Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der in dem
ersten Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Art.
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Bei bekannten Rückhaltesystemen für Fahrzeuginsassen, wie beispielsweise
den aufblasbaren Airbags, werden die Vorrichtungen dann betätigt, wenn
die Beschleunigung des Fahrzeugs, die von einem Beschleunigungsmesser
gemessen wird, oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, der anzeigt, daß
ein Unfall stattgefunden hat. Jedoch lösen die bekannten Sensorsysteme
die Rückhaltemittel oft zu spät aus, wenn ein Schrägaufprall stattfindet
(zum Beispiel 30º) oder wenn es sich bei dem Aufprall um einen langsamen
versetzten Crash handelt. Dies ist hauptsächlich auf das außerordentlich
unterschiedliche Energieabsorptionsverhalten von eine Knautschzone
aufweisenden Fahrzeugen im Falle eines Front- oder Schrägaufpralls
zurückzuführen.
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Bekannte Systeme zur Bestimmung der Beschleunigung des Fahrzeugs sind
entweder in Gestalt eines zentralen Sensorssystems ausgebildet oder
verfügen über eine Mehrzahl von dezentralisierten Sensoren. Jedoch wird
in beiden Fällen die Beschleunigung nur in der Längsrichtung der
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs gemessen, was zu Problemen bei der
Auslösung des Fahrzeuginsassensicherheitssystems führt, wenn eine
nennenswerte Beschleunigung entlang einer Achse auftritt, die von der
Längsachsenrichtung der Bewegung des Fahrzeugs abweicht.
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Eine Mehrzahl von dezentralisiert angeordneten Sensoren erfordert hohe
Einbaukosten. Darüber hinaus ist ein derartiges System anfällig für
Beschädigungen an der Verkabelung.
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In der US-A-38 51 305, Spalte 8, Zeilen 14 bis 23, wird ein
elektronisches Kollisionserkennungssystem beschrieben, in dem ein
Kollisionsdetektor vorgesehen ist, der ein Kollisionssignal erzeugt, wenn
ein Hindernis das Fahrzeug berührt, und in dem ein Verzögerungssensor
vorgesehen ist, der ein der tatsächlichen Verzögerung des Fahrzeugs
entsprechendes Signal erzeugt. Beide Detektortypen sind mit Abstand
voneinander in dem Frontteil des Fahrzeugs angeordnet.
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In der älteren europäischen Anmeldung 88 905 370.8 (EP-A-0 419 455) wird
eine Vorrichtung für die Auslösung eines Systems zum Schutz von
Fahrzeuginsassen entsprechend dem ersten Teil des Anspruchs 1
beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die
Auslösung von Rückhaltemitteln für Fahrzeuginsassen anzugeben, die sehr
wirksam bei der Auslösung derartiger Mittel ist, selbst wenn es sich bei
dem Aufprall auf das Fahrzeug nicht um einen Frontalaufprall handelt und
die geringere Einbaukosten verursacht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
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Weitere Vorteile werden durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht.
Zeichnungen
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Im folgenden werden beispielhaft Ausführungsbeispiele der Erfindung in
bezug auf die Zeichnungen erläutert, in welchen Figur 1 ein
Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Auslösevorrichtung für einen aufblasbaren Airbag gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; Figur 2 ist ein Blockschaltbild eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer Auslösevorrichtung für einen aufblasbaren
Airbag gemäß der vorliegenden Erfindung; Figur 3 ist ein Blockschaltbild
eines dritten Ausführungsbeispiels einer Auslösevorrichtung für einen
aufblasbaren Airbag gemäß der vorliegenden Erfindung; und Figur 4 ist ein
Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels einer
Auslösevorrichtung für einen aufblasbaren Airbag gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Unter Bezugnahme auf das erste in Figur 1 dargestellte
Ausführungsbeispiel umfaßt die Vorrichtung einen Sensor 10 zur Erfassung
der Beschleunigung des Fahrzeugs entlang einer Achse parallel zur
Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs (im folgenden als
Longitudinalrichtung bezeichnet), und einen Sensor 12 zur Erfassung der
Beschleunigung des Fahrzeugs entlang einer Achse, die rechtwinklig zu der
Longitudinalachse gerichtet ist (im folgenden als Transversalrichtung
bezeichnet). Der longitudinale Beschleunigungssensor und der transversale
Beschleunigungssensor leiten Ausgangssignale ax und ay an
entsprechende Auswertungseinrichtungen 14, 16. Die
Auswertungseinrichtungen 14, 16 können, beispielsweise, in Form
elektronischer Integratoren vorliegen.
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Wenn die Auswertemittel 14 feststellen, daß die longitudinale
Beschleunigung größer als ein vorgebbarer Schwellwert ist, dann leiten
die Auswertemittel 14 ein Signal b zu einer Ausgangsstufe 18 in Gestalt
eines Transistorschalters. Die Ausgangsstufe ist im wesentlichen ein
elektrischer oder elektronischer Schalter, der durch das Signal b
betätigt wird und daraufhin ein weiteres Signal c abgibt, welches
Zündpillen 20 aktiviert. Das vorliegende Beispiel trifft für einen
aufblasbaren Rückhaltesack zu.
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Aus Figur 1 ist zu ersehen, daß das Ausgangssignal der Auswertemittel 16,
das sich auf die transversale Beschleunigung bezieht, den Auswertemitteln
14 zugeleitet wird, die sich auf die longitudinale Beschleunigung
beziehen. Das Signal der Auswertemittel bezüglich der transversalen
Beschleunigung wird für die Änderung des Auswertealgorithmus der
Auswertemittel 14 eingesetzt die sich auf die Longitudinalbeschleunigung
beziehen. Auf diese Weise, selbst wenn die erfaßte
Longitudinalbeschleunigung noch nicht oberhalb des Schwellwertes für die
Auslösung der Zündpillen liegt, können die Auswertemittel 14 feststellen,
nach Empfang eines Signals von den Auswertemitteln 16, daß die
Gesamtbeschleunigung des Fahrzeugs ausreichend hoch für die Ansteuerung
der Zündpille ist, obwohl weder die longitudinale noch die transversale
Beschleunigung allein hinreichend dafür wären. Die Erfindung ist auch
nützlich, wenn, wegen der Art des Aufpralls des Fahrzeugs, beispielsweise
bei einem Schrägaufprall, die eventuelle Beschleunigung in einer Richtung
für die Auslösung der Zündkapseln ausreichend wäre, aber die Auslösung
nur nach einer Verzögerung stattfände. Die vorliegende Erfindung
verringert diese Verzögerung erheblich.
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Das zweite, in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel, hat dieselben
Komponenten wie das erste, in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel.
Jedoch wird das Signal ax des longitudinalen Beschleunigungssensors 10
auch den Auswertemitteln 16 für die transversale Beschleunigung
zugeleitet, und zwar zusätzlich wie den Auswertemitteln für die
longitudinale Beschleunigung.
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Wie zuvor beschrieben, bildet die longitudinale Beschleunigung immer noch
die Grundlage für die Berechnung, ob die Zündpillen 20 gezündet werden
sollen. Jedoch werden nun die beiden Signale ax und ay von den
Beschleunigungssensoren 10, 12 für longitudinale und transversale
Beschleunigung zusammen in den Auswertemitteln 16 für die transversale
Beschleunigung weiterverarbeitet. Auf diese Weise können Größe und
Richtung der Gesamtbeschleunigung des Fahrzeugs ermittelt werden und das
Ausgangssignal der Auswertemittel 16 kann für eine Änderung der
Auslöseparameter der Auswertemittel 14 für Longitudinalbeschleunigung
benutzt werden. Zum Beispiel können, selbst wenn die
Longitudinalbeschleunigung ax nicht ausreichend hoch ist, damit die
Auswertemittel 14 die Zündpillen 20 aktivieren, abhängig vom Signal der
Auswertemittel 16, die Auswertemittel 14 immer noch ein Signal b zur
Ausgangsstufe 18 senden, welche wiederum die Zündpillen mittels eines
Signals c zünden.
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Das zweite Ausführungsbeispiel erlaubt auf diese Weise die Zündung der
Zündpillen bei bestimmten vorgebbaren Bedingungen.
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Das dritte, in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel, ist mit Sensoren
10, 12 für longitudinale und transversale Beschleunigung ausgestattet. Es
sind zwei Auswertekanäle, Kanal 1 und Kanal 2, vorgesehen und die
Ausgangssignale ax, ay der Sensoren 10, 12 werden jedem der
Auswertekanäle 1 und 2 zugeführt. Die Kanäle 1 und 2 können,
beispielsweise, die Baugruppen 14 und 16 von Figur 1 oder Figur 2
enthalten und auf dieselbe Art und Weise arbeiten wie jeweils in dem
ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt
ist. Jeder Kanal 1 und 2 kann dann unabhängig von dem anderen Kanal
feststellen, ob die Komponenten der Beschleunigung des Fahrzeugs die
vorgebbaren Schwellwerte erreichen. Im Fall eines positiven Ergebnisses
erzeugt jeder Kanal ein Ausgangssignal d. Das Ausgangssignal des Kanals 1
wird einem Testschalter 22 zugeführt, wohingegen das Ausgangssignal des
Kanals 2 einer Ausgangsstufe 18' zugeleitet wird, die eine ähnliche
Funktion wie die Ausgangsstufe 18 des ersten und zweiten
Ausführungsbeispiels hat, die jedoch vier Ausgangsanschlüsse aufweist, um
ein Ansteuerungssignal c für jede von vier, schematisch dargestellten
Zündkapseln 20 zu erzeugen. Der Testschalter 22 ist eine weitere
Ausgangsstufe und in diesem besonderen Ausführungsbeispiel identisch mit
der Ausgangsstufe 18' oder einem anderen Transistorschalter. Die
Zündkapseln sind zwischen die Ausgangsstufe 18' und den Testschalter 22
geschaltet. Diese Anordnung bedeutet, daß die Zündkapseln 20 nur dann
gezündet werden können, wenn ein Ansteuerungssignal von beiden Kanälen 1,
2 empfangen wird. Dies ist eine Vorsichtsmaßnahme gegen mögliche
Fehlbewertungen in einem der beiden Kanäle, da die Zündkapseln nur dann
aktiviert werden, wenn beide Kanäle feststellen, daß die
Beschleunigungsbedingungen für eine notwendige Aktivierung der
Zündkapseln vorliegen.
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Das vierte, in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel, verfügt ebenso
über Beschleunigungssensoren 10, 12 für longitudinale und transversale
Beschleunigung. Die Beschleunigungssignale ax und ay werden
jeweiligen Integratoren 24, 26 zugeleitet. Das integrierte Signal ax
wird dann unmittelbar Auswertemitteln 28 zugeleitet, die bestimmen, ob
das Ausgangssignal des Integrators 24 oberhalb eines vorgebbaren
Schwellwertes liegt. Wenn das der Fall ist, wenn also die longitudinale
Beschleunigung derart hoch ist, daß die Rückhaltemittel benutzt werden
sollten, dann leiten die Auswertemittel 28 ein Signal b zu einer
Ausgangsstufe 30, die wiederum ein Ansteuersignal c an jede der
Zündkapseln 20 leitet.
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Die integrierten Signale der Integratoren 24, 26 werden weiterhin auch
zweiten Auswertemitteln 32 zugeleitet. In Abhängigkeit von der relativen
Größe dieser beiden Signale können die Größe und die Richtung der
Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt werden; und wenn diese derart sind,
daß sie vorgebbare Schwellwerte der zweiten Auswertemittel 32 übersteigen
(das bedeutet, daß sie von einem derart großen relativen Wert sind, der
auf einen Aufprall hindeutet, der eine Aktivierung der Sicherheitsmittel
notwendig macht), wird ein Signal A erzeugt und ersten Auswertemitteln 28
zugeleitet, das, wie zuvor beschrieben, zur Aktivierung der Zündpillen 20
dient.
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Die Ausgangssignale der Integratoren 24, 26 werden ebenfalls jeweils
einem weiteren Integrator 34, 36 zugeleitet und das Ausgangssignal dieser
weiteren Integratoren 34, 36 wird dritten Auswertemitteln 38 zugeführt.
Wenn die relativen Werte der beiden zweifach integrierten Signale die
vorgebbaren Werte überschreiten (was andeutet, daß ein Aufprall vorliegt,
der die Betätigung der Rückhaltemittel erfordert), dann wird von den
Auswertemitteln 38 ein Signal B abgegeben und den ersten Auswertemitteln
28 zugeführt. Die ersten Auswertemittel 28 werden tätig, um die
Zündpillen 20 zu zünden.
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Auf diese Weise kann das vierte Ausführungsbeispiel bewirken, daß die
Zündkapseln gezündet werden, wenn die longitudinale Beschleunigung selbst
noch nicht genügend hoch wäre, um die Zündung zu bewirken, wenn aber die
Gesamtbeschleunigung fordert, daß eine Zündung stattfinden sollte. Dieses
Ausführungsbeispiel ist auch besonders vorteilhaft in einem Fall, in dem
die Longitudinalbeschleunigung zwar eventuell hinreichend hoch wäre, um
die Zündung der Zündpillen zu bewirken, aber nur nach einem bestimmten
Zeitablauf. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt häufig eine frühere
Zündung der Zündpillen, insbesondere dann, wenn es sich um einen
Schrägaufprall handelt.
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Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß, im Vergleich zu
dezentralisiert angeordneten Sensoren, die Anordnung der Sensoren in
einer zentralen Vorrichtung geringere Einbaukosten verursacht und ein
geringeres Beschädigungsrisiko für die Kabelverbindungen. Die Erfindung
eignet sich auch besonders für die Nachrüstung schon vorhandener
Fahrzeuge, im Vergleich zur Anordnung des Systems in einem neuen
Fahrzeug, während des Baus desselben.
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Die vorliegende Erfindung ist im vorstehenden hauptsächlich mit Bezug auf
die Auslösung eines Airbag beschrieben worden, aber es sollte beachtet
werden, daß sie ähnlich vorteilhaft auch bei anderen Sicherheitssystemen
angewandt werden kann. Beispielsweise können die Signale b oder c der
Ausgangsstufen zum Straffen von Sicherheitsgurten und/oder zur Betätigung
von zentralen Schließanlagen und/oder zur Betätigung einer
Warnleuchtenanlage benutzt werden.
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Die vorliegende Erfindung hat auch den Vorteil, daß getrennte zusätzliche
Funktionen durch Rundumerkennung von Beschleunigungseinwirkungen
steuerbar sind. Zum Beispiel können eine zentrale Schließanlage und
Warnblinkanlagen mit einer Rundumempfindlichkeit ausgestattet werden, das
heißt, sie können beispielsweise betätigt werden, wenn die Beschleunigung
in irgendeiner Richtung einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet; ein
Airbag dagegen sollte nur dann betätigt werden, wenn die
Beschleunigungskomponente aus Frontalrichtung einen Schwellwert
überschreitet, wohingegen das Gurtstraffen und eine zentrale
Gurtsicherung in Abhängigkeit von Wünschen des Fahrzeuginhabers eine
Rundumempfindlichkeit aufweisen sollten.
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Der zweite Sensor ist nicht auf die Erfassung der Beschleunigung in der
transversalen Richtung beschränkt sondern kann, zum Beispiel, auch
Beschleunigungswerte aus Richtungen erfassen, die von der 90º-Richtung in
bezug auf die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs abweichen. Zum Beispiel kann
der Sensor 12 so eingerichtet sein, daß er Beschleunigungswerte aus einer
Schrägaufprallrichtung, zum Beispiel aus einem Winkel von 30º in bezug
auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs erfaßt.