DE4034975C2

DE4034975C2 - Auslösevorrichtung für ein passives Insassen- Rückhaltesystem

Info

Publication number: DE4034975C2
Application number: DE4034975A
Authority: DE
Inventors: Brian K Blackburn; Scott B Gentry
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1989-11-03
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2010-11-03
Also published as: JPH03208751A; DE4034975A1; US5034891A; JPH0676039B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für ein passives Insassenrückhaltesystem in einem Fahr zeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Betätigbare Insassenrückhaltesysteme für Fahrzeuge sind bekannt. Eine besondere Art eines betätigbaren Insassen rückhaltesystems verwendet ein aufblasbares Gas- oder Luftkissen, angeordnet innerhalb des Insassenraumes des Fahrzeugs. Jedes Gaskissen im Fahrzeug besitzt einen elektrisch betätigbaren zugeordneten Zünder, der als Zündladung bezeichnet wird. Derartige Systeme verwenden ferner einen Trägheitsfühler zur Messung der Verzögerung des Fahrzeugs. Wenn der Trägheitsfühler anzeigt, daß das Fahrzeug mit einer Rate oberhalb einer vorbestimmten Schwelle verzögert, so wird ein elektrischer Strom hin reichender Größe und Dauer durch die Zündladung geleitet, um diese zu zünden, die ihrerseits eine ein Verbren nungsgas erzeugende Zusammensetzung zündet oder einen Behälter mit unter Druck stehendem Gas durchbohrt, um so das Gaskissen aufzublasen.

Viele bekannte Trägheitsfühler, die in betätigbaren In sassenrückhaltesystemen verwendet werden, sind mecha nischer Natur. Derartige Fühler sind typischerweise am Fahrzeugrahmen angeordnet und weisen ein Paar von me chanisch betätigbaren Schaltkontakten und ein elastisch vorgespanntes Gewicht auf. Das Gewicht ist derart ange ordnet, daß dann, wenn das Fahrzeug verzögert, das Ge wicht sich bezüglich seiner Befestigung bewegt. Je größer die Verzögerungsrate ist, um so weiter bewegt sich das Gewicht entgegen der Vorspannungskraft. Die Schaltkon takte sind bezüglich des vorgespannten Gewichtes derart angeordnet, daß dann, wenn sich das Gewicht um einen vorbestimmten Abstand bewegt, das Gewicht sich über oder gegen die Schaltkontakte bewegt und sie zum Schließen veranlaßt. Wenn die Schaltkontakte geschlossen sind, so verbinden sie eine Zündladung mit einer Quelle elektri scher Energie, welche ausreicht zum Zünden der Zündla dung.

Bei anderen bekannten betätigbaren Insassenrückhalte systemen für Fahrzeuge ist ein elektrischer Wandler oder ein Beschleunigungssensor vorgesehen, um die Fahrzeug verzögerung aufzunehmen. Derartige Systeme weisen eine Überwachungs- oder Auswerteschaltung auf, die mit dem Ausgang des Wandlers verbunden ist. Solche Wandler lie fern ein elektrisches Signal mit einem Wert, der die Verzögerungsrate des Fahrzeugs anzeigt. Die Überwa chungsschaltung verarbeitet das Wandlerausgangssignal. Ein typisches Verarbeitungsverfahren besteht darin, das Ausgangssignal zu integrieren. Wenn die Ausgangsgröße des Integrators einen vorbestimmten Wert übersteigt, so wird ein elektrischer Schalter betätigt, um eine elektrische Energiequelle mit der Zündladung zu verbinden. Ein Bei spiel eines derartigen Systems ist in der US 3 870 894 beschrieben.

Jene Patentschrift beschreibt ein System mit einem Be schleunigungssensor, einer Auswerteschaltung, verbunden mit dem Beschleunigungssensor, und einer Zündschaltung, verbunden mit einem Ausgang der Auswerteschaltung. Der Beschleunigungssensor weist einen piezoelektrischen Wandler auf, der ein elektrisches Ausgangssignal mit einem Wert liefert, der die Fahrzeugverzögerung anzeigt. Die Auswerteschaltung weist einen Integrator auf, der elektrisch mit dem Ausgang des Beschleunigungssensors über einen Verstärker gekoppelt ist. Die Ausgangsgröße des Integrators ist ein elektrisches Signal mit einem Wert, der das Integral des Beschleunigungssignals angibt. Ein Kippglied ist mit dem Ausgang des Integrators ver bunden. Wenn die Ausgangsgröße des Integrators einen vorbestimmten Wert erreicht, so betätigt das Kippglied eine Zeitverzögerungsschaltung. Die Zeitverzögerungs schaltung erregt nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit periode den Gaskissenzünder. Ein ähnliches System wird in der US 4 836 024 beschrieben. Bei diesem System ist zwi schen Beschleunigungssensor und Integrator jeweils ein Filter geschaltet. Eine zeitliche Verzögerung der Auslö sung ist dort nicht vorgesehen.

Es wurde festgestellt, daß es nicht zweckmäßig ist, ein Fahrzeuggaskissen bei allen Arten von Zusammenstößen, denen das Fahrzeug ausgesetzt sein kann, aufzublasen. Beispielsweise ist es nicht zweckmäßig, das Gaskissen während eines mit niedriger Geschwindigkeit erfolgenden "weichen Zusammenstoßes" aufzublasen. Die Bestimmung von Vorgängen, die in dem Bereich der Definition des "weichen Zusammenstoßes" fallen, hängt von verschiedenen mit der Art des Fahrzeugs in Beziehung stehenden Faktoren ab. Wenn beispielsweise ein großes mit 13 km pro Stunde fah rendes Fahrzeug auf ein geparktes Fahrzeug auffährt, so wird ein solcher Zusammenstoß als ein "weicher Zusammen stoß" angesehen werden, der es nicht erforderlich macht, zum Schutze der Fahrzeuginsassen das Gaskissen aufzubla sen. Die Fahrzeugsitzgurte wären alleine ausreichend, um die Sicherheit der Insassen sicherzustellen. Während eines "weichen Zusammenstoßes" würde ein typischer Be schleunigungssensor ein Ausgangssignal vorsehen, das anzeigt, daß eine schnelle Verzögerung auftritt. Bei einem betätigbaren Insassenrückhaltesystem gemäß der US 3 870 894 würde das Gaskissen aufgeblasen werden, so bald eine vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz auf treten würde und die Verzögerungszeit abgelaufen wäre.

Eine andere Bauart einer elektronischen Steueranordnung für ein betätigbares Insassenrückhaltesystem ist in der US 4 842 301 beschrieben. Diese Patentschrift beschreibt eine Gaskissenbetätigungsschaltung, welche die akustischen Emissionen überwacht, die während des Zusammenstoßes eines Fahrzeugs einer Bauart auftreten, die eine ge schweißte einheitliche Körperstruktur vorsieht mit einem Paar von Rahmenseitenschienen, die sich in Längsrichtung von der Fahrzeugfront zum Fahrzeugheck erstrecken. Zwei akustische Vibrationsfühler sind gemäß diesem Patent so dicht wie möglich am vorderen Ende der Seitenschienen angeordnet. Der Ausgang jedes dieser Sensoren ist mit einem Bandpaßfilter mit einem Frequenzbereich von 200 KHz bis 300 KHz verbunden, um so Komponenten mit niedriger Frequenz auszuschließen. Die Ausgänge der Bandpaßfilter sind mit Hüllkurvendetektoren verbunden. Die Ausgänge der Hüllkurvendetektoren liegen an Komparatoren. Sobald der Pegel der akustischen Vibrationen im Durchlaß-Frequenz band einen Wert übersteigt, der durch die Komparatorbe zugsgröße festgelegt ist, wird das Gaskissen betätigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung für ein Insassenrückhaltesystem vorzusehen, welche das Gaskissen des Systems nur dann aufbläst, wenn eine bestimmte Art eines Aufpralls auf tritt, d. h. eines Aufpralls, der die Verwendung des Gaskissens zum Schutze der Fahrzeuginsassen notwendig macht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Auslösevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird also ein Betätigungssignal für ein Insassenrückhaltesystem in einem Fahrzeug nur dann ge liefert, wenn ein Fahrzeugzusammenstoßzustand vorbe stimmter Art vorliegt. Die Vorrichtung weist einen Fühler auf, der am Fahrzeug befestigbar ist, um beim Auftreten der vorbestimmten Art eines Zusammenstoßzustands ein elektrisches Vibrationssignal zu liefern, welches ver schiedene Frequenzkomponenten besitzt. Mit dem Fühler ist ein Filter verbunden, um ein Signal zu erzeugen, welches anzeigt, daß das Signal des Fühlers bestimmte Frequenz komponenten enthält, die empirisch als Anzeige dafür bestimmt wurden, daß das Fahrzeug sich in einem Zusam menstoßzustand der vorbestimmten Art befindet. Ein Inte grator ist mit dem Fühler verbunden und liefert ein elektrisches Signal, welches das Integral des durch den Fühler gelieferten Signals ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Summierschaltung auf, die mit einem Ausgang des Filters und einem Ausgang des Integrators verbunden ist, um ein Signal zu bilden, welches den Wert der Summe der Ausgangssignale des Filters und des Integrators an gibt. Ein mit der Summierschaltung verbundener monosta biler Multivibrator liefert das Betätigungssignal dann, wenn das Ausgangssignal der Summierschaltung einen vor bestimmten Wert übersteigt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, um ein Betätigungssignal für ein Insassenrückhaltesystem in einem Fahrzeug zu liefern, und zwar beim Auftreten eines Fahrzeugzusammen stoßzustandes einer vorbestimmten Art. Die Vorrichtung umfaßt einen Fühler, der an dem Fahrzeug befestigbar ist, um ein elektrisches Vibrationssignal zu liefern mit ver schiedenen Frequenzkomponenten, und zwar beim Auftreten des Fahrzeugzusammenstoßzustandes. Ein Filter ist mit dem Fühler verbunden, um ein Signal zu erzeugen, welches an zeigt, daß das Signal des Fühlers besondere Frequenzkom ponenten enthält, die empirisch als Anzeige dafür be stimmt wurden, daß sich das Fahrzeug in einem Zusam menstoßzustand der vorbestimmten Art befindet. Ein Inte grator ist mit dem Fühler verbunden, und liefert ein elektrisches Signal, welches das Integral des Signals des Fühlers angibt. Die Vorrichtung weist ferner eine Sum mierschaltung auf, die mit dem Ausgang des Filters und dem Ausgang des Integrators verbunden ist, um ein Signal zu bilden, welches den Wert der Summe der Ausgangssignale des Filters und des Integrators angibt. Ein mit der Sum mierschaltung verbundener monostabiler Multivibrator liefert das Betätigungssignal dann, wenn das Ausgangs signal der Summierschaltung einen vorbestimmten Wert übersteigt. Der Fühler ist eine Masse, die durch Aus legerglieder an einem Rahmen aufgehängt ist, und am Fahrzeug derart befestigt ist, daß dann, wenn das Fahr zeug einem Zusammenstoßzustand ausgesetzt ist, die Masse vibriert oder schwingt, wobei der Fühler ferner Wider standselemente aufweist, die derart mit den Ausleger gliedern gekoppelt sind, daß der Widerstandswert der Widerstandselemente sich beim Schwingen der Masse ver ändert. Das Filter ist ein Bandpaßfilter, verbunden mit einem Ausgang des Fühlers, um elektrische Signale von dem Fühler hindurchzulassen, welche die bestimmten Frequenz komponenten besitzen, die den Fahrzeugzusammenstoßzustand der vorbestimmten Art anzeigen, wobei ferner dem Filter ein Hüllkurvendemodulator nachgeschaltet ist, um einen Spannungswert zu bilden, der von den hindurchgelassenen Frequenzkomponenten herrührt. Das Insassenrückhaltesystem ist ein Gaskissen (Airbag).

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zur Steuerung der Betätigung eines Fahrzeuginsassen rückhaltesystems gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Beschleuni gungssensoranordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Bandpaßfilters und Hüllkurvendemodulators gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Ausgangsgröße der Beschleunigungssensoranordnung dann, wenn das Fahrzeug einem Zusammenstoß mit einer Barriere, bei dem nicht ausgelöst werden soll, ausgesetzt ist;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Fourier-Transfor mation des Ausgangssignals gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Ausgangsgröße der Beschleunigungssensoranordnung, wenn das Fahrzeug einem Zusammenstoßzustand mit langer Geschwindig keitsänderung, bei dem ausgelöst werden soll, ausgesetzt ist;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Fourier-Transfor mation der Beschleunigungssensorausgangsgröße gemäß Fig. 6;

Fig. 8 ein schematisches Blockdiagramm der Hardware- Anordnung zum Erhalt der empirischen Daten, von denen die vorliegende Erfindung Gebrauch macht;

Fig. 9 ein Flußdiagramm der Vorgehensweise zur Bestimmung der relevanten Frequenzkomponenten während eines Fahrzeugzusammenstoßes;

Fig. 10 eine graphische Darstellung des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors während eines Nicht- Auslösezusammenstoßes mit einer Barriere, der Ausgangsgröße der Summierschaltung gemäß Fig. 1 und der Ausgangsgröße des Bandpaßfilters gemäß Fig, 1, gegeneinander versetzt aus Gründen der Klarheit;

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Fourier-Transfor mation der Bandpaßfilterausgangsgröße gemäß Fig. 10;

Fig. 12 eine graphische Darstellung der Ausgangsgröße der Beschleunigungssensoranordnung, während eines Auslösezusammenstoßes dargestellt zusammen mit der Ausgangsgröße der Summierschaltung gemäß Fig. 1 und mit der Ausgangsgröße des Bandpaßfilters gemäß Fig. 1, aber aus Gründen der Klarheit ge geneinander versetzt;

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Fourier-Transfor mation der Ausgangsgröße des Bandpaßfilters gemäß Fig. 12.

Es sei nunmehr das bevorzugte Ausführungsbeispiel im ein zelnen beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch eine Vor richtung 20 zur Verwendung bei der Steuerung der Betäti gung eines Gaskissenrückhaltesystems. Eine Beschleuni gungssensoranordnung 22 ist am Fahrzeug befestigbar und liefert als Ausgangssignal ein elektrisches Schwingungs signal mit Frequenzkomponenten, welche die Art des Zu sammenstoßzustandes anzeigen, dem das Fahrzeug ausgesetzt ist. Der Ausgang 24 ist mit einer Integrierschaltung 26 bekannter Art verbunden. Der Ausgang 24 der Beschleuni gungssensoranordnung 22 ist ebenfalls mit der Eingangs klemme 28 einer Anhebe- oder Verstärkungsschaltung ver bunden. Die Anhebeschaltung 30 weist ein Bandpaßfilter 32 auf, welches derart ausgelegt ist, daß Frequenzkomponen ten mit einem bestimmten Frequenzband hindurchgelassen werden, die im Ausgangssignal der Beschleunigungssen soranordnung 22 vorhanden sind. Der Ausgang 34 des Band paßfilters 32 ist mit einer Hüllkurvendemodulatorschal tung 36 verbunden. Der Ausgang 38 des Integrators 26 und der Ausgang 40 des Hüllkurvendemodulators 36 sind beide mit einer Summierschaltung 42 verbunden.

Der Ausgang 44 der Summierschaltung 42 liegt an einem Eingang 46 eines Komparators 48. Ein weiterer Eingang 50 des Komparators 48 ist mit einer Verbindung 52 eines Spannungsteilnetzwerkes verbunden, welches in Serie geschaltete Widerstände 54, 56 aufweist, die zwischen einer elektrischen Energiequelle V und elektrischer Erde liegen.

Der Ausgang 58 des Komparators 48 ist mit einem monosta bilen Multivibrator 60 verbunden. Der monostabile Multi vibrator 60 liefert ein Impulssignal mit einer vorbe stimmten Zeitdauer dann, wenn der Komparator feststellt, daß die Ausgangsspannung des Summierers 42 größer ist als der Spannungswert an der Verbindung 52. Dieser Impuls zeigt an, daß das Fahrzeug einem Zusammenstoßzustand ausgesetzt ist, für den es erwünscht ist, das Insassen rückhaltesystem zu betätigen. Aus Gründen der Erläuterung sei das Insassenrückhaltesystem hier als ein Gaskissen (Airbag) angesehen.

Der Ausgang 62 des monostabilen Multivibrators 60 liegt an einem elektrischen Schalter 64 an, wie beispielsweise einem Feldeffekttransistor (FET). Der Schalter 64 liegt in Serie mit einer Zündladung 66 zwischen einer elektrischen Energiequelle V und elektrischer Erde. Die Impulslänge des monostabilen Multivibrators ist derart gewählt, daß sichergestellt wird, daß der elektrische Strom an die Zündladung für eine Zeitdauer geliefert wird, die die vom Hersteller angegebene minimale Zeitperiode übersteigt, um so die Betätigung sicherzustellen. Nachdem die Zündladung 66 gezündet ist, wird das Gaskissen zum Einsatz gebracht.

Die Beschleunigungssensoranordnung- bzw. Sensorvorrich tung 22 weist einen Beschleunigungssensor 68 auf, der ein elektrisches Schwingungssignal abgibt mit Frequenzkompo nenten, welche für die bestimmte Art des Fahrzeugzusam menstoßzustandes eine Anzeige bilden. Der Ausgang 70 des Beschleunigungssensors 68 ist mit einem Verstärker 72 verbunden, welcher das Signal des Sensors 68 verstärkt und am Ausgang 24 abgibt.

Fig. 2 zeigt, daß der Beschleunigungssensor 68 eine Masse 74 aufweist, die an einer Auslegertraganordnung 76 befe stigt und an einem Gehäuse 78 aufgehängt ist. Das Gehäuse 78 ist am Fahrzeug befestigbar. Vier veränderbare Wi derstände 80 sind an der Auslegertraganordnung ange ordnet. Die Widerstände 80 sind elektrisch in einer Wheatstone-Brücke geschaltet, und zwar zwischen elek trischer Erde und einer Quelle elektrischer Energie V.

Wenn die Masse 74 des Beschleunigungsmessers 68 sich relativ zu ihrem Gehäuse 78 bewegt, wie dies während eines Fahrzeugzusammenstoßes auftritt, so ändern sich die Widerstandswerte der Widerstände 80. Wegen der Anordnung in einer Wheaterstone′schen Brücke tritt an den Klemmen 82, 84 eine die Bewegung der Masse 74 anzeigende Span nungsveränderung auf.

Die Brückenwiderstände 80 sind mit dem Verstärker 72 verbunden, der am Ausgang 24 ein Signal abgibt, dessen Wert die Bewegung der Masse 74 anzeigt. Im einzelnen ist die Klemme 82 mit einem nicht-invertierenden Eingang 86 eines Operationsverstärkers 88 verbunden. Der Ausgang 90 des Operationsverstärkers 88 ist mit seinem invertieren den Eingang 92 über den einen Rückkopplungswiderstand 94 verbunden. Die Klemme 84 ist mit einem nicht-invertie renden Eingang 96 eines Operationsverstärkers 98 verbun den. Der Ausgang 100 des Operationsverstärkers 98 ist mit seinem invertierenden Eingang 102 über einen Rückkopp lungswiderstand 104 verbunden. Der invertierende Eingang 92 des Operationsverstärkers 88 und der invertierende Eingang 102 des Operationsverstärkers 98 sind miteinander durch einen variablen Widerstand 106 verbunden.

Der Ausgang 90 des Operationsverstärkers 88 liegt auch am nicht-invertierenden Eingang 108 des Operationsverstär kers 110, und zwar über ein Widerstandsteilernetzwerk mit den Widerständen 112, 114. Ein Filterkondensator 116 liegt zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 112, 114 und elektrischer Erde. Der Ausgang 100 des Opera tionsverstärkers 98 ist ebenfalls über einen Widerstand 120 mit dem invertierenden Eingang 118 des Operations verstärkers 110 verbunden. Der Ausgang 122 des Opera tionsverstärkers 110 ist mit seinem invertierenden Ein gang 118 durch eine Parallelschaltung aus Widerstand 124 und Kondensator 126 verbunden.

Wenn die Widerstände 94, 104, 112, 114, 120 und 124 die gleichen mit R bezeichneten Widerstandswerte besitzen und wenn der Wert des variablen Widerstands 106 mit Rvar be zeichnet wird, so ist die Verstärkung "G" des Verstärkers 72 wie folgt gegeben:

G = (1+(2R/Rvar)).

Die Anhebeschaltung 30 in Fig. 1 ist im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Das Bandpaßfilter 32 weist eine Eingangs klemme 28 auf, die mit dem Ausgang 24 des Verstärkers 72 verbunden ist. Die Amplitude des Eingangssignals wird durch in Serie geschaltete Widerstände 140, 142 aufge teilt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 140, 142 ist mit einem invertierenden Eingang 144 eines Operations verstärkers 146 durch einen Kondensator 148 verbunden. Der nicht-invertierende Eingang 150 des Operations verstärkers 146 ist mit elektrischer Erde verbunden. Der Ausgang 152 des Operationsverstärkers liegt am invertie renden Eingang 144 über einen Widerstand 154. Die Ver bindung der Widerstände 140, 142 ist mit dem Ausgang 152 des Operationsverstärkers 146 durch einen Kondensator 156 verbunden.

Indem die Komponentenwerte für das Bandpaßfilter 32 ausgewählt werden, wird eine Frequenz F in der Mitte zwischen den Werten f1 und f2 definiert, welche ein Fre quenzband definieren, in welchem das Filter durchläßt. Ein Wert Q wird gleich dem Wert F, dividiert durch die Frequenzbandbreite, die 3db unterhalb des Spitzenwertes der Filtercharakteristik bei der Frequenz F ist, defi niert. Der Wert des Widerstandes 140 wird mit R140 be zeichnet. Alle anderen Widerstandswerte sind ähnlich ausgelegt, d. h RXXX ist der Widerstand XXX mit dieser Widerstandsnummer in der Zeichnung. Der Wert des Konden sators 148 wird mit C148 bezeichnet. Der Wert anderer Kondensatoren ist in ähnlicher Weise bezeichnet, d. h. CXXX bezieht sich auf XXX in der Zeichnung als Kondensa torzahl. Die Frequenz F kann wie folgt ausgedrückt wer den:

F = (1/2π)·[(1/(R154 × C148 × C156)) × ((1/R140)+(1/R142))]^1/2.

Die Verstärkung G des Bandpaßfilters 32 kann wie folgt ausgedrückt werden:

G = R154/[R140 × (1+(C156/C148))].

Die Werte der Widerstände sind dann durch folgendes bestimmt:

R140 = Q/(G × C156 × 2π × F)
R142 = Q/[((2 × Q²) - G) × C156 × 2π × F]
R154 = (2 × Q)/(C156 × 2π × F).

Die Hüllkurvendemodulatorschaltung 36 weist eine Diode 160 auf, deren Anode 162 am Ausgang 152 des Bandpaß filters 32 liegt. Die Kathode 164 der Diode 160 ist mit der Parallelschaltung aus Widerstand 166 und Kondensator 168 verbunden.

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Ausgangs größe der Beschleunigungssensoranordnung 22, wobei auf der y-Achse die Amplitude und auf der x-Achse die Zeit für einen Nicht-Auslösezusammenstoß oder -aufprall darge stellt ist. Das rauhe Aussehen der graphischen Darstel lung des Ausgangssignals 24 ist auf die Vibrationen der Masse 74 während des Fahrzeugzusammenstoßes zurückzufüh ren. Die Ausgangsgröße 38 des Integrators 26 ist eben falls dargestellt. Fig. 5 zeigt graphisch die Fourier- Transformation des in Fig. 4 gezeigten Beschleunigungs sensorsignals. Die Amplitude ist auf der y-Achse und die Frequenz auf der x-Achse aufgetragen. Die Fourier-Trans formation transformiert das Zeitbereichsausgangssignal der Beschleunigungssensoranordnung 22 in ein Frequenz bereichssignal. Die Fourier-Transformation liefert eine Anzeige dafür, welche Frequenzkomponenten in dem Zeit bereichssignal vorhanden sind. Es wurde entdeckt, daß die Ausgangsgröße 24 der Beschleunigungssensoranordnung 22 bestimmte Frequenzkomponenten aufweist, welche die be stimmte Art des Fahrzeugzusammenstoßes, dem das Fahrzeug ausgesetzt ist, identifizieren.

Wie man in Fig. 5 erkennt, sind keine Frequenzkomponenten zwischen den Frequenzwerten f1 und f2 vorhanden. Durch die Aussage, daß keine Frequenzkomponenten vorhanden sind, wird gesagt, daß Frequenzkomponenten zwischen den Werten f1 und f2 Amplituden besitzen, die kleiner sind als ein vorbestimmter Wert oder die keinen signifikanten Wert besitzen bezüglich der Amplitude der Frequenzkompo nenten, die anderswo im Spektrum vorhanden sind. In den Fig. 6 bzw. 7 ist die Zeitbereichsdarstellung bzw. die Frequenzbereichsdarstellung eines Auslösezusammenstoßes dargestellt. Wie man in Fig. 7 erkennt, besitzt der Aus lösezusammenstoß Komponenten zwischen den Werten f1 und f2.

Es wird angenommen, daß dann, wenn man für eine bestimmte interessierende Fahrzeugart feststellen könnte, welche Frequenzkomponenten während eines Auslösezusammenstoßes vorhanden sind und während eines Nicht-Auslösezusammen stoßes nicht vorhanden sind, man kontinuierlich die Aus gangsgröße 24 auf diese Frequenzkomponenten hin überwa chen könnte und das Gaskissen bei Detektion dieser Fre quenzen betätigen könnte.

Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung 180 zur Bestimmung von Frequenzkomponenten, die durch die Beschleunigungssen soranordnung 22, angebracht an einem Fahrzeug während unterschiedlicher Arten von Zusammenstoßbedingungen abgegeben werden, d. h. bei Auslöse- und Nicht-Auslöse zusammenstößen, denen das Fahrzeug ausgesetzt ist. Ein Auslösezusammenstoß ist ein Aufprall, bei dem es zweck mäßig ist, das Gaskissen auszulösen. Ein Nicht-Auslöse zusammenstoß ist ein Aufprall, bei dem es nicht zweck mäßig ist, das Gaskissen auszulösen.

Die Beschleunigungssensoranordnung 22 ist exakt so auf gebaut, wie oben beschrieben. Der Ausgang 24 der Be schleunigungssensoranordnung 22 ist mit einem Analog- Digital (A/D)Wandler 182 verbunden. Eine Zusammenstoß fühler-Aktivierschaltung 184 ist mit dem Ausgang 24 der Beschleunigungssensoranordnung 22 und mit dem A/D-Um wandler 182 verbunden. Die Zusammenstoßfühler-Aktivier schaltung 184 überwacht das Beschleunigungssensorsignal. Wenn die Größe des Signals am Punkt 24 größer ist als ein vorbestimmter Wert, so aktiviert die Zusammenstoßfühler- Aktivierschaltung 184 den A/D-Umwandler, um die Umwand lung zu beginnen. Die umgewandelten Daten werden in einer Speichervorrichtung 186 gespeichert.

Nachdem Testdaten aufgenommen und gespeichert wurden, werden die Daten darauffolgend durch einen Digitaltrans formationsprozessor 190 verarbeitet. Der Digital-Trans formationsprozessor 190 kann eine von unterschiedlichen Formen besitzen, wie beispielsweise einen Fourier-Trans formator, einen Cosinus-Transformator oder einen von mehreren Arten solcher bekannter Transformatoren. Der Ausgang 192 des Transformators 190 ist mit einem Mi krocomputer 194 verbunden. Der Mikrocomputer 194 bringt die Einzelheiten der Zusammenstoßparameter in Korrela tion, d. h. ob der Zusammenstoß unter Auslösebedingungen oder Nicht-Auslösebedingungen erfolgte, wobei der jewei lige Frequenzgehalt durch den Digital-Transformations prozessor festgestellt wird. Der Mikrocomputer 194 iden tifiziert dann, welche Frequenzkomponenten während einer Auslösezusammenstoßbedingung vorhanden und während einer Nicht-Auslösezusammenstoßbedingung nicht vorhanden sind. Alternativ kann der Ausgang des Digital-Transformations prozessors auf einem Oszilloskop zur Anzeige gebracht werden. Aus der Anzeige der Transformationsdaten für sowohl einen Auslöse- als auch einen Nicht-Auslösezu sammenstoßzustand kann durch einen Beobachter festge stellt werden, welche Frequenzen während eines Auslöse stoßzustandes vorhanden und während eines Nicht-Auslöse zustandes nicht vorhanden sind.

Es ist ins Auge gefaßt, daß die Beschleunigungssensor anordnung 22, der A/D-Wandler 182, die Zusammenstoß fühler-Aktivierschaltung 184 und der Speicher 186 an Bord des im Test befindlichen Fahrzeuges sein würden. Der Di gitaltransformationsprozessor 190 und der Mikrocomputer 192 befänden sich außerhalb des Fahrzeugs. Nachdem das Fahrzeug einen Zusammenstoß ausgeführt hat und die Daten im Speicher 186 gespeichert sind, könnte der Digital transformationsprozessor 190 sodann mit dem Speicher 186 für die weitere Verarbeitung und Analyse verbunden wer den.

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm der Vorgehensweise gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erhalt der Frequenzkompo nenten für Auslöse- und Nicht-Auslösezusammenstöße für ein Fahrzeug. Es ist ins Auge gefaßt, daß der Ablauf für jeden Typ und jedes Modell des Fahrzeugs ausgeführt wird. Dies ist notwendig, weil die Frequenzkomponenten für die gleiche Art des Zusammenstoßzustandes sich abhängig von dem Fahrzeugtyp oder der -klasse ändern können. Der Schritt 250 startet den Ablauf. Im Schritt 252 wird ein Fahrzeug des bestimmten Typs Zusammenstößen bei Nicht- Auslösezuständen ausgesetzt, wie beispielsweise einem Zusammenstoß mit ungefähr 13 km pro Stunde. Das Aus gangssignal der Beschleunigungssensoranordnung bei dem Nicht-Auslösezusammenstoß im Schritt 252 wird im Schritt 254 aufgezeichnet. Das Ausgangssignal der Beschleuni gungssensoranordnung 22 während eines derartigen Nicht- Auslösezusammenstoßzustandes ist in der graphischen Dar stellung der Fig. 4 gezeigt. Im Schritt 256 wird eine Fourier-Transformation an den im Speicher 184 aufge zeichneten Nicht-Auslösezusammenstoßdaten ausgeführt. Die Transformationsdaten sind in der graphischen Darstellung der Fig. 5 gezeigt. Wie man aus der graphischen Darstel lung der Fig. 5 erkennt, sind keine signifikanten Fre quenzkomponenten im Frequenzband zwischen Frequenz f1 und Frequenz f2 vorhanden.

Im Schritt 258 wird der gleiche Fahrzeugtyp einem Auf prall oder Zusammenstoß unter Auslösebedingungen ausge setzt, wie beispielsweise einem Niedriggeschwindigkeits- Zusammenstoß. Das Ausgangssignal der Beschleunigungs sensoranordnung 22 bei der Durchführung des Auslösezu sammenstoßes in Schritt 258 wird in Schritt 260 aufge zeichnet. Das Ausgangssignal der Beschleunigungssen soranordnung 22 während eines derartigen Auslösezusam menstoßzustandes ist in der graphischen Darstellung der Fig. 6 gezeigt. Im Schritt 262 wird die Fourier-Trans formation an den gespeicherten Auslösezusammenstoßdaten ausgeführt. Die Transformationsdaten sind in der gra phischen Darstellung der Fig. 7 gezeigt. Wie man aus der graphischen Darstellung der Fig. 7 erkennt, sind signi fikante Frequenzkomponenten im Frequenzband zwischen der Frequenz f1 und der Frequenz f2 vorhanden. Basierend auf dieser Information wird in Schritt 264 ein Bandpaßfilter für das Frequenzband derart konstruiert, daß zwischen den Frequenzen f1 und f2 vorhandene Signale hindurchlaufen können. Die Komponentenwerte des Bandpaßfilters werden entsprechend den oben diskutierten Gleichungen bestimmt.

In den Fig. 4 und 6 ist die Ausgangsgröße 38 des Inte grators 26 sowohl für eine Nicht-Auslösezusammenstoßbe dingung (Fig. 4) sowie auch für eine Auslösezusammen stoßbedingung (Fig. 6) gezeigt. Die Fig. 10 zeigt den gleichen Nicht-Auslösezusammenstoß wie Fig. 4. Ebenfalls in Fig. 10 ist die Ausgangsgröße des Bandpaßfilters 32 gezeigt und Ausgangsgröße 44 der Summierschaltung 42, wobei es sich hier um die Summe der Ausgangsgröße der Integratorschaltung 26 und der Anhebeschaltung 30 han delt. Die Ausgangsgröße des Bandpaßfilters 32 ist ver setzt und auf der y-Achse aus Gründen der Klarheit dar gestellt. Ein Schwellenwert Vt wird ausgewählt, der für alle Nicht-Auslösezusammenstoßbedingungen größer sein wird als der Wert der Ausgangsgröße 44. Die Durchführung von Nicht-Auslösezusammenstoßbedingungen mit der Anhebe schaltung ist in Fig. 9 beim Schritt 266 dargestellt. Die Fourier-Transformation der Bandpaßfilterausgangsgröße ist in Fig. 11 gezeigt. Zwischen den Frequenzen f1 und f2 sind wenige Frequenzkomponenten vorhanden. Diese Fre quenzkomponenten sind in ihrer Größe unerheblich, ver glichen mit der Ausgangsgröße des Bandpaßfilters während eines Auslösezusammenstoßzustands. Die Auswahl der Werte eines Schwellenwertes Vt ist im Schritt 268 der Fig. 9 dargestellt. Basierend auf dem ausgewählten Wert Vt wer den die Widerstandswerte der Widerstände 54, 56 derart ausgewählt, daß die Spannung am Verbindungspunkt 52 gleich Vt ist. Die Vorgehensweise zur Bestimmung, welche Frequenzkomponenten während einer Nicht-Auslöse- und während einer Auslösezusammenstoßbedingung vorhanden sind, die Konstruktion des Bandpaßfilters, basierend auf dieser Information und die Auswahl der Zündschwelle endet im Schritt 270 der Fig. 9.

Fig. 12 zeigt die Ausgangsgröße 24 der Beschleunigungs sensoranordnung 22 während des Auslösezusammenstoßzu standes gemäß Fig. 6. Die Ausgangsgröße des Bandpaßfil ters 32 und die Ausgangsgröße 44 der Summierschaltung 42 sind ebenfalls dargestellt. Die Fig. 13 zeigt die Fou rier-Transformation des Ausgangssignals des Bandpaßfil ters 32 für diesen Auslösezusammenstoß. Zwischen den Frequenzen f1 und f2 sind Frequenzkomponenten mit einer signifikanten Größe relativ zu den in Fig. 11 gezeigten Werten vorhanden. Es sei bemerkt, daß infolge der Anhe beschaltung 30 die Ausgangsgröße 44 der Summierschaltung 42 sehr schnell ansteigt, verglichen mit der Ausgangs größe der Intergratorschaltung allein.

Die gemäß der Erfindung ausgebildete, schematisch in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung gestattet das Unterscheiden zwi schen einem Auslösezusammenstoßzustand mit einem langen Geschwindigkeitsänderungsimpuls und einem Nicht-Auslöse zusammenstoßzustand bei einer Barrierenkollision mit niedriger Geschwindigkeit, um so die Betätigung des Gas- oder Luftkissens besser zu steuern. Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt auch das Herausfiltern bestimmter an derer Vorgänge, für die es nicht erwünscht ist, das Gas kissen zu betätigen. Wenn beispielsweise das Fahrzeug einem hochfrequenten Hammerschlag ausgesetzt würde, so würden diese Frequenzen durch das Bandpaßfilter heraus gefiltert. Die Integratorausgangsgröße würde sich bei einem Hammerschlag nicht ändern, und zwar infolge der kurzen Zeitdauer für dieses Ereignis.

Es wird ins Auge gefaßt, daß sämtliche Bandpaßfilter für das in dieser Beschreibung beschriebene Ausführungsbei spiel Frequenzkomponenten von weniger als 3 kHz durch lassen würden.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Abwandlungen und Ände rungen sind dem Fachmann gegeben. Beispielsweise könnte die in Fig. 1 gezeigte Anhebeschaltung durch eine Unter drückungsschaltung ersetzt sein, welche das Beschleuni gungssensorausgangssignal auf das Vorhandensein von Fre quenzkomponenten überwachen würde, die einen Nicht-Aus lösezustand anzeigen. Das Ausgangssignal dieser Unter drückungsschaltung würde vom Integratorsignal substra hiert, um die falsche Anzeige eines Auslösezustands zu verhindern. Auch könnten eine Anhebeschaltung und eine Unterdrückungsschaltung gemeinsam eingesetzt werden, wo bei das Ausgangssignal der ersteren zum Ausgangssignal des Integrators addiert und das der letzteren von diesem subtrahiert würde. Ferner wurde das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel hinsichtlich der Betätigung eines Gaskis senrückhaltesystems beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aber auch bei anderen Insassenrückhalte systemen verwendbar. Beispielsweise kann das Betäti gungssignal dazu verwendet werden, einen Sitzgurt in einem verriegelbaren Sitzgurtsystem zu verriegeln oder eine Vorspannvorrichtung für eine Sitzgurtrückholvor richtung in einem Sitzgurtsystem zu betätigen.

Claims

1. Auslösevorrichtung für ein passives Insassen-Rück haltesystem in einem Fahrzeug, mit einem Beschleu nigungssensor, einem Filter, einem Integrator und einem Auslöseglied, dadurch gekennzeichnet, daß einer den Beschleunigungssensor (68) enthaltenen Sensorvorrichtung (22) in nachstehender Reihenfolge ein Integrator (26), ein Summierglied (42), ein Komparator (48), ein monostabiler Multivibrator (60) und ein Auslöseglied (64) nachgeordnet sind, und daß in einer zwischen der Sensorvorrichtung (22) und dem Integrator (26) angeschlossenen und mit dem Sum mierglied (42) verbundenen Parallelleitung das Fil ter (32) und ein Hüllkurvendemodulator (36) hinter einander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (68) in an sich be kannter Weise eine Masse aufweist, die durch Ausl egerglieder an einem am Fahrzeug befestigten Rahmen derart aufgehängt ist, daß bei einem Fahrzeugauf prall die Masse ausgelenkt wird, und daß der Be schleunigungssensor (68) ferner Widerstandsmittel aufweist, die funktionell derart mit den Ausleger gliedern gekoppelt sind, daß der Widerstandswert jedes der Widerstandselemente sich verändert, wenn die Masse aus der Ruhelage ausgelenkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Bandpaßfilter (32) ist, welches mit einem Ausgang der Sensorvorrichtung (22) ver bunden ist, und daß der Hüllkurvendemodulator (36) einen von den durch das Filter (32) hindurchgelei teten Frequenzkomponenten herrührenden Spannungswert liefert.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Insassenrückhaltesystem ein Gaskissen aufweist.