DE69100381T2

DE69100381T2 - Steuerungssystem für eine Fahrzeugsicherheitsvorrichtung.

Info

Publication number: DE69100381T2
Application number: DE91301521T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Kaneko; Masami Okano; Kunihiro Takeuchi
Original assignee: Airbag Systems Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1990-03-01
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2011-02-27
Also published as: DE69100381D1; US5208484A; JPH03253440A; EP0444866A1; EP0444866B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung, wie zum Beispiel einen Airbag.
Wie in der Japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung Nr. 55031/74 und der Japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 5371/90 offenbart worden ist, ist dort ein System zum Steuern einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung, wie zum Beispiel ein Airbag, bekannt. Dieses Steuersystem weist eine Beschleunigungssensorschaltung zum Ausgeben von einer der Beschleunigung des Fahrzeugs entsprechenden Spannung, eine Verstärkerschaltung zum Verstärken des Ausgangs von der Beschleunigungsssensorschaltung, eine integrierende Einrichtung zum Integrieren des Ausgangs aus der Verstärkerschaltung, eine Kollisionsbeurteilungseinrichtung zum Vergleichen des Integralwertes von der integrierenden Einrichtung mit einem Schwellen-wert, um zu beurteilen, ob eine Fahrzeugkollision aufgetreten ist oder nicht, und eine Antriebsschaltung auf, die auf ein Kollisionsbeurteilungssignal von der Kollisionsbeurteilungseinrichtung reagiert, um elektrischen Strom bereitzustellen, um damit den Airbag auszudehnen.
Wenn zum Beispiel in dem obengenannten Steuersystem eine große Störung auf die Beschleunigungssensorschaltung angewendet wird, erhöht sich der Integralwert temporär und könnte über den Schwellenwert gehen. In solch einem Fall ist es trotz der Tatsache, daß keine Kollision aufgetreten ist, möglich, daß die Kollisionsbeurteilungseinrichtung für Kollision entscheiden könnte, und zwar mit dem Ergebnis, daß der Airbag versehentlich aktiviert ist.
US-A-4,836,024, das den Stand der Technik der vorliegenden Erfindung darstellt, offenbart ein mit zwei Beschleunigungssensoren versehenes Steuersystem. Die Ausgänge der zwei Beschleunigungssensoren sind in bezug auf die Beschleunigung und Verzögerung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs in Phase zueinander. US-A-4,336,024 offenbart alle Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1 bis 3.
Zwei der Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zusammen mit einem weiteren Erfinder am 18. Januar 1991 eine auf ein Airbag-Steuersystem gerichtete US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 642,951 eingereicht. Dieses Steuersystem ist mit zwei Beschleunigungssensorschaltungen versehen, deren Ausgänge in bezug auf die Beschleunigung und Verzögerung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs in Phase zueinander sind. Basierend auf dem Ausgangswert jeder Beschleunigungssensorschaltung ermittelt ein Mikrocomputer ihre Fehlfunktion.
Ein Beschleunigungssensor in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 30693/80 ist einem in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzten Beschleunigungssensor konstruktiv ähnlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Steuersystem anzugeben, das eine unbeabsichtigte Aktivierung einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung sogar dann verhindern kann, wenn eine Störung auf eine Beschleunigungssensorschaltung angewendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Steuersysteme für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung entsprechend der unabhängigen Ansprüche 1 bis 3 angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das schematisch ein Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 2 ist ein Schaltungsdiagrainm von Beschleunigungssensorschaltungen, Differentialverstärkerschaltungen, integrierenden Schaltungen und Kollisionsbeurteilungsschaltungen des Steuersystems aus Figur 1;
Figur 3 ist eine Seitenrißansicht, die die Bedingung zur Befestigung von in die Beschleunigungssensorschaltung aus Figur 2 eingearbeiteten piezoelektrischen Elementen zeigt;
Figur 4 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer ersten Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung des Steuersystems;
Figuren 5A, 5B und 5C sind Illustrationen, die jeweils die Ausgänge der Beschleunigungssensorschaltungen, der Differentialverstärkerschaltungen und der integrierenden Schaltungen zum Zeitpunkt einer Kollision zeigen;
Figur 6 ist eine Illustration, die den Vergleich von Schwellenspannungspegeln der ersten Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung mit anderen Spannungspegeln zeigt;
Figur 7 ist eine Figur 3 ähnliche Ansicht, zeigt aber eine modifizierte Anordnung der piezoelektrischen Elemente;
Figur 8 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm von Beschleunigungssensorschaltungen, wobei in Figur 7 gezeigte piezoelektrische Elemente angewendet werden;
Figur 9 ist eine Aufrißansicht von modifizierten Beschleunigungssensoren;
Figur 10 ist eine Seitenrißansicht, aus der Richtung des Pfeils X aus Figur 9 betrachtet;
Figur 11 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm von Beschleunigungssensorschaltungen, wobei Beschleunigungssensoren aus Figur 9 und 10 angewendet werden; und
Figuren 12 bis 14 sind Schaltungsdiagramme von jeweils wichtigen Abschnitten von modifizierten Steuersystemen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 6 beschrieben. Figur 1 zeigt eine generelle Konstruktion eines Steuersystems zum Steuern einer Zündeinrichtung 1 eines Airbags (Fahrzeugsicherheitseinrichtung). Das Steuersystem weist ein Paar von Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, ein Paar von Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b, ein Paar von integrierenden Schaltungen 30a und 30b, ein Paar von Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b, ersten, zweiten und dritten Fehlfunktionsbeurteilungsschaltungen 50, 55 und 56, eine Aktivierungshemmschaltung 60 und eine Antriebsschaltung 70 auf.
Unter kurzer Bezugnahme auf den Betrieb entsprechen die Ausgänge des Paares von Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b der Beschleunigung des Fahrzeugs und sind in entgegengesetzter Phase zueinander. Das Paar von Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b verstärkt die Ausgänge des Paares von Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b in einer differentiellen Art und Weise, und die Ausgänge der zwei Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b sind in entgegengesetzter Phase zueinander. Das Paar von integrierenden Schaltungen 30a und 30b integriert jeweils die Ausgänge des Paares von Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b. Die Integralausgänge der zwei integrierenden Schaltungen 30a und 30b sind in entgegengesetzter Phase zueinander. Das Paar von Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b reagiert jeweils auf die Integralausgänge von dem Paar von integrierenden Schaltungen 40a und 40b, um zu beurteilen, ob eine Kollision aufgetreten ist oder nicht.
Die erste Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 50 reagiert auf die Ausgänge der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, um zu beurteilen, ob die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b einer Fehlfunktion unterworfen sind oder nicht. Ähnlich reagiert die zweite Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 55 auf die Ausgänge der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b, um zu beurteilen, ob die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, sowohl als auch die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b einer Fehlfunktion unterworfen sind oder nicht. Die dritte Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 56 reagiert auf die Ausgänge der integrierenden Schaltungen 30a und 30b, um zu beurteilen, ob die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b und die integrierenden Schaltungen 30a und 30b einer Fehlfunktion unterworfen sind oder nicht.
Im Grunde bewirkt die Antriebsschaltung 70 bei Empfang der Kollisionsbeurteilungssignale von beiden des Paares der Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b die Zündung der Zündeinrichtung 1. Wenn jedoch das Fehlfunktionsbeurteilungssignal von irgendeinem der drei Fehlfunktionsbeurteilungsschaltungen 50, 55 und 56 ausgegeben wird, reagiert die Aktivierungshemmschaltung 60 auf dieses Fehlfunktionsbeurteilungssignal, um die Zündung der Zündeinrichtung 1 zu verhindern.
Jedes der einzelnen Teile des Steuersystems wird jetzt beschrieben. Wie in Figur 2 gezeigt, weisen die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b jeweils piezoelektrische Elemente (Beschleunigungssensoren) 11a und 11b und eine gemeinsame Referenzspannungsgenerierungsschaltung 13 auf. Die Referenzspannungsgenerierungsschaltung 13 ist aus seriellverbundenen Widerständen R1 und R2 zusammengesetzt und an einem Anschluß mit einer Konstantspannungsquelle Vcc verbunden und an dem anderen Anschluß mit der Erde verbunden. Die durch Teilung der Konstantspannung Vcc durch die Widerstände R1 und R2 erhaltene Spannung wird als Referenzspannung Vr auf einen Anschluß der piezoelektrischen Elemente 11a und 11b angewendet. In dieser Ausführungsform ist Vr = Vcc/2 hergestellt worden. Die anderen Anschlüsse der piezoelektrischen Elemente 11a und 11b sind jeweils mit den Puffern 14a und 14b verbunden. Ein Vorbelastungswiderstand RBa ist zwischen den entgegengesetzten Anschlüssen des piezoelektrischen Elements 11a verbunden und ein Vorbelastungswiderstand RBb ist zwischen den entgegengesetzten Anschlüssen des piezoelektrischen Elements 11b verbunden. Spannungen V1a und V1b sind jeweils die Summe der Referenzspannung Vr und einer der Beschleunigung/Verzögerung entsprechenden Signalkomponente und werden jeweils an den anderen Anschlüssen der piezoelektrischen Elemente 11a und 11b erzeugt.
Wie in Figur 3 gezeigt, sind die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b jeweils an Vorder- und Hinterflächen einer gemeinsamen Basisplatte (Basiselement) 12 befestigt. Die Basisplatte 12 ist aus einem unelastischen Material gemacht und ist an einem geeigneten Abschnitt des Fahrzeugs befestigt, wobei sich die Basisplatte 12 in eine Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und zwar ist das die Fahrtrichtung A des Fahrzeugs. Die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b sind von jeweils gleicher Charakteristik und sind einer gleichen Trägheitskraft unterworfen, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird. Daher geben die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b Signalkomponenten von gleicher Größe aus, die zueinander synchron sind. Da die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b an der gemeinsamen Basisplatte 12 angebracht sind, werden besonders in dieser Ausführungsform ein Stoß und Vibration über die Basisplatte 12 zur gleichen Zeit zu den piezoelektrischen Elementen 11a und 11b übertragen, so daß die dem Stoß entsprechenden Signalkomponenten der Spannungen V1a und V1b sehr genau miteinander synchronisiert werden können.
Da die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b jeweils an den Vorder- und Hinterflächen der gemeinsamen Basisplatte 12 befestigt sind, ist eines dieser Elemente einer Druckkraft unterworfen, und zwar während der Zeit, wenn das andere einer Zugkraft unterworfen ist. Daher sind die Signalkomponenten der Ausgangsspannungen V1a und V1b in bezug auf die Referenzspannung Vr in entgegengesetzten Phasen zueinander. Insbesondere wenn die Beschleunigung null ist, werden die Ausgangsspannungen V1a und V1b beide auf dem Niveau der Referenzspannung Vr aufrechterhalten. Wenn eine negative Beschleunigung (d.h. Verzögerung) durch eine Kollision oder dementsprechendem erzeugt wird, wird ein piezoelektrisches Element 11a einer Zugkraft unterworfen, so daß seine Ausgangsspannung V1a unter die Referenzspannung Vr geht, wohingegen das andere piezoelektrische Element einer Druckkraft unterworfen wird, so daß seine Ausgangsspannung V1b über die Referenzspannung Vr geht, wie in Figur 5A gezeigt. Falls daher der Absolutwert der Differenz zwischen diesen Ausgangsspannungen und der Referenzspannung (d.h. der Absolutwert der der Verzögerung entsprechenden Signalkomponenten) durch ΔV1 dargestellt wird, können dann die Ausgangsspannungen der piezoelektrischen Elemente 11a und 11b zu dem Zeitpunkt der Verzögerung jeweils durch folgende Formeln ausgedrückt werden:
V1a = -ΔV1 + Vr ... (1)
V1b = ΔV1 + Vr ... (2)
Im Gegensatz zu dem obengenannten geht unter der Beschleunigungsbedingung die Ausgangsspannung V1a über die Referenzspannung Vr und die Ausgangsspannung V1b geht unter die Referenzspannung Vr. Die Ausgangsspannungen V1a und V1b der piezoelektrischen Elemente 11a und 11b werden jeweils über die jeweiligen Puffer 14a und 14b den Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b zugeführt.
Als nächstes werden jetzt die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b beschrieben. Wie in Figur 2 gezeigt, beinhalten die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b jeweilige Operationsverstärker 21a und 21b, die jeweilige negative Rückkopplungswiderstände R3a und R3b daran angeschlossen haben. Die Ausgangsspannung V1a der einen Beschleunigungssensorschaltung 10a wird über einen Widerstand R5a einem invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 21a zugeführt, und die Ausgangsspannung V1b der anderen Beschleunigungssensorschaltung 10b wird über einen Widerstand R5a einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 21a zugeführt. Der Operationsverstärker 21b des anderen Differentialverstärkers 20b ist mit den Beschleunigungsschaltungen 10a und 10b in einer zur obengenannten entgegengesetzten Art und Weise verbunden. Die Ausgangsspannung V1b der Beschleunigungssensorschaltung 10b wird nämlich über einen Widerstand R4b einem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 21b, und die Ausgangsspannung V1a der Beschleunigungssensorschaltung 10a wird über einen Widerstand R5b einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 21b zugeführt.
Eine Referenzspannungsquelle Vr und eine Offset-Spannungsquelle Vo, die in umgekehrter Richtung zusammengeschlossen sind, sind über einen Widerstand R6a mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 21a des Differentialverstärkers 20a verbunden, so daß dieser nicht- invertierende Eingangsanschluß mit Spannung (Vr - Vo) versorgt werden kann. Die Referenzspannungsquelle Vr und die Offset-Spannungsquelle Vo, die in der normalen Richtung zusammengeschlossen sind, sind über einen Widerstand R6b mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 21b verbunden, so daß dieser nicht-invertierende Eingangsanschluß mit Spannung (Vr + Vo) versorgt werden kann. Der Zweck der Offset-Spannung Vo wird später beschrieben. Hier wird die folgende Beziehung hergestellt:
R4a = R4b = R5a = R5b ... (3)
R3a = R3b = R6a = R6b ... (4)
Die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b verstärken die Ausgangsspannungen V1a und V1b der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b in einer differentiellen Art und Weise und ihre Ausgangsspannungen V2a und V2b werden im folgenden dargestellt:
V2a = (-V1a + V1b) * (R3a / R4a) + Vr - Vo ... (5)
V2b = (V1a - V1b) * (R3b / R4b) + Vr + Vo ... (6)
Die obengenannten Formeln (5) und (6) können wie folgt in einfachere Formeln umgewandelt werden:
V2a = (-V1a + V1b) * A + Vr - Vo ... (7)
V2b = (V1a - V1b) * A + Vr + Vo ... (8)
wobei A als A = (R3a / R4a) = (R3b / R4b) definiert ist.
Wenn die Beschleunigung null ist, sind die Ausgangsspannungen V1a und V1b gleich (d.h. Vr) zueinander und daher können die obengenannten Formeln wie folgt umgeschrieben werden:
V2a = Vr - Vo ... (9)
V2b = Vr + Vo ... (10)
Die Ausgangsspannungen V2a und V2b können zum Zeitpunkt der Verzögerung, wegen einer Kollision oder dementsprechendem, durch Einfügen der Formeln (1) und (2) in die Formeln (7) und (8) wie folgt ausgedrückt werden:
V2a = 2A * ΔV1 + Vr - Vo ... (11)
V2b = -2A * ΔV1 + Vr + Vo ... (12)
Wie aus den obengenannten Formeln (11) und (12) klar ist, sind die Ausgangsspannungen V2a und V2b entsprechend der Verzögerung in bezug auf die Referenzspannung Vr in entgegengesetzter Phase zueinander, und die Differenz zwischen der Ausgangsspannung V2a und der Referenzspannung Vr und die Differenz zwischen der Ausgangsspannung V2b und der Referenzspannung Vr ist im Absolutwert zueinander gleich, und dieser Absolutwert wird durch 2A * ΔV1 - Vo dargestellt. Zu dem Zeitpunkt der Verzögerung, wegen einer Kollision oder dementsprechendem, wird die Ausgangsspannung V2a der Differentialverstärkerschaltung 20a höher als die Referenzspannung Vr, wohingegen die Ausgangsspannung V2b der Differentialverstärkerschaltung 20b niedriger als die Referenzspannung Vr wird, wie in Figur 5B gezeigt. Zu dem Zeitpunkt der Beschleunigung ist das Umgekehrte der Fall.
Als nächstes werden jetzt die integrierenden Schaltungen 30a und 30b beschrieben. Wie in Figur 2 gezeigt, haben die integrierenden Schaltungen 30a und 30b jeweilige Operationsverstärker 31a und 31b. Die Operationsverstärker 31a und 31b haben jeweilige Kondensatoren 32a und 32b, und zwar in der Art und Weise einer negativen Rückkopplung daran angeschlossen. Die Ausgangsspannungen V2a und V2b der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b werden über die jeweiligen Widerstände R10a und R10b jeweils den invertierenden Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker 31a und 31b zugeführt. Die Referenzspannung Vr versorgt nicht-invertierende Eingangsanschlüsse der Operationsverstärker 31a und 31b aus der oben erwähnten Spannungsguelle.
Wenn die Beschleunigung auftritt oder wenn die Verzögerung kleiner ist als die der Offset-Spannung Vo entsprechende Verzögerung, ist die an dem invertierenden Eingangsanschluß der einen integrierenden Schaltung 30a anliegende Spannung V2a niedriger als die an dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß davon anliegende Referenzspannung Vr, so daß die Ausgangsspannung V3a der integrierenden Schaltung 30a bis zur Konstantspannung Vcc steigt. Eine Schaltung zur Begrenzung der Ausgangsspannung V3a gegen die Konstantspannung Vcc ist hier weggefallen. Zu diesem Zeitpunkt ist die an dem invertierenden Eingangsanschluß der anderen integrierenden Schaltung 30b anliegende Spannung V2b höher als die an dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß davon anliegende Referenzspannung Vr, so daß die Ausgangsspannung V3b der integrierenden Schaltung 30b bis zu einer sehr niedrigen Spannung nahe null Volt sinkt. Hier ist eine Schaltung zur Begrenzung der Ausgangsspannung V3b gegen diese sehr niedrige Spannung weggefallen.
Wenn die Verzögerung größer als die der Offset-Spannung Vo entsprechende Verzögerung ist, wie zum Zeitpunkt einer Kollision, bewirken die integrierenden Schaltungen 30a und 30b die integrierende Operation. Da nämlich die Eingangsspannung V2a höher als die Referenzspannung Vr ist, sinkt die Ausgangsspannung V3a der integrierenden Schaltung 30a gegenüber der Konstantspannung Vcc, wie in Figur 5C gezeigt. Da zusätzlich die Eingangsspannung V2b niedriger als die Referenzspannung Vr ist, Steigt die Ausgangsspannung V3b der anderen integrierenden Schaltung 30b gegenüber der sehr niedrigen Spannung nahe null Volt. Wie aus Figur 5C klar ist, sind die Ausgangsspannungen V3a und V3b der integrierenden Schaltungen 30a und 30b in bezug auf die Referenzspannung Vr in entgegengesetzter Phase zueinander.
Als nächstes werden jetzt die Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b beschrieben. Die Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b haben jeweilige Komparatoren 41a und 41b. Die Ausgangsspannung V3a der integrierenden Schaltung 30a liegt an dem invertierenden Eingangsanschluß des einen Komparators 41a an. Die Ausgangsspannung V3b der integrierenden Schaltung 30b liegt an dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des anderen Komparators 41b an.
Die Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b haben eine gemeinsame Schwellenspannungsgenerierungsschaltung 43. Die Schwellenspannungsgenerierungsschaltung 43 ist aus drei seriell-verbunden Widerständen R11, R12 und R13, und ein Anschluß dieser Schaltung 43 ist mit der Konstantspannungsquelle Vcc verbunden, wohingegen der andere Anschluß davon geerdet ist. Zwei durch Teilung der Konstantspannung Vcc durch die drei Widerstände R11, R12 und R13 erhaltene Spannungen liegen jeweils als Schwellenspannungen Tha und Thb an einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 41a und einem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 41b an. Wie in Figur 5C gezeigt, differieren die Schwellenspannungen Tha und Thb um den gleichen Betrag in entgegengesetzten Richtungen von der Referenzspannung Vr. Die einen Komparator 41a versorgende Schwellenspannung Tha ist höher als die Referenzspannung Vr, und die den anderen Komparator 41b versorgende Schwellenspannung Thb ist niedriger als die Referenzspannung Vr.
Der Betrieb der Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b wird jetzt beschrieben. Wenn die Beschleunigung auftritt oder wenn die Verzögerung klein ist, wie oben beschrieben, ist ein Integralausgang V3a auf der Konstantspannung Vcc und ist oberhalb der Schwellenspannung Tha, wohingegen der andere Integralausgang V3b null Volt ist und unterhalb der Schwellenspannung Thb ist. Daher sind die Ausgangspegel der Komparatoren 41a und 41b beide niedrig.
Zu dem Zeitpunkt einer Kollision sinkt der Integralausgang V3a unter den Schwellenpegel Tha, wohingegen der Integralausgang V3b über den Schwellenpegel Thb steigt. Daher geben die Komparatoren 41a und 41b jeweilige Kollisionsbeurteilungssignale von hohem Pegel aus.
Als nächstes wird jetzt die erste Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 50 unter Bezugnahme auf Figur 4 detailliert beschrieben. Die erste Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 50 weist eine Additionsschaltung 51, einen aus zwei Komparatoren 52a und 52b bestehenden Fensterkomparator 52, eine Schwellenspannnungsgenerierungsschaltung 53 auf.
Die Additionsschaltung 51 weist zwei Widerstände R15 und R16 auf, die den gleichen Wert oder Widerstand haben. Die Anschlüsse der Widerstände R15 und R16 sind jeweils mit den Ausgangsanschlüssen der Puffer 11a und 11b der Beschleunigungssensorschaltung 10a und 10b verbunden. Die anderen Anschlüsse der Widerstände R15 und R16 sind zusammengeschlossen. Daher ist die Spannung an dem Verbindungspunkt der zwei Widerstände R15 und R16 eine Spannung Vad, die die Summe der Ausgangsspannungen V1a und V1b der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b ist, wie durch die folgende Formel ausgedrückt wird:
Vad = (V1a + V1b) / 2 ... (13)
Diese Additionsspannung Vad versorgt einen invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 52a und einen nicht-invertierenden Eingangsanschluß der Komparators 52b.
Die Schwellenspannungsgenerierungsschaltung 53 besteht aus drei Widerständen R21, R22 und R23, die in Serie miteinander verbunden sind. Ein Anschluß dieser Schaltung 53 ist mit der Konstantspannungsguelle Vcc verbunden, wohingegen der andere Anschluß davon geerdet ist. Zwei durch Teilung der Konstantspannung Vcc durch die Widerstände R21, R22 und R23 erhaltene Spannungen versorgen als Schwellenspannungen Tha' und Thb' einen nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 52a und einen invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 52b. Wie in Figur 6 gezeigt, differieren die Schwellenspannungen Tha' und Thb' um den gleichen Betrag von der Referenzspannung Vr in entgegengesetzten Richtungen. Eine Schwellenspannung Tha' ist höher als die Referenzspannung Vr und ist niedriger als 3Vr/2, und die andere Schwellenspannung Thb' ist niedriger als die Referenzspannung Vr und ist höher als Vr/2.
Die erste Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 50 beurteilt, ob die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b einer Fehlfunktion unterworfen sind oder nicht. Insbesondere falls die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b normal sind, heben sich die der Beschleunigung/Verzögerung entsprechenden Signalkomponenten der Ausgangsspannungen V1a und V1b gegeneinander auf, so daß die Additionsspannung Vad auf dem Niveau der Referenzspannung Vr aufrechterhalten wird. Dies wird durch Einfügen der obengenannten Formeln (1) und (2) in die obengenannte Formel (13) verständlich sein. Daher ist in diesem Fall die Additionsspannung Vad zwischen den zwei Schwellenspannungen Tha' und Thb', und der Ausgang des Fensterkomparators 52 ist auf dem hohen Pegel.
Es wird jetzt auf den Fall Bezug genommen, in dem die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b wegen eines Kabelbruchs oder eines Kurzschlusses einer Fehlfunktion unterworfen sind, so daß ihr Ausgang null Volt oder die Konstantspannung Vcc erreicht. Zuerst betrachte man den Fall, in dem eine der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b einer Fehlfunktion unterworfen ist, so daß sie die Konstantspannung Vcc (Vcc = 2Vr) ausgibt. Wenn die Beschleunigung null ist, ist die Ausgangsspannung der anderen normalen Beschleunigungssensor-Schaltung Vr, und daher ist die Additionsspannung Vad gleich 3Vr/2 und überschreitet also die Schwellenspannung Tha'. Folglich geht der Ausgang des Fensterkomparators 52 wieder auf den niedrigen Pegel (Fehlfunktionsbeurteilungssignal). Übrigens wird, damit die Additionsspannung Vad die Schwellenspannung Tha' überschreiten kann, und zwar sogar wenn die andere normale Beschleunigungssensorschaltung die Signalkomponente in Übereinstimmung mit der Beschleunigung oder der Verzögerung ausgibt, die Schwellenspannung Tha' auf einen relativ niedrigen Pegel hinreichend unter 3Vr/2 gesetzt, wie in Figur 6 gezeigt. Als nächstes wird auf den Fall Bezug genommen, in dem eine der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b einer Fehlfunktion unterworfen ist, so daß ihr Ausgang wieder auf null Volt geht. Wenn die Beschleunigung null ist, ist der Ausgang der anderen normalen Beschleunigungssensorschaltung Vr. Daher ist die Additionsspannung Vad gleich Vr/2 und ist also unter der Schwellenspannung ThbF. Folglich geht der Ausgang des Fensterkomparators 52 wieder auf den niedrigen Pegel (Fehlfunktionsbeurteilungssignal). Übrigens wird, damit die Additionsspannung Vad die Schwellenspannung Thb' unterschreiten kann, und zwar sogar wenn die andere normale Beschleunigungssensorschaltung die Signalkomponente in Übereinstimmung mit der Beschleunigung oder der Verzögerung ausgibt, die Schwellenspannung Thb auf einen relativ hohen Pegel hinreichend über Vr/2 gesetzt, wie in Figur 6 gezeigt.
Die zweite Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 55 und die dritte Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 56 sind der ersten Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 50 konstruktiv ähnlich, und daher wird ihre detaillierte Konstruktion hier nicht gezeigt und detaillierte Erklärung wird hier nicht gegeben. Kurz gesagt addiert die zweite Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 55 die Ausgänge der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b und vergleicht diese Additionsausgabe mit zwei Schwellenspannungen und gibt ein Fehlfunktionsbeurteilungssignal von einem niedrigen Pegel aus, wenn die Additionsausgabe nicht in einem zulässigen Bereich zwischen diesen zwei Schwellenspannungen ist. Die dritte Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 56 addiert die Ausgänge der integrierenden Schaltungen 30a und 30b und vergleicht diese Additionsausgabe mit zwei Schwellenspannungen, um eine Fehlfunktion zu beurteilen.
Das Fehlfunktionsbeurteilungssignal der zweiten Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 55 indiziert, daß mindestens eine der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b und die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b einer Fehlfunktion unterworfen sind. Das Fehlfunktionsbeurteilungssignal der dritten Fehlfunktionsbeurteilungsschaltung 56 indiziert, daß mindestens eine der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b und die integrierenden Schaltungen 30a und 30b einer Fehlfunktion unterworfen sind. Daher könnte, um lediglich eine Fehlfunktion der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b zu ermitteln, nur eine der Fehlfunktionsbeurteilungsschaltungen 50, 55 und 56 vorgesehen werden.
Als nächstes wird jetzt unter Bezugnahme auf Figur 1 die Aktivierungshemmschaltung 60 beschrieben. Die Aktivierungshemmschaltung 60 enthält NAND-Schaltung 61, UND-Schaltung 62 und negativ-logische ODER-Schaltung 63. Die Ausgangsstufe der Kollisionsbeurteilungsschaltung 40a ist mit einem Eingangs anschluß der NAND-Schaltung 61 verbunden und die Ausgangsstufe der Kollisionsbeurteilungsschaltung 40b ist mit einem Eingangsanschluß der UND-Schaltung 62 verbunden. Die Ausgangsstufen der Fehlfunktionsbeurteilungsschaltungen 50, 55 und 56 sind jeweils mit drei Eingangsanschlüssen der negativ-logischen ODER-Schaltung 63 verbunden. Ein Ausgangsanschluß der negativ-logischen ODER-Schaltung 63 ist mit dem anderen Eingangsanschluß der NAND-Schaltung 61 und dem anderen Eingangsanschluß der UND-Schaltung 62 verbunden.
Als nächstes wird jetzt unter Bezugnahme auf Figur 1 die Antriebsschaltung 70 beschrieben. Die Antriebsschaltung 70 beinhaltet einen ersten Transistor 71 vom Typ PNP und einen zweiten Transistor 72 vom Typ NPN, und zwar seriell zusammengeschlossen, wobei der erste und zweite Transistor 71 und 72 in dieser Reihenfolge von einer Batterie VB in Richtung Erde angeordnet ist. Die Zündeinrichtung 1 ist zwischen den zwei Transistoren 71 und 72 verbunden. Ein Energiespeicher (nicht gezeigt) in Form eines Kondensators mit einer großen Kapazität und eine Verstärkerschaltung (nicht gezeigt), um die Spannung des Energiespeichers auf einen Pegel zu erhöhen, der höher als die Spannung der Spannungsquelle ist, sind zwischen dem ersten Transistor 71 und der Batterie VB verbunden, wobei der Energiespeicher und die Verstärkerschaltung in dieser Reihenfolge in Richtung zu der Spannungsquelle angeordnet sind. Die Basis des ersten Transistors 71 ist mit einem Ausgangsanschluß der NAND-Schaltung 61 verbunden und die Basis des zweiten Transistors 72 ist mit einem Ausgangsanschluß der UND-Schaltung 62 verbunden.
Der Betrieb der Aktivierungshemmschaltung 60 und der Antriebsschaltung 70 werden jetzt beschrieben. Wenn die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b und die integrierenden Schaltungen 30a und 30b normal sind, wird das niedrig-Pegel Fehlfunktionsbeurteilungssignal von keiner der Fehlfunktionsbeurteilungsschaltungen 50, 55 und 56 ausgegeben und der Ausgang der negativ-logischen ODER-Schaltung 63 ist auf dem hohem Pegel. Daher werden unter diesen normalen Umständen, wenn die hoch-Pegel Kollisionsbeurteilungssignale jeweils von den Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b ausgegeben werden, die Transistoren 71 und 72 durchgeschaltet, und daher wird die Zündeinrichtung 1 von dem Energiespeicher mit elektrischem Strom versorgt, so daß die Zündeinrichtung 1 gezündet wird, um dadurch den Airbag auszudehnen.
Wenn eine der BeSchleunigungssensorschaltungen 10a und 10b einer Fehlfunktion unterworfen ist, um null Volt oder die Konstantspannung Vcc auszugeben, steigen oder sinken die Ausgänge der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b ungewöhnlich stark. Zu diesem Zeitpunkt könnten die Integralausgänge V3a und V3b die Schwellenspannungen Tha und Thb jeweils überschreiten, so daß die Kollisionsbeurteilungssignale jeweils von den zwei Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b zur gleichen Zeit ausgegeben werden könnten. In diesem Fall wird jedoch die Aktivierungshemmschaltung 60 betrieben. Insbesondere wird das niedrig-Pegel Signal, wie oben erwähnt, von der negativ-logischen ODER-Schaltung 63 ausgegeben, da die niedrig-Pegel Fehlfunktionsbeurteilungssignale jeweils von den Fehlfunktionsbeurteilungsschaltungen 50, 55 und 56 ausgegeben werden, so daß die NAND-Schaltung 61 und die UND-Schaltung 62 geschlossen sind. Folglich werden die Transistoren 71 und 72 darin gehindert durchzuschalten, womit eine unbeabsichtigte Aktivierung des Airbags eindeutig verhindert wird.
Wenn irgendeine der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b und der integrierenden Schaltungen 30a und 30b einer Fehl funktion unterworfen ist, kann die unbeabsichtigte Aktivierung des Airbags in ähnlicher Art und Weise wie oben erwähnt verhindert werden.
Das Steuersystem weist weiter eine Alarmlampe 80 auf. Ein Anschluß der Alarmlampe 80 ist über einen Puffer 81 mit dem Ausgangsanschluß der negativ-logischen ODER-Schaltung 63 verbunden und der anderen Anschluß davon ist mit der Batterie VB verbunden. Wenn irgendeine der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b, die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b und die integrierenden Schaltungen 30a und 30b einer Fehlfunktion unterworfen ist, geht der Ausgang der negativlogischen ODER-Schaltung 63 auf niedrig-Pegel, so daß die Alarmlampe 80 angeschaltet wird, womit damit der Fahrer des Fahrzeugs über die Fehlfunktion informiert wird.
Als nächstes werden jetzt Störungen diskutiert. Die Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b dienen der Entfernung von in den Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b erzeugten Störungen. Wie oben beschrieben, sind Störungen in Phase zueinander, und wenn die sich in Phase zueinander befindlichen Störungen jeweils zu den Ausgangsspannungen V1a und V1b der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b addiert werden, heben sich die Störungen an den Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b gegenseitig auf, so daß keine Störungskomponente weder in der Ausgangsspannung V2a noch in der Ausgangs Spannung V2b der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b enthalten ist. Daher werden die Ausgänge der integrierenden Schaltungen 30a und 30b auf dem normalen Pegel aufrechterhalten. Folglich wird eine Kollisionsbeurteilung wegen der obengenannten Störungen nicht gemacht werden, wobei folglich eine unbeabsichtigte Aktivierung des Airbags verhindert wird.
Weiter kann, sogar falls sich in Phase zueinander befindliche Störungen jeweils entweder in den Differentialverstärker-Schaltungen 20a und 20b oder in den integrierenden Schaltungen 30a und 30b erzeugt werden, die unbeabsichtigte Aktivierung des Airbags verhindert werden. Insbesondere besteht zum Beispiel eine Möglichkeit, wenn Störungen, die die Integralausgänge V3a und V3b veranlassen abzufallen, entweder in den Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b oder in den integrierenden Schaltungen 30a und 30b erzeugt werden, daß der Integralwert V3a unter die Schwellenspannung Tha gehen könnte, so daß das Kollisionsbeurteilungssignal von einer Kollisionsbeurteilungsschaltung 40a ausgegeben werden könnte. In diesem Fall geht jedoch der andere Integralausgang V3b gegen null Volt und wird die Schwellenspannung Thb nicht überschreiten. Daher gibt die andere Kollisionsbeurteilungsschaltung 40b nie das Kollisionsbeurteilungssignal aus. Zusätzlich könnte in dem Fall von Störungen, die die Integralausgänge V3a und V3b veranlassen zu steigen, im Gegensatz zu dem obengenannten Fall, das Kollisionssignal von der Kollisionsbeurteilungsschaltung 40b ausgegeben werden. In diesem Fall wird das Kollisionsbeurteilungssignal jedoch nicht von der Kollisionsbeurteilungsschaltung 40a ausgegeben. Folglich wird auch in dem schlimmsten Fall nur einer der Transistoren 71 und 72 durchgeschaltet, so daß die unbeabsichtigte Aktivierung des Airbags verhindert werden kann.
Wie in Figur 7 gezeigt, könnten die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b auf der gleichen Fläche (i.a. der Frontfläche) auf der Basisplatte 12 befestigt werden. Die piezoelektrischen Elemente 11a und 11b geben sich in Phase zueinander befindliche Signale aus. In diesem Fall, wie in Figur 8 gezeigt, hat eine Beschleunigungssensorschaltung 10b eine invertierende Verstärkerschaltung 15 zwischen dem piezoelektrischen Element 11b und dem Puffer 14b angeordnet. Die invertierende Verstärkerschaltung 15 ist zusammen mit dem piezoelektrischen Element 11b gegen Störungen gekapselt und isoliert. Die invertierende Verstärkerschaltung 15 weist einen Operationsverstärker 16, einen negativen Rückkopplungswiderstand Rx und einen Eingangswiderstand Ry auf. Da der negative Rückkopplungswiderstand Rx und der Eingangswiderstand Ry den gleichen Wert oder Widerstand haben, ist der Verstärkungsgrad (-faktor) der invertierenden Verstärkerschaltung 15 "1". Der Ausgang des piezoelektrischen Elements 11b wird durch die invertierende Verstärkerschaltung 15 zu V1b invertiert, der in entgegengesetzter Phase zu dem Ausgang V1a der Beschleunigungssensor schaltung 10a ist. Diese Teile aus Figur 8, die jeweils denen aus Figur 2 entsprechen, sind jeweils durch identische Referenz-Kennziffern spezifiziert und detaillierte Erklärungen davon sind hier weggefallen.
Die Beschleunigungssensoren sind nicht auf piezoelektrische Elemente begrenzt und könnten Spannungs- bzw. Deformationsmeßgeräte 111a und 111b, wie in Figuren 9 und 10 gezeigt, aufweisen. Insbesondere wird eine Blattfeder (Basiselement) 101 innerhalb eines Gehäuses 100 fest befestigt auf dem Fahrzeug aufgenommen. Das obere Ende der Blattfeder 101 ist durch Befestigungselemente 102 fest an dem Gehäuse 100 gesichert. Ein Gewicht 103 sichert das untere Ende der Blattfeder 101. Die Spannungs- bzw. Deformationsmeßgeräte 111a und 111b sind jeweils an den entgegengesetzten Flächen der Blattfeder 101 befestigt. Eine Dämpfungsflüssigkeit 105 wird in dem Gehäuse 100 gehalten.
Die Blattfeder 101 und die Spannungs- bzw. Deformationsmeßgeräte 111a und 111b sind senkrecht zu der Fahrtrichtung A des Fahrzeugs angeordnet. Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, wird das Gewicht 103 wegen einer Trägheitskraft rückwärts bewegt, so daß die Blattfeder 101 federnd deformiert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111a gedehnt, wohingegen das andere Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111b zusammengezogen wird. Wenn das Fahrzeug verzögert wird, bewegt sich das Gewicht 103 vorwärts, so daß ein Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111a zusammengezogen wird, wohingegen das andere Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111b gedehnt wird.
Figur 11 zeigt Beschleunigungssensorschaltungen 110a und 110b, die jeweils die Spannungs- bzw. Deformationsmeßgeräte 111a und 111b haben. Insbesondere weist die Beschleunigungssensorschaltung 110a einen Widerstand 115 und das damit seriell verbundene Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111a auf, und die Beschleunigungssensorschaltung 110b weist einen Widerstand 116 und das damit seriell verbundene Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111b auf. In dieser Ausführungsform haben die Widerstände 115 und 116 den gleichen Wert oder Widerstand. Die Beschleunigungssensorschaltungen 110a und 110b sind mit einer gemeinsamen Konstantspannungsguelle Vcc verbunden. Eine Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 115 und dem Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111a wird durch V1a' dargestellt und eine Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 116 und dem Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111b wird durch V1b' dargestellt. Wenn die Beschleunigung null ist (das ist, wenn die Blattfeder nicht deformiert ist), sind die Widerstände der Spannungs- bzw. Deformationsmeßgeräte 111a und 111b gleich zueinander und zusätzlich gleich zu den Widerständen 115 und 116.
Wenn die Beschleunigung null ist, werden die Ausgangsspannungen V1a' und V1b' der Beschleunigungssensorschaltungen 110a und 110b auf dem Niveau der Referenzspannung Vr (= Vcc/2) aufrechterhalten. Zu dem Zeitpunkt der Verzögerung wird ein Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111a zusammengezogen und sinkt widerstandsmäßig, so daß eine Ausgangsspannung V1a' niedriger als die Referenzspannung Vr wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das andere Spannungs- bzw. Deformationsmeßgerät 111b gedehnt und steigt widerstandsmäßig, so daß die andere Ausgangsspannung V1b' höher als die Referenzspannung Vr wird. Das Umgekehrte wird zu dem Zeitpunkt der Beschleunigung erreicht. In dieser Art und Weise werden die Spannungen V1a' und V1b' in bezug auf die Referenzspannung Vr mit zueinander entgegengesetzter Phase ausgegeben.
Figuren 12 bis 14 zeigen jeweils modifizierte Steuersysteme, und jene Teile dieser Figuren, die konstruktiv identisch zu denen der Ausführungsform in Figur 1 sind, sind weggefallen.
In dem in Figur 12 gezeigtem Steuersystem werden statt der integrierenden Schaltungen 30a und 30b aus Figur 1 differentielle integrierende Schaltungen bzw. integrierende Differentialschaltungen 130a und 130b benutzt. Ein Ausgang V2a einer Differentialverstärkerschaltung 20a wird einem invertierenden Eingangsanschluß von einer differentiellen integrierenden Schaltung 130a zugeführt und ein Ausgang V2b einer Differentialverstärkerschaltung 20b wird einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß der differentiellen integrierenden Schaltung 130a zugeführt. Der Ausgang V2b der Differentialverstärkerschaltung 20b wird einem invertierenden Eingangsanschluß der anderen differentiellen integrierenden Schaltung 130b zugeführt und der Ausgang V2a der Differentialverstärkerschaltung 20a wird einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß der differentiellen integrierenden Schaltung 130b zugeführt. Daher sind die Ausgänge der differentiellen integrierenden Schaltungen 130a und 130b in entgegengesetzter Phase zueinander. In dieser Ausführungsform heben sich in Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b erzeugte phasengleiche Störungen an den Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b gegeneinander auf und falls die Störungen sogar an den Ausgängen der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b verbleiben, heben sie sich an den differentiellen integrierenden Schaltungen 130a und 130b auf. Zusätzlich heben sich auf die Ausgänge der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b angewendete phasengleiche Störungen an den differentiellen integrierenden Schaltungen 130a und 130b gegenseitig auf.
In dem in Figur 13 gezeigtem Steuersystem werden statt der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b aus Figur 1 invertierende Verstärkerschaltungen 120a und 120b benutzt und statt den integrierenden Schaltungen 30a und 30b werden differentielle integrierende Schaltungen 130a und 130b (Differentialberechnungseinrichtung) benutzt. Die Anschlußbedingung der Eingangsanschlüsse der differentiellen integrierenden Schaltung 130a an die invertierenden Verstärkerschaltungen 120a und 120b ist entgegengesetzt zu der Anschlußbedingung der Eingangsanschlüsse der differentiellen integrierenden Schaltung 130b an die invertierenden Verstärkerschaltungen 120a und 120b. Die Ausgänge der zwei differentiellen integrierenden Schaltungen 130a und 130b sind in entgegengesetzter Phase zueinander. In dieser Ausführungsform integrieren die differentiellen integrierenden Schaltungen 130a und 130b differentiell Ausgänge V2a' und V2b' der invertierenden Verstärkerschaltungen 120a und 120b, um auf die Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b oder auf die invertierenden Verstärkerschaltungen 120a und 120b angewendete Störungen zu entfernen.
In dem in Figur 14 gezeigten Steuersystem werden statt der Differentialverstärkerschaltungen 20a und 20b aus Figur 1 invertierende Verstärkerschaltungen 120a und 120b benutzt. In dieser Ausführungsform werden auf Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b angewendete Störungen nicht entfernt, sondern sind in den Ausgängen der integrierenden Schaltungen 30a und 30b enthalten. Jedoch ist diese Störung mit dem Ausgang von einer der Beschleunigungssensorschaltungen 10a und 10b in Phase, aber ist in entgegengesetzter Phase zu dem Ausgang der anderen Beschleunigungssensorschaltung. Daher entscheidet sogar in schlimmsten Fall nur eine der Kollisionsbeurteilungsschaltungen 40a und 40b (Figur 1) für Kollision und daher wird die unbeabsichtigte Aktivierung des Airbags verhindert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obengenannten Ausführungsformen beschränkt und es können unterschiedliche Modifikationen vorgenommen werden. Zum Beispiel könnten die Differentialberechnung, die integrierende Berechnung, die Kollisionsbeurteilung und die Fehlfunktionsbeurteilung durch einen Mikrocomputer ausgeführt werden.
Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung kann nicht nur auf den Airbag, sondern zusätzlich auf eine Sitzgurtspanneinrichtung angewendet werden.

Claims

1. Steuersystem für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung mit:

(a) einer ersten und einer zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b), von denen jede einen Beschleunigungssensor (11a, 11b) hat, wobei die Ausgänge der Beschleunigungssensorschaltungen einer Verzögerung eines Fahrzeugs in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs entsprechen;

(b) einer ersten und einer zweiten Verstärkerschaltung (20a, 20b);

(c) einem Paar von integrierenden Schaltungen (30a, 30b);

(d) einem Paar von Kollisionsbeurteilungsschaltungen (40a, 40b), von denen jede den Ausgang einer entsprechenden der integrierenden Schaltungen (30a, 30b) mit einem Schwellenwert vergleicht und ein Kollisionsbeurteilungssignal ausgibt, wenn der Ausgang der entsprechenden der integrierenden Schaltungen (30a, 30b) den Schwellenwert überschreitet; und

(e) einer Antriebsschaltung (70), die die Fahrzeugsicherheitseinrichtung (1) aktiviert, wenn sie die Kollisionsbeurteilungssignale von dein Paar von Kollisionsbeurteilungsschaltungen (40a, 40b) zur selben Zeit empfängt;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Ausgänge der ersten und der zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind;

eine erste und eine zweite Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) als die erste und die zweite Verstärkerschaltung verwendet werden, wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b) jeweils einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß und einem invertierenden Eingangsanschluß der ersten Differentialverstärkerschaltung (20a) zugeführt werden und wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b) jeweils einem invertierenden Eingangsanschluß und einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20b) zugeführt werden, wodurch die Ausgänge der ersten und der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind; und

das Paar von integrierenden Schaltungen (30a, 30b) jeweils die Ausgänge der ersten und der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) empfängt und integriert, wodurch die Integralausgänge des Paars von integrierenden Schaltungen (30a, 30b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind.

2. Steuersystem für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung mit:

(b) einer ersten und einer zweiten Verstärkerschaltung (20a, 20b);

(c) einem Paar von integrierenden Schaltungen (130a, 130b);

(d) einem Paar von Kollisionsbeurteilungsschaltungen (40a, 40b), von denen jede den Ausgang einer entsprechenden der integrierenden Schaltungen (130a, 130b) mit einem Schwellenwert vergleicht und ein Kollisionsbeurteilungssignal ausgibt, wenn der Ausgang der entsprechenden der integrierenden Schaltungen (130a, 130b) den Schwellenwert überschreitet; und

(e) einer Antriebsschaltung (70), die die Fahrzeugsicherheitseinrichtung (1) aktiviert, wenn sie die Kollisionsbeurteilungssignale von dem Paar von Kollisionsbeurteilungsschaltungen (40a, 40b) zur selben Zeit empfängt;

dadurch gekennzeichnet, daß

eine erste und eine zweite Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) als die erste und die zweite Verstärkerschaltung verwendet werden, wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b) jeweils einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß und einem invertierenden Eingangsanschluß der ersten Differentialverstärkerschaltung (20a) zugeführt werden und wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b) jeweils einem invertierenden Eingangsanschluß und einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20b) zugeführt werden, wodurch die Ausgänge der ersten und der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind; und

eine erste und eine zweite integrierende Differentialschaltung (130a, 130b) als das Paar von integrierenden Schaltungen verwendet wird, wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) jeweils einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß und einem invertierenden Eingangsanschluß der ersten integrierenden Differentialschaltung (130a) zugeführt werden, wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Differentialverstärkerschaltung (20a, 20b) jeweils einem invertierenden Eingangsanschluß und einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß der zweiten integrierenden Differentialschaltung (130b) zugeführt werden, wodurch die Ausgänge der ersten und der zweiten integrierenden Differentialschaltung (130a, 130b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind.

3. Steuersystem für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung mit:

(b) einer ersten und einer zweiten Verstärkerschaltung (130a, 120b);

(c) einem Paar von integrierenden Schaltungen (130a, 130b);

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste und die zweite Verstärkerschaltung (120a, 120b) jeweils die Ausgänge der ersten und der zweiten Beschleunigungssensorschaltung (10a, 10b) empfangen und verstärken, wodurch die Ausgänge der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung (120a, 120b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind;

eine erste und eine zweite integrierende Differentialschaltung (130a, 130b) als das Paar von integrierenden Schaltungen verwendet wird, wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung (120a, 120b) jeweils einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß und einem invertierenden Eingangsanschluß der ersten integrierenden Differentialschaltung (130a) zugeführt werden, wobei die Ausgänge der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung (120a, 120b) jeweils einem invertierenden Eingangsanschluß und einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß der zweiten integrierenden Differentialschaltung (130b) zugeführt werden, wodurch die Ausgänge der ersten und der zweiten integrierenden Differentialschaltung (130a, 130b) in entgegengesetzter Phase zueinander sind.

4. Steuersystem nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wobei eine Fehlfunktionsbeurteilungseinrichtung (50) vorgesehen ist zum Addieren der Ausgänge des Paars von Beschleunigungssensorschaltungen und zum Vergleichen dieses addierten Wertes mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten und zum Beurteilen, daß eine Fehlfunktion in einem des Paars von Beschleunigungssensorschaltungen aufgetreten ist, wenn der addierte Wert außerhalb des Bereiches zwischen den zwei Schwellenwerten liegt.

5. Steuersystem nach Anspruch 4, wobei eine Aktivierungshemmeinrichtung (60) vorgesehen ist, die auf die Fehlfunktionsbeurteilung durch die Fehlfunktionsbeurteilungseinrichtung (50) anspricht, um die Aktivierung der Fahrzeugsicherheitseinrichtung zu hemmen.

6. Steuersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Paar von Beschleunigungssensoren (11a, 11b, 111a, 111b) auf einem gemeinsamen Basiselement (12, 101) montiert ist, welches an dem Fahrzeug montiert ist.

7. Steuersystem nach Anspruch 6, wobei das Basiselement eine starre bzw. feste Platte (12) aufweist, deren Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Paar von Beschleunigungssensoren jeweils piezoelektrische Elemente (11a, 11b) aufweist, die an einer Vorder- bzw. einer Rückseite der starren Platte montiert sind.

8. Steuersystem nach Anspruch 6, wobei das Basiselement eine Blattfeder (101) aufweist, deren Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Paar von Beschleunigungssensoren jeweils Spannungs- bzw. Deformationsmeßgeräte (111a, 111b) aufweist, die auf einer Vorderseite bzw. einer Rückseite der Blattfeder montiert sind.