DE3911087A1 - Vorrichtung zur erfassung von motorfahrzeugkollisionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Motorfahrzeugkollisionen und geht aus von einer sol­ chen Vorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die in Sicherheits- oder Schutzsyste­ men der Art verwendet wird, bei der ein oder mehrere Luftsäcke im Falle einer Kollision aufgeblasen wird bzw. werden.

In letzter Zeit wurde ein Luftsack- oder Lufttaschen­ system zum Schutz des Fahrers und der Mitfahrer für den Fall einer Kollision von Motorfahrzeugen entwickelt. Ein solches Luftsackschutzsystem umfaßt eine Kollisionserfas­ sungs- oder-feststellvorrichtung, die im Falle einer Kol­ lision ein Kollisionssignal erzeugt. Wird dieses Kolli­ sionssignal erzeugt, so wird ein Explosivmittel gezündet, um auf diese Weise den Luftsack sofort aufzublasen, wo­ durch der Fahrer oder die Beifahrer davor geschützt wer­ den, nach vorne geworfen zu werden. In einem solchen System ist einer der wichtigsten Komponententeile der Kollisionssensor, der die Explosiv-Zündschaltung genau zum Zeitpunkt einer Kollision betätigt.

Verschiedenste Arten von Kollisionssensoren sind entwickelt worden, wobei unter anderem ein Rollamite- Sensor vorgeschlagen wurde, der am gebräuchlichsten ist und eine Rollfeder und eine Rollmasse in Form eines Roll­ zylinders umfaßt. In dieser Ausführung eines Kollisions­ sensors wird die Rollmasse mit Hilfe eines gabelförmigen Stützblatts bzw. einer gabelförmigen Haltefolie drehbar gehaltert und gestützt und wird normalerweise im An­ schlag gegen ein Halteglied, das als Widerlager wirkt, an einem Ende des Stützblatts gehalten. Tritt eine Kolli­ sion auf, so rollt die Rollmasse über die Oberfläche des Stützblatts, und ein elektrischer Kontakt, der auf der Außenfläche des zylindrisch aufgerollten Abschnitts des Stützblatts befestigt ist, wird in Kontakt mit einem stationären elektrischen Kontakt gebracht, der zwischen den beiden Schenkeln des gabelförmigen Stützblatts ange­ ordnet ist, so daß eine Zündschaltung für ein Explosiv­ mittel, beispielsweise in Form einer Zündkapseleinheit (Squib) über die geschlossenen Kontakte eingeschaltet wird.

Die freien Enden der beiden Schenkel des gabelförmi­ gen Halte- oder Stützblatts sind sicher und fixiert an einem gemeinsamen Verbindungsglied befestigt und mitein­ ander verbunden, das wiederum an einen einzigen Wider­ stand angeschlossen ist, der zur Ausbildung einer Ausfall- oder Unterbrechungserfassungsschaltung oder einer Diagnose­ schaltung vorgesehen ist.

Die oben beschriebene Rollamite-Kollisionserfassungs­ vorrichtung erfüllt die ihr zugedachte Funktion im Fall einer Beschädigung nicht zufriedenstellend. Um dieses Problem zu beseitigen und die Zuverlässigkeit der System­ funktion zu verbessern, ist die oben ebenfalls erwähnte Diagnoseschaltung vorgesehen, die imstande ist, die Be­ schädigung oder Zerstörung des Kollisionssensors durch elektrische Warnung anzuzeigen. Ein Kollisionssensor die­ ser Art ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungs­ schrift von KOKAI Nr. 54-47 244, veröffentlicht am 13. April, 1979, offenbart.

Im oben beschriebenen Kollisionssensor wird der Wi­ derstand der Diagnoseschaltung unendlich groß, wenn der (nicht gegabelte) Basisabschnitt und/oder beide gegabelte Schenkelabschnitte des gabelförmigen Stützblatts gebrochen sind, wodurch der Ausfall des Kollisionssensors erfaßt werden kann. Ist jedoch nur einer der beiden Schenkel des gabelförmigen Stützblatts gebrochen und unterbrochen, so kann elektrischer Strom durch einen der Schenkelabschnit­ te des Stützblatts fließen, so daß die Ausfallerfassungs­ schaltung ihre Funktion nicht erfüllen kann. Infolgedessen treten Probleme dahingehend auf, daß ein Ausfall oder eine Beschädigung oder Zerstörung des Kollisionssensors nicht einwandfrei erfaßbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1, eine Vorrichtung zur Erfassung von Motorfahr­ zeugkollisionen anzugeben, in der die Ausfallerfassungs­ schaltung sämtliche Defekte und Ausfälle der Schaltung und ihrer Elemente unabhängig von der Lage des Defektes, des Ausfalls oder der Unterbrechung erfassen kann. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die vorliegende Erfindung wird danach eine Vorrichtung zur Erfassung von Motorfahrzeugkollisionen zum Betätigen eines Kollisionsschutz- oder Sicherheits­ systems angegeben, in der ein elektrisch leitendes gabelförmiges Stützblatt vorgesehen ist, das einen Basis­ abschnitt und ein Paar von sich daran anschließenden gegabelten Schenkelabschnitten aufweist, zwischen denen ein feststehender elektrischer Kontakt vorgesehen ist. Eine Rollmasse ist drehbar mit Hilfe dieses Stütz- oder Halteblatts gehaltert, welches auf seiner Oberfläche einen bewegbaren elektrischen Kontakt aufweist, der so ausgelegt ist, daß er in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt bringbar ist. Zur elektrischen Verbindung des Basisabschnitts mit dem Kollisionsschutzsystem ist eine erste Einrichtung vorgesehen. Eine zweite Einrichtung dient zur elektrischen Verbindung des feststehenden elektrischen Kontakts mit dem Kollisionsschutzsystem, wobei die erste und zweite Einrichtung eine Kollisions­ erfassungsschaltung bilden. Zwischen einen der beiden Schenkelabschnitte und dieses System ist eine erste elek­ trische Widerstandseinrichtung geschaltet. Eine zweite elektrische Widerstandseinrichtung ist zwischen den anderen Schenkelabschnitt und dieses System geschaltet, d.h. mit dem Schenkelabschnitt und mit der Erfassungs­ schaltung verbunden. Die erste und zweite elektrische Widerstandseinrichtung sind parallel zueinander geschal­ tet. Eine Einrichtung zur Erfassung und Überwachung von Änderungen im Widerstand über den parallelgeschalteten ersten und zweiten elektrischen Widerstandseinrichtungen erfaßt Ausfälle und Unterbrechungen in der Kollisions­ erfassungsvorrichtung.

Tritt ein Ausfall oder ein Defekt an irgendeiner Stelle des Stützblatts auf, so nimmt die Spannung über dem Widerstand, der mit einem Schenkelabschnitt des Stützblatts verbunden ist, einen anderen Wert als den Wert der Spannung über dem Widerstand an, der mit dem anderen Schenkelabschnitt verbunden ist. Ansprechend auf den Unterschied in der Spannung über den parallelgeschal­ teten Widerständen bzw. Widerstandseinrichtungen wird die Ausfallerfassungsvorrichtung betätigt, wodurch die Warn­ einrichtung beispielsweise in Form einer Warnleuchte er­ regt wird. Da sich der kombinierte Widerstand der Wider­ standseinrichtungen in jedem Fall ändert, wenn irgendeiner der beiden Schenkelabschnitte und/oder der Basisabschnitt des Stützblatts unterbrochen oder gebrochen sind, so können Ausfälle des Stützblatts stets zuverlässig erfaßt werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht eines Motorfahrzeugs, die die Anordnung von Vorrichtungen zur Erfassung von Kollisionen und einer Ausfalldiagnoseeinheit verdeutlicht;

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf ein Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung von Kollisionen;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische perspektivische An­ sicht des Ausführungsbeispiels der Erfindung aus Fig. 2;

Fig. 5 ein Diagramm einer im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwendeten Schaltung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer ge­ bräuchlichen Vorrichtung zur Erfassung von Kollisionen; und

Fig. 7A, 7B und 7C Ansichten, die eine oder mehrere Ausfall- oder Unterbrechungspositionen in einer Kollisionserfassungsvorrichtung anzeigen.

Bevor im folgenden ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wird, wird zunächst zum besseren Verständnis eine gebräuchliche Vorrichtung zum Erfassen von Motorfahrzeugkollisionen erläutert, und es werden die damit auftretenden Probleme geschildert.

Die in Fig. 6 gezeigte gebräuchliche Kollisions­ erfassungs- oder -meßvorrichtung in Form der sogenannten Rollamite-Vorrichtung weist ein gabelförmiges, elastisch federndes Stützblatt 1 in Form einer aufwickelbaren Träger- oder Haltefolie auf, die in und mittels ihrem aufgerollten Abschnitt 1 D eine Rollmasse 2 in Form eines rollenden Zylinders oder einer drehbaren Trommel drehbar hält und stützt, wobei diese Rollmasse normaler­ weise aufgrund der Federwirkung des Blatts 1 gegen ein als Widerlager oder Anschlagglied wirkendes Halte­ glied 3 anstößt. Ein Verbindungsglied 4 verbindet die beiden Schenkel- oder Beinabschnitte 1 A und 1 B des gabelförmigen Stützblatts 1. Ein stationärer elektri­ scher Kontakt 5 ist zwischen den Schenkelabschnitten 1 A und 1 B vorgesehen, während ein weiterer elektrischer Kontakt 2 A auf dem aufgerollten Abschnitt 1 D des Stütz­ blatts 1 vorgesehen ist. Im Fall einer Kollision wird die Rollmasse 2 aus Gründen der Trägheit dazu veran­ laßt, vom Halteglied 3 wegzurollen, und der Kontakt 2 A wird in Kontakt mit dem stationären Kontakt 5 gebracht, wodurch eine Kollisionserfassungs- oder -meßschaltung C zum Feststellen und Erfassen der Kollision geschlossen wird. Eine Unterbrechungs- oder Ausfallerfassungsschal­ tung oder auch Diagnoseschaltung, die einen Widerstand 6 einschließt, ist an das Verbindungsglied 4 angeschlossen, um eine Beschädigung oder Zerstörung des Stützblatts zu erfassen.

Sind an in der Fig. 7A mit X angezeigten Positionen beide Schenkelabschnitte 1 A und 1 B gebrochen und/oder ist der Basisabschnitt des Stützblatts 1 bei einer in Fig. 7C angezeigten Position X gebrochen, so wird der elektrische Widerstand der Diagnoseschaltung unendlich groß, wodurch die Beschädigung des Stützblatts erfaßt wird. Ist jedoch nur einer der beiden Schenkelabschnitte 1 A oder 1 B unterbrochen und gebrochen, wie bei X in Fig. 7B angezeigt ist, so fließt in der Schaltung elek­ trischer Strom, so daß die Beschädigung des Stützblatts nicht festgestellt wird.

In der Kollisionserfassungsvorrichtung der vorliegen­ den Erfindung, die an Hand des Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Fig. 1 bis 5 erläutert wird, wird dieses Problem beseitigt.

Die Bezugszahl 11 in den Fig. 2 und 3 zeigt eine Basis oder einen Grundkörper an, auf dem ein elektrisch leitfähiges Stützblatt 12 angebracht ist, welches eine nach oben konvex gewölbte Oberfläche aufweist. Das Stütz- oder Halteblatt 12 ist beispielsweise aus einer gabelförmigen Blattfeder oder Flachfeder geformt, die im Bereich des Übergangs zwischen dem Basisteil und den beiden Schenkeln der Feder einen gerollten Abschnitt 12 D aufweist. In der Fig. 2 ist der Basisabschnitt des gegabelten Stützblatts 12 mit 12 A bezeichnet, und das sich an den Basisabschnitt anschließende Paar von sich gabelnden Schenkelabschnitten ist mit 12 B und 12 C ange­ deutet. Der Basisabschnitt 12 A ist an einen elektrischen Anschluß 13 angeschlossen, während die Enden der gega­ belten Schenkelabschnitte 12 B und 12 C jeweils in Feder­ halte- oder Aufnahmestücken 13 B und 13 C befestigt sind. Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, sind die Federhaltestücke 13 B und 13 C jeweils an Widerstände R ₁ und R ₂ angeschlos­ sen, die parallel zueinander geschaltet sind und eine Ausfall- oder Unterbrechungserfassungsschaltwing S bilden, die wiederum an eine Kollisionserfassungsschaltungslei­ tung C ₁ angeschlossen sind, die mit einem festen statio­ nären Kontakt 14 verbunden ist, der an einer mittleren Stelle zwischen den Schenkelabschnitten 12 B und 12 C an­ geordnet ist.

Eine Rollmasse 15 in Form eines Zylinders wird drehbar vom Abschnitt 12 D des Stützblatts 12 gehalten und wird normalerweise infolge der Elastizität und der Konvexität der gekrümmten Oberfläche des Stützblatts 12 gegen den Anschluß 13 vorgespannt und gedrückt, so daß die Rollmasse 15 normalerweise gegen ein als Anschlag oder Widerlager wirkendes Halteglied 16 (Fig. 2 und 3) anschlägt, wobei dieses Halteglied 16 sich vom Basis­ abschnitt 11 nach oben erstreckt und normalerweise sta­ tionär gehalten wird. Der Abschnitt 12 D des Stützblatts weist einen elektrischen Kontakt 17 auf, der an der zylindrischen Außenfläche dieses aufgerollten Abschnitts befestigt ist. Ferner ist das Stützblatt 12 an den An­ schluß 13 angeschlossen. Die Leitung C ₁ ist mit dem Kon­ takt 14 und einer weiteren Leitung C ₂ verbunden, die wiederum an den Anschluß 13 angeschlossen ist und eine Kollisionserfassungsschaltung C darstellt.

Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist eine Ausfall- oder Unterbrechungserfassungsschaltung S elektrisch mit einer Zündinitiatoreinheit oder Zündkapseleinheit Q ₁ (die einen elektrischen Widerstand Rs aufweist) sowie mit einer am Fahrzeug angebrachten Spannungsversorgung V verbunden. Eine Ausfall- oder Unterbrechungserfassungs­ einheit K ist parallel zur Erfassungsschaltung S ge­ schaltet. Ansprechend auf ein Ausgangssignal von der Ausfallerfassungseinheit K wird eine Antriebsschaltung D so erregt, daß sie eine Warnleuchte oder Warnlampe T einschaltet. Es ist eine der Schaltung S identische weitere Erfassungsschaltung S vorgesehen, die den oben erläuterten Aufbau der Schaltung S aufweist und in Fig. 5 ebenfalls mit der Zündkapseleinheit verbunden ist. Wie aus der Darstellung in Fig. 1 hervorgeht, ist ein Paar von Kollisionserfassungsvorrichtungen mit jeweils vorgesehenen Detektorschaltungen S an der Vorder­ seite des Fahrzeugs vorgesehen. DG zeigt in Fig. 1 eine Diagnoseeinheit an.

Es sei angenommen, daß die Spannnung über der Er­ fassungsschaltung S Vx ist und daß die Versorgungsspan­ nung V beträgt, wie in Fig. 5 angedeutet. Ferner sei an­ genommen, daß die Widerstände R₁ und R ₂ gleich sind und einen Wert R haben, der 1 kω beträgt, und daß Rs 2ω beträgt. Unter diesen Bedingungen können die folgenden drei Zustände (i), (ii) und (iii) betrachtet werden, in denen jeweils drei unterschiedliche Werte für Vx gewonnen werden:

• (i) Normaler Zustand:
• (ii) Wenn einer der Schenkelabschnitte des Stützblatts gebrochen ist:
• (iii) Wenn beide Schenkelabschnitte des Stützblatts gebrochen sind:
  Vx = V (= 12 V)

Das heißt, daß im Normalzustand der kombinierte Widerstand R/2 beträgt; daß im Fall des Ausfalls oder der Unterbrechung eines Schenkelabschnitts der Widerstand R beträgt; und daß im Fall des Ausfalls oder der Unter­ brechung beider Schenkelabschnitte der Widerstand unendlich groß wird. Diese Widerstandsvariationen werden erfaßt und mittels der Schaltungen K und D an die Warnleuchte weiter­ gegeben, wodurch der Fahrer bei einem Ausfall der Kolli­ sionserfassungsvorrichtung gewarnt wird.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung von Motor­ fahrzeugkollisionen Widerstände parallel zueinander ge­ schaltet und mit den Schenkelabschnitten des Stützblatts verbunden, so daß der Ausfall des Stützblatts erfaßt werden kann, indem Änderungen der Spannung über den Widerständen festgestellt und überwacht werden. Hieraus folgt, daß unabhängig von der Position des Ausfalls oder der Unter­ brechung des Stützblatts dieser Ausfall zuverlässig er­ faßt werden kann, so daß dadurch auch die Zuverlässigkeit des Luftsackschutzsystems erhöht wird.

Die Erfindung wurde an Hand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels erläutert, es sind jedoch daneben zahl­ reiche Änderungen und Modifikationen denkbar, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Erfassung von Motorfahrzeugkollisionen zum Betätigen eines Kollisionsschutzsystems, aufweisend: ein elektrisch leitendes gabelförmiges Stützblatt mit einem Basisabschnitt und einem Paar von Schenkelabschnitten; einen festen, zwischen den Schenkelabschnitten vorgesehenen elektrischen Kontakt; eine Rollmasse, die mittels des Stützblatts drehbar gehaltert ist, auf welchem ein beweg­ barer elektrischer Kontakt so angeordnet ist, daß er mit dem festen Kontakt in Kontakt bringbar ist; eine erste Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Basisabschnitts mit dem Kollisionsschutzsystem; und eine zweite Einrichtung zur elektrischen Verbindung des festen elektrischen Kontakts mit dem Kollisionsschutzsystem, wobei die erste und zweite elektrische Verbindungseinrichtung eine Kollisionserfas­ sungsschaltung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste elektrische Widerstandseinrichtung (R ₁) vorgesehen ist, die an einen (12 B) der Schenkelabschnitte angeschlossen ist; daß eine zweite elektrische Wider­ standseinrichtung (R ₂) vorgesehen ist, an die der andere Schenkelabschnitt (12 C) angeschlossen ist; daß die erste und zweite elektrische Widerstandseinrichtung (R ₁, R ₂) parallel zueinander geschaltet sind; und daß eine Einrich­ tung (K) zur Überwachung von Änderungen im Widerstand über der ersten und zweiten elektrischen Widerstandseinrichtung (R₁, R ₂) zur Erfassung von Ausfällen der Kollisionserfas­ sungsvorrichtung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung zur Erfassung von Motorfahrzeugkollisionen nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Halteeinrichtung (13 B, 13 C), in denen jeweils der erste und der zweite Schenkelabschnitt (12 B, 12 C) befe­ stigt und fixiert sind, wobei die erste und zweite Wider­ standseinrichtung (R₁, R ₂) elektrisch jeweils mit einer der ersten und zweiten Halteeinrichtung (13 B, 13 C) verbunden sind.