators (12) und de? Komparators (17; bei 21) verbunden ist, daß die Prüfschaltung einen durch den Taktgeber (14) getakteten (Taktsignal Φχ) Zähler (13) aufweist, desto sen Ausgänge einmal über einen durch den Taktgeber (14) gesteuerten (Taktsignal Φ_χ) Schalter (15) im Prüfimpulsgenerator (11) mit jeweils einem Widerstand (R_x bis Äs) zur Ableitung der Prüfimpulse (I), ferner mit jeweils einem Widerstand (R_x' bis A₅') im Referenzimpulsgenerator (12) zur Ableitung der Referenzimpulse und schließlich mit jeweils einem Aktivierungs- bzw. Adresseneingang einer adressierbaren Schaltermatrix (16) zur Aufschaltung der in der Auslöseschaltung (3,4,5) ausgewerteten Prüfimpulse auf den Komparator (17) verbunden sind.

6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, aaß die Prüfschaltung die Prüfimpulse (I) in bestimmten Zeitintervallen abgibt, die wesentlich größer als die Dauer der Prüfimpulse sind, die ihrerseits wesentlich kürzer als die bei einem Abprall des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis auftretenden Ausgangssignale (S) des Beschleunigungsaufnehmers (3) sind.

7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Priori tätsschaltung (23) vorgesehen ist, die in dem Fall, daß der kontrollierte Prüfimpuls (Γ) in der Auslöseschaltung (3, 4, 5) einen Wert oberhalb einer zulässigen Grenze (Jb) einnimmt, die Prüfschaltung (11,12,16,

17) zumindest für den nächsten abzugebenden Prüfimpuls sperrt und die Auslöseschaltung (3,4,5) freigibt

8. Schaltung nach Anspruch/. dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätsschaltung (23) einen Dif-

ferenzschwellwertschalter (24) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Prüfimpulsgenerators (11) und dessen anderer Eingang mit einem den Grenzwert (Jb) bestimmenden Schaltpunkt der Auslöseschaltung (3,4,5) verbunden ist, und daß der Ausgang des Schwellwertschalters (24) über ein Zeitglied (25) mit einem Unterbrechungseingang der Prüfschaltung verbunden ist

9. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfimpulsgenerator (11) über den Beschleunigungsaufnehmer (3) mit der Auslöseschaltung (3,4,5) verbunden ist