DE3942011C3 - Einrichtung zur Auslösung einer passiven Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auslösung einer passiven Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Einrichtung ist aus der Druckschrift Lennart Johansson: "The Development of an Advanced Airbag Concept", in Proceedings, Vol. 1, ESV Conference, Göteborg, Schweden, 1989, Seiten 299 bis 303 bekannt, die eine Airbag-Auslöseeinrichtung beschreibt, dessen Komponenten, also Sensor mit Signalverarbeitungsschaltung, Gasgenerator und Gassack im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges untergebracht sind, wobei ein einziger Beschleunigungssensor vorgesehen ist. Das von diesem Beschleunigungssensor erzeugte und mittels eines als Impedanzwandler und Filter wirkenden Verstärkers aufbereitete Ausgangssignal wird einer A/D-Wandung unterworfen und einer Vielzahl von parallelgeschalteten Auswertekanälen zugeführt, von denen ein erster eine einfache Integration, ein zweiter eine doppelte Integration und ein dritter eine weitere Integration mit vorheriger Inversion des elektrischen Ausgangssignals des Beschleunigungssensors durchführt. Das Auslösekriterium für den ersten Auswertekanal stellt eine kritische Geschwindigkeit, das Auslösekriterium des zweiten Auswertekanals dagegen ein kritischer Weg dar. Der zweite Auswertekanal wird mit dem dritten Auswertekanal einer Logikschaltung derart verknüpft, daß zwischen einem Unfall, der zum Auslösen der Sicherheitseinrichtung führen soll, und Störsignalen, wie sie von Bodenwellen, Schlaglöchern oder Bordsteinkanten erzeugt werden, unterschieden werden kann. Der dritte Auswertekanal betrifft eine Heckaufprall-Erkennungsschaltung, dessen Ergebnissignal in der Logikschaltung ebenfalls mit den Ergebnissignalen der anderen Auswertekanäle verknüpft werden.

Diese bekannte Airbag-Auslöseeinrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß dessen Bewertung der Ausgangssignale nicht allen möglichen Crash-Situationen gerecht wird.

Ferner ist aus der DE-OS 38 16 587 eine Airbag-Auslöseeinrichtung bekannt. Diese Einrichtung weist mindestens zwei Beschleunigungssensoren auf, die an signifikanten, bei einem Aufprall des Fahrzeuges beaufschlagten Stellen angeordnet sind, wobei ihre Empfindlichkeitsachsen in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet sind. An jedem Beschleunigungssensor sind mehrere Auswertekanäle angeschlossen, in denen die elektrischen Ausgangssignale jedes Beschleunigungssensors nach unterschiedlichen Kriterien bewertet und entsprechende Ergebnissignale abgegeben werden. Ein erster Auswertekanal weist hierbei eine Integrator- und eine Schwellenwertschaltung auf; in den anderen Auswertekanälen werden weitere Kriterien berücksichtigt, z. B. hohe oder niedrige Beschleunigungen bzw. Verzögerungen, ein Heck- oder ein Seitenaufprall und auch kurzfristige Beschleunigungen, wie Hammerschläge. Die elektronischen Schaltungen sind hierbei so weit entwickelt, daß eine Vielzahl von Kriterien berücksichtigt und die gesamte Auslöseeinrichtung auch auf spezielle Fahrzeugeigenschaften ausgelegt werden kann.

Eine Anordnung mehrerer Beschleunigungssensoren in dem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges kann jedoch diese Vorteile zumindest nicht so deutlich erbringen, da hier die bei einem Aufprall wirkenden Kräfte nicht so signifikant differieren, wie an den bezeichneten unterschiedlichen Stellen des Kraftfahrzeuges. Der benötigte Schaltungsaufwand ist daher in Relation zu dem Auswerteergebnis hoch.

Aus der DE-OS 22 22 038 ist eine Einrichtung zur Auslösung von passiven Sicherheitseinrichtungen bekannt, die einen Beschleunigungssensor, vorzugsweise aus piezoelektrischem Keramikmaterial aufweist, dessen unsymmetrisch begrenzten elektrischen Ausgangssignale in einem Auswertekanal zweimal nacheinander aufintegriert werden, wobei die Sicherheitseinrichtung erst dann ausgelöst wird, wenn dieses zweimal integrierte Signal einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Als Auslösekriterium wird hier sozusagen eine kritische Wegstrecke herangezogen. Die Sicherheitseinrichtung wird auf diese Weise nicht bei kurzzeitigen hohen, für Unfallsituationen untypischen Beschleunigungen ausgelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit lediglich einem Beschleunigungsaufnehmer anzugeben, bei der die Auswertekanäle so modifiziert sind, daß präzise Kriterien für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung bestimmbar sind, wobei die gesamte Auslöseeinrichtung mit einem Gaskissen als passive Sicherheitseinrichtung in ein Lenkrad einzubauen ist. Zu fordern ist demnach auch eine einfache und nicht aufwendige elektronische Schaltung hinsichtlich der Auswertekanäle.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß steuert der vierte Auswertekanal ein Zeitglied an, dessen Ausgangssignal in der Logikschaltung mit dem Ergebnissignal des ersten Auswertekanals mit Hilfe eines ersten UND-Gliedes derart verknüpft wird, daß nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach einem mit dem Schwellwertschalter des vierten Auswertekanals detektierten Aufprallbeginns der erste Auswertekanal gesperrt wird. Weiterhin ist ein fünfter Auswertekanal vorgesehen, der einen Schwellenwertschalter zur Detektion eines Schwellenwertes aufweist, dessen Ergebnissignal durch die Logikschaltung mit den Ergebnissignalen der anderen Auswertekanäle mit Hilfe von weiteren UND-Gliedern derart verknüpft werden, daß auch nach Ablauf der Zeitspanne bei Erreichen des zugeordneten Schwellenwertes die Sicherheitseinrichtung ansteuerbar ist, wobei dieser Schwellenwert größer als der Schwellenwert des ersten Auswertekanals ist. Schließlich ist ein unsymmetrischer Begrenzer dem Filter nachgeschaltet.

Es ist insbesondere bemerkenswert, daß sämtliche Auslösekriterien, auch wenn mehr als zwei Auswertekanäle benutzt werden, aus den Ausgangssignalen eines einzigen Beschleunigungsaufnehmers aus piezoelektrischer Keramik abgeleitet werden, einschließlich solcher Beschleunigungen, wie sie bei einem Heckaufprall oder durch Hammerschläge auftreten. Für eine Hammerschlag-Erkennungsschaltung wird das verstärkte, gefilterte und unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal des Beschleunigungssensors einer Schwellenwert- und Zeitschaltung zugeführt, die bei Überschreiten eines hohen, durch eine Beschleunigung vorgegebenen Schwellenwertes ebenfalls die Weitergabe von Signalen aus dem ersten Auswertekanal verhindert. Das Ergebnissignal dieser Hammerschlag-Erkennungsschaltung und dasjenige der Schaltung zum Bestimmen des Auffahrnullpunktes können miteinander in einem UND-Glied verbunden werden, dessen Ausgang dann dem UND-Glied im ersten Auswertekanal zugeführt ist, an dem auch der Ausgang des ersten Schwellenwertschalters liegt.

Schließlich wird noch aus dem verstärkten, gefilterten und unsymmetrisch begrenzten Ausgangssignal des Beschleunigungssensors ein Ergebnissignal hinsichtlich eines Heckaufpralles ermittelt, und zwar, indem das unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal in der Polarität verändert, verstärkt und nach Vorgabe eines unteren Grenzwertes aufintegriert wird. Überschreitet dieses Signal dann einen Schwellenwert, der auf einen Heckaufprall schließen läßt, so wird mit Hilfe einer Zeitschaltung eine Weitergabe der Ergebnissignale aus den anderen Auswertekanälen verhindert, was wiederum mit Hilfe einer UND-Verknüpfung in der Logikschaltung erfolgt.

Schließlich muß noch dafür gesorgt werden, daß dann, wenn trotz des Vorliegens von Ergebnissignalen kein Unfall vorliegt und die Sicherheitseinrichtung verriegelt wurde, die einzelnen Schaltungen nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder zurückgesetzt werden, um so erneut für eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung bereit zu sein. Diese Zeitspanne kann bei etwa 200 msec liegen. Diese Zeitspanne ist groß genug, um bei einem tatsächlichen Unfall die sichere Funktion aller Komponenten innerhalb der gewünschten Zeit von maximal 40 msec zu gewährleisten, andererseits klein genug, um nach einem gewollten Blockieren der Sicherheitseinrichtung nicht mit einem Unfall rechnen zu müssen.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung wurde speziell für den Einbau im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges entwickelt und stellt eine schnelle und zuverlässige Auslösung eines Gaskissens bei einem Aufprallunfall sicher. Ebenso werden Auslösungen bei Störsignaturen, wie sie zum Beispiel bei schlechten Wegstrecken oder durch Hammerschläge bzw. Handschläge entstehen, sicher unterdrückt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher erläutert, in der ein schematisches Blockschaltdiagramm einer Einrichtung zum Auslösen eines Luftkissens dargestellt ist.

Das Ausgangssignal eines piezoelektrischen Beschleunigungssensors 1 wird in einem Verstärker 2 verstärkt, in einem Filter 3 geglättet und in einem Begrenzer 4 unsymmetrisch begrenzt, wobei der Grenzwert für die positiven Amplituden höher liegt als für die negativen. Falls das derart behandelte Ausgangssignal einen Referenzwert überschreitet, der durch einen Referenzwertgeber 5 festgelegt wird, dessen Ausgangssignal einem Differenzglied 6 zugeführt wird, wird das Signal mit Hilfe eines Integrators 7 aufintegriert. Das Ausgangssignal dieses Integrators wird einem ersten Schwellenwertschalter 8 mit einem ersten Schwellenwert S1 zugeführt. Überschreitet das aufintegrierte Signal diesen ersten, relativ niedrigen Schwellenwert, so liegt am Ausgang des Schwellenwertschalters 8 ein erstes Ergebnissignal an. Der Ausgang des Integrators 7 wird ferner noch mit einem zweiten Schwellenwertschalter 9 mit einem zweiten Schwellenwert S2 verbunden, wobei dieser zweite Schwellenwert höher liegt als der erste Schwellenwert S1. Überschreitet das aufintegrierte Signal diesen zweiten Schwellenwert S2, so liegt am Ausgang des Schwellenwertschalters 9 ein zweites Ergebnissignal an.

Mit dem Ausgang des Integrators 7 ist noch ein dritter Schwellenwertschalter 10 mit einem dritten Schwellenwert S3 verbunden, wobei dieser Schwellenwert noch höher als der zweite Wert S2 liegt. Überschreitet das aufintegrierte Ausgangssignal diesen dritten hohen Schwellenwert S3, so liegt am Ausgang des dritten Schwellenwertschalters 10 ein drittes Ergebnissignal an.

Mit dem Ausgang des Integrators 7 ist schließlich noch ein vierter Schwellenwertschalter 11 mit einem sehr niedrigen vierten Schwellenwert S4 verbunden, wobei dieser Schwellenwert S4 noch kleiner als S1 ist. Überschreitet das aufintegrierte Signal diesen sehr niedrigen Schwellenwert S4, so wird hiervon ein Zeitglied 12 angesteuert, dessen üblicherweise einen hohen Pegel aufweisendes Ausgangssignal, d. h. ein Hochsignal nach einer vorgegebenen Zeitspanne T1 abfällt auf ein Niedrigsignal. Das Ausgangssignal dieses Zeitgliedes 12 ist ein viertes Ergebnissignal.

In einem weiteren Auswertekanal wird das unsymmetrisch begrenzte Signal des Beschleunigungssensors 1 einem ersten Integrator 20 zugeführt und aufintegriert. Das Ausgangssignal eines Referenzgebers 21 wird einem Differenzglied 22 zugeführt, das mit dem Ausgang des ersten Integrators 20 verbunden ist. Das Signal des Differenzgliedes 22 wird einem zweiten Integrator 23 zugeführt, der durch die Vorgabe des Referenzwertes ständig zurückgesetzt wird, so daß normale Fahrgeräusche sowie die in der Sensorelektronik erzeugten Fehlersignale, z. B. bedingt durch Bautoleranzen oder Leckströme, zu keiner Aufintegration führen können. Das Ausgangssignal des zweiten Integrators 23 entspricht somit einem Wegsignal, das einem fünften Schwellenwertschalter 24 mit einem fünften Schwellenwert S5 zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses fünften Schwellenwertschalters ist das fünfte Ergebnissignal.

Das unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 1 wird noch einem weiteren Auswertekanal zugeführt, nämlich einer Heckaufprallerkennungsschaltung. Diese umfaßt zunächst einen invertierenden Verstärker 31, in dem die Polarität des Beschleunigungssignales invertiert wird. Von dem Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers 31 wird ein Referenzsignal abgezogen, das mit Hilfe eines Referenzgebers 32 erzeugt und einem Differenzglied 33 zugeführt wird, das mit dem Ausgang des Verstärkers 31 verbunden ist. Das derart aufbereitete Signal wird dann einem Integrator 34 zugeführt. Überschreitet dieses aufintegrierte Signal den Schwellenwert S6 eines sechsten Schwellenwertschalters 35, so wird ein invertierender Impulslängenverdoppler 36 angesteuert, der die Polarität des Ausgangssignales des Schwellenwertschalters 35 invertiert und die Länge des Ausgangsimpulses dieses sechsten Schwellenwertschalters verdoppelt. Das Ausgangssignal dieses invertierenden Impulslängenverdopplers 36 ist das sechste Ergebnissignal.

Ein weiterer Auswertekanal bildet eine Hammerschlag-Erkennungsschaltung. Der Ausgang des unsymmetrischen Begrenzers 4 ist hierzu mit dem Eingang eines siebten Schwellenwertschalters 41 verbunden. Dieser Schwellenwertschalter ist z. B. ein rücksetzbares RS-Flip-Flop mit einem Schwellenwertschalter im Eingang und einem invertierenden Ausgang. Üblicherweise ist der Ausgang dieses siebten Schwellenwertschalters ein Hochsignal, das dann, wenn der Schwellenwert S7 des Schwellenwertschalters 41 überschritten wird, zu einem Niedrigsignal wird. Das Ausgangssignal dieses siebten Schwellenwertschalters 41 ist das siebte Ergebnissignal.

Für das Zeitglied 12, den Integrator 20 und den Schwellenwertschalter 41, sämtlich rücksetzbare Schaltungskomponenten, ist noch eine Rücksetzschaltung vorgesehen, die einen als Mono-Flop ausgebildeten Impulsverlängerer 51, ein ODER-Glied 52 und einen Impulsverlängerer 53 aufweist, an dessen Ausgang das Rücksetzsignal erscheint. Aufbau und Funktion der Schaltung wird in Zusammenhang mit der Funktionsbeschreibung der Auslöseeinrichtung erläutert.

Die Ergebnissignale werden einer Logikschaltung 61 zugeführt und dort so verknüpft, daß nur bei einem tatsächlichen Aufprall des Kraftfahrzeuges ein Luftkissen 62 aufgeblasen wird. Das vierte und das siebte Ergebnissignal des Zeitgliedes 12 bzw. des siebten Schwellenwertschalters 41 werden noch in einem UND-Glied 63 zusammengefaßt, bevor dieses zusammengefaßte Ergebnissignal der Logikschaltung 61 zugeführt wird.

Die Logikschaltung 61 weist ein UND-Glied 64 auf, dem das erste Ergebnissignal und das aus dem vierten und siebten Ergebnissignal kombinierte Signal zugeführt werden. Ferner ist ein ODER-Glied 65 vorgesehen, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes 64 verbunden ist und dessen zweitem Eingang das zweite Ergebnissignal zugeführt wird. Einem UND-Gatter 66 werden das Ausgangssignal des ODER-Gatters 65 und das sechste Ergebnissignal zugeführt. An den beiden Eingängen eines weiteren ODER-Gliedes 67 liegt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 66 und das dritte Ergebnissignal an. Als letzte Stufe dieser Logikschaltung 61 ist ein UND-Glied 68 vorgesehen, das einerseits mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 67 und zum anderen mit dem Ausgang des fünften Schwellenwertschalters 24 verbunden ist, an dem das fünfte Ergebnissignal erscheint. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 68 dient schließlich zur Ansteuerung eines Gasgenerators für das Gaskissen 62.

Die Funktion der beschriebenen Auslöseeinrichtung bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges ist folgend:

Das verstärkte, gefilterte und unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 1 wird ab einer bestimmten, durch den Referenzgeber 5 vorgegebenen Schwelle im Integrator 7 aufintegriert. Sobald der niedrigste vierte Schwellenwert S4 erreicht wird, schaltet der Schwellenwertschalter 11 durch, steuert damit das Zeitglied 12 an, so daß sich dessen Ausgangssignal, das normalerweise ein Hochsignal ist, nach einer Zeitspanne T1 von z. B. 25 msec in ein Niedrigsignal umwandelt. Während der ersten 25 msec nach Erkennen des Beginnes des Aufpralls in dem Schwellenwertschalter 11 liegt somit am UND-Glied 63 an einem Eingang ein Hochsignal als viertes Ergebnissignal an.

Das unsymmetrisch begrenzte Signal des Beschleunigungssensors wird zusätzlich dem siebten Schwellenwertschalter 41 zugeführt, d. h. der Hammerschlag-Erkennungsschaltung. Das Ausgangssignal dieses siebten Schwellenwertschalters 41 ist normalerweise ein Hochsignal. Da dieses siebte Ergebnissignal am zweiten Eingang des UND-Gliedes 63 anliegt, schaltet das UND-Glied durch, so daß nun am zweiten Eingang des UND-Gliedes 64 ebenfalls ein Hochsignal anliegt. Wäre in dem siebten Schwellenwertschalter 41 der dortige Schwellenwert überschritten worden, so hieße das, daß auf den Beschleunigungsaufnehmer eine unzulässig hohe Kraft, z. B. durch einen Hammerschlag oder durch einen Schlag auf das Lenkrad gewirkt hätte. In diesem Falle wäre das Ausgangssignal des Schwellenwertschalters 41 abgefallen, so daß das UND-Glied 63 gesperrt worden wäre, demnach auch das UND-Glied 64.

Dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 64 wird das erste Ergebnissignal zugeführt, das durch die Integration des unsymmetrisch begrenzten Signals des Beschleunigungsaufnehmers ab einer Schwelle erzeugt wird. Erreicht das aufintegrierte Signal den Schwellenwert S1 des ersten Schwellenwertschalters 8, dann schaltet das UND-Glied 64 durch, so daß auch am Ausgang des nachfolgenden ODER-Gliedes 65 ein Ausgangssignal erscheint. Ein Ausgangssignal des nachfolgenden UND-Gliedes 66 erscheint jedoch nur dann, wenn das sechste Ergebnissignal ebenfalls ein Hochsignal ist, d. h. dann, wenn kein Heckaufprall detektiert worden ist. Hierzu wird das unsymmetrisch begrenzte Signal des Beschleunigungsaufnehmers in dem Verstärker 31 invertiert und ab einer durch den Referenzgeber 32 festgelegten Schwelle im Integrator 34 aufintegriert. Dies erfolgt somit nur, wenn auf den Beschleunigungsaufnehmer 1 eine "negative" Beschleunigungskraft wirkt, d. h., daß auf das Kraftfahrzeug ein anderes von hinten aufprallt. In einem solchen Fall soll natürlich die Sicherheitseinrichtung nicht ausgelöst werden. Durch die Filterung des Signals des Beschleunigungsaufnehmers entsteht jedoch bei schockförmigen Eingangssignalen ein Überschwingen des gefilterten Signales, durch das bei einem Heckaufprall eine Signalamplitude entsteht, die einem Frontalaufprall entspricht. Auch in einem solchen Falle muß demnach verhindert werden, daß die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird. Dies geschieht mit Hilfe des Impulslängenverdopplers 36. Überschreitet nämlich das überschwungene und aufintegrierte Signal die Schwelle S6 des sechsten Schwellenwertschalters 35, so fällt das normalerweise als Hochsignal vorliegende sechste Ergebnissignal auf einen Niedrigpegel ab und sperrt somit das UND-Glied 66. Die Sperrung erfolgt über die doppelte Zeit, die das Ausgangssignal des sechsten Schwellenwertschalters dauert.

Wenn somit weder ein Hecksignal noch ein Hammerschlag vorliegt und das erste Ergebnissignal innerhalb der Zeitspanne T1, d. h. innerhalb von etwa 25 msec erzeugt wurde, wird dieses erste Ergebnissignal bis zu dem einen Eingang des letzten UND-Gliedes 68 geleitet. Erscheint innerhalb der Zeitspanne T1 das erste Ergebnissignal nicht, d. h. wird die Schwelle S1 des ersten Schwellenwertschalters 8 nicht erreicht, dann kann die Sicherheitseinrichtung auch nicht ausgelöst werden. Das Sperren des UND-Gliedes 64 nach der Zeitspanne T1 hat den Sinn, daß eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung nicht erfolgen soll, wenn die Kräfte auf den Beschleunigungssensor so gering sind, daß sie von den Insassen ohne weiteres abgefangen werden können. Sollte nach der Zeitspanne T1 das Kraftfahrzeug in einen Aufprall verwickelt werden, so kann die Sicherheitseinrichtung ebenfalls ausgelöst werden, allerdings dann nur, wenn der Schwellenwert S2 des zweiten Schwellenwertschalters 9 überschritten wird und somit das zweite Ergebnissignal über das ODER-Glied 65 und das UND-Glied 66 an das letzte UND-Glied 68 weitergeleitet wird. Die Schwellenwerte S1, S2, aber auch S3 sind so ausgelegt, daß sie bei einem üblichen Aufprall immer überschritten werden.

Am zweiten Eingang des UND-Gliedes 68 liegt das fünfte Ergebnissignal, d. h. das Ausgangssignal der Delta-Weg-Erkennungsschaltung. Das unsymmetrisch begrenzte Ausgangssignal des Beschleunigungsaufnehmers 1 wird doppelt integriert, so daß das Ausgangssignal des zweiten Integrators 23 einem Wegsignal entspricht.

Überschreitet dieses Signal einen kritischen Wert, entsprechend dem Schwellenwert S5 des fünften Schwellenwertschalters 24, so wird das fünfte Ergebnissignal ein Hochsignal, das am einen Eingang des UND-Gliedes 68 anliegt. Nun kann die Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden.

Die Erzeugung des dritten Ergebnissignales ist nicht mit derjenigen des sechsten Ergebnissignales verknüpft, welches einen Heckaufprall signalisiert. Der dritte Schwellenwertschalter 10 hat eine relativ hohe Ansprechschwelle und wird dann benötigt, falls unmittelbar nach einem Heckaufprall ein Frontal- oder ein anderer Zusammenstoß folgt, bei dem die Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden muß. Unmittelbar nach dem Heckaufprall wird weder das erste noch das zweite Ergebnissignal weitergeleitet, so daß für diesen Ausnahmefall zweier aufeinanderfolgender Zusammenstöße das dritte Ergebnissignal erzeugt werden muß. Bewertet wird dieses dritte Ergebnissignal wieder mit Hilfe der Delta-Weg-Erkennungsschaltung, d. h. mit Hilfe des fünften Ergebnissignals.

Bei einem üblichen Aufprall wird somit das einfach aufintegrierte Signal des Beschleunigungsaufnehmers 1 mit Hilfe der beiden Schwellenwertschalter 8 und 9 ausgewertet, so daß das erste und das zweite Ergebnissignal sozusagen die Aktivierung der Sicherheitseinrichtung 62 vorbereiten. Die Auslösung erfolgt dann, wenn auch in dem Auswertekanal mit den beiden Integratoren 20 und 23 der dort vorgegebene fünfte Schwellenwert S5 entsprechend eines kritischen Weges überschritten wird.

Die in der Schaltung verwendeten Zeitglieder 12 und 41 sowie der Integrator 20 müssen zurückgesetzt werden, wenn einmal der Beginn eines Aufpralles signalisiert wurde und zum anderen, nachdem die Hammerschlagschaltung einmal aktiviert wurde. Entsprechend ist der Ausgang des vierten Schwellenwertschalters 11 mit dem einen Eingang des ODER-Gliedes 52 verbunden. Das am Ausgang des Schwellenwertschalters 11 anliegende Signal nach Beginn eines Aufpralles wird über das ODER-Glied 52 an den Eingang des invertierenden Impulsverlängerers 53 weitergeleitet. Dieses Hochsignal am Eingang des Impulsverlängerers bewirkt, daß dessen Ausgang sofort in den Niedrigzustand übergeht, der am Ausgang des Impulsverlängerers für eine relativ lange Zeitspanne von z. B. 200 msec nach der Ansteuerung am Eingang erhalten bleibt. Ebenfalls angesteuert wird der Impulsverlängerer 53 durch das Ausgangssignal des siebten Schwellenwertschalters 41 bei Erkennung eines Hammerschlages. Das Ausgangssignal des Schwellenwertschalters 41 wird dem Mono-Flop 51 zugeführt, welches auf eine fallende Flanke triggert. Erscheint am Eingang des Mono-Flops 51 eine solche fallende Flanke, so wird am Ausgang ein kurzzeitiger positiver Impuls erzeugt, der über das ODER-Glied 52 wiederum an den Eingang des Impulsverlängerers 53 weitergeleitet wird und diesen, wie oben erwähnt, ansteuert. Der Impulsverlängerer 53 ist retriggerbar. Der Ausgang des Impulsverlängerers 53 ist mit den Rücksetzeingängen des mit einem Zeitglied kombinierten Schwellenwertschalters 41, des Integrators 20 und des Zeitgliedes 12 verbunden. Diese Schaltungskomponenten werden verzögert zurückgesetzt, d. h. nach etwa 200 msec. Ein solches verzögertes Rücksetzen ist nötig, damit nach einem definierten Zeitpunkt, nachdem ein Vorgang erkannt wird, z. B. ein großes Schlagloch, eine Bordsteinkante oder ein Handschlag auf den Beschleunigungsaufnehmer, die einzelnen Auswerte- und Erkennungsschaltungen wieder in einen definierten Ausgangszustand zurückgesetzt werden.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Auslösung einer passiven Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen, insbesondere zur Auslösung eines durch einen Gasgenerator aufzublasendes Gaskissens, wobei Gaskissen und Gasgenerator mit einem Beschleunigungssensor zusammen im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges eingebaut sind, und dem Beschleunigungssensor (1), der vorzugsweise aus piezoelektrischer Keramik besteht, ein Verstärker (2) und ein Filter (3) in Serie nachgeschaltet sind, mit Auswertekanälen, in denen die elektrischen Ausgangssignale des Beschleunigungssensors (1) nach unterschiedlichen Kriterien bewertet und entsprechende Ergebnissignale abgegeben werden, wobei

• a) ein erster Auswertekanal einen Integrator und einen Schwellenwertschalter (7, 8) aufweist,
• b) ein zweiter Auswertekanal eine Serienschaltung aus einem ersten Integrator (20), einem mit einem Referenzwertgeber (21) verbundenen Differenzglied (22), mittels dessen von dem Ausgangssignal des ersten Integrators (20) ein Referenzwert abgezogen wird, einem zweiten Integrator (23) und einem Schwellenwertschalter (24) aufweist,
• c) ein dritter Auswertekanal als Heckaufprall-Erkennungsschaltung ausgebildet ist und
• d) ein vierter Auswertekanal mit einem Schwellenwertschalter (11) vorgesehen ist

sowie mit einer Logikschaltung (61) zum Verknüpfen der Ergebnissignale, die die passive Sicherheitseinrichtung ansteuert, gekennzeichnet durch folgen­ de Merkmale:

• e) der Ausgang des Schwellenwertschalters (11) des vierten Auswerteka­ nals steuert ein Zeitglied (12) an, dessen Ausgangssignal in der Logik­ schaltung (61) mit dem Ergebnissignal des ersten Auswertekanals mit Hilfe eines ersten UND-Gliedes (64) derart verknüpft wird, daß nach einer vorgegebenen Zeitspanne (T1) nach einem mit dem Schwellen­ wertschalter (11) des vierten Auswertekanals detektierten Aufprallbe­ ginn der erste Auswertekanal gesperrt wird,
• f) weiterhin ist ein fünfter Auswertekanal vorgesehen, der einen Schwellenwertschalter (9) zur Detektion eines Schwellenwertes (S2) aufweist, dessen Ergebnissignal durch die Logikschaltung (61) mit den Ergebnissignalen der anderen Auswertekanäle mit Hilfe von weiteren UND-Gliedern (66, 68) derart verknüpft werden, daß auch nach Ablauf der Zeitspanne (T1) bei Erreichen des zugeordneten Schwellenwertes (S2) die Sicherheitseinrichtung ansteuerbar ist, wobei dieser Schwel­ lenwert (S2) größer als der Schwellenwert (S1) des ersten Auswerteka­ nals ist und
• g) schließlich ist ein unsymmetrischer Begrenzer (4) dem Filter (3) nach­ geschaltet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleu­ nigungssensor (1) auf dem piezoelektrischen Prinzip basiert, und daß sämt­ liche Auswertekanäle mit dem Ausgang des unsymmetrischen Begrenzers (4) verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (7) des ersten Auswertekanals die Schwellenwertschalter (8, 9, 11) des ersten, vierten und fünften Auswertekanals nachgeschaltet sind, wobei die zugehörigen Schwellenwerte (S1, S2, S4) bei einem Aufprallereignis von dem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors (1) erreicht werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwel­ lenwert (S4) des vierten Auswertekanals kleiner als der Schwellenwert (S1) des ersten Auswertekanals ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus­ gangssignal des Zeitgliedes (12) auf den ersten Eingang des ersten UND-Glie­ des (64) geleitet wird und der zweite Eingang des ersten UND-Gliedes (64) mit dem Ausgang des Schwellenwertschalters (8) des ersten Auswertekanals ver­ bunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schwellenwertschalters (9) des fünften Auswertekanals mit dem ersten Eingang eines ersten ODER-Gliedes (65) in der Logikschaltung (61) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des ersten UND-Gliedes (64) verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines sechsten Auswertekanals ein Schwellenwertschalter (10) mit einem hohen Schwellenwert (S3) mit dem Integrator (7) des ersten Auswertekanals verbunden ist, wobei das Ergebnissignal auf ein zweites ODER-Glied (67) zur Verknüpfung mit den Ergebnissignalen der anderen Aus­ wertekanäle geleitet wird.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Hammerschlag-Erkennungsschaltung (41) zum Erkennen von nicht auf einen Aufprall eines Fahrzeuges zurückzuführenden Beschleu­ nigungen auf den Beschleunigungssensor (1) vorgesehen ist, die ein mit dem Ausgang des Begrenzers (4) verbundenes RS-Flip-Flop (41) mit einem ein­ gangsseitigen Schwellenwertschalter und einem invertierenden Ausgang aufweist, dessen Signal sperrend auf den ersten Auswertekanal wirkt.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heckaufprall-Erkennungsschaltung (31 bis 36) mit dem Aus­ gang des Begrenzers (4) verbunden ist und einen invertierenden Verstärker (31), einen ab einer Schwelle das Ausgangssignal des Verstärkers aufintegrie­ renden Integrator (34), einen mit dessen Ausgang verbundenen Schwellen­ wertschalter (35) sowie einen mit diesem verbundenen invertierenden Im­ pulsverlängerer (36) aufweist, dessen Ausgangssignal sperrend auf den er­ sten und fünften Auswertekanal wirkt.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale der Logikschaltung (61):

• - der Ausgang des ersten ODER-Gliedes (65) ist auf den ersten Eingang eines zweiten UND-Gliedes (66) geführt, dessen zweiter Eingang mit der Heckaufprall-Erkennungsschaltung (31 bis 36) verbunden ist,
• - der Ausgang des zweiten UND-Gliedes (66) ist auf das zweite ODER- Glied (67) geführt,
• - der Ausgang des zweiten ODER-Gliedes (67) ist mit dem ersten Eingang eines dritten UND-Gliedes (68) verbunden, dessen zweiter Ausgang an den Ausgang des zweiten ODER-Gliedes (67) angeschlossen ist und
• - der Ausgang des dritten UND-Gliedes (68) steuert die Sicherheitsein­ richtung (62) an.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücksetzschaltung (51, 52, 53) vorgesehen ist, die während der Funktion der Einrichtung angesteuerte Zeitglieder (20, 12 und 41) verzögert zurücksetzt.