DE3816589A1

DE3816589A1 - Device for triggering a passive safety device

Info

Publication number: DE3816589A1
Application number: DE3816589A
Authority: DE
Inventors: Alfons Woehrl; Peter Ing Grad Hora; Guenter Fendt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1989-11-23
Also published as: DE3816589C2

Abstract

The invention relates to a device for triggering a passive safety device (1, 1a) which is installed in a vehicle and is triggered in the event of an impact. The device has at least one acceleration sensor (4, 4a, 5b), one evaluation circuit (2, 2a, 2b) for its output signals and one triggering circuit (10, 10a) for the safety device (1, 1a). In order to prevent the safety device being triggered in the event of an impact of the vehicle in specific directions, it is proposed according to the invention to provide at least one acceleration sensor (4, 4a, 5b) which outputs significant output signals in the event of such an impact and is connected to a further evaluation circuit (3, 3a, 3b) whose output is connected to an inhibiting input (11, 11a) of the triggering circuit (10, 10a). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auslösung einer passiven Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.The invention relates to a device for triggering a passive safety device in vehicles according to Preamble of the first claim.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 37 17 427.4 der Anmelderin ist eine solche Einrichtung be kannt, die mehrere Beschleunigungsaufnehmer mit unterschiedlich ausgerichteten Empfindlichkeitsachsen aufweist. Für jeden Be schleunigungsaufnehmer, z.B. eine piezoelektrische Keramik, ist eine Integratorschaltung vorgesehen, die das Ausgangssignal des zugehörigen Beschleunigungsaufnehmers ab einer bestimmten Schwelle aufintegriert. Die integrierten Signale werden dann mit einem Schwellenwert verglichen, der so gewählt ist, daß bei Überschreiten dieses Schwellenwertes die passive Sicherheitsein richtung zur Auslösung bereitgehalten wird. Die Auslösung tritt jedoch erst ein, wenn die aufintegrierten Ausgangssignale beider Signalkanäle einen bestimmten minimalen zweiten Schwellenwert überschreiten. Dieser zweite Schwellenwert ist kleiner gewählt als der die Auslösung der Sicherheitseinrichtung bestimmende erste Schwellenwert. Mit einer derartigen Bewertung der für die Auslösung ausreichenden ersten Schwellenwerten mit Hilfe der zweiten Schwellenwerte können ein Heck- bzw. Seitenaufprall von einem Frontal- oder Schrägaufprall unterschieden werden. Nur bei den beiden letzteren Aufprallarten werden auch die niedrigen zweiten Schwellenwerte in beiden Signalkanälen überschritten, so daß dann die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird. Bei einem Heck- bzw. Seitenaufprall werden die niedrigen zweiten Schwel lenwerte zumindest in einem Signalkanal nicht überschritten, so daß dann auch nicht die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird. From the unpublished German patent application P 37 17 427.4 of the applicant is such a facility knows the several accelerometers with different aligned sensitivity axes. For every be accelerometers, e.g. is a piezoelectric ceramic an integrator circuit is provided which the output signal of associated accelerometer from a certain Threshold integrated. The integrated signals are then with compared to a threshold value which is chosen such that at Passive safety levels exceed this threshold direction is ready for triggering. The trigger occurs however, only when the integrated output signals of both Signal channels a certain minimum second threshold exceed. This second threshold is chosen to be smaller than the one that determines the triggering of the safety device first threshold. With such an assessment of the for Triggering sufficient first threshold values using the second threshold values can be a rear or side impact of a frontal or diagonal impact can be distinguished. Only at the latter two types of impact are also the low ones second threshold values exceeded in both signal channels, see above that the safety device is then triggered. At a Rear or side impact become the low second smolder len values not exceeded at least in one signal channel, so that the safety device is then not triggered either.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ein richtung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der die Sicherheitseinrichtung gesperrt werden kann, wenn das Fahrzeug einen Aufprall aus einer Richtung erfährt, bei der die Sicher heitseinrichtung nicht ausgelöst werden darf, d.h. insbesondere bei einem Heckaufprall und gegebenenfalls auch bei einem Seiten aufprall oder einem Aufprall schräg von hinten.The invention has for its object an improved one to indicate the direction in question with which the Safety device can be locked when the vehicle experiences an impact from a direction where the safety device must not be triggered, i.e. in particular in the event of a rear-end collision and possibly also on one side impact or an impact obliquely from behind.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnen den Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is according to the invention by characterizing solved the part of claim 1 specified features.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteran sprüchen hervor.Further embodiments of the invention can be found in the subordinate sayings.

Demgemäß werden Beschleunigungsaufnehmer verwendet, die bei einem Aufprall aus einer Richtung, in der eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung nicht erwünscht ist, signifikante Signale abgeben. Diese Signale werden wie die zu einer Auslösung der Sicherheitseinrichtung führenden Signale ausgewertet und sper ren, wenn sie einen bestimmten Schwellenwert überschreiten, die Auslösung der Sicherheitseinrichtung. Vorzugsweise werden als Beschleunigungsaufnehmer die gleichen Beschleunigungsaufnehmer verwendet, die auch zu einer Detektierung von Frontal- bzw. Schragaufprallen verwendet werden. Solche Beschleunigungs aufnehmer, z.B. piezoelektrische Keramiken, haben eine bestimmte Empfindlichkeitscharakteristik, so z.B. eine Kosinus -Charak teristik um eine Vorzugsrichtung. Die Ausgangssignale werden dann invertiert und der weiteren Auswerteschaltung zugeführt. Diese Auswerteschaltung kann, ebenso wie die Auswerteschaltung in den zu einer Auslösung der Sicherheitseinrichtung führenden Signalkanälen aus einer Integrator- und einer Schwellenwert schaltung bestehen. Wird in den weiteren Auswerteschaltungen ein bestimmter Schwellenwert überschritten, so wird die Auslösung der Sicherheitseinrichtung gesperrt. Accordingly, accelerometers are used that at an impact from a direction in which the Security device is not desirable, significant signals submit. These signals are like those that trigger the Safety device leading signals evaluated and lock if they exceed a certain threshold, the Triggering the safety device. Preferably as Accelerometers the same accelerometers used, which is also used to detect frontal or Oblique impacts are used. Such acceleration transducers, e.g. piezoelectric ceramics have a specific one Sensitivity characteristics, e.g. a cosine charak teristics around a preferred direction. The output signals are then inverted and fed to the further evaluation circuit. This evaluation circuit can, just like the evaluation circuit in those leading to a triggering of the safety device Signal channels from an integrator and a threshold circuit exist. Will be in the other evaluation circuits certain threshold value is exceeded, then the triggering the safety device blocked.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß auch dann, wenn den sonstigen Auslöseeinrichtungen in den zur Auslösung der Sicherheitseinrichtung dienenden Signalkanalen Stör- oder Streu signale auftreten, die zu einer nicht gewünschten Auslösung der Sicherheitseinrichtung führen konnten, diese Auslösung zuverläs sig verhindert wird.With the invention the advantage is achieved that even if the other triggering devices in the to trigger the Safety device serving signal channels interference or stray signals occur which lead to an undesired triggering of the Safety device could lead to this triggering sig is prevented.

Bevorzugt werden gemäß der Erfindung mehrere Beschleunigungs aufnehmer verwendet, wobei in der Regel zwei Beschleunigungs aufnehmer ausreichend sind, die mit ihren Empfindlichkeitsachsen in einer horizontalen Ebene unter bestimmten Winkeln gegen die Fahrzeuglängsachse angestellt sind. Diese Winkel können z.B. entgegengesetzt gleich, ungleich oder parallel zur Längs- und Querachse des Fahrzeuges angeordnet sein. Die Anordnung hängt unter anderem von der gewünschten Auslöse- bzw. Sperrcharakte ristik der Sicherheitseinrichtung ab.According to the invention, several accelerations are preferred transducer used, usually two acceleration sensors with their sensitivity axes are sufficient in a horizontal plane at certain angles against the Longitudinal vehicle axis are employed. These angles can e.g. opposite the same, unequal or parallel to the longitudinal and Be arranged transverse axis of the vehicle. The arrangement depends among other things, of the desired trigger or blocking characteristics of the safety device.

Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert, in denen jeweils ein Blockschalt bild einer Einrichtung zur Auslösung einer Sicherheitsein richtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.The invention is explained in more detail in three exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 to 3, in each of which a block diagram of a device for triggering a safety device according to the invention is shown.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Auslösung einer Sicherheits einrichtung, z.B. eines Luftkissens oder eines Gurtstrammers, in einem Kraftfahrzeug dargestellt, wobei diese Auslöseeinrichtung zwei Signalkanäle 2 und 3 aufweist, die jeweils einen Beschleu nigungsaufnehmer 4 bzw. 5, eine Integratorschaltung 6 bzw. 7 und eine Schwellenwertschaltung 8 bzw. 9 aufweisen. Der Beschleuni gungsaufnehmer 4 hat eine durch einen Pfeil angedeutete bevor zugte Empfindlichkeitsachse, so daß an dessen Ausgang bei einem Aufprall des Fahrzeuges in dieser Richtung und in einem gewissen Bereich um die Empfindlichkeitsachse signifikante Ausgangssi gnale am Ausgang des Beschleunigungsaufnehmers erscheinen. Der Beschleunigungsaufnehmer ist z.B. eine piezoelektrische Keramik. Die Ausgangssignale des Beschleunigungsaufnehmers 4 werden ab einem gewissen Schwellenwert in der Integratorschaltung 6 auf integriert. Erreicht das aufintegrierte Signal einen bestimmten, durch die Schwellenwertschaltung 8 vorgegebenen Wert, so wird eine mit dem Ausgang der Schwellenwertschaltung 8 verbundene Auslöseschaltung 10 aktiviert.In Fig. 1, a device for triggering a safety device, such as an air cushion or a belt tensioner, is shown in a motor vehicle, this triggering device has two signal channels 2 and 3 , each with an accelerometer 4 or 5 , an integrator circuit 6 or 7 and have a threshold circuit 8 or 9 . The acceleration transducer 4 has an indicated by an arrow before fused sensitivity axis, so that at its output in an impact of the vehicle in this direction and in a certain range around the sensitivity axis, significant output signals appear at the output of the accelerometer. The accelerometer is, for example, a piezoelectric ceramic. The output signals of the accelerometer 4 are integrated in the integrator circuit 6 from a certain threshold value. Aufintegrierte the signal reaches a certain, predetermined by the threshold circuit 8 value, means connected to the output of the threshold circuit 8 tripping circuit 10 is activated.

Für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung 1 müssen jedoch bestimmte Bedingungen im zweiten Signalkanal 3 vorhanden sein.However, certain conditions must be present in the second signal channel 3 for the safety device 1 to be triggered.

Die ebenfalls durch einen Pfeil angedeutete Empfindlich keitsachse des in diesem Signalkanal 3 vorhandenen Beschleuni gungsaufnehmers ist in diesem Falle entgegengesetzt zu derjeni gen des Beschleunigungsaufnehmers 4. Dient der Beschleunigungs aufnehmer 4 z.B. zur Detektierung eines Frontal- bzw. Schrägauf pralles von vorne, so detektiert der Beschleunigungsaufnehmer 5 einen Heckaufprall 5 oder einen Aufprall schräg von hinten und gibt in diesem Falle signifikante Ausgangssignale ab. Diese Aus gangssignale werden ab einem bestimmten Schwellenwert in der Integratorschaltung 7 aufintegriert. Überschreiten die aufinte grierten Signale einen durch die Schwellenwertschaltung 9 vorge gebenen Schwellenwert, so ist dieses gleichbedeutend mit einem Heckaufprall, so daß die Auslöseschaltung 10 gesperrt wird. Hierzu ist der Ausgang der Schwellenwertschaltung 9 mit einem Sperreingang 11 der Auslöseschaltung 10 verbunden.The indicated also by an arrow Sensitive keitsachse of existing in this signal channel 3 Accelerati gungsaufnehmers in this case is opposite to that of the acceleration derjeni gen. 4 If the acceleration sensor 4 is used, for example, to detect a frontal or oblique impact from the front, then the acceleration sensor 5 detects a rear impact 5 or an impact obliquely from the rear and in this case emits significant output signals. From these output signals are integrated in the integrator circuit 7 from a certain threshold. If the integrated signals exceed a threshold value given by the threshold circuit 9 , this is synonymous with a rear impact, so that the trigger circuit 10 is blocked. For this purpose, the output of the threshold circuit 9 is connected to a lock input 11 of the trigger circuit 10 .

Die Sicherheitseinrichtung wird demnach nur dann ausgelöst, wenn in dem ersten Signalkanal 2 signifikante Signale auftreten, im zweiten Signalkanal 3 jedoch keine derartigen Signale vorliegen.The safety device is therefore only triggered when significant signals occur in the first signal channel 2 , but no such signals are present in the second signal channel 3 .

In Fig. 2 sind zwei Beschleunigungsaufnehmer 4 a und 5 b darge stellt, deren Empfindlichkeitsachsen wiederum durch Pfeile ange geben sind. Durch die schräggestellten Pfeile wird angedeutet, daß die Empfindlichkeitsachsen unter entgegengesetzt gleichen Winkeln zur Fahrzeuglängachse in einer horizontalen Ebene gele gen sind. Dieser Winkel liegt üblicherweise zwischen 30 und 45°. Als Beschleunigungsaufnehmer können wiederum piezoelektrische Keramiken verwendet werden. Diese Beschleunigungsaufnehmer geben bei einem Aufprall von vorne in Richtung der jeweiligen Empfind lichkeitsachse maximale positive Signale, bei einem Aufprall aus der entgegengesetzten Richtung maximale negative Signale ab.In Fig. 2, two accelerometers 4 a and 5 b are Darge, the sensitivity axes are in turn indicated by arrows. The diagonal arrows indicate that the sensitivity axes are at opposite equal angles to the vehicle's longitudinal axis in a horizontal plane. This angle is usually between 30 and 45 °. Piezoelectric ceramics can in turn be used as accelerometers. These accelerometers emit maximum positive signals in the event of an impact from the front in the direction of the respective sensitivity axis, and maximum negative signals in the event of an impact from the opposite direction.

Die Ausgangssignale des Beschleunigungsaufnehmers 4 a werden in einer Integratorschaltung 6 a aufintegriert, deren Ausgang mit einer Schwellenwertschaltung 8 a verbunden ist. Deren Ausgang ist mit einer Auslöseschaltung 10 a für eine Sicherheitseinrichtung 1 a verbunden. Beschleunigungsaufnehmer 4 a, Integratorschaltung 6 a sowie Schwellenwertschaltung 8 a bilden somit einen dem Si gnalkanal 2 in Fig. 1 entsprechenden Signalkanal 2 a. In glei cher Weise wird ein zweiter Signalkanal 2 b aus dem Beschleuni gungsaufnehmer 5 b, einer Integratorschaltung 6 b und einer Schwellenwertschaltung 8 b gebildet.The output signals of the accelerometer 4 a are integrated in an integrator circuit 6 a , the output of which is connected to a threshold circuit 8 a . Its output is connected to a trigger circuit 10 a for a safety device 1 a . Accelerometer 4 a, integrator circuit 6 and a threshold circuit 8 a form corresponding to the thus a Si gnalkanal 2 in Fig. 1 signal channel 2 a. In the same way, a second signal channel 2 b is formed from the accelerometer 5 b , an integrator circuit 6 b and a threshold circuit 8 b .

Treten an den Ausgangen der Schwellenwertschaltungen 8 a und 8 b signifikante Signale auf, so wird die Ausloseschaltung 10 a in Bereitschaftstellung gesetzt, wobei hier noch vorgesehen sein kann, die Signale in den beiden Signalkanälen 2 a und 2 b mit einander in geeigneter Weise zu verknüpfen.If significant signals occur at the outputs of the threshold value circuits 8 a and 8 b , the trigger circuit 10 a is set to the standby position, whereby it can also be provided here that the signals in the two signal channels 2 a and 2 b are linked in a suitable manner .

Die Beschleunigungsaufnehmer 4 a und 5 b gehören noch weiteren Signalkanälen 3 a und 3 b an, die jeweils gleich aufgebaut sind. Jeweils mit dem Ausgang des Beschleunigungsaufnehmers 4 a bzw. 5 b ist eine Inverterschaltung 12 a bzw. 12 b verbunden, deren Signale jeweils ab einem bestimmten Schwellenwert in einer Integrator schaltung 7 a bzw. 7 b aufintegriert werden. Übersteigen die auf integrierten Signale einen durch eine Schwellenwertschaltung 9 a bzw. 9 b vorgegebene Schwellenwert, so schalten diese Schwellen wertschaltungen 9 durch. Die Ausgänge der Schwellenwert schaltungen 9 a und 9 b sind über ein ODER-Gatter 13 miteinander verknüpft, dessen Ausgang mit einem Sperreingang 11 a der Aus löseschaltung 10 a verbunden ist. Die Funktion der in Fig. 2 dargestellten Auslöseeinrichtung ist im Prinzip gleich wie die jenige der in Fig. 1 dargestellten Schaltung. Durch die Inver tierung der Ausgangssignale der Beschleunigungsaufnehmer 4 a und 5 b werden in den Signalkanälen 3 a und 3 b signifikante, die Schwelle der Schwellenwertschaltungen 9 a und 9 b übersteigende Signale nur dann auftreten, wenn ein Aufprall von hinten oder schräg von hinten vorliegt. Die Auslöseschaltung 10 a wird in diesem Falle gesperrt, so daß die Sicherheitseinrichtung 1 a auch dann nicht ausgelöst wird, wenn in den Signalkanälen 2 a und 2 b z.B. durch Störeinflüsse verursachte signifikante Signale vorliegen, die die Schwellen der Schwellenwertschaltungen 8 a oder 8 b bzw. zumindest eine dieser Schwellen übersteigen.The accelerometers 4 a and 5 b also belong to further signal channels 3 a and 3 b , which are each constructed identically. In each case with the output of the accelerometer 4 a or 5 b , an inverter circuit 12 a or 12 b is connected, the signals of which are integrated in a integrator circuit 7 a or 7 b from a certain threshold value. If the integrated signals exceed a threshold value specified by a threshold value circuit 9 a or 9 b , these threshold value circuits 9 switch through. The outputs of the threshold circuits 9 a and 9 b are linked together via an OR gate 13 , the output of which is connected to a lock input 11 a of the trigger circuit 10 a . The function of the triggering device shown in FIG. 2 is in principle the same as that of the circuit shown in FIG. 1. By inverting the output signals of the accelerometers 4 a and 5 b , significant signals exceeding the threshold of the threshold circuits 9 a and 9 b only occur in the signal channels 3 a and 3 b when there is an impact from behind or at an angle from behind. The trigger circuit 10 a is blocked in this case, so that the safety device 1 a is not triggered even if there are significant signals in the signal channels 2 a and 2 b, for example caused by interference, which exceed the thresholds of the threshold circuits 8 a or 8 b or exceed at least one of these thresholds.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung kann ebenso einkanalig ausgeführt sein, d.h. lediglich einen Beschleunigungsaufnehmer aufweisen. Ebenso denkbar ist es, mehr als zwei Beschleunigungs aufnehmer mit entsprechenden Empfindlichkeitscharakteristiken zu verwenden.The circuit shown in FIG. 2 can also be single-channel, that is to say have only one accelerometer. It is also conceivable to use more than two accelerometers with corresponding sensitivity characteristics.

Ebenso ist eine Anordnung gemäß Fig. 3 denkbar, wobei ein Auf nehmer 4 b parallel zur Fahrzeuglängsachse und der andere Aufneh mer 5 c quer dazu (90°) angeordnet ist. Die sonstige Auswerte schaltung gleicht der in Fig. 1.Likewise, an arrangement according to FIG. 3 is conceivable, with a receiver 4 b arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle and the other receiver 5 c transversely thereto (90 °). The other evaluation circuit is the same as that in FIG. 1.

Die in den Figuren dargestellten Schaltungen sind aus diskreten Schaltungselementen aufgebaut. Es ist selbstverständlich, daß diese Schaltungen bzw. zumindest Teile davon durch integrierte Schaltungen oder entsprechend durch Software programmierbare Prozessoren, Rechner etc. realisiert werden können.The circuits shown in the figures are discrete Circuit elements built. It goes without saying that these circuits or at least parts thereof by integrated Circuits or correspondingly programmable by software Processors, computers etc. can be realized.

Claims

1.Device for triggering a passive safety device which is installed in a vehicle and is triggered in the event of a collision, with at least one accelerometer, an evaluation circuit for output signals of the at least one accelerometer and a trigger circuit for the safety device, characterized in that that at least one accelerometer ( 4 , 4 a , 5 b ) is provided which, in the event of an impact in which a triggering of the safety device is not desired, in particular in the event of a rear or oblique impact from the rear, gives significant signals that this at least an accelerometer ( 4 , 4 a , 5 b ) is connected to a further evaluation circuit ( 3 , 3 a , 3 b ), and that the output of the further evaluation circuit ( 3 , 3 a , 3 b ) is connected to a lock input ( 11 , 11 a ) the trigger function ( 10 , 10 a ) is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that the at least one accelerometer ( 4 a , 5 b ) is used for triggering the safety device ( 1 , 1 a ) at least one accelerometer ( 4 , 4 a , 5 b ), which is connected to the further evaluation circuit ( 7 a , 7 b ) via an inverter circuit ( 12 a , 12 b ) inverting its output signals.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that when using electrical output signals give the accelerometers ( 4 , 4 a , 5 b ), the further evaluation circuit ( 3 , 3 a , 3 b ) in series an integrator circuit ( 7th , 7 a , 7 b ) and a threshold circuit ( 9 , 9 a , 9 b ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when using several Be accelerometers ( 4 a , 5 b ), each of which detect an impact in which the safety device should not be triggered, each accelerometer ( 4 a , 5 b ) a further re evaluation circuit ( 3 a , 3 b ) is assigned and that the outputs of the further evaluation circuits ( 3 a , 3 b ) via an OR link ( 13 ) with the lock input ( 11 a ) of the trigger circuit ( 10 a ) are connected.