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DE10010905A1 - Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz - Google Patents

Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz

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Publication number
DE10010905A1
DE10010905A1 DE10010905A DE10010905A DE10010905A1 DE 10010905 A1 DE10010905 A1 DE 10010905A1 DE 10010905 A DE10010905 A DE 10010905A DE 10010905 A DE10010905 A DE 10010905A DE 10010905 A1 DE10010905 A1 DE 10010905A1
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DE
Germany
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output
circuit
signal
acceleration
sensor
Prior art date
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Granted
Application number
DE10010905A
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English (en)
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DE10010905B4 (de
Inventor
Koichi Miyaguchi
Yasumasa Kanameda
Joerg Heckel
Masami Okano
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Bosch Corp
Original Assignee
Airbag Systems Co Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP11061575A external-priority patent/JP2000255375A/ja
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Abstract

Eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz, die zusätzlich zu einem Innensensor, der in einem Innenraum eines Fahrzeuges bereitgestellt ist, wenigstens einen Frontsensor, der in einem Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen ist, aufweist. Wenn der Frontsensor eine vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung nachweist, gibt er ein Nachweissignal an eine Steuereinheit aus. Die Steuereinheit setzt einen zweiten Schwellwert, der niedriger als ein erster Schwellwert ist, falls das Nachweissignal empfangen wird, und löst die Vorrichtung zum Insassenschutz aus, wenn ein integrierter Wert eines Beschleunigungssignals des Innensensors den zweiten Schwellwert überschreitet. Da der Frontsensor in einem Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen ist, kann der Frontsensor die Kollisionsbeschleunigung frühzeitig erkennen und ein Nachweissignal an die Steuereinheit ausgeben, selbst wenn die auf den Innensensor übertragene Kollisionsbeschleunigung abgeschwächt wird. Da der zweite Schwellwert niedriger als der erste Schwellwert angesetzt wird, kann dadurch die Steuereinheit die Vorrichtung zum Insassenschutz wie zum Beispiel einen Airbag zuverlässig und ohne eine Verzögerung zu verursachen, auslösen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Vor­ richtung zum Insassenschutz eines Fahrzeuges, wie zum Beispiel ein Airbag oder ein Sitz­ gurtstraffer.
Eine gewöhnliche Steuervorrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zum Insassenschutz von, wie sie zum Beispiel in der offengelegten japanischen Patentschrift Nr. 8-85414 be­ schrieben wird, weist in einer Bodenröhre eines Fahrzeuginnenraumes einen Beschleuni­ gungssensor auf. Der Beschleunigungssensor registriert eine Beschleunigung, die über die Karosserie auf die Bodenröhre wirkt, und gibt an die Steuervorrichtung ein analoges Signal aus, das repräsentativ für diese Beschleunigung ist. Die Steuervorrichtung integriert das Beschleunigungssignal vom Beschleunigungssensor, stellt auf Grundlage eines Vergleichs zwischen einem integrierten Wert des Beschleunigungssignals und einem vorbestimmten Schwellwert für das Auftreten einer Kollision das Auftreten einer Kollision fest, die das Betä­ tigen einer Vorrichtung zum Insassenschutz notwendig macht, und löst die Vorrichtung zum Insassenschutz, wie zum Beispiel einen Airbag, aus.
Nebenbei sei bemerkt: wenn bei einer Kollision der Aufprall durch ein Zusammendrücken des von der Kollision betroffenen Fahrzeugteils, zum Beispiel einer Knautschzone, absor­ biert wird, so kann angenommen werden, daß die Aufprallbeschleunigung nur abge­ schwächt auf die Bodenröhre übertragen wird. Da in einem solchen Fall die durch den in der Bodenröhre vorgesehenen Beschleunigungssensor registrierte Beschleunigung gering ist, besteht - obwohl nicht zu befürchten ist, daß Schwierigkeiten mit dem Insassenschutz zum Zeitpunkt der Kollision auftreten - die Gefahr, daß eine Verzögerung bei der Auslösung der Vorrichtung zum Insassenschutz auftritt. Insbesondere besteht bei einem Zusammen­ stoß, bei dem zum Beispiel das Fahrzeug abhebt oder bei einem Schrägaufprall, eine Ten­ denz dazu, daß die auf die Bodenröhre übertragene Beschleunigung abgeschwächt wird. In Anbetracht dessen ist vom Standpunkt der Verbesserung einer Steuerung der Vorrichtung zum Insassenschutz eine zuverlässige Steuerung der Vorrichtung zum Insassenschutz er­ wünscht, die unabhängig davon ist, ob die Kollisionsbeschleunigung, die auf den im Innen­ raum des Fahrzeugs vorgesehenen Beschleunigungssensor übertragen wird, abge­ schwächt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Steuervorrichtung für eine Vorrich­ tung zum Schutz von Fahrzeuginsassen bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung bereitzu­ stellen, die die Vorrichtung zum Insassenschutz zuverlässig steuert, unabhängig davon, ob eine Aufprallbeschleunigung, die auf einen Beschleunigungssensor im Fahrzeuginnenraum übertragen wird, abgeschwächt wird.
Die oben beschriebene und weitere Aufgaben werden durch eine Steuervorrichtung für ei­ ne Vorrichtung zum Insassenschutz gelöst, die einen Innenraum-Beschleunigungssensor (nachfolgend als "Innensensor" bezeichnet) aufweist, der in einem Innenraum eines Fahr­ zeuges vorgesehen ist, zum Nachweis einer Beschleunigung des Fahrzeuges und zur Ausgabe eines dafür repräsentativen Beschleunigungssignals, umfassend: wenigstens ei­ nen Frontbereich-Beschleunigungssensor (nachfolgend als "Frontsensor" bezeichnet), der in einem Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist, um eine Beschleunigung des Fahr­ zeugs zu registrieren und um ein Nachweissignal auszugeben, wenn eine vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird; und eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, zum Empfangen des Beschleunigungssignals des Innensensors und des Nachweissignals des wenigstens einen Frontsensors, um einen er­ sten Schwellwert festzulegen, wenn kein Nachweissignal empfangen wird, um einen zwei­ ten Schwellwert, der niedriger als der erste Schwellwert ist, festzulegen, wenn ein Nach­ weissignal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz zu betätigen, wenn ein integrierter Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors den festgesetz­ ten Schwellwert überschreitet.
Gemäß einer solchen Anordnung gibt der Frontsensor ein Nachweissignal aus, wenn die vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wurde. Hierdurch wird der zweite Schwell­ wert, der niedriger als der erste Schwellwert ist, festgelegt, und die Vorrichtung zum Insas­ senschutz wird betätigt, wenn der integrierte Wert des Beschleunigungssignals des Innen­ sensors den zweiten Schwellwert überschreitet. Da der Frontsensor im Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen ist, bemerkt der Frontsensor die Aufprallbeschleunigung frühzeitig und gibt ein Nachweissignal an die Steuereinheit aus, selbst wenn die auf den Innensensor übertragene Aufprallbeschleunigung abgeschwächt wird. Da der zweite Schwellwert niedri­ ger als der erste Schwellwert festgesetzt wird, kann dadurch die Steuereinheit die Vorrich­ tung zum Insassenschutz zuverlässig auslösen, ohne daß die Entscheidung, daß ein Zu­ sammenstoß aufgetreten ist, verzögert getroffen wird.
Die oben aufgeführten und andere Aufgaben werden ebenso durch eine Steuereinheit zum Insassenschutz gelöst, die einen Innensensor aufweist, der in einem Innenraum eines Fahrzeuges vorgesehen ist, um eine Beschleunigung des Fahrzeuges festzustellen, und um ein dafür repräsentatives Beschleunigungssignal auszugeben, umfassend: wenigstens einen Frontsensor, der in einem Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen ist, um die Be­ schleunigung des Fahrzeuges nachzuweisen und um ein Nachweissignal auszugeben, wenn eine vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird; und eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, um dieses Beschleuni­ gungssignal des Innensensors und das Nachweissignal des Frontsensors zu empfangen, um als Schwellwert einen Standardschwellwert zu setzen, wenn kein Nachweissignal emp­ fangen wird, um einen niedrigen Schwellwert als Schwellwert festzusetzen, indem ein vor­ bestimmtes Dekrement vom Standardschwellwert abgezogen wird, wenn ein Nachweissi­ gnal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz auszulösen, wenn ein integrierter Wert des Beschleunigungssignals dieses Innensensors den Schwellwert über­ schreitet.
Gemäß einer solchen Anordnung wird der niedrige Schwellwert der niedriger als der Stan­ dardschwellwert ist, durch Abziehen eines vorbestimmten Dekrementes vom Standard­ schwellwert als der Schwellwert festgelegt, falls ein Nachweissignal vom Frontsensor emp­ fangen wird. Dadurch überschreitet der integrierte Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors den Schwellwert, ohne daß eine Verzögerung verursacht wird, und die Vor­ richtung zum Insassenschutz wird zuverlässig ausgelöst.
Die obigen und andere Aufgaben werden ebenso durch eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz erreicht, die einen Innensensor aufweist, der in einem In­ nenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist, um eine Beschleunigung des Fahrzeuges nach­ zuweisen und um ein Beschleunigungssignal, das repräsentativ dafür ist auszugeben, um­ fassend: wenigstens einen Frontsensor, der in einem Frontbereich des Fahrzeugs vorge­ sehen ist, um die Beschleunigung des Fahrzeuges festzustellen, um ein erstes Nachweis­ signal auszugeben, wenn eine erste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird, und um ein zweites Nachweissignal auszugeben, wenn eine zweite vorbestimmte Aufprall­ beschleunigung registriert wurde, die größer als die erste vorbestimmte Aufprallbeschleuni­ gung ist; und eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor ver­ bunden ist, und die ein Beschleunigungssignal dieses Innensensors und das erste und zweite Nachweissignal des Frontsensors empfängt, die einen integrierten Wert des Be­ schleunigungssignals des Innensensors erhöht, indem ein erster additiver Wert zu diesem integrierten Wert addiert wird, wenn das erste Nachweissignal empfangen wird, um diesen integrierten Wert weiter zu erhöhen, indem ein zweiter additiver Wert, der größer als der er­ ste additive Wert ist, zu diesem integrierten Wert zu addieren, wenn das zweite Nachweis­ signal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz auszulösen, wenn die­ ser integrierte Wert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
Gemäß einer solchen Konfiguration gibt der Frontsensor, der im Frontbereich des Fahrzeu­ ges vorgesehen ist, ein erstes Nachweissignal aus, wenn die erste vorbestimmte Aufprall­ beschleunigung registriert wird, und gibt ein zweites Nachweissignal aus, wenn die zweite vorbestimmte Aufprallbeschleunigung, die größer als die erste vorbestimmte Aufprallbe­ schleunigung ist, registriert wird. Der integrierte Wert des Beschleunigungssignals des In­ nensensors wird erhöht, falls das erste Nachweissignal empfangen wird, und wird weiter er­ höht, falls das zweite Nachweissignal empfangen wird. Dadurch überschreitet der inte­ grierte Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors den Schwellwert ohne Verzö­ gerung, und die Vorrichtung zum Insassenschutz wird zuverlässig ausgelöst.
Ferner werden die obigen und weitere Aufgaben durch eine Steuervorrichtung für eine Vor­ richtung zum Insassenschutz gelöst, die einen Innensensor aufweist, der in einem Innen­ raum eines Fahrzeuges vorgesehen ist, die eine Beschleunigung des Fahrzeuges nach­ weist und ein dafür repräsentatives Beschleunigungssignal ausgibt, umfassend: wenigstens einen Frontsensor, der in einem Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen ist, um die Be­ schleunigung des Fahrzeugs nachzuweisen, um ein erstes Nachweissignal auszugeben, wenn eine erste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird, und um ein zweites Nachweissignal auszugeben, wenn eine zweite vorbestimmte Aufprallbeschleunigung, die größer als die erste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung ist, registriert wird; und eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, um das Beschleunigungssignal des Innensensors und das erste und zweite Nachweissignal des Frontsensors zu empfangen, um als Schwellwert einen Standardschwellwert festzulegen, wenn das erste und zweite Nachweissignal nicht empfangen wird, um einen ersten niedri­ gen Schwellwert, der niedriger als der Standardschwellwert ist, als Schwellwert festzulegen, wenn das erste Nachweissignal empfangen wird, um einen zweiten niedrigen Schwellwert, der niedriger als der erste niedrige Schwellwert ist, als Schwellwert festzulegen, wenn das zweite Nachweissignal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz aus­ zulösen, wenn ein integrierter Wert des Beschleunigungssignals dieses Innensensors grö­ ßer ist als der Schwellwert.
In einer solchen Konfiguration wird der erste niedrige Schwellwert, der niedriger als der Standardschwellwert ist, als der Schwellwert festgelegt, falls ein Nachweissignal empfangen wird, und wird der zweite niedrige Schwellwert, der niedriger als der erste niedrige Schwell­ wert ist als der Schwellwert festgelegt, falls das zweite Nachweissignal empfangen wird. Dadurch überschreitet der integrierte Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors den Schwellwert ohne Verzögerung, und die Vorrichtung zum Insassenschutz wird zuver­ lässig ausgelöst.
Weitere Möglichkeiten der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung offensichtlich. Jedoch sollte beachtet werden, daß die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl sie bevorzugte Aus­ führungsformen der Erfindung wiedergeben, nur der Veranschaulichung dienen, und daß sich der Schutzbereich auch auf verschiedene Änderungen und Modifizierungen erstreckt, die auf Grundlage der Beschreibung der Erfindung für Fachleute naheliegend sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und damit einhergehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung können vollständig gewürdigt werden, wenn sie mit Hilfe der folgenden Beschreibung und einhergehenden Abbildungen besser verstanden werden.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigt;
Fig. 2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Frontsensors von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer Signaleingangsschaltung der Steuer­ einheit von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist ein veranschaulichendes Diagramm zur Erklärung der Wirkungsweise des Frontsensors von Fig. 2;
Fig. 5 und
Fig. 6 sind Flußdiagramme für den Mikrocomputer von Fig. 1;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm für den Mikrocomputer von Fig. 1 und zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und stellt zusammen mit Fig. 5 die Flußdiagramme des Mikrocomputers dar;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung wiedergibt;
Fig. 9 ist ein Schaltbild, das ein weiteres Beispiel des Frontsensors von Fig. 1 zeigt;
Fig. 10 ist eine veranschaulichende Zeichnung, um die Wirkungsweise des Front­ sensors von Fig. 9 zu erklären;
Fig. 11 und
Fig. 12 sind Flußdiagramme für den Mikrocomputer von Fig. 1 und zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigt;
Fig. 14 und
Fig. 15 sind Flußdiagramme des Mikrocomputers von Fig. 1 und zeigen eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 16, 17 und
Fig. 18 sind Flußdiagramme des Mikrocomputers von Fig. 1 und zeigen eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In Fig. 1 wird mit dem Bezugszeichen 1 eine Steuereinheit bezeichnet. Die Steuereinheit 1 umfaßt einen Mikrocomputer 2, eine Signaleingangsschaltung 3, und eine Auslöseschal­ tung 4. Der Mikrocomputer 2 empfängt ein Sensorsignal von einem Frontbereichs- Beschleunigungssensor (im folgenden Frontsensor genannt) 5 über eine Signaleingangs­ schaltung 3, empfängt ein Sensorsignal von einem Innenraum-Beschleunigungssensor (im folgenden Innensensor genannt) 6, und gibt ein Kollisionsnachweissignal an die Auslöse­ schaltung 4 auf Grundlage der Sensorsignale der Beschleunigungssensor 5 und 6. Nach dem Empfang des Kollisionsnachweissignals gibt die Auslöseschaltung 4 ein Auslösesignal an die Vorrichtung zum Insassenschutz 9 aus, und wodurch die Vorrichtung zum Insassen­ schutz 9 ausgelöst wird. Im konkreten Fall ist die Vorrichtung zum Insassenschutz 9 ein Air­ bag oder ein Sitzgurtstraffer. Die Steuereinheit 1 ist in einer Bodenröhre im Fahrzeuginnen­ raum vorgesehen.
Der Frontsensor 5 ist in einem mittleren Bereich des Frontbereichs des Fahrzeuges vorge­ sehen, wo ein Aufprall leicht absorbiert werden kann zum Beispiel in der Nähe eines Küh­ lers, wie zum Beispiel einem mittleren Bereich einer Kühleranbringung. Da dies ein relativ weiches Teil einer Karosserie ist, kann der Stoß durch eine Kollision leicht absorbiert wer­ den, und die Übertragung einer Kollisionsbeschleunigung auf die Bodenröhre findet oft nur in abgeschwächter Form statt. Wenn der Frontsensor 5 eine vorbestimmte Kollisionsbe­ schleunigung nachweist, gibt die Steuereinheit 1 ein dafür repräsentatives Nachweissignal als Sensorsignal aus. Da die Funktionsweise des Frontsensors eine Temperaturkompensa­ tion aufweist, die unten beschrieben wird, kann der Frontsensor angebracht werden, ohne daß in Betracht gezogen werden muß, ob er Wärme von einem Motor empfängt. Die Konfi­ guration der Schaltung des Frontsensors 5 ist in Fig. 2 gezeigt.
Fig. 2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel des Frontsensors 5 von Fig. 1 zeigt.
Der Frontsensor 5 umfaßt ein piezoelektrisches Element 10, um eine Beschleunigung nachzuweisen, eine Verstärkungsschaltung, die erste und zweite nicht-invertierende Ver­ stärkungsschaltungen 11 und 12 und eine Differenzverstärkungsschaltung 13 aufweist, ei­ ne Vorspann-Widerstandsschaltung 14, einen Kondensator 15, ein Element zur Tempera­ turkompensation 16, das als temperaturkompensierende Vorrichtung wirkt, ein Schaltkreis 17 zur Bereitstellung einer Referenzspannung, und eine Vergleichsschaltung 18.
Die erste nicht-invertierende Verstärkungsschaltung 11 der Verstärkungsschaltung hat ei­ nen Operationsverstärker 19 vom Typ eines bipolaren Transistors und einen Widerstand 21, der zwischen dem negativen Eingang und dem Ausgang des Verstärkers 19 eingebaut ist. Die zweite nicht-invertierende Verstärkungsschaltung 12 der Verstärkungsschaltung hat einen Operationsverstärker 20 vom Typ eines bipolaren Transistors und einen Widerstand 22, der zwischen einem negativen Eingang und einem Ausgang des Verstärkers 20 einge­ baut ist. Die Verstärker 19 und 20 werden über die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren mit einer Betriebsspannung versorgt. Wie unten beschrieben wird, liefert die Steuereinheit 1 eine vorbestimmte konstante Spannung an die Leitung 23 zur Spannungs­ versorgung der Sensoren mit Hilfe der Signaleingangsschaltung 3. Ein positiver Eingang des Operationsverstärkers 19 der ersten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung 11 ist mit einem Ende des piezoelektrischen Elements 10 verbunden, und positiver Eingang des Operationsverstärkers 20 der zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung 12 ist mit dem anderen Ende des piezoelektrischen Elements 10 verbunden. Dadurch werden die Ausgangsspannungen an beiden Enden des piezoelektrischen Elements 10 nicht- invertierend verstärkt und werden durch die erste bzw. zweite nicht-invertierende Verstär­ kungsschaltung 11 und 12 zu niedrigen Impedanzen konvertiert. Da die Ausgangsspan­ nungen des piezoelektrischen Elements 10 dadurch, daß ein Kondensator 15 parallel zum piezoelektrischen Element 10 geschaltet wird, wie weiter unten beschrieben wird, abge­ senkt wird, werden die Widerstände 21 und 22 der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12 auf einen relativ hohen Wert gesetzt, so daß die Ab­ nahme der Ausgangsspannungen des piezoelektrischen Elements 10 durch die Verstär­ kung der Operationsverstärker 19 und 20 wettgemacht werden kann.
Die Differenzverstärkungsschaltung 13 der Verstärkungsschaltung hat einen Operations­ verstärker 24, der vom Typ eines bipolaren Transistors ist. Eine Versorgungsspannung des Verstärkers 24 wird durch die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren bereit­ gestellt. Ein negativer Eingang des Verstärkers 24 ist über einen Widerstand 25 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 19 der ersten nicht-invertierenden Verstärkungs­ schaltung 11 verbunden, und ebenso mit einem Ausgang des Verstärkers 24 über eine Parallelschaltung mit einem Widerstand 26 und einem Kondensator 27 verbunden. Ein po­ sitiver Eingang des Verstärkers 24 ist über einen Widerstand 28 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 20 der zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung 12 ver­ bunden und erhält ebenso ein Referenzpotential von der Referenzspannungsschaltung 17 über eine Parallelschaltung, bestehend aus einem Widerstand 29 und einen Kondensator 30. Die Differenzverstärkungsschaltung 13 verstärkt und integriert die Differenz der Aus­ gangssignale der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12, und gibt einen integrierten Wert der durch das piezoelektrische Element 10 registrierten Beschleunigung aus. Wie unten beschrieben wird, wird die Referenzspannung, die durch die Referenzspannungsschaltung 17 an die Differenzverstärkungsschaltung 13 angelegt wird, über einen Pufferverstärker für die Referenzspannung 35 ausgegeben, um so eine Anpassung an die Ausgangsimpedanzen der ersten und zweiten nicht-invertierenden Ver­ stärkungsschaltungen 11 und 12 zu erreichen. Folglich wird das Verhältnis der Gleichtakt­ unterdrückung (common mode rejection ratio) der Differenzverstärkungsschaltung 13 groß. Dadurch wird ein Einfluß einer Offset-Spannung aufgrund einer Zunahme der Verstärkung der nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12 durch die Differenzverstär­ kungsschaltung 13 unterdrückt.
Die Vorspann-Widerstandsschaltung 14 hat einen Vorspann-Widerstand 31, der zwischen den positiven Eingängen der ersten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung 11 und dem Referenzpotential der Referenzspannungsschaltung 17 eingebaut ist, und einen Vor­ spann-Widerstand 32, der zwischen dem positiven Eingang der zweiten nicht- invertierenden Verstärkungsschaltung 12 und dem Referenzpotential der Referenzspan­ nungsleitung 17 eingebaut ist. Der Kondensator 15 ist parallel zum piezoelektrischen Ele­ ment 10 geschaltet, so daß die zusammen mit dem piezoelektrischen Element 10 resultie­ rende Kapazität zunimmt. Dadurch wird eine untere Abschneidefrequenz herabgesenkt, ohne daß die Widerstandswerte der Vorspann-Widerstände 31 und 32 angehoben werden, und dadurch können Geschwindigkeitsänderungen aufgrund von Kollisionen leichter regi­ striert werden. Von diesem Gesichtspunkt aus ist es wünschenswert, eine Frequenz sogar unterhalb von zum Beispiel 10 Hz zu erreichen. Wenn die Vorspann-Widerstände 31 und 32 auf hohe Widerstandswerte von zum Beispiel um die 100 MΩ gesetzt werden, um die untere Abschneidefrequenz herabzusenken, so ist es nicht möglich, solche Widerstände unter einer normalen Atmosphäre zu verwenden. Ebenso kann, wenn die Vorspann- Widerstände 31 und 32 auf die oben genannten hohen Widerstandswerte gesetzt werden, unter dem Einfluß eines Vorspann-Stroms eine Gleichspannung am piezoelektrischen Ele­ ment 10 erzeugt werden, und dadurch kann eine Migration im piezoelektrischen Element verursacht werden. Deshalb ist es wünschenswert, die Vorspann-Widerstände 31 und 32 auf Werte von etwa 1 MΩ zu setzen. Da die untere Abschneidefrequenz durch die resultie­ rende Kapazität des piezoelektrischen Elements 10 und des Kondensators 15 und der Wi­ derstandswerte der Vorspann-Widerstände 31 und 32 bestimmt wird, wird die Kapazität des Kondensators 15 so eingestellt, daß die Vorspann-Widerstände 31 und 32 Widerstands­ werte um etwa 1 MΩ haben und ferner so, daß die untere Abschneidefrequenz einen nied­ rigen Wert unterhalb von zum Beispiel 10 Hz aufweist. Obwohl die Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements 10 durch den zum piezoelektrischen Element 10 parallel ge­ schalteten Einbau des Kondensators 15 verringert wird, wird dies durch die Verstärkungs­ zunahme der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12 wettgemacht, wie oben beschrieben. Da ebenso eine Temperaturabhängigkeit der Aus­ gangsspannung des piezoelektrischen Elements 10 durch den parallelen Einbau des Kon­ densators 15 offensichtlich wird, wird ein Element 16 zur Temperaturkompensation bereit­ gestellt, um die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements 10 zu kompensieren. Die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements ist eine monoton zunehmende Funktion. Deshalb erhöht sich die Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements 10, wenn die Temperatur zunimmt und nimmt ab, wenn die Temperatur abnimmt.
Das Element zur Temperaturkompensation 16 wird zwischen negativem Eingang des Ope­ rationsverstärkers 19 der ersten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung 11 und dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 20 der zweiten nicht-invertierenden Verstär­ kungsschaltung 12 eingebaut. In diesem Beispiel ist das Element zur Temperaturkompen­ sation 16 ein Posistor. Der Posistor 16 verringert die Verstärkungen der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12, wenn die Temperatur zunimmt und erhöht diese Verstärkungen, wenn die Temperatur abnimmt. Dadurch wird die Aus­ gangsspannung des piezoelektrischen Elements 10 gegenüber Temperaturschwankungen stabilisiert. Da die Verstärkungsfaktoren der nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12 durch ein einziges Element zur Temperaturkompensation 16 angepaßt werden, kann eine Verringerung der Anzahl der Bausteine der Schaltung und eine Vereinfachung des Schaltungsaufbaus erreicht werden.
Die Referenzspannungsleitung 17 weist eine Reihenschaltung von spannungsteilenden Widerständen 33 und 34 auf, die zwischen der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren und Masse eingebaut sind und den Pufferverstärker für die Referenzspannung 35, der ein Operationsverstärker vom bipolaren Transistortyp ist. Der Pufferverstärker 35 erhält am positiven Eingang eine Spannung, die durch die spannungsteilenden Widerstän­ de 33 und 34 dividiert wird, während sein negativer Eingang mit seinem Ausgang verbun­ den ist. Die Referenzspannungsschaltung 17 stellt über den Pufferverstärker 35 der Diffe­ renzverstärkungsschaltung 13 und der Vorspann-Widerstandsschaltung 14 ein Referenz­ potential zur Verfügung. Dadurch kann ein Anpassen an die Ausgangsimpedanzen der nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen 11 und 12 erreicht werden, und dadurch wird das Verhältnis der Gleichtaktunterdrückung (common mode rejection ratio) der Differenz­ verstärkungsschaltung 13 erhöht. Eine Betriebsspannung des Pufferverstärkers 35 für die Referenzspannung wird durch die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren be­ reitgestellt. Da das Ausgangssignal des Frontsensors 5 in Form von Stromänderungen über die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren an die Steuereinheit 1 ausge­ geben wird, wie weiter unten beschrieben wird, werden die spannungsteilenden Widerstän­ de 33 und 34 auf relativ hohe Werte von einigen kΩ eingestellt, so daß ein Strom, der durch die Widerstände 33 und 34 über Masse fließt, klein wird. Nebenbei wird in diesem Beispiel das Referenzpotential an die Vorspannwiderstandsschaltung 14 mit Hilfe des Puf­ ferverstärkers für die Referenzspannung 35 angelegt, aber es ist auch hinnehmbar an die Vorspann-Widerstandsschaltung 14 direkt die durch die Widerstände 33 und 34 geteilte Spannung anzulegen.
Die Vergleichsschaltung 18 hat einen Komparator 36, der aus einem Operationsverstärker vom Typ eines bipolaren Transistors besteht. Eine Spannungsversorgung des Komparators 36 wird durch die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren zur Verfügung ge­ stellt. Ein positiver Eingang des Komparators 36 ist mit dem Ausgang der Differenzverstär­ kungsschaltung 13 über einen Widerstand 37 verbunden. Ein negativer Eingang des Kom­ parators 36 liegt an einer Referenzspannung Eth an, die aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes 38 und einer Zenerdiode 39, die zwischen die Leitung 23 zur Spannungsver­ sorgung der Sensoren und Masse eingebaut ist, gegeben. Die Referenzspannung Eth ist ein Schwellwert für den Nachweis einer vorbestimmten Aufprallbeschleunigung und wird experimentell festgelegt, zum Beispiel auf Grundlage einer Kollisionsbeschleunigung, die erfordert, daß eine Vorrichtung zum Insassenschutz ausgelöst wird. Ein Ausgang des Komparators 36 ist mit einer Basis eines Schalttransistors 41 über einen Widerstand 40 verbunden, und ist ebenso mit seinem eigenen positiven Eingang über eine Reihenschal­ tung bestehend aus einer Diode 42 und einem Widerstand 43 verbunden. Die Diode 42 ist so eingebaut, daß die Richtung vom Ausgang zum positiven Eingang der Durchlaßrichtung entspricht. Die Diode 42 und die Widerstände 37 und 43 bilden eine Schaltung für den Komparator 36 zur Vermeidung von schnellem Hin- und Herschalten des Komparators (Chattering). Dabei wird, wenn das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13 die Referenzspannung Eth übersteigt, das Ausgangssignal hoher Amplitude (High Level) des Komparators 36 zur Rückkopplung in den positiven Eingang verwendet. Dadurch wird ein Chattering des Komparators 36 verhindert. Ein Emitter des Schalttransistors 41 ist ge­ erdet, und sein Kollektor ist mit der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über einen Widerstand 44 verbunden. In der Vergleichsschaltung 18, die wie oben be­ schrieben aufgebaut ist, weist das Ausgangssignal des Komparators 36 eine niedrige Am­ plitude (Low Level) auf, wenn der Ausgang der Differenzverstärkungsschaltung 13, nämlich ein integrierter Wert der Beschleunigung kleiner als die Referenzspannung Eth ist, und der Schalttransistor 41 ist ausgeschaltet (Aus-Zustand). Wenn der Ausgang der Differenzver­ stärkungsschaltung 13 größer ist als die Referenzspannung Eth, so gibt der Komparator 36 ein Signal hoher Amplitude (High Level) aus, das anzeigt, daß eine vorbestimmte Aufprall­ beschleunigung registriert wurde und der Schalttransistor 41 wird eingeschaltet (Ein- Zustand). Dadurch fließt ein Strom durch den Widerstand 44 und den Widerstand 41 von der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über die Masse, und dadurch wird ein Stromwert in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren höher. Das heißt, das Nachweissignal, das repräsentativ ist für den Nachweis einer vorbestimmten Aufprall­ beschleunigung, wird als Stromänderung in die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren ausgegeben.
Die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren des Frontsensors 5 ist mit der Si­ gnaleingangsschaltung 3 der Steuereinheit über ein Übertragungskabel 45 verbunden, und liegt auf einer vorbestimmten konstanten Spannung, die durch eine Einheitsspannungsver­ sorgungsleitung 54 (abgebildet in Fig. 3) in der Steuereinheit 1 über die Signaleingangs­ schaltung 3 bereitgestellt wird. Unter dem Gesichtspunkt der Rauschverhinderung wird in diesem Beispiel ein doppelt geführtes und verdrilltes, sogenanntes Twisted-Pair Kabel als Übertragungskabel 45 verwendet. Das Nachweissignal des Frontsensors 5 wird an der Si­ gnaleingangsschaltung 3 der Steuereinheit 1 über das Twisted-Pair Kabel 45 als veränder­ licher Strom in die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren eingespeist. Da üb­ rigens die Operationsverstärker 19, 20, 24, 35 und 36 des Frontsensors 5 mit einem nahe­ zu konstanten Strom arbeiten, beeinflußt der Versorgungsstrom der Operationsverstärker 19, 20, 24, 35 und 36 nicht das als Stromschwankung ausgegebene Sensorsignal.
Fig. 3 ist ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel der Signaleingangsschaltung 3 von Fig. 1 zeigt. Die Signaleingangsschaltung 3 hat eine Stromspiegelschaltung 52, die ein Paar von Transistoren 50 und 51 und einen Nachweiswiderstand 53 aufweist. Ein Transistor 50 der Stromspiegelschaltung 52 ist mit seinem Emitter mit der Einheitsspannungsversorgungs­ leitung 54 verbunden und mit seinem Kollektor mit der Leitung 23 zur Spannungsversor­ gung des Frontsensors 5 über ein Twisted-Pair Kabel 45, und an seiner Basis ist er mit dem Kollektor und einer Basis des anderen Transistors 51 verbunden. Ein Emitter des anderen Transistors 51 ist mit der Einheitsspannungsversorgungsleitung 54 verbunden, und sein Kollektor ist über den Nachweiswiderstand 53 mit der Masse verbunden. Das Nachweissi­ gnal vom Frontsensor 5 wird als Spannungssignal an den Mikrocomputer 2 über den Nachweiswiderstand 53 ausgegeben.
Fig. 4 ist ein veranschaulichendes Diagramm zu Erläuterung der Arbeitsweise des Front­ sensors 5 von Fig. 2. In Fig. 4 zeigt das Diagramm mit Bezugszeichen (a) das Ausgabesi­ gnal der Differenzverstärkungsschaltung 13, nämlich einen integrierten Wert einer Be­ schleunigung, das Diagramm mit Bezugszeichen (b) zeigt den einen Schaltvorgang des Schalttransistors 41 der Vergleichsschaltung 18, und das Diagramm mit Bezugszeichen (c) zeigt eine Änderung des Stromes in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Senso­ ren.
Wenn das piezoelektrische Element 10 überhaupt keine Beschleunigung feststellt, so gibt die Differenzverstärkungsschaltung 13 eine vorbestimmte Spannung aus, die niedriger als die Referenzspannung Eth der Vergleichsschaltung 18 ist und die auf dem Referenzpoten­ tial der Referenzspannungsschaltung 17 basiert. Dadurch ist der Ausgang des Kompara­ tors 36 auf niedriger Amplitude (Low Level), der Schalttransistor 41 ist ausgeschaltet (Aus- Zustand), und ein Strom der durch die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren und die Stromversorgungsleitung für die Einheit 54 fließt, hat einen bestimmten Wert und ändert sich nicht. In der Signaleingangsschaltung 3 der Steuereinheit 1 gibt das Paar von Transistoren 50 und 51 einen Strom an den Nachweiswiderstand aus, basierend auf den Basis-Emitter Spannungen entsprechend dem bestimmten Strom, der durch die Stromver­ sorgungsleitung für die Einheit 54 fließt. Somit wird ein vorbestimmtes Spannungssignal, das anzeigt, daß der Frontsensor 5 kein Nachweissignal ausgegeben hat, über den Nach­ weissensor 53 an den Mikrocomputer 2 ausgegeben. Der Mikrocomputer 2 empfängt das vorbestimmte Spannungssignal über eine A/D-Wandlung.
Wenn auf der anderen Seite das piezoelektrische Element 10 eine Beschleunigung regi­ striert, so gibt die Differenzverstärkungsschaltung 13 eine Spannung aus, die repräsentativ für einen integrierten Wert der Beschleunigung ist, wie in Fig. 4(a) gezeigt wird. Wenn das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13 die Referenzspannung Eth über­ schreitet, so gibt der Komparator 36 der Vergleichsschaltung 18 das Signal hoher Amplitu­ de (High Level) aus, und der Schalttransistor 41 wird eingeschaltet, wie in Fig. 4(b) gezeigt wird. Dadurch fließt ein Strom durch den Widerstand 44 und den Widerstand 41 von der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über die Masse, und ein Stromwert in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren nimmt zu, wie in Fig. 4(c) gezeigt ist, und dadurch wird ein Nachweissignal an die Signaleingangsschaltung 3 der Steuerein­ heit 1 ausgegeben. In der Signaleingangsschaltung 3 variiert eine Basis-Emitter Spannung des einen Transistors 50 der Stromspiegelschaltung 52 gemäß der Stromänderung in der Stromversorgungsleitung der Einheit 54, nämlich das Nachweissignal des Frontsensors 5. Dadurch gibt der andere Transistor 51 einen Kollektorstrom an den Nachweiswiderstand 53 aus, so daß eine Basis-Emitter Spannung des anderen Transistors 51 auf dem gleichen Potential ist wie die Basis-Emitter Spannung des einen Transistors 50. Dadurch wird das Nachweissignal des Frontsensors 5 als ein Spannungssignal über dem Nachweiswider­ stand 53 ausgegeben, und der Mikrocomputer 2 empfängt das Spannungssignal über eine A/D Wandlung.
Obwohl im Frontsensor 5 von Fig. 2 die Differenzverstärkungsschaltung 13 nur eine inte­ grierende Funktion hat, ist nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung darauf zu begren­ zen. Zusammen mit der Differenzverstärkungsschaltung 13 oder anstelle der Differenzver­ stärkungsschaltung 13 können die ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungs­ schaltungen 11 und 12 eine integrierende Funktion haben. In diesem Fall, der gestrichelt in Fig. 2 angedeutet ist, sind Kondensatoren 56 und 57 jeweils parallel zu den Widerständen 21 und 22 geschaltet. Dadurch werden nicht-invertierende Verstärkungsschaltungen 11 und 12 geschaffen, die eine integrierende Funktion haben.
Gemäß der Konfiguration der Schaltung von Fig. 2 werden die Fluktuationen des Aus­ gangssignals des piezoelektrischen Elements aufgrund von Änderungen der Umgebungs­ temperatur durch die Verstärkungsanpassung der nicht-invertierenden Verstärkungsschal­ tungen 11 und 12 kompensiert, mit Hilfe des Elementes 16 zur Temperaturkompensation. Dadurch entstehen keine Fluktuationen des Sensorausgangssignals des Frontsensors 5 aufgrund von Schwankungen der Umgebungstemperatur, selbst wenn der Frontsensor 5 an einer Stelle angebracht ist, an der extreme Temperaturschwankungen auftreten, wie zum Beispiel wenn er der durch den des Fahrzeugmotor abgegebenen Wärme direkt aus­ gesetzt ist.
Außerdem wird durch die parallele Schaltung des Kondensators 15 mit dem piezoelektri­ schen Element 10 die resultierende Kapazität erhöht. Dadurch kann die untere Abschnei­ defrequenz herabgesenkt werden, ohne daß die Widerstandswerte der Vorspann- Widerstände 31 und 32 erhöht werden müssen. Da eine niedrigere Frequenzkomponente an die Vergleichsschaltung 18 ausgegeben wird, wird hierdurch ein Nachweis eines Zu­ sammenstoßes in der Vergleichsschaltung 18 leichter möglich, und das Nachweissignal kann zuverlässig ausgegeben werden. Ebenso ist es nicht notwendig, die Vorspann- Widerstände 31 und 32 auf so hohe Widerstandswerte einzustellen, daß sie nicht in einer gewöhnlichen Atmosphäre verwendet werden können. Ferner kann die Migration im piezo­ elektrischen Element 10 vermieden werden, die dann auftritt, wenn die Vorspann- Widerstände 31 und 32 auf hohe Widerstandswerte eingestellt werden.
Ebenso kann schnelles Hin- und Herschalten (Chattering) des Komparators 36 verhindert werden, indem das Ausgangssignal des Komparators 36 zu seinem Eingangssignal rück­ gekoppelt wird. Deswegen kann die Anordnung der Schaltung vereinfacht werden, vergli­ chen mit dem Fall, bei dem Chattering dadurch verhindert wird, daß eine Referenzspan­ nung des Komparators variiert wird.
Ferner wird das Nachweissignal des Frontsensors 5 an die Signaleingangsschaltung 3 der Steuereinheit 1 als Stromänderung in den Spannungsleitungen 23, 45 und 54 übertragen. Deswegen ist es nicht notwendig, daß eine Signalleitung bereitgestellt wird. Ebenso kann ein Rauschen effektiver unterdrückt werden, da es nicht notwendig ist, die Masse der Ka­ rosserie des Wagens als eine Referenzspannung zu verwenden.
Ferner wird Signaleingangsschaltung 3 der Steuereinheit 1 unter Verwendung der Strom­ spiegelschaltung 52, die die Transistoren 50 und 51 umfaßt, gebildet. Da sich die Tempe­ raturabhängigkeiten der Basis-Emitter Spannungen der Transistoren 50 und 51 gegenseitig aufheben, wird deswegen keine Vorrichtung zur Kompensation von Temperaturschwan­ kungen benötigt. Da die Signaleingangsschaltung 3 ferner mit einer Spannung arbeitet, die hat auch den Frontsensor 5 versorgt, besteht keine Notwendigkeit eine weitere Betriebs­ spannung bereitzustellen, und der Aufbau der Signaleingangsschaltung 3 kann extrem ver­ einfacht werden.
Der Beschleunigungssensor im Innenraum des Fahrzeuges 6 von Fig. 1 ist zusammen mit der Steuereinheit 1 in einer Bodenröhre im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen. Der Innen­ sensor 6 registriert eine Beschleunigung, die auf die Bodenröhre übertragen wird und gibt an den Mikrocomputer 2 ein Beschleunigungssignal Gt aus, das repräsentativ für das Sen­ sorausgangssignal ist. Da der Innensensor 6 in einer Bodenröhre im Fahrzeuginneren vor­ gesehen ist, besteht im Fall eines Zusammenstoßes, bei dem eine auf die Bodenröhre übertragene Kollisionsbeschleunigung abgeschwächt wird, die Gefahr, daß ein Aufprall durch ein Zusammenknautschen der Karosserie absorbiert wird, so daß die Aufprallbe­ schleunigung, die durch den Innensensor 6 registriert wird, gering ist. Jedoch kann im Fall einer Kollision, wie zum Beispiel eines Frontalzusammenstoßes, bei dem die Kollisionsbe­ schleunigung leicht an die Bodenröhre übertragen wird, die Kollisionsbeschleunigung früh­ zeitig durch den Innensensor 6 registriert werden. Als Innensensor kann ein wohlbekannter Beschleunigungssensor verwendet werden.
Der Mikrocomputer 2 der Steuereinheit 1 führt die folgenden Steuerbefehle gemäß den Flußdiagrammen von Fig. 5 aus, wie nachfolgend beschrieben. Wenn der Frontsensor 5 kein Nachweissignal ausgibt, so legt der Mikrocomputer 2 einen ersten Schwellwert Vth1 fest und entscheidet, ob ein integrierter Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt des In­ nensensors 6 größer ist als dieser erste Schwellwert Vth1. Und wenn der integrierte Wert ΔVt größer ist als der erste Schwellwert Vth1, so erkennt der Mikrocomputer 2, daß das Fahrzeug einen Zusammenstoß erleidet, der das Auslösen der Vorrichtung zum Insassen­ schutz 7 erfordert, und gibt das Kollisionsnachweissignal an die Auslöseschaltung 4 aus. Wenn das Nachweissignal vom Frontsensor 5 ausgegeben wird, so legt der Mikrocomputer 2 einen zweiten Schwellwert Vth2 auf Grundlage eines Vergleiches zwischen dem inte­ grierten Wert ΔVt und dem zweiten Schwellwert Vth2, der niedriger ist als der erste Schwellwert Vth1, fest und entscheidet, ob das Fahrzeug einen Zusammenstoß unterleidet. Wenn der integrierte Wert ΔVt den zweiten Schwellwert Vth2 überschreitet, so erkennt der Mikrocomputer 2, daß das Fahrzeug einen Zusammenstoß erleidet, und gibt ein Kollisions­ nachweissignal an die Auslöseschaltung 4 aus. Wenn der integrierte Wert ΔVt kleiner ist als der zweite Schwellwert Vth2, so entscheidet der Mikrocomputer weiter, ob das Fahrzeug ei­ nen Zusammenstoß erleidet auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem integrierten Wert ΔVt und dem ersten Schwellwert Vth1.
Fig. 5 und 6 sind Flußdiagramme des Mikrocomputer von Fig. 1. Die Verbindungspunkte A und B von Fig. 6 sind mit den gleichbezeichnenden Verbindungspunkten A und B von Fig. 5 verbunden.
Wenn durch das Einschalten einer Zündung des Fahrzeuges (in den Zeichnungen nicht abgebildet) eine Stromquelle zur Verfügung gestellt wird, so startet der Mikrocomputer 2 das Steuerprogramm gemäß den Flußdiagrammen, und geht nach einer Initialisierung in einem Schritt 60 zu einem Schritt 61 über.
Im Schritt 61 empfängt der Mikrocomputer 2 das Beschleunigungssignal Gt des Innensen­ sors 6, und entscheidet, ob ein absoluter Wert des Beschleunigungssignals Gt größer ist als ein Referenzwert Gto. Der Referenzwert Gto ist ein Referenzwert für die Entscheidung, ob das Beschleunigungssignal Gt integriert werden soll. Der Referenzwert Gto ist so fest­ gelegt, daß eine Integration des Beschleunigungssignals Gt nicht durchgeführt wird in sol­ chen Fällen von Beschleunigungen des Fahrzeuges, die nicht auf einen Zusammenstoß zurückzuführen sind, so wie sie zum Beispiel bei einem plötzlichen Bremsen usw. auftreten.
Wenn im Schritt 61 der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt kleiner ist als der Referenzwert Gto, so führt der Mikrocomputer 2 eine Reset-Prozedur mit den Schritten 62- 67 durch und kehrt in den Schritt 61 zurück, nachdem die Reset-Prozedur ausgeführt wur­ de. Im Schritt 62 der Reset-Prozedur wird entschieden, ob der integrierte Wert ΔVt des Be­ schleunigungssignals Gt gleich "0" ist. Der integrierte Wert ΔVt wird in einem Schritt 68 er­ mittelt, wie unten beschrieben wird. Wenn der absolute Wert des Beschleunigungssignals den Referenzwert Gto nach dem Starten des Steuerprogramms noch nicht überschritten hat, so hat der integrierte Wert ΔVt den ursprünglichen Wert, nämlich "0". Demzufolge kehrt der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 62 direkt in den Schritt 61 zurück. Wenn der inte­ grierte Wert ΔVt nicht "0" ist, so geht der Mikrocomputer 2 vom Schritt 62 in den Schritt 63 über, und entscheidet, ob der absolute Wert des integrierten Wertes ΔVt größer ist als ein Reset-Referenzwert ΔVto. Der Reset-Referenzwert ΔVto ist ein Referenzwert, um zu ent­ scheiden, ob der integrierte Wert ΔVt auf "0" zurückgesetzt werden soll (Reset). In dieser Ausführungsform wird der Reset-Referenzwert ΔVto so festgelegt, daß a < ΔVto < 2a gilt. "a" ist ein Subtraktionswert, wie weiter unten beschrieben wird. Wenn der absolute Wert des integrierten Wertes ΔVt kleiner ist als der Referenzwert ΔVto, so geht der Mikrocomputer 2 vom Schritt 63 in den Schritt 64 über, setzt den integrierten Wert ΔVt und eine vordere Mar­ ke auf "0" zurück (Reset), und kehrt zum Schritt 61 zurück. Die vordere Marke Fp wird später beschrieben. Wenn der absolute Wert des integrierten Wertes ΔVt größer ist als der Referenzwert ΔVto, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 63 in den Schritt 65 über und entscheidet, ob der integrierte Wert ΔVt größer ist als "0". Wenn der integrierte Wert DVt größer ist als "0", so wird der Subtraktionswert "a" vom integrierten Wert ΔVt im Schritt 66 abgezogen. Wenn der integrierte Wert ΔVt kleiner ist als "0", so wird der Subtraktions­ wert "a" dem integrierten Wert ΔVt im Schritt 67 aufaddiert. Danach kehrt der Mikrocompu­ ter 2 zum Schritt 61 zurück.
Da das Beschleunigungssignal Gt des Innensensors 6 durch Resonanzen usw. fluktuiert, kann das Beschleunigungssignal Gt zeitweise kleiner werden als der Referenzwert Gto, nachdem er zunächst während des Nachweises einer Kollisionsbeschleunigung größer wurde als der Wert Gto. In einem solchen Fall wird in dieser Ausführungsform ein früherer integrierter Wert nicht sofort auf "0" zurückgesetzt (Reset), sondern wird mit Hilfe des Sub­ traktionswertes "a" allmählich in Richtung der Reset-Position zurückgerechnet. Wenn das Beschleunigungssignal Gt den Referenzwert Gto wieder überschreitet, kann deswegen der Integrationsprozeß vom früheren integrierten Wert aus weitergeführt werden, und dadurch kann ein Kollisionsnachweis schnell getroffen werden. Unter Umständen kann der inte­ grierte Wert ΔVt im Schritt 65 kleiner werden als "0", wenn zum Beispiel auf das Fahrzeug von hinten aufgefahren wird. Da der integrierte Wert ΔVt in einem solchen Fall einen nega­ tiven Wert annimmt, wird er in Schritt 67 in Richtung der Reset-Position berechnet. Dadurch wird das längere Vorhandensein eines instabilen Signals verhindert.
Auf der anderen Seite geht der Mikrocomputer 2 vom Schritt 61 in den Schritt 68 über, wenn der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt größer ist als der Referenzwert Gto, und berechnet den integrierten Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 69 über und entscheidet, ob das Nachweissignal des Frontsensors 5, das repräsentativ für den Nachweis der vorbestimmten Kollisionsbeschleu­ nigung ist, empfangen wurde. Falls das Nachweissignal empfangen wird, setzt der Mikro­ computer 2 die Frontmarke Fp auf "1" im nachfolgenden Schritt 70, und geht über zum Schritt 71 von Fig. 6. Falls das Nachweissignal nicht empfangen wird, geht der Mikrocom­ puter 2 direkt aus dem Schritt 69 in den Schritt 71 von Fig. 6 über. Die Frontmarke Fp ist eine Marke, um anzugeben, ob das Nachweissignal des Frontsensors 5 empfangen wurde.
Die Frontmarke Fp wird bei der Initialisierung und im Schritt 64 auf "0" zurückgesetzt (Re­ set).
Im Schritt 71 von Fig. 6 entscheidet der Mikrocomputer 2, ob die Frontmarke Fp gleich "1" ist. Wenn die Frontmarke Fp ungleich "1" ist, nämlich dann, wenn das Nachweissignal des Frontsensors 5 nicht empfangen wurde, so geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 72 über. Im Schritt 72 wird entschieden, ob der integrierte Wert ΔVt des Beschleunigungssi­ gnals Gt des Innensensors 6 größer ist als der erste Schwellwert Vth1. Wenn der integrierte Wert ΔVt nicht größer ist als der erste Schwellwert Vth1, so kehrt der Mikrocomputer 2 in den Schritt 61 von Fig. 5 zurück, und die oben geschilderte Steuerprozedur wird wiederholt. Wenn der integrierte Wert ΔVt größer ist als der erste Schwellwert Vth1, so geht der Mikro­ computer 2 in den Schritt 73 über, gibt das Kollisionsnachweissignal an die Steuerschaltung 4 aus und beendet den Steuerprozeß. Wenn auf der anderen Seite im Schritt 71 die Marke Fp gleich "1" ist, nämlich dann, wenn das Nachweissignal des Frontsensors 5 empfangen wurde, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 71 in einen Schritt 74 über, legt den zweiten Schwellwert Vth2 fest, der niedriger als der erste Schwellwert Vth1 ist, und ent­ scheidet, ob der integrierte Wert ΔVt größer ist als der zweite Schwellwert Vth2. Wenn der integrierte Wert ΔVt größer ist als der zweite Schwellwert Vth2, so geht der Mikrocomputer 2 vom Schritt 74 in den Schritt 73 über, gibt das Kollisionsnachweissignal an die Auslöse­ schaltung 4 aus, und beendet den Steuerprozeß. Wenn der integrierte Wert ΔVt nicht grö­ ßer ist als der zweite Schwellwert Vth2, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 74 in den oben erwähnten Schritt 72 über, und entscheidet weiterhin, ob der integrierte Wert ΔVt größer ist als der erste Schwellwert Vth1. Wenn das Kollisionsnachweissignal im Schritt 73 an die Auslöseschaltung 4 ausgegeben wird, so gibt die Auslöseschaltung 4 ein Auslösesi­ gnal an die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 aus, wodurch die Vorrichtung zum Insas­ senschutz 7, wie zum Beispiel ein Airbag, ausgelöst wird.
Gemäß der wie oben beschriebenen ersten Ausführung gibt der Frontsensor 5 ein Nach­ weissignal aus, wenn er eine vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung registriert hat. Wenn das Nachweissignal ausgegeben wurde, wird ein zweiter Schwellwert Vth2 festgelegt, der kleiner ist als der erste Schwellwert Vth1, und es wird entschieden, ob der integrierte Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt des Innensensors 6 den zweiten Schwellwert Vth2 überschreitet. Der Frontsensor 5 ist im Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen, wie oben beschrieben. Dadurch kann der Frontsensor 5 die Kollisionsbeschleunigung frühzeitig regi­ strieren und ein Nachweissignal an die Steuereinheit 1 ausgeben, selbst wenn im Fall einer Kollision die auf den in der Bodenröhre befindlichen Innensensor 6 übertragene Kollisions­ beschleunigung abgeschwächt ist. Da der zweite Schwellwert Vth2 niedriger als der erste Schwellwert Vth1 festgelegt wird, ist der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 größer als der zweite Schwellwert Vth2, und somit wird keine Verzögerung verursacht und die Vor­ richtung zum Insassenschutz 7 wird zuverlässig ausgelöst. Auch wenn der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 den zweiten Schwellwert Vth2 nicht überschreitet und selbst wenn das Nachweissignal des Frontsensors 5 empfangen wurde, entscheidet die Steuereinheit 1 ohne das Kollisionsnachweissignal an die Auslöseschaltung 4 auszugeben, ob der inte­ grierte Wert ΔVt den ersten Schwellwert Vth1 überschreitet. Das heißt, wenn der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 nicht zunimmt, so löst die Steuereinheit 1 auch nicht die Vor­ richtung zum Insassenschutz 7 aus. Dadurch kann verhindert werden, daß die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 durch ein Nachweissignal aufgrund einer Fehlfunktion des Frontsen­ sors 5 ausgelöst wird.
Eine Empfindlichkeit des Frontsensors 5 kann leicht durch ein Ändern der Referenzspan­ nung Eth geändert werden. Dadurch kann eine Anpassung der Empfindlichkeit gemäß des Fahrzeugtyps usw. leicht durchgeführt werden, und es kann ebenso eine Streuung der Empfindlichkeit reduziert werden.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm des Mikroprozessors 2 von Fig. 1, das eine zweite Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Flußdiagramm von Fig. 7 wird auf den Mi­ krocomputer 2 anstelle des Flußdiagramms von Fig. 6 angewandt. Die Verbindungspunkte A und B von Fig. 7 sind mit den gleich bezeichneten Verbindungspunkten A und B von Fig. 5 verbunden. Das heißt, Fig. 7 bildet zusammen mit Fig. 5 das Flußdiagramm für den Mi­ krocomputer 2.
Der Mikrocomputer 2 der Steuereinheit 1 geht vom Schritt 69 oder dem Schritt 70 von Fig. 5 zu einem Schritt 80 von Fig. 7 über und entscheidet, ob die Frontmarke gleich "1" ist. Wenn die Marke Fp ungleich "1" ist, so geht der Mikrocomputer aus dem Schritt 80 zu ei­ nem Schritt 81 über, setzt als einen Schwellwert Vth für den integrierten Wert ΔVt des In­ nensensors 6 einen Standardschwellwert Vtho fest, und geht weiter zu Schritt 82. Auf der anderen Seite, wenn die Marke Fp im Schritt 80 gleich "1" ist, so geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 83 über, berechnet einen niedrigen Schwellwert Vtho - Vsub, der niedriger als der Standardschwellwert Vtho ist, indem er einen Dekrementwert Vsub vom Standard­ schwellwert Vtho abzieht, und setzt den niedrigen Schwellwert Vtho - Vsub als den Schwell­ wert Vth. Danach geht der Mikrocomputer in den Schritt 82 über. Im Schritt 82 wird ent­ schieden, ob der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 größer ist als der Schwellwert Vth. Wenn der integrierte Wert ΔVt nicht größer ist als der Schwellwert Vth, so kehrt der Mi­ krocomputer 2 zurück in den Schritt 61 von Fig. 5. Wenn der integrierte Wert ΔVt größer ist als der Schwellwert Vth, so gibt der Mikrocomputer 2 das Kollisionsnachweissignal an die Auslöseschaltung 4 in einen Schritt 84 aus, und beendet den Steuerprozeß. Konfiguration und Arbeitsweise von anderen Teilen sind hier so wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführung beschrieben.
Gemäß der wie oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird der niedrige Schwell­ wert Vtho - Vsub, der niedriger als der Standardschwellwert Vtho ist, durch das Abziehen des Dekrementwerts Vsub vom Standardschwellwert Vtho berechnet, falls das Nachweissignal des Frontsensors 5 empfangen wird, und dieser niedrige Schwellwert als der Schwellwert Vth für den integrierten Wert ΔVt des Innensensors 6 gesetzt. Selbst im Fall einer Kollision, bei der die auf dem Innensensor 6 übertragenen Kollision abgeschwächt wird, wird deswe­ gen der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 größer als der Schwellwert Vth, ohne daß eine Verzögerung verursacht wird und die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 wird zuver­ lässig ausgelöst. Zudem löst die Steuereinheit 1 die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 selbst dann nicht aus, wenn das Nachweissignal des Frontsensors 5 empfangen wurde, es sei denn, der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 nimmt zu. Daher kann verhindert werden, daß die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 durch ein Nachweissignal aufgrund ei­ ner Fehlfunktion des Frontsensors 5 ausgelöst wird.
In den ersten und zweiten Ausführungsformen ist - wie oben beschrieben - der Frontsensor 5 in der Nähe des Kühlers in einem mittleren Teil des Fahrzeugfrontbereichs vorgesehen. Daher kann der Frontsensor 5 die Kollisionsbeschleunigung frühzeitig erkennen und das Nachweissignal an die Steuereinheit 1 ausgeben, selbst wenn im Fall einer Kollision die Übertragung der Kollisionsbeschleunigung auf den Innensensor 6 abgeschwächt wird, zum Beispiel in einer Kollision, bei der ein mittlerer Bereich des Fahrzeuges gegen einen Pfo­ sten, wie zum Beispiel einen Lichtmast, prallt, oder einen Auffahrunfall, bei dem die Fahr­ zeugfront unter den hinteren Teil eines Lastwagens gerät.
Obwohl nur ein Frontsensor in der ersten und zweiten Ausführungsform verwendet wird, ist nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung darauf zu beschränken. Die vorliegende Er­ findung kann ebenso in einem Fall angewendet werden, bei dem eine Mehrzahl von Front­ sensoren verwendet wird, wie zum Beispiel in der unten beschriebenen Fig. 8.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der dritten Ausführungsform werden ein erster Frontsensor 5a und ein zweiter Frontsensor 5b bereitgestellt.
Die Frontsensoren 5a und 5b werden in einem Frontbereich eines Fahrzeuges bereitge­ stellt, zum Beispiel rechts und links von einer Befestigung eines Kühlers, so daß die Senso­ ren 5a und 5b eine Kollisionsbeschleunigung im Fall einer Kollision frühzeitig erkennen können, sowie zum Beispiel eine Kollision, bei der das Fahrzeug abhebt und bei einem Schrägaufprall. Daher wird zum Beispiel der erste Frontsensor 5a nahe des linken Kotflü­ gels des Vorderbereichs des Fahrzeuges angebracht, und der zweite Frontsensor 5b in der Nähe eines rechten Kotflügels des Vorderbereichs des Fahrzeugs angebracht. Die Front­ sensoren 5a und 5b haben beide die Schaltkreiskonfiguration, wie in Fig. 2 gezeigt wird, und geben die Nachweissignale aus, wenn sie jeweils die vorbestimmte Kollisionsbe­ schleunigung registrieren. Das Nachweissignal des ersten Frontsensors 5a wird an den Mi­ krocomputer 2 über eine erste Signaleingangsschaltung 3a der Steuereinheit 1' ausgege­ ben. Das Nachweissignal des zweiten Frontsensors 5b wird an den Mikrocomputer 2 über eine zweiten Signaleingangsschaltung 3b der Steuereinheit 1' ausgegeben. Die ersten und zweiten Signaleingangsschaltungen 3a und 3b haben jeweils die Schaltplankonfiguration, die in Fig. 3 gezeigt wird. Im Schritt 69 von Fig. 5 entscheidet der Mikrocomputer 2 der Steuereinheit 1', ob das Nachweissignal von wenigstens einem der beiden (erster und zweiter) Frontsensoren 5a und 5b empfangen wurde. Konfiguration und Arbeitsweise der anderen Teile ist so wie im Zusammenhang mit der ersten oder zweiten Ausführungsform beschrieben.
Gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform sind der erste und der zweite Frontsensor 5a und 5b zur Rechten bzw. zur Linken des Kühlers an der Fahrzeugfront vor­ gesehen. Daher kann selbst im Fall einer Kollision, wie bei einer Kollision, bei der das Fahr­ zeug abhebt oder einem Schrägaufprall, bei denen die Übertragung der Kollisionsbeschleu­ nigung auf den sich in der Bodenröhre befindenden Innensensor 6 abgeschwächt wird, we­ nigstens einer der Frontsensoren 5a und 5b die Kollisionsbeschleunigung frühzeitig erken­ nen und ein Nachweissignal an die Steuereinheit 1 ausgeben.
Fig. 9 ist ein Schaltplan, der ein weiteres Beispiel des Frontsensors von Fig. 1 wiedergibt. Gleiche Bauteile haben in Fig. 9 die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 2.
Das Bezugszeichen 90 bezeichnet in Fig. 9 einen Frontsensor. Der Frontsensor 90 wird in der Konfiguration von Fig. 1 anstelle des Frontsensors 5 von Fig. 2 verwendet. Der Front­ sensor 90 hat erste und zweite Vergleichsschaltungen 91 und 92 anstelle der Vergleichs­ schaltung 18 von Fig. 2.
Die erste Vergleichsschaltung 91 hat einen ersten Komparator 93, der aus einem Operati­ onsverstärker vom Typ eines bipolaren Transistors besteht. Der erste Komparator 93 wird über die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren mit Strom versorgt. Ein positi­ ver Eingang des ersten Komparators 93 empfängt das Ausgangssignal der Differenzver­ stärkungsschaltung 13 über einen Widerstand 94. Ein negativer Eingang des ersten Kom­ parators 93 empfängt eine erste Referenzspannung Eth1, die über die in Reihe geschal­ teten Referenzwiderstände 95 und 96 ausgegeben wird. Die Reihenschaltung der Refe­ renzwiderstände 95 und 96 ist zu einer Zenerdiode 105 parallel geschaltet, die eine zweite Referenzspannung Eth2 an die zweite Vergleichsschaltung 92 ausgibt, und liefert die erste Referenzspannung Eth1 durch Teilen der zweiten Referenzspannung Eth2. Die erste Refe­ renzspannung Eth1 ist ein Schwellwert für den Nachweis einer ersten vorbestimmten Kolli­ sionsbeschleunigung. Ein Ausgang des ersten Komparators 93 ist mit einer Basis eines er­ sten Schalttransistors 98 über einen Widerstand 97 verbunden, und ebenso zu seinem ei­ genen positiven Eingang über eine Reihenschaltung mit einer Diode 99 und einem Wider­ stand 100 verbunden. Die Diode 99 ist so eingebaut, daß die Richtung vom Ausgang zum positiven Eingang der Durchlaßrichtung entspricht. Die Diode 99 und die Widerstände 94 und 100 bilden eine Schaltung zur Verhinderung einer Rückkopplung im ersten Komparator 93. Das heißt, wenn das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13 die erste Referenzspannung Eth1 überschreitet, so wird ein ausgegebenes hohes Signal des ersten Komparators 93 in seinem positiven Eingang zurückgekoppelt. Dadurch kann eine Über­ steuerung des ersten Komparators 93 verhindert werden. Ein Emitter des ersten Schalt­ transistors 98 ist geerdet, und sein Kollektor ist mit der Leitung 23 zur Spannungsversor­ gung der Sensoren über einen Widerstand 101 verbunden. Wenn in der ersten Vergleichs­ schaltung 91, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, das Ausgangssignal der Differenz­ verstärkungsschaltung 13, nämlich ein integrierter Wert der Beschleunigung, kleiner ist als die erste Referenzspannung Eth1, so ist das Ausgangssignal des ersten Komparators 93 auf einem niedrigen Niveau, und der erste Schalttransistor 98 ist in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn der Ausgang der Differenzverstärkungsschaltung 13 größer ist als die erste Referenzspannung Eth1, so gibt der erste Komparator 93 ein Signal auf hohem Niveau aus, das anzeigt, daß eine erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung registriert wurde, und der erste Schalttransistor 98 wird eingeschaltet. Dadurch fließt ein Strom über den Wi­ derstand 101 und den Transistor 98 von der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über Masse, und dadurch wird der Stromwert in der Leitung 23 zur Spannungs­ versorgung der Sensoren höher. Das heißt, ein erstes Nachweissignal, das repräsentativ ist für den Nachweis einer ersten vorbestimmten Kollisionsbeschleunigung, wird als eine Stromänderung an die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren ausgegeben.
Die zweite Vergleichsschaltung 92 hat einen zweiten Komparator 102, der aus einem Ope­ rationsverstärker vom Typ eines bipolaren Transistors besteht. Der zweite Komparator 93 wird über die Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren mit Strom versorgt. Ein positiver Eingang des zweiten Komparators 102 empfängt das Ausgangssignal der Diffe­ renzverstärkungsschaltung 13 über einen Widerstand 103. Ein negativer Eingang des zweiten Komparators 102 empfängt eine zweite Referenzspannung Eth2, die durch die zwi­ schen der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren und der Masse in Reihe ge­ schalteten Referenzwiderstand 104 und Zenerdiode 105 gegeben ist. Die zweite Referenz­ spannung Eth2 ist ein Schwellwert für den Nachweis einer zweiten vorbestimmten Kollisi­ onsbeschleunigung, die größer ist als die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung, und ist größer als die erste Referenzspannung Eth1. Ein Ausgang des ersten Komparators 102 ist mit einer Basis eines zweiten Schalttransistors 107 über einen Widerstand 106 ver­ bunden, und ebenso zu seinem eigenen positiven Eingang über eine Reihenschaltung mit einer Diode 108 und einem Widerstand 109 verbunden. Die Diode 108 ist so eingebaut, daß die Richtung vom Ausgang zum positiven Eingang der Durchlaßrichtung entspricht. Die Diode 108 und die Widerstände 103 und 109 bilden eine Schaltung zur Verhinderung von schnellem Hin- und Herschalten (Chattering) des zweiten Komparators 102. Das heißt, wenn das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13 die erste Referenzspan­ nung Eth2 überschreitet, so wird ein ausgegebenes Signal hoher Amplitude (High Level) des zweiten Komparators 102 in seinem positiven Eingang zurückgekoppelt. Dadurch kann ein Chattering des zweiten Komparators 102 verhindert werden. Ein Emitter des zweiten Schalttransistors 107 ist geerdet, und sein Kollektor ist mit der Leitung 23 zur Spannungs­ versorgung der Sensoren über einen Widerstand 110 verbunden. Wenn in der zweiten Vergleichsschaltung 92, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13, nämlich ein integrierter Wert der Beschleunigung, klei­ ner ist als die zweite Referenzspannung Eth2, so weist das Ausgangssignal des zweiten Komparators 102 einen niedrigen Wert auf (Low Level), und der erste Schalttransistor 107 ist in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn der Ausgang der Differenzverstärkungs­ schaltung 13 größer ist als die zweite Referenzspannung Eth2, so gibt der zweite Kompa­ rator 102 ein Signal hoher Amplitude aus, das anzeigt, daß eine erste vorbestimmte Kollisi­ onsbeschleunigung registriert wurde, und der erste Schalttransistor 107 wird eingeschaltet. Dadurch fließt ein Strom über den Widerstand 110 und den Transistor 107 von der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über Masse, und dadurch wird der Stromwert in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren höher. Das heißt, ein erstes Nachweissignal, das repräsentativ ist für den Nachweis einer zweiten vorbe 47566 00070 552 001000280000000200012000285914745500040 0002010010905 00004 47447stimmten Kolli­ sionsbeschleunigung, wird als eine Stromänderung an die Leitung 23 zur Spannungsver­ sorgung der Sensoren ausgegeben. Aufbau und Funktionsweise von anderen Bestandtei­ len sind wie unter Fig. 2 beschrieben.
Fig. 10 ist ein veranschaulichendes Diagramm um eine Arbeitsweise des Frontsensors 90 von Fig. 9 zu erklären. In Fig. 10 bezeichnet das Diagramm mit Bezugszeichen (a) das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13, nämlich einen integrierten Wert der Beschleunigung, das Diagramm mit Bezugszeichen (b) zeigt den ein- und ausgeschal­ teten Zustand des ersten Schalttransistors 98 der ersten Vergleichsschaltung 91, das Dia­ gramm mit Bezugszeichen (c) zeigt den ein- und ausgeschalteten Zustand des zweiten Schalttransistors 107 der zweiten Vergleichsschaltung 92 und das Diagramm mit Bezugs­ zeichen (d) zeigt die Stromänderungen in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren.
Wenn das piezoelektrische Element 10 keinerlei Beschleunigung registriert, so gibt die Dif­ ferenzverstärkungsschaltung 13 ein vorbestimmtes Spannungssignal aus, das niedriger als die erste Referenzspannung Eth1 ist, die auf dem Referenzpotential der Referenzspan­ nungsleitung 17 liegt. Daher geben die ersten und zweiten Komparatoren 93 und 102 Si­ gnale geringer Amplitude (Low Level) aus, die ersten und zweiten Schalttransistoren 98 und 107 sind im ausgeschalteten Zustand, und der durch die Leitung 23 zur Spannungs­ versorgung der Sensoren fließende Strom und die Stromversorgungsleitung für die Einheit 54 weisen einen bestimmten Wert auf und ändern sich nicht. In der Signaleingangsschal­ tung 3 der Steuereinheit 1 geben das Paar von Transistor 50 und 51 einen Strom an den Nachweiswiderstand 53 aus, der von den Basis-Emitter Spannungen abhängt, gemäß zu dem bestimmten Strom der durch die Versorgungsleitung für die Einheit 54 fließt. Somit wird ein vorbestimmtes Spannungssignal, das anzeigt, daß der Frontsensor kein erstes und zweites Nachweissignal ausgegeben hat, mit Hilfe des Nachweiswiderstandes 53 an den Mikrocomputer 2 ausgegeben. Der Mikrocomputer 2 empfängt das vorbestimmte Span­ nungssignal über eine A/D-Wandlung.
Wenn das piezoelektrische Element 10 auf der anderen Seite eine Beschleunigung regi­ striert, so gibt die Differenzverstärkungsschaltung 13 eine Spannung aus, die für einen in­ tegrierten Wert der Beschleunigung repräsentativ ist, wie in Fig. 10(a) gezeigt wird. Wenn das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13 die erste Referenzspannung Eth1 übersteigt, so gibt der erste Komparator 93 das Signal hoher Amplitude (High Level) aus, und der erste Schalttransistor 98 wird eingeschaltet, wie in Fig. 10(b) gezeigt ist. Da­ durch fließt ein Strom durch den Widerstand 101 und den Transistor 98 von der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über die Masse, und der Stromwert in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren steigt an, wie in Fig. 10(d) gezeigt wird. Und dadurch wird ein erstes Nachweissignal an die Signaleingangsschaltung 3 der Steuerein­ heit 1 ausgegeben. Wenn das Ausgangssignal der Differenzverstärkungsschaltung 13 weiter zunimmt, so daß die zweite Referenzspannung Eth2 überschritten wird, so gibt der zweite Komparator 102 das Signal hoher Amplitude (High Level) aus, und der zweite Schalttransistor 107 wird eingeschaltet. Dadurch fließt ein Strom durch den Widerstand 110 und den Transistor 107 von der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren über die Masse, und der Stromwert in der Leitung 23 zur Spannungsversorgung der Sensoren nimmt weiter zu, wie in Fig. 10(d) gezeigt wird, und dadurch wird ein zweites Nachweissi­ gnal an die Signaleingangsschaltung 3 ausgegeben. In der Signaleingangsschaltung 3 va­ riiert die Basis-Emitter Spannung des einen Transistors 50 der Stromspiegelschaltung 52 gemäß den Stromänderungen in der Stromversorgungsleitung für die Einheit 54, nämlich die ersten und zweiten Nachweissignale des Frontsensors 90. Dadurch gibt der andere Transistor 51 über den Nachweiswiderstand 53 einen Kollektorstrom aus, so daß eine Ba­ sis-Emitter Spannung des anderen Transistors 51 auf dem gleichen Potential ist, wie die Basis-Emitter Spannung des einen Transistors 50. Dadurch werden die ersten und zweiten Nachweissignale des Frontsensors 90 als Spannungssignale über den Nachweiswider­ stand 53 ausgegeben, und der Mikrocomputer 2 empfängt die Spannungssignale nach ei­ ner A/D-Wandlung.
In Fig. 10 bezeichnet ein erster Zeitpunkt Tp einen Zeitpunkt, bei dem das erste Nachweis­ signal ausgegeben wird, und ein zweiter Zeitpunkt Tq bezeichnet einen Zeitpunkt, bei dem das zweite Nachweissignal ausgegeben wurde. In einer Kollision mit einem starken Aufprall, so wie bei einer Hochgeschwindigkeitskollision, ist das Intervall zwischen dem ersten Zeit­ punkt Tp und dem zweiten Zeitpunkt Tq klein, weswegen das Ausgangssignal der Diffe­ renzverstärkungsschaltung 13 schnell ansteigt. In einer Kollision mit geringer Aufprallwucht wird dagegen das Intervall zwischen dem ersten Zeitpunkt Tp und dem zweiten Zeitpunkt Tq groß.
Fig. 11 und Fig. 12 sind Flußdiagramme für den Mikrocomputer 2 von Fig. 1 und zeigen ei­ ne vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 11 und Fig. 12 sind die Fluß­ diagramme für einen Fall, bei dem der Frontsensor 90 von Fig. 9 verwendet wird, und er­ setzen in diesem Fall die Flußdiagramme von Fig. 5 und Fig. 6. Die Verbindungspunkte C, D und E von Fig. 12 sind mit den gleich bezeichneten Verbindungspunkten C, D und E von Fig. 11 verbunden.
Wenn die Steuerprozedur gestartet wird, geht der Mikrocomputer 2 der Steuereinheit 1 nach einer Initialisierung im Schritt 120 in einen Schritt 121 über. Im Schritt 121 wird eine Zählzeit t um 1 erhöht. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 122 über.
Im Schritt 122 entscheidet der Mikrocomputer 2, ob das erste Nachweissignal, das reprä­ sentativ für den Nachweis der ersten vorbestimmten Kollisionsbeschleunigung ist, vom Frontsensor 90 empfangen. Wenn das erste Nachweissignal empfangen wurde, geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 123 und setzt eine erste Inkrementmarke P auf "1". Die erste Inkrementmarke P ist eine Marke um einen Faktor P eines additiven Wertes {(p + q + r) × C} in einem Schritt 135 von Fig. 12 auf "1" oder "0" zu setzen. Der Faktor p ist "0", wenn die Marke P gleich "0" ist, und der Faktor p wird gleich "1" gesetzt, wenn die Marke P gleich "1" gesetzt wurde. Die erste Inkrementmarke P wird auf "0" zurückgesetzt bei der In­ itialisierung im Schritt 120 und in einem Schritt 140 von Fig. 12. Danach geht der Mikro­ computer 2 in einen Schritt 124 über und entscheidet, ob eine erste Entscheidungsmarke Ftp gleich "1" ist. Die erste Entscheidungsmarke Ftp ist eine Marke, um zu entscheiden, ob das erste Nachweissignal des Frontsensors 90 zum ersten Mal nach dem Start der Steuer­ prozedur empfangen wurde. Die Marke Ftp wird auf "0" zurückgesetzt bei der Initialisierung im Schritt 120 und im Schritt 140 von Fig. 12, und wird in einem Schritt 126, der weiter un­ ten beschrieben wird, auf "1" gesetzt. Wenn das erste Nachweissignal vom Frontsensor 90 zum erstenmal empfangen wird, ist deshalb der Status der Marke Ftp im Schritt 124 gleich "0". In diesem Fall erkennt der Mikrocomputer 2 den ersten Zeitpunkt Tp des Timers t in ei­ nem Schritt 125 und setzt die Marke Ftp auf "1" in einem nachfolgenden Schritt 126 und geht danach über in einen Schritt 127. wie oben beschrieben wurde, gibt der erste Zeit­ punkt Tp den Zeitpunkt an, an dem das erste Nachweissignal ausgegeben wurde. Falls die Marke Ftp auf "1" gesetzt wurde, geht der Mikrocomputer 2 direkt aus dem Schritt 124 in den Schritt 127 über und überspringt dabei die Schritte 125 und 126. Andererseits geht der Mikrocomputer 2 direkt vom Schritt 122 in den Schritt 134 von Fig. 12 über, falls das erste Nachweissignal des Frontsensors 90 nicht empfangen wurde.
Im Schritt 127 entscheidet der Mikrocomputer 2, ob das zweite Nachweissignal des Front­ sensors 90, das repräsentativ ist für den Nachweis der zweiten vorbestimmten Kollisions­ beschleunigung, die größer als die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung ist, emp­ fangen wurde. Falls das zweite Nachweissignal empfangen wurde, geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 128 über und setzt eine zweite Inkrementmarke Q auf 1. Die zweite In­ krementmarke Q ist eine Marke, um einen Faktor q des additiven Wertes {(p + q + r) × C} im Schritt 135 von Fig. 12 auf "1" oder "0" zu setzen. Der Faktor q ist "0", wenn die Marke Q "0" ist und der Faktor q wird auf "1" gesetzt, wenn die Marke Q auf "1" gesetzt wurde. Die zweite Inkrementmarke Q wird auf "0" zurückgesetzt während der Initialisierung im Schritt 120, und im Schritt 140 von Fig. 12. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 129 über und entscheidet, ob eine zweite Entscheidungsmarke Ftq gleich "1" ist. die zweite Ent­ scheidungsmarke Ftq ist eine Marke, um zu entscheiden, ob das zweite Nachweissignal vom Frontsensor 90 zum erstenmal nach dem Start der Steuerprozedur empfangen wurde. Die Marke Ftq wird auf "0" zurückgesetzt während der Initialisierung im Schritt 120 und im Schritt 140, und wird in einem Schritt 131, der weiter unten beschrieben wird, auf "1" ge­ setzt. Dadurch ist der Status der Marke Ftq im Schritt 129 gleich "0", wenn das zweite Nachweissignal des Frontsensors 90 zum ersten Mal empfangen wurde. In diesem Fall er­ kennt der Mikrocomputer 2 den zweiten Zeitpunkt Tq des Timers t in einem Schritt 130, setzt die Marke Ftq auf "1" im nachfolgenden Schritt 131, und geht über in einen Schritt 132 von Fig. 12. Wie oben beschrieben wurde, markiert der zweite Zeitpunkt Tq einen Zeit­ punkt, bei dem das zweite Nachweissignal ausgegeben wurde. Falls im Schritt 129 die Mar­ ke Ftq gleich "1" ist, geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 129 direkt in den Schritt 132 von Fig. 12 über und überspringt dabei die Schritt 130 und 131. Falls auf der anderen Seite das zweite Nachweissignal des Frontsensors 90 nicht empfangen wird, geht der Mikrocom­ puter 2 im Schritt 127 direkt in den Schritt 134 von Fig. 12 über.
Im Schritt 132 von Fig. 12 entscheidet der Mikrocomputer 12, ob die Zeitdifferenz Tq - Tp zwischen dem ersten Zeitpunkt Tq und dem zweiten Zeitpunkt Tp kleiner ist als der vorbe­ stimmte Wert To. Falls die Zeitdifferenz Tq - Tp kleiner ist als der vorbestimmte Wert To, er­ kennt der Mikrocomputer 2, daß ein Aufprall mit großer Wucht stattgefunden hat, wie zum Beispiel ein Aufprall bei hoher Geschwindigkeit, bei dem die Vorrichtung zum Insassen­ schutz 7 schnell ausgelöst werden muß, und geht über in den Schritt 133. Im Schritt 133 wird eine dritte Inkrementmarke R auf "1" gesetzt. Die dritte Inkrementmarke R ist eine Mar­ ke, um einen Faktor r des additiven Wertes {(p + q + r) × C} im Schritt 135 auf "1" oder "0" zu setzen. Der Faktor r ist "0", wenn die Marke R gleich "0" ist, und der Faktor r wird auf "1" gesetzt, wenn die Marke R auf "1" gesetzt wurde. Die dritte Inkrementmarke R wird auf "0" zurückgesetzt während der Initialisierung im Schritt 120 und im weiter unten beschriebenen Schritt 140. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 134 über. Wenn im Schritt 132 auf der anderen Seite die Zeitdifferenz Tq - Tp nicht kleiner ist als der vorbestimmte Wert To, so geht der Mikrocomputer 2 direkt aus dem Schritt 132 in den Schritt 134 über.
Im Schritt 134 empfängt der Mikrocomputer 2 das Beschleunigungssignal Gt des Innensen­ sors 6, und entscheidet, ob der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt größer als der Referenzwert Gto ist. Der Referenzwert Gto hat hier die gleiche Bedeutung wie in der ersten Ausführungsform. Wenn der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt größer ist als der Referenzwert Gto, so geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 135 über und be­ rechnet einen integrierten Wert ΔVt, indem der additive Wert {(p + q + r) × C} zum integrierten Wert des Beschleunigungssignals Gt addiert wird. In dem additiven Wert {(p + q + r) × C}, ist C eine numerische Konstante. Da der Frontsensor 90 das zweite Nachweissignal nach dem ersten Nachweissignal ausgibt, wird die zweite Inkrementmarke Q nicht gesetzt, wenn nicht die erste Inkrementmarke P gesetzt wurde. Ebenso wird, wie aus den Flußdiagrammen von Fig. 11 und Fig. 12 offensichtlich ist, die dritte Inkrementmarke R nur dann auf "1" gesetzt, wenn sowohl die erste und die zweite Inkrementmarken P und Q gesetzt wurden und ferner die Zeitdifferenz Tq - Tp zwischen dem ersten Zeitpunkt Tp und dem zweiten Zeitpunkt Tq kleiner ist als der vorbestimmte Wert To. Deshalb ist der additive Wert {(p + q + r) × C} gleich "0", falls die Marke P nicht gesetzt wurde. Falls die Marke P gesetzt wurde, ist der additive Wert {(p + q + r) × C} gleich "C". Falls die Marken P und Q gesetzt wurden, ist der additive Wert {(p + q + r) × C} gleich "2C". Falls die Marken P, Q und R gesetzt wurden, ist der additive Wert {(p + q + r) × C} gleich "3C". Demzufolge wird der integrierte Wert ΔVt auf {den integrierten Wert des Beschleunigungssignals Gt + C} erhöht, wenn die Flagge P gesetzt wurde, weiter erhöht auf {den integrierten Wert des Beschleunigungssignals Gt + 2C}, wenn die Marken P und Q gesetzt wurden, und wird weiter erhöht auf {den integrierten Wert des Beschleuni­ gungssignals Gt + 3C}, wenn die Marken P, Q und R gesetzt wurden. Nach dem Schritt 135 geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 136 über und entscheidet, ob der integrierte Wert ΔVt größer als der vorbestimmte Schwellwert Vth ist. Falls der integrierte Wert ΔVt nicht größer ist als der Schwellwert Vth, so kehrt der Mikrocomputer 2 in den Schritt 121 von Fig. 11 zurück. Falls der integrierte Wert ΔVt größer ist als der Schwellwert Vth, so geht der Mi­ krocomputer 2 in den Schritt 137 über, gibt das Kollisionsnachweissignal an die Auslöse­ schaltung 4 aus, und beendet die Steuerprozedur. Wenn das Kollisionsnachweissignal vom Mikrocomputer 2 ausgegeben wurde, gibt die Auslöseschaltung 4 das Auslösesignal und die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 aus, und dadurch wird die Vorrichtung zum Insas­ senschutz 7, wie zum Beispiel ein Airbag ausgelöst.
Wenn auf der anderen Seite im Schritt 134 der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt des Innensensors 6 nicht größer ist als der Referenzwert Gto, so geht der Mikrocompu­ ter 2 in die Resetprozedur der Schritte 138-143 über und kehrt in den Schritt 121 von Fig. 11 zurück, nachdem die Resetprozedur durchlaufen wurde. In der Resetprozedur der Schritte 138-143 wird eine Prozedur wie die Resetprozedur der ersten Ausführungsform ausgeführt. Das heißt, im Schritt 138 wird entschieden, ob der integrierte Wert ΔVt gleich "0" ist. Der Mikrocomputer 2 geht direkt aus dem Schritt 138 in den Schritt 121 von Fig. 11 zurück, wenn der integrierte Wert ΔVt gleich "0" ist und geht in den folgenden Schritt 139 über, wenn der integrierte Wert ΔVt und gleich "0" ist. Im Schritt 139 wird entschieden, ob der absolute Wert des integrierten Wertes ΔVt größer ist als der Reset-Referenzwert ΔVto. Der Reset-Referenzwert ΔVt ist hier analog zu dem unter der ersten Ausführung beschrie­ benen Wert. Wenn der absolute Wert des integrierten Wertes ΔVt kleiner ist als der Refe­ renzwert ΔVto, so geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 140 über, setzt den integrierten Wert tVt ebenso wie die Marken P, Ftp, Q, Ftq und R zurück auf "0". Danach kehrt der Mi­ krocomputer 2 in den Schritt 121 von Fig. 11 zurück. Wenn der absolute Wert des inte­ grierten Wertes ΔVt größer ist als der Referenzwert ΔVto, so geht der Mikrocomputer 2 vom Schritt 139 in den Schritt 141 über und entscheidet, ob der integrierte Wert ΔVt größer als "0" ist. Im Schritt 142 wird der Subtraktionswert "a" vom integrierten Wert ΔVt abgezogen, wenn der integrierte Wert ΔVt größer als "0" ist, und der Subtraktionswert "a" wird dem inte­ grierten Wert ΔVt im Schritt 143 aufaddiert, wenn der integrierte Wert ΔVt kleiner als "0" ist. Danach kehrt der Mikrocomputer 2 in den Schritt 121 von Fig. 11 zurück.
Wenn zum Beispiel in der vierten Ausführungsform in einem Fall, bei dem eine Kollision zu einem Stillstand kommt, während ein Zustand vorliegt, bei dem der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 den Schwellwert Vth nicht überschreitet, obwohl das erste Nachweissignal durch den Frontsensor 90 ausgegeben wurde, so werden die erste Inkrementmarke P und die erste Entscheidungsmarke Ftp in den Schritten 120 und 140 auf Null zurückgesetzt (Reset). Aus diesem Grunde bleiben die Marken P und Ftp nicht im Zustand "1".
Gemäß der oben beschriebenen vierten Ausführungsform gibt der Frontsensor 90 das er­ ste Nachweissignal, das repräsentativ ist für den Nachweis einer ersten vorbestimmten Kol­ lisionsbeschleunigung und das zweite Nachweissignal, das repräsentativ ist für den Nach­ weis der zweiten vorbestimmten Kollisionsbeschleunigung ist, die größer ist als die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung aus. Wenn der Frontbeschleunigungssensor 90 das erste Nachweissignal ausgibt, so wird der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 auf {den integrierten Wert des Beschleunigungssignals Gt + C} erhöht. Wenn der Frontsensor 90 das zweite Nachweissignal ausgibt, so wird der integrierte Wert ΔVt weiter erhöht auf {den integrierten Wert des Beschleunigungssignals Gt + 2C}. Der Frontsensor 90 ist im Frontbereich des Fahrzeuges vorgesehen. Selbst wenn also die auf den Innensensor 6 übertragene Kollisionsbeschleunigung abgeschwächt ist, kann daher der Frontsensor 90 die Kollisionsbeschleunigung frühzeitig registrieren und das erste und/oder zweite Nach­ weissignal an die Steuereinheit ausgeben. Da der integrierte Wert ΔVt sofort erhöht wird, kann die Steuereinheit 1 dadurch die Vorrichtung zum Insassenschutz zuverlässig auslö­ sen, ohne daß eine Verzögerung im Treffen der Kollisionsentscheidung auftritt. Wenn die Zweitdifferenz Tq - Tp zwischen dem ersten Zeitpunkt Tp und dem zweiten Zeitpunkt Tq klei­ ner ist als der vorbestimmte Wert To, wird der integrierte Wert ΔVt überdies weiter erhöht auf {den integrierten Wert des Beschleunigungssignals Gt + 3C}. Deshalb wird es selbst im Fall einer Kollision wie zum Beispiel einer Kollision bei hoher Geschwindigkeit möglich, die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 zuverlässig auszulösen, ohne daß eine Verzögerung beim Treffen der Kollisionsentscheidung auftritt.
Obwohl in der vierten Ausführungsform nur ein Frontsensor verwendet wird, ist nicht beab­ sichtigt, den Umfang der Erfindung darauf zu beschränken. Die vorliegende Erfindung kann auch dann verwendet werden, wenn eine Vielzahl von Frontsensoren verwendet werden, wie zum Beispiel in der unten beschriebenen Fig. 13.
Obwohl in der vierten Ausführungsform die Faktoren p, q und r des additiven Wertes {(p + q + r) × C} auf "0" oder "1" gesetzt werden, können die Faktoren p, q und r je nach Bedarf auf optionale Werte gesetzt werden.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. In der fünften Ausführungsform sind erste und zweite Frontsensoren 90a und 90b vorgesehen. Die Frontsensoren 90a und 90b haben jeweils die in Fig. 9 abgebildete Schaltplankonfiguration.
Die Frontsensoren 90a und 90b sind wie die Frontsensoren 5a und 5b von Fig. 8 ange­ bracht. Jeder der Frontsensoren 90a und 90b gibt das erste Nachweissignal aus, wenn die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung registriert wurde, und gibt das zweite Nach­ weissignal aus, wenn die zweite vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung, die größer als die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung ist, registriert wurde. Die ersten und zweiten Nachweissignale des ersten Frontsensors 90a werden an den Mikrocomputer 2 über eine erste Signaleingangsschaltung 3a der Steuereinheit 1' ausgegeben. Die ersten und zweiten Nachweissignale des zweiten Frontsensors 90b werden an den Mikrocomputer 2 über zweite Signaleingangsschaltung 3b der Steuereinheit 1' ausgegeben. Die ersten und zwei­ ten Signaleingangsschaltungen 3a und 3b entsprechen jeweils der unter Fig. 3 beschriebe­ nen Signaleingangsschaltung. Der Mikrocomputer 2 entscheidet im Schritt 122 von Fig. 11, ob das erste Nachweissignal wenigstens eines der beiden Frontsensoren 90a und 90b empfangen wurde. Ebenso entscheidet der Mikrocomputer 2 im Schritt 127 von Fig. 11, ob das zweite Nachweissignal von wenigstens einem der beiden Frontsensoren 90a und 90b empfangen wurde. Konfiguration und Arbeitsweise von anderen Teilen sind analog zu de­ nen wie unter der vierten Ausführungsform beschrieben.
Fig. 14 und Fig. 15 sind Flußdiagramme des Mikrocomputers 2 von Fig. 1 und zeigen eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 14 und Fig. 15 sind die Flußdia­ gramme für den Fall, in dem der Frontsensor 90 von Fig. 9 verwendet wird und werden zu­ sammen mit dem Mikrocomputer 2 anstelle der Flußdiagramme von Fig. 5 und Fig. 6 ver­ wendet. Verbindungspunkte F, G und H von Fig. 15 sind mit den gleich bezeichneten Ver­ bindungspunkten F, G und H von Fig. 14 verbunden.
Wenn die Steuerprozedur gestartet wird, geht der Mikrocomputer 2 der Steuereinheit 1 nach einer Initialisierung im Schritt 150 in einen Schritt 151 über. Im Schritt 151 empfängt der Mikrocomputer 2 das Beschleunigungssignal Gt des Innensensors 6 und entscheidet, ob ein absoluter Wert des Beschleunigungssignals Gt größer als der Referenzwert Gto ist. Der Referenzwert Gto ist identisch zu dem in der ersten Ausführungsform von Fig. 5 und Fig. 6 beschriebenen. Wenn im Schritt 151 der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt nicht größer als der Referenzwert Gto ist, so durchläuft der Mikrocomputer 2 die Rest­ prozedur der Schritte 152-157 und kehrt in den Schritt 151 nach dem Ausführen der Reset­ prozedur zurück. In der Resetprozedur der Schritte 152-157 wird eine Prozedur ähnlich zu der im Zusammenhang mit Fig. 12 beschriebenen Resetprozedur der Schritte 138-143 durchgeführt, mit Ausnahme des Schrittes 154. Im Schritt 154 werden erste und zweite De­ krementmarken L und M zusammen mit einem integrierten Wert ΔVt des Beschleunigungs­ signals Gt auf "0" zurückgesetzt.
Wenn auf der anderen Seite im Schritt 151 der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt größer ist als der Referenzwert Gto, so berechnet der Mikrocomputer 2 den integrierten Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt in einem Schritt 158 und geht dann in einen Schritt 159. Im Schritt 159 wird entschieden, ob die zweite Dekrementmarke M gleich "0" ist. Diese zweite Dekrementmarke M wird weiter unten beschrieben. Es wird hier angenom­ men, daß die zweite Dekrementmarke gleich "0" ist. Der Mikrocomputer 2 geht vom Schritt 159 in einen Schritt 160 über und entscheidet, ob das erste Nachweissignal vom Frontbe­ schleunigungssensor 90 empfangen wurde. Wie oben erwähnt wurde, wird das erste Nachweissignal vom Frontsensor 90 ausgegeben, wenn die erste vorbestimmte Kollisions­ beschleunigung registriert wurde. Falls das erste Nachweissignal empfangen wurde, setzt der Mikrocomputer 2 in einem Schritt 161 die erste Dekrementmarke L auf "1" und geht in einen Schritt 162 von Fig. 15 über. Die erste Dekrementmarke L ist eine Marke, um anzu­ zeigen, ob ein weiter unten beschriebener Schwellwert Vth verringert werden soll. Die Mar­ ke L wird während der Initialisierung im Schritt 150 und im Schritt 154 der Resetprozedur auf "0" zurückgesetzt (Reset). Falls das erste Nachweissignal nicht vom Frontsensor 90 empfangen wird, geht der Mikrocomputer 2 direkt in den Schritt 162 von Fig. 15 über.
Im Schritt 162 von Fig. 15 wird entschieden, ob das zweite Nachweissignal vom Frontsen­ sor 90 empfangen wurde. Wie schon oben erwähnt wurde, wird das zweite Nachweissignal vom Frontsensor 90 ausgegeben, wenn die zweite vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung die größer als die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung ist, registriert wurde. Falls das zweite Nachweissignal nicht ausgegeben wird, geht der Mikrocomputer in einen Schritt 163 über und entscheidet, ob die Marke L gleich "1" ist. Wenn die Marke L ungleich "1" ist, d. h. falls das erste und das zweite Nachweissignal nicht empfangen wurden, geht der Mi­ krocomputer 2 aus dem Schritt 163 in einen Schritt 164 über und setzt als Schwellwert Vth einen Standardschwellwert Vtho, und geht danach in den Schritt 168 über. Wenn im Schritt 163 die Marke L gleich "1" ist, d. h. falls nur das erste Nachweissignal empfangen wurde, geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 163 in einen Schritt 165, berechnet einen Wert Vtho - Vsub1 indem ein erster Dekrementwert Vsub1 vom Standardschwellwert Vtho abge­ zogen wird, und setzt als Schwellwert Vth den Wert Vtho - Vsub1. Danach geht der Mikro­ computer 2 in den Schritt 168 über.
Falls auf der anderen Seite das zweite Nachweissignal vom Frontsensor 90 empfangen wird, geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 162 in einen Schritt 166 und setzt die zweite Dekrementmarke M auf "1". Die zweite Dekrementmarke M ist eine Marke, die an­ zeigt, ob der Schwellwert Vth weiter erhöht werden soll. Die Marke M wird während der In­ itialisierung des Schrittes 150 und im Schritt 154 der Resetprozedur auf "0" zurückgesetzt (Reset). Danach geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 167. Im Schritt 167 berechnet der Mikrocomputer 2 einen Wert Vtho - Vsub2, indem ein zweiter Dekrementwert Vsub2, der größer ist als der erste Dekrementwert Vsub1, vom Standardschwellwert Vtho abgezogen wird, und setzt als Schwellwert Vth den Wert Vtho - Vsub2. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 168 über. Wenn im Schritt 159 von Fig. 14 die zweite Dekrementmarke gleich "1" ist, so geht der Mikrocomputer 2 direkt aus dem Schritt 159 in den Schritt 167 über und setzt als Schwellwert Vth den Wert Vtho - Vsub2.
Im Schritt 168 wird entschieden, ob der integrierte Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt des Innensensors 6 größer ist als der Schwellwert Vth. Wenn der integrierte Wert ΔVt nicht größer ist als der Schwellwert Vth, so kehrt der Mikrocomputer 2 in den Schritt 151 von Fig. 14 zurück und die oben erwähnte Steuerprozedur wird wiederholt. Wenn der integrierte Wert ΔVt größer als der Schwellwert Vth ist, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 168 in einen Schritt 169 über, gibt das Kollisionsnachweissignal an die Auslöseschaltung 4 aus, und beendet die Steuerprozedur.
Gemäß der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform, wird der Schwellwert Vth um den ersten Dekrementwert aus Vsub1 reduziert falls das erste Nachweissignal vom Front­ sensor 90 empfangen wird, und der Schwellwert Vth wird weiter um den zweiten Dekre­ mentwert Vsub2, der größer ist als der erste Dekrementwert Vsub1, erniedrigt, falls das zweite Nachweissignal vom Frontsensor 90 empfangen wird. Da der Frontsensor 90 im vorderen Bereich des Fahrzeugs vorgesehen ist, kann der Frontsensor 90 die Kollisionsbe­ schleunigung frühzeitig erkennen, und das erste und oder zweite Nachweissignal an die Steuereinheit 1 ausgeben, selbst wenn die auf den Innensensor 6 übertragene Kollisions­ beschleunigung abgeschwächt wird. Da der Schwellwert Vth sofort verringert wird, kann dadurch die Steuereinheit 1 die Vorrichtung zum Insassenschutz zuverlässig auslösen oh­ ne daß eine Verzögerung beim Treffen der Kollisionsentscheidung verursacht wird.
Obwohl in der sechsten Ausführungsform nur ein Frontsensor verwendet wird, ist nicht be­ absichtigt, den Umfang der Erfindung darauf einzuschränken. Die vorliegende Erfindung kann ebenso in einem Fall angewendet werden, wo eine Vielzahl von Frontsensoren ver­ wendet wird, wie zum Beispiel in Fig. 13 gezeigt ist. In einem Fall, bei dem die in Fig. 13 ge­ zeigten ersten und zweiten Frontsensoren 90a und 90b vorgesehen sind, wird im Schritt 160 von Fig. 14 entschieden, ob das erste Nachweissignal von wenigstens einem der bei­ den Frontsensoren 90a und 90b empfangen wurde, und im Schritt 162 von Fig. 15 wird entschieden, ob das zweite Nachweissignal von wenigstens einem der beiden Frontsenso­ ren 90a und 90b empfangen wurde.
Fig. 16, Fig. 17 und Fig. 18 sind Flußdiagramme des Mikrocomputers von Fig. 1 und zeigen eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 16, Fig. 17 und Fig. 18 sind die Flußdiagramme für den Fall, bei dem der Frontsensor 90 von Fig. 9 verwendet wird und werden für den Mikrocomputer 2 anstelle der Flußdiagramme von Fig. 5 und Fig. 6 verwen­ det. Die Verbindungspunkte I und J von Fig. 16 sind mit den gleich bezeichneten Verbin­ dungspunkten I und J von Fig. 17 verbunden, und die Verbindungspunkte L und K von Fig. 18 sind mit den gleich bezeichneten Verbindungspunkten L und K von Fig. 16 und Fig. 17 verbunden.
Wenn die Steuerprozedur gestartet wird, so geht der Mikrocomputer 2 der Steuereinheit 1 nach einer im Schritt 180 durchgeführten Initialisierung in einen Schritt 181 über. Im Schritt 181 empfängt der Mikrocomputer 2 das Beschleunigungssignal Gt des Innensensors 6 und entscheidet, ob ein absoluter Wert des Beschleunigungssignals Gt größer ist als der Refe­ renzwert Gto. Der Referenzwert Gto ist identisch zu dem im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform von Fig. 5 und Fig. 6 beschriebenen. Wenn im Schritt 181 der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt nicht größer ist als der Referenzwert Gto, so durch­ läuft der Mikrocomputer 2 eine Resetprozedur mit den Schritten 182-187, und kehrt nach dieser Resetprozedur in den Schritt 181 zurück. In der Resetprozedur der Schritte 182.187 wird eine Prozedur wie die vorher erwähnte Resetprozedur der Schritte 138-143 von Fig. 12 durchgeführt, mit Ausnahme des Schrittes 184. Im Schritt 184 werden die Marken L, M, N, Ftl und Ftm zusammen mit einem integrierten Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt auf "0" zurückgesetzt.
Wenn im Schritt 181 auf der anderen Seite der absolute Wert des Beschleunigungssignals Gt des Innensensors 6 größer als der Referenzwert Gto ist, wird ein Timer t im Schritt 188 um 1 erhöht. Danach berechnet der Mikrocomputer 2 in einem nachfolgenden Schritt 189 einen integrierten Wert ΔVt des Beschleunigungssignals Gt, und geht dann in einen Schritt 190 über.
Im Schritt 190 entscheidet der Computer 2, ob das erste Nachweissignal vom Frontsensor 90 empfangen wurde. Wie schon oben erwähnt wurde, wird das erste Nachweissignal vom Frontsensor 90 ausgegeben, wenn die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung regi­ striert wurde. Falls das erste Nachweissignal empfangen wird, geht der Mikrocomputer 2 vom Schritt 190 in einen Schritt 191 über und setzt eine erste Dekrementmarke L auf "1". Die erste Dekrementmarke L ist eine Marke, die anzeigt, ob ein Schwellwert Vth, der weiter unten beschrieben wird, herabgesenkt werden soll. Die Marke L wird während der Initialisie­ rung im Schritt 180 und im Schritt 184 der Resetprozedur auf "0" zurückgesetzt. Danach geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 192 von Fig. 17 über und entscheidet, ob eine er­ ste Entscheidungsmarke Ftl gleich "1" ist. Die erste Entscheidungsmarke "Ftl" ist eine Mar­ ke um zu entscheiden, ob das erste Nachweissignal vom Frontsensor 90 zum ersten Mal nach dem Start der Steuerprozedur empfangen wurde. Die Marke Ftl wird während der In­ itialisierung im Schritt 180 und im Schritt 184 der Resetprozedur auf "0" zurückgesetzt, wird in einem nachfolgend beschriebenen Schritt 194 auf "1" gesetzt. Wenn das erste Nach­ weissignal vom Frontsensor 90 zum ersten Mal empfangen wird, ist daher der Status der Marke Ftl im Schritt 192 gleich Null. In diesem Fall erkennt der Mikrocomputer 2 den ersten Zeitpunkt t1 des Timers t in einem Schritt 193, setzt die Marke Ftl auf "1" im nachfolgenden Schritt 194, und geht über in einen Schritt 195. Der erste Zeitpunkt t1 gibt einen Zeitpunkt an, bei dem das erste Nachweissignal ausgegeben wurde. Falls die Marke Ftl auf "1" ge­ setzt wurde, geht der Mikrocomputer 2 direkt aus dem Schritt 192 in den Schritt 195 über und überspringt dabei die Schritte 193 und 194. Falls auf der anderen Seite im Schritt 190 von Fig. 16 das erste Nachweissignal vom Frontsensor 90 nicht empfangen wurde, so geht der Mikrocomputer 2 direkt in einen Schritt 202 von Fig. 18.
Im Schritt 195 entscheidet der Mikrocomputer 2, ob das zweite Nachweissignal, das reprä­ sentativ für den Nachweis der zweiten vorbestimmten Kollisionsbeschleunigung die größer als die erste vorbestimmte Kollisionsbeschleunigung ist, vom Frontsensor 90 empfangen wurde. Falls das zweite Nachweissignal empfangen wurde, geht der Mikrocomputer 2 in ei­ nen Schritt 196 über und setzt eine zweite Dekrementmarke M auf "1". Die zweite Dekre­ mentmarke M ist eine Marke, die anzeigt, ob der Schwellwert Vth weiter herabgesenkt wer­ den soll. Die Marke M wird während der Initialisierung im Schritt 180 und im Schritt 184 der Resetprozedur auf Null zurückgesetzt. Danach geht der Mikrocomputer in einen Schritt 197 über und entscheidet, ob eine zweite Entscheidungsmarke Ftm gleich "1" ist. Die zweite Entscheidungsmarke Ftm ist eine Marke, um zu entscheiden, ob das zweite Nachweissignal vom Frontsensor 90 zum ersten Mal nach dem Start der Steuerprozedur empfangen wurde. Die Marke Ftm wird während der Initialisierung im Schritt 180 und im Schritt 184 der Reset­ prozedur auf "0" zurückgesetzt, und wird in einem nachfolgend beschriebenen Schritt 199 auf "1" gesetzt. Wenn das zweite Nachweissignal des Frontsensors 90 zum ersten Mal empfangen wird, ist deshalb der Status der Marke Ftm im Schritt 197 gleich "0". In diesem Fall erkennt der Mikrocomputer "2" den zweiten Zeitpunkt Tm des Timers t in einem Schritt 198 und setzt die Marke Ftm in einem nachfolgenden Schritt 199 auf "1", und geht dann in einen Schritt 200. Der zweite Zeitpunkt Tm gibt einen Zeitpunkt an, an dem das zweite Nachweissignal ausgegeben wurde. Wenn die Marke Ftq im Schritt 197 gleich "1" ist, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 197 direkt in den Schritt 200 über und über­ springt dabei die Schritte 198 und 199. Falls auf der anderen Seite im Schritt 198 das zweite Nachweissignal des Frontsensors 90 nicht empfangen wurde, so geht der Mikro­ computer 2 direkt in den Schritt 202 von Fig. 18 über.
Im Schritt 200 entscheidet der Mikrocomputer 2 ob eine Zeitdifferenz Tm - Tl zwischen dem ersten Zeitpunkt Tm und dem zweiten Zeitpunkt T1 kleiner als ein vorbestimmter Wert To ist. Falls die Zeitdifferenz Tm - Tl kleiner als der vorbestimmte Wert To ist, so erkennt der Mi­ krocomputer 2, daß sich eine Kollision mit großer Wucht ereignet hat, wie zum Beispiel ein Zusammenprall mit hoher Geschwindigkeit, bei dem die Vorrichtung zum Insassenschutz schnell ausgelöst werden muß, und geht über in einen Schritt 201. Im Schritt 201 wird eine dritte Dekrementmarke M auf "1" gesetzt. Die dritte Dekrementmarke N ist eine Marke, die anzeigt, ob der Schwellwert Vth weiter herabgesenkt werden soll. Die dritte Dekrementmar­ ke N wird während der Initialisierung im Schritt 180 und im Schritt 184 auf Null zurückge­ setzt (Reset). Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 202 von Fig. 18 über. Falls auf der anderen Seite im Schritt 200 die Zeitdifferenz Tm - Tl nicht kleiner als der vorbe­ stimmte Wert To ist, so geht der Mikrocomputer 2 direkt in den Schritt 202 von Fig. 18 über und überspringt dabei den Schritt 201.
Im Schritt 202 von Fig. 18 entscheidet der Mikrocomputer 2, ob die erste Dekrementmarke L gleich "1" ist. Wenn die Marke L ungleich "1" ist, d. h. falls das erste Nachweissignal des Frontsensors 90 nicht empfangen wurde, so setzt der Mikrocomputer 2 in einem Schritt 203 als Schwellwert Vth einen Standardschwellwert Vtho, und geht dann über in einen Schritt 209. Wenn die Marke L gleich "1" ist, d. h. falls das erste Nachweissignal des Frontsensors 90 empfangen wurde, so geht der Mikrocomputer 2 aus einem Schritt 202 in einen Schritt 203 über und entscheidet, ob die zweite Dekrementmarke M gleich "1" ist. Wenn die zweite Dekrementmarke M ungleich "1" ist, d. h. falls das zweite Nachweissignal des Frontsensors 90 nicht empfangen wurde, so geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 205 über. Im Schritt 205 wird ein Wert Vtho - Vsub1 durch Subtraktion des ersten Dekrementwertes Vsub1 vom Standardschwellwert Vtho berechnet, und als Schwellwert wird der Wert Vtho - Vsub1 gesetzt. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 209 über. Wenn die zweite Dekrementmarke M gleich "1" ist, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 204 in ei­ nen Schritt 206 über und entscheidet, ob die dritte Dekrementmarke N gleich "1" ist. Wenn die dritte Dekrementmarke N ungleich "1" ist, d. h. falls die Zeitdifferenz Tm - Tl zwischen den ersten und zweiten Zeitpunkten Tl und Tm nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert To ist, so geht der Mikrocomputer 2 in einen Schritt 207 über. Im Schritt 207 wird ein Wert Vtho - Vsub2 durch Subtraktion des zweiten Dekrementwertes Vsub2, der größer als der erste Dekrementwert Vsub1 ist, vom Standardschwellwert Vtho, und als Schwellwert Vth wird der Wert Vtho - Vsub2 gesetzt. Danach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 209 über. Wenn die dritte Dekrementmarke N gleich "1" ist, d. h. falls die Zeitdifferenz Tm - Tl kleiner als der vorbestimmte Wert To ist, so geht der Mikrocomputer 2 aus dem Schritt 206 in einen Schritt 208 über. Im Schritt 208 wird ein Wert Vtho - Vsub3 durch Subtraktion des dritten Dekre­ mentwertes Vsub3, der größer als der zweite Dekrementwert Vsub2 ist, vom Standard­ schwellwert Vtho berechnet, und als Schwellwert wird der Wert Vtho - Vsub3 gesetzt. Da­ nach geht der Mikrocomputer 2 in den Schritt 209 über.
Im Schritt 209 entscheidet der Mikrocomputer 2, ob der integrierte Wert ΔVt des Beschleu­ nigungssignals Gt des Innensensors 6 größer als der Schwellwert Vth ist. Wenn der inte­ grierte Wert ΔVt nicht größer als der Schwellwert Vth ist, so kehrt der Mikrocomputer 2 in den Schritt 181 von Fig. 16 zurück, und die oben erwähnte Steuerprozedur wird wiederholt. Wenn der integrierte Wert ΔVt größer als der Schwellwert Vth ist, so geht der Mikrocompu­ ter 2 in einen Schritt 210, gibt das Kollisionsnachweissignal an die Auslöseschaltung 4 aus, und beendet die Steuerprozedur.
In der siebten Ausführungsform ist zum Beispiel ein Fall wiedergegeben, bei dem eine Kol­ lision zu einem Stillstand kommt, wobei ein Zustand gegeben ist, bei dem der integrierte Wert ΔVt des Innensensors 6 den Schwellwert Vth nicht überschreitet, obwohl das erste Nachweissignal des Frontsensors 90 ausgegeben wurde, und die erste Dekrementmarke L und die erste Entscheidungsmarke Ftl werden in den Schritten 180 und 184 auf Null zu­ rückgesetzt (Reset). Deswegen bleiben die Marken L und Ftl nicht im Zustand "1".
Gemäß der oben beschriebenen siebten Ausführungsform, wird zusätzlich zu dem Herab­ senken des Schwellwertes Vth basierend auf den ersten und zweiten Nachweissignalen des Frontsensors 90, wie in der sechsten Ausführungsform von Fig. 14 und Fig. 15 be­ schrieben, der integrierte Wert ΔVt weiter herabgesenkt, wenn die Zeitdifferenz Tm - Tl zwi­ schen den ersten und zweiten Kollisionszeiten Tl - Tm kleiner ist als de vorbestimmte Wert To. Selbst im Falle einer Kollision wie zum Beispiel bei einem Zusammenstoß mit hoher Geschwindigkeit, ist es daher möglich, die Vorrichtung zum Insassenschutz 7 zuverlässig auszulösen ohne daß es zu einer Verzögerung in der Kollisionsentscheidung kommt.
Obwohl in der siebten Ausführungsform nur ein Frontsensor verwendet wird, ist nicht beab­ sichtigt, den Umfang der Erfindung darauf zu beschränken. Die vorliegende Erfindung kann ebenso dann verwendet werden, wenn eine Vielzahl von Frontsensoren verwendet werden, wie zum Beispiel in Fig. 13 gezeigt wird. In einem Fall, bei dem ein erster und ein zweiter Frontsensor 90a und 90b wie in Fig. 13 bereitgestellt werden, wird im Schritt 190 von Fig. 16 entschieden, ob das erste Nachweissignal von wenigstens einem der beiden Frontsen­ soren 90a und 90b empfangen wurde, und im Schritt 195 von Fig. 17 wird entschieden, ob das zweite Nachweissignal von wenigstens einem der beiden Frontsensoren 90a und 90b empfangen wurde.
Aus dem vorangehenden ist offensichtlich, daß eine neue und verbesserte Steuervorrich­ tung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz gefunden wurde. Selbstverständlich dienen die beschriebenen Ausführungsformen lediglich zur Veranschaulichung und es ist dadurch nicht beabsichtigt den Umfang der Erfindung einschränken. Statt dessen wird in diesem Zusammenhang auf den durch die nachfolgenden Patentansprüche abgedeckten Schutz­ umfang der Erfindung hingewiesen.

Claims (36)

1. Eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz, die einen Innen­ raum-Beschleunigungssensor ("Innensensor") aufweist, der in einem Innenraum ei­ nes Fahrzeuges vorgesehen ist, zum Nachweis einer Beschleunigung des Fahrzeu­ ges und zur Ausgabe eines dafür repräsentativen Beschleunigungssignals, umfas­ send:
wenigstens einen Frontbereich-Beschleunigungssensor ("Frontsensor"), der in ei­ nem Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Beschleunigung des Fahr­ zeugs zu registrieren und um ein Nachweissignal auszugeben, wenn eine vorbe­ stimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird; und
eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, zum Empfangen des Beschleunigungssignals des Innensensors und des Nach­ weissignals des wenigstens einen Frontsensors, um einen ersten Schwellwert fest­ zulegen, wenn das Nachweissignal nicht empfangen wird, um einen zweiten Schwellwert, der niedriger als der erste Schwellwert ist, festzulegen, wenn das Nachweissignal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz zu betätigen, wenn ein integrierter Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors den festgesetzten Schwellwert überschreitet.
2. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Mehrzahl von Frontsensoren, wo­ bei die Steuereinheit den zweiten Schwellwert festlegt, wenn das Nachweissignal von wenigstens einem der Frontsensoren empfangen wird.
3. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit, wenn der inte­ grierte Wert nicht größer als der zweite Schwellwert ist, auf Grundlage eines Ver­ gleichs zwischen dem integrierten Wert und dem ersten Schwellwert entscheidet, ob die Vorrichtung zum Insassenschutz betätigt wird.
4. Eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz, die einen Innen­ raum-Beschleunigungssensor ("Innensensor") aufweist, der in einem Innenraum ei­ nes Fahrzeuges vorgesehen ist, zum Nachweis einer Beschleunigung des Fahrzeu­ ges und zur Ausgabe eines dafür repräsentativen Beschleunigungssignals, umfas­ send:
wenigstens einen Frontbereich-Beschleunigungssensor ("Frontsensor"), der in ei­ nem Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Beschleunigung des Fahr­ zeugs zu registrieren und um ein Nachweissignal auszugeben, wenn eine vorbe­ stimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird; und
eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, zum Empfangen des Beschleunigungssignals des Innensensors und des Nach­ weissignals des wenigstens einen Frontsensors, um als Schwellwert einen Stan­ dardschwellwert festzulegen, wenn das Nachweissignal nicht empfangen wird, um einen niedrigen Schwellwert als Schwellwert festzulegen, indem ein vorbestimmtes Dekrement vom Standardschwellwert subtrahiert wird, wenn das Nachweissignal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz zu betätigen, wenn ein integrierter Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors den Schwellwert überschreitet.
5. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 4, mit einer Mehrzahl von Frontsensoren, wo­ bei die Steuereinheit den niedrigen Schwellwert festlegt, wenn das Nachweissignal von wenigstens einem Frontsensor empfangen wird.
6. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, wobei der Frontsensor umfaßt:
ein piezoelektrisches Element, um die Beschleunigung nachzuweisen;
eine Verstärkungsschaltung, um die an beiden Enden des piezoelektrischen Ele­ ments ausgegebenen Spannungen zu empfangen, um die ausgegebenen Span­ nungen des piezoelektrischen Elements zu differenzverstärken und zu integrieren, und um einen integrierten Wert einer nachgewiesenen Beschleunigung aus­ zugeben;
eine Vorspann-Widerstandsschaltung, die an einem Eingang der Verstärkungs­ schaltung vorgesehen ist;
einen Kondensator, der parallel zum piezoelektrischen Element geschaltet ist, um eine untere Abschneidefrequenz herabzusenken, ohne daß die Widerstandswerte der Vorspannwiderstandsschaltung angehoben werden;
eine Vorrichtung zur Temperaturkompensation, um eine Verstärkung der Verstär­ kungsschaltung anzupassen, so daß die Temperaturabhängigkeit des Ausgangssi­ gnals des piezoelektrischen Elements kompensiert wird;
ein Referenzspannungsschaltkreis, um dieser Verstärkungsschaltung und dieser Vorspann-Widerstandsschaltung eine Referenzspannung bereitzustellen; und
eine Vergleichsschaltung, um das Ausgangssignal dieser Verstärkungsschaltung zu empfangen, und um das Nachweissignal auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignal dieser Verstärkungsschaltung und einer Referenzspannung auszugeben.
7. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Kapazität des Kondensators so gewählt wird, daß die Widerstände der Vorspann-Widerstandsschaltung Wider­ standswerte aufweisen, die unter einer normalen Atmosphäre verwendet werden können und so, daß die untere Abschneidefrequenz einen niedrigen Wert hat, so daß Änderungen der Geschwindigkeit leicht nachgewiesen werden können.
8. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei:
die Verstärkungsschaltung eine erste nicht-invertierende Verstärkungsschaltung umfaßt, um eine Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements nicht- invertierend zu verstärken, eine zweite nicht-invertierende Verstärkungsschaltung, um die andere Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements nicht- invertierend zu verstärken, und eine Differenzverstärkungsschaltung, um die Aus­ gangssignale der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen zu differenzverstärken, wobei die erste und zweite nicht-invertierende Verstärkungs­ schaltung und/oder die Differenzverstärkungsschaltung eine integrierende Funktion aufweisen; und
die Vorrichtung zur Temperaturkompensation ein einziges temperaturkompensie­ rendes Element ist, um die Verstärkung der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen anzupassen.
9. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei:
die erste nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung einen ersten Operationsver­ stärker aufweist, wobei ein Eingang des ersten Operationsverstärkers mit einem En­ de des piezoelektrischen Elements verbunden ist, und der andere Eingang des er­ sten Operationsverstärkers über eine Parallelschaltung aus einem ersten Wider­ stand und einem ersten Kondensator mit einem Ausgang des ersten Operationsver­ stärkers verbunden ist;
die zweite nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung einen zweiten Operationsver­ stärker aufweist, wobei ein Eingang des zweiten Operationsverstärkers mit dem an­ deren Ende des piezoelektrischen Elements verbunden ist, und der andere Eingang des zweiten Operationsverstärkers über eine Parallelschaltung aus einem zweiten Widerstand und einem zweiten Kondensator mit einem Ausgang des zweiten Ope­ rationsverstärkers verbunden ist; und
das temperaturkompensierende Element zwischen dem anderen Eingang des er­ sten Operationsverstärkers und dem anderen Eingang des zweiten Operationsver­ stärkers eingebaut ist, und die Verstärkungsfaktoren des ersten und des zweiten Operationsverstärkers herabsenkt, wenn die Temperatur ansteigt, und die Verstär­ kungsfaktoren erhöht, wenn die Temperatur fällt.
10. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Differenzverstärkungsschaltung einen dritten Operationsverstärker aufweist, wobei ein Eingang des dritten Operati­ onsverstärkers über einen dritten Widerstand mit einem Ausgang der zweiten nicht- invertierenden Verstärkungsschaltung verbunden ist, und über eine Parallelschal­ tung mit einem vierten Widerstand und einem dritten Kondensator mit dem Refe­ renzspannungsschaltkreis verbunden ist, und wobei der andere Eingang des dritten Operationsverstärkers über einen fünften Widerstand mit einem Ausgang der ersten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung verbunden ist, und über eine Parallel­ schaltung mit einem sechsten Widerstand und einem vierten Kondensator mit einem Ausgang des dritten Operationsverstärkers verbunden ist.
11. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verstärkungsfaktoren der ersten und der zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung so eingestellt werden, daß die Abnahme der Ausgabespannungen des piezoelektrischen Elements kom­ pensiert werden können.
12. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Differenzverstärkungsschaltung einen Operationsverstärker aufweist, wobei ein Eingang des Operationsverstärkers das Ausgangssignal der zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung und die Referenzspannung des Referenzspannungsschaltkreises empfängt, und wobei der andere Eingang des Operationsverstärkers das Ausgangssignal der ersten nicht- invertierenden Verstärkungsschaltung empfängt; und
der Referenzspannungsschaltkreises einen Pufferverstärker für die Referenzspan­ nung aufweist, um eine Anpassung an die Ausgangsimpedanzen der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung zu erreichen, und das Refe­ renzpotential für wenigstens die Differenzverstärkungsschaltung über den Pufferver­ stärker für die Referenzspannung bereitstellt.
13. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vergleichsschaltung umfaßt: einen Komparator, um das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung und die Re­ ferenzspannung zu empfangen, und um das Nachweissignal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die Referenzspannung übertrifft.
14. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei:
der Frontsensor eine Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren hat, an die von außen eine konstante Spannung angelegt wird;
die Vergleichsschaltung einen Komparator umfaßt, um das Ausgangssignal der Ver­ stärkungsschaltung und die Referenzspannung zu empfangen, und um das Nach­ weissignal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die Referenzspannung übertrifft, und ein Schaltelement, das zwischen der Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren und der Masse eingebaut ist, und das durch das Nachweissignal des Komparators eingeschaltet wird; und
das Nachweissignal durch den Frontsensor als Stromänderung in die Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren ausgegeben wird.
15. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit eine Einheits­ spannungsversorgungsleitung aufweist, von der über eine Übertragungsleitung die konstante Spannung an die Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren ange­ legt wird, und eine Signaleingangsschaltung, um das Nachweissignal des Frontsen­ sors durch den Nachweis der Stromänderung in der Einheitsspannungsversor­ gungsleitung zu empfangen.
16. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Signaleingangsschaltung um­ faßt:
eine Stromspiegelschaltung, die zwischen der Einheitsspannungsversorgungsleitung und der Übertragungsleitung eingebaut ist, um einen Strom in Abhängigkeit der dem Nachweissignal des Frontsensors entsprechenden Stromänderung auszugeben; und
einen Nachweiswiderstand, der zwischen der Ausgangsseite der Stromspiegel­ schaltung und der Masse eingebaut ist, um eine Spannungsausgabe entsprechend der Stromausgabe der Stromspiegelschaltung auszugeben.
17. Eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz, die einen Innen­ raum-Beschleunigungssensor ("Innensensor") aufweist, der in einem Innenraum ei­ nes Fahrzeuges vorgesehen ist, zum Nachweis einer Beschleunigung des Fahrzeu­ ges und zur Ausgabe eines dafür repräsentativen Beschleunigungssignals, umfas­ send:
wenigstens einen Frontbereich-Beschleunigungssensor ("Frontsensor"), der in ei­ nem Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Beschleunigung des Fahr­ zeugs zu registrieren und um ein erstes Nachweissignal auszugeben, wenn eine er­ ste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird, und um ein zweites Nach­ weissignal auszugeben, wenn eine zweite vorbestimmte Aufprallbeschleunigung, die größer als die erste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung ist, registriert wird; und
eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, zum Empfangen des Beschleunigungssignals des Innensensors und der ersten und zweiten Nachweissignale des wenigstens einen Frontsensors, um einen inte­ grierten Wert des Beschleunigungssignals des Innensensors durch Addition eines ersten additiven Wertes zum integrierten Wert zu erhöhen, wenn das erste Nach­ weissignal empfangen wird, um den integrierten Wert durch Addition eines zweiten additiven Wertes, der größer als der erste additive Wert ist, zum integrierten Wert weiter zu erhöhen, wenn das zweite Nachweissignal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassenschutz zu betätigen, wenn der integrierte Wert einen vor­ bestimmten Schwellwert überschreitet.
18. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 17, mit einer Mehrzahl von Frontsensoren, wobei die Steuereinheit den integrierten Wert erhöht, wenn das erste Nachweissi­ gnal von wenigstens einem der Frontsensoren empfangen wird, und weiter erhöht, wenn das zweite Nachweissignal von wenigstens einem der Frontsensoren empfan­ gen wird.
19. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 17, wobei:
die Steuereinheit einen ersten Zeitpunkt feststellt, zu dem das erste Nachweissignal empfangen wird, und einen zweiten Zeitpunkt, zu dem das zweite Nachweissignal empfangen wird; und
die Steuereinheit entscheidet, ob eine Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und den integrier­ ten Wert durch Addition eines dritten additiven Wertes, der größer als der zweite additive Wert ist, zum integrierten Wert weiter zu erhöhen, wenn vorbestimmten Schwellwert überschreitet, wenn die Zeitdifferenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
20. Eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zum Insassenschutz, die einen Innen­ raum-Beschleunigungssensor ("Innensensor") aufweist, der in einem Innenraum ei­ nes Fahrzeuges vorgesehen ist, zum Nachweis einer Beschleunigung des Fahrzeu­ ges und zur Ausgabe eines dafür repräsentativen Beschleunigungssignals, umfas­ send:
wenigstens einen Frontbereich-Beschleunigungssensor ("Frontsensor"), der in ei­ nem Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Beschleunigung des Fahr­ zeugs zu registrieren und um ein erstes Nachweissignal auszugeben, wenn eine er­ ste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung registriert wird, und um ein zweites Nach­ weissignal auszugeben, wenn eine zweite vorbestimmte Aufprallbeschleunigung, die größer als die erste vorbestimmte Aufprallbeschleunigung ist, registriert wird; und
eine Steuereinheit, die mit diesem Innensensor und diesem Frontsensor verbunden ist, zum Empfangen des Beschleunigungssignals des Innensensors und der ersten und zweiten Nachweissignale des wenigstens einen Frontsensors, um als Schwell­ wert einen Standardschwellwert festzulegen, wenn das erste und zweite Nachweis­ signal nicht empfangen werden, um einen ersten niedrigen Schwellwert, der niedri­ ger als der Standardschwellwert ist, als Schwellwert festzulegen, wenn das erste Nachweissignal empfangen wird, um einen zweiten niedrigen Schwellwert, der nied­ riger als der erste niedrige Schwellwert ist, als Schwellwert festzulegen, wenn das zweite Nachweissignal empfangen wird, und um die Vorrichtung zum Insassen­ schutz zu betätigen, wenn ein integrierter Wert des Beschleunigungssignals des In­ nensensors größer als der Schwellwert ist.
21. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 20, mit einer Mehrzahl von Frontsensoren, wobei die Steuereinheit den ersten Schwellwert festlegt, wenn das erste Nachweis­ signal von wenigstens einem der Frontsensoren empfangen wird, und den zweiten Schwellwert festlegt, wenn das zweite Nachweissignal von wenigstens einem der Frontsensoren empfangen wird.
22. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 20, wobei:
die Steuereinheit einen ersten Zeitpunkt feststellt, zu dem das erste Nachweissignal empfangen wird, und einen zweiten Zeitpunkt, zu dem das zweite Nachweissignal empfangen wird; und
die Steuereinheit entscheidet, ob eine Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und als Schwell­ wert einen dritten Schwellwert festlegt, der kleiner als der zweite Schwellwert ist, wenn die Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
23. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 1, 4, 17 oder 20, wobei:
die Steuereinheit einen Referenzwert hat, um zu entscheiden, ob das Beschleuni­ gungssignal des Innensensors integriert werden soll;
die Steuereinheit das Beschleunigungssignal des Innensensors integriert, wenn das Beschleunigungssignal größer als der Referenzwert ist; und
die Steuereinheit den integrierten Wert des Beschleunigungssignals des Innensen­ sors allmählich in Richtung der Reset-Position zurückgerechnet, wenn das Be­ schleunigungssignal kleiner als der Referenzwert ist.
24. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 1, 4, 17 oder 20, wobei der Frontsensor in der Nähe eines Kühlers in einen mittleren Bereich des Fahrzeugs vorgesehen ist.
25. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 2, 5, 18 oder 21, umfassens einen ersten Frontsensor und einen zweiten Frontsensor, wobei die ersten und zweiten Frontsen­ soren rechts bzw. links von einem Kühler in einem Frontbereich eines Fahrzeuges vorgesehen sind.
26. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 17 oder 20, wobei der Frontsensor umfaßt:
ein piezoelektrisches Element, um die Beschleunigung nachzuweisen;
eine Verstärkungsschaltung, um die an beiden Enden des piezoelektrischen Ele­ ments ausgegebenen Spannungen zu empfangen, um die ausgegebenen Span­ nungen des piezoelektrischen Elements zu differenzverstärken und zu integrieren, und um einen integrierten Wert einer nachgewiesenen Beschleunigung aus­ zugeben;
eine Vorspannwiderstandsschaltung, die an einem Eingang der Verstärkungsschal­ tung vorgesehen ist;
einen Kondensator, der parallel zum piezoelektrischen Element geschaltet ist, um eine untere Abschneidefrequenz herabzusenken, ohne daß die Widerstandswerte der Vorspannwiderstandsschaltung angehoben werden;
eine Vorrichtung zur Temperaturkompensation, um eine Verstärkung der Verstär­ kungsschaltung anzupassen, so daß die Temperaturabhängigkeit des Ausgangssi­ gnals des piezoelektrischen Elements kompensiert wird;
ein Referenzspannungsschaltkreis, um dieser Verstärkungsschaltung und dieser Vorspann-Widerstandsschaltung eine Referenzspannung bereitzustellen; und
eine erste Vergleichsschaltung, um das Ausgangssignal dieser Verstärkungsschal­ tung zu empfangen, und um das erste Nachweissignal auf Grundlage eines Ver­ gleichs zwischen dem Ausgangssignal dieser Verstärkungsschaltung und einer ers­ ten Referenzspannung auszugeben; und
eine zweite Vergleichsschaltung, um das Ausgangssignal dieser Verstärkungs­ schaltung zu empfangen, und um das zweite Nachweissignal auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignal dieser Verstärkungsschaltung und einer zweiten Referenzspannung auszugeben.
27. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 26, wobei eine Kapazität des Kondensators so gewählt wird, daß die Widerstände der Vorspann-Widerstandsschaltung Wider­ standswerte aufweisen, die unter einer normalen Atmosphäre verwendet werden können und so, daß die untere Abschneidefrequenz einen niedrigen Wert hat, so daß Änderungen der Geschwindigkeit leicht nachgewiesen werden können.
28. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 26, wobei:
die Verstärkungsschaltung eine erste nicht-invertierende Verstärkungsschaltung umfaßt, um eine Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements nicht- invertierend zu verstärken, eine zweite nicht-invertierende Verstärkungsschaltung, um die andere Ausgangsspannung des piezoelektrischen Elements nicht- invertierend zu verstärken, und eine Differenzverstärkungsschaltung, um die Aus­ gangssignale der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen zu differenzverstärken, wobei die erste und zweite nicht-invertierende Verstärkungs­ schaltung und/oder die Differenzverstärkungsschaltung eine integrierende Funktion aufweisen; und
die Vorrichtung zur Temperaturkompensation ein einziges temperaturkompensie­ rendes Element ist, um die Verstärkung der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltungen anzupassen.
29. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 28, wobei:
die erste nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung einen ersten Operationsver­ stärker aufweist, wobei ein Eingang des ersten Operationsverstärkers mit einem En­ de des piezoelektrischen Elements verbunden ist, und der andere Eingang des er­ sten Operationsverstärkers über eine Parallelschaltung aus einem ersten Wider­ stand und einem ersten Kondensator mit einem Ausgang des ersten Operationsver­ stärkers verbunden ist;
die zweite nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung einen zweiten Operationsver­ stärker aufweist, wobei ein Eingang des zweiten Operationsverstärkers mit dem an­ deren Ende des piezoelektrischen Elements verbunden ist, und der andere Eingang des zweiten Operationsverstärkers über eine Parallelschaltung aus einem zweiten Widerstand und einem zweiten Kondensator mit einem Ausgang des zweiten Ope­ rationsverstärkers verbunden ist; und
das temperaturkompensierende Element zwischen dem anderen Eingang des er­ sten Operationsverstärkers und dem anderen Eingang des zweiten Operationsver­ stärkers eingebaut ist, und die Verstärkungsfaktoren des ersten und des zweiten Operationsverstärkers herabsenkt, wenn die Temperatur ansteigt, und die Verstär­ kungsfaktoren erhöht, wenn die Temperatur fällt.
30. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Differenzverstärkungsschaltung einen dritten Operationsverstärker aufweist, wobei ein Eingang des dritten Operati­ onsverstärkers über einen dritten Widerstand mit einem Ausgang der zweiten nicht- invertierenden Verstärkungsschaltung verbunden ist, und über eine Parallelschal­ tung mit einem vierten Widerstand und einem dritten Kondensator mit dem Refe­ renzspannungsschaltkreis verbunden ist, und wobei der andere Eingang des dritten Operationsverstärkers über einen fünften Widerstand mit einem Ausgang der ersten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung verbunden ist, und über eine Parallel­ schaltung mit einem sechsten Widerstand und einem vierten Kondensator mit einem Ausgang des dritten Operationsverstärkers verbunden ist.
31. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Verstärkungsfaktoren der ersten und der zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung so eingestellt werden, daß die Abnahme der Ausgabespannungen des piezoelektrischen Elements kom­ pensiert werden können.
32. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Differenzverstärkungsschaltung
einen Operationsverstärker aufweist, wobei ein Eingang des Operationsverstärkers das Ausgangssignal der zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung und die Referenzspannung des Referenzspannungsschaltkreises empfängt, und wobei der andere Eingang des Operationsverstärkers das Ausgangssignal der ersten nicht- invertierenden Verstärkungsschaltung empfängt; und
der Referenzspannungsschaltkreises einen Pufferverstärker für die Referenzspan­ nung aufweist, um eine Anpassung an die Ausgangsimpedanzen der ersten und zweiten nicht-invertierenden Verstärkungsschaltung zu erreichen, und das Refe­ renzpotential für wenigstens die Differenzverstärkungsschaltung über den Pufferver­ stärker für die Referenzspannung bereitstellt.
33. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 26, wobei die erste Vergleichsschaltung umfaßt:
einen ersten Komparator, um das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung und der ersten Referenzspannung zu empfangen, und um das erste Nachweissignal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die erste Refe­ renzspannung übertrifft; und
eine erste Chattering-Verhinderungsschaltung, um Chattering dieses ersten Kompa­ rator zu verhindern, indem das erste Nachweissignal in einen Eingang des ersten Komparators rückgekoppelt wird, der das Ausgangssignal der Verstärkungsschal­ tung empfängt, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die erste Re­ ferenzspannung überschreitet; und wobei
die zweite Vergleichsschaltung umfaßt:
einen zweiten Komparator, um das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung und der zweiten Referenzspannung zu empfangen, und um das zweite Nachweissignal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die zweite Refe­ renzspannung übertrifft; und
eine Chattering-Verhinderungsschaltung, um Chattering dieses zweiten Komparator zu verhindern, indem das zweite Nachweissignal in einen Eingang des zweiten Komparators rückgekoppelt wird, der das Ausgangssignal der Verstärkungsschal­ tung empfängt, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die zweite Referenzspannung überschreitet.
34. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 26, wobei:
der Frontsensor eine Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren hat, an die von außen eine konstante Spannung angelegt wird;
die erste Vergleichsschaltung einen ersten Komparator umfaßt, um das Ausgangs­ signal der Verstärkungsschaltung und die erste Referenzspannung zu empfangen, und um das erste Nachweissignal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Ver­ stärkungsschaltung die erste Referenzspannung übertrifft, und ein erstes Schaltele­ ment, das zwischen der Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren und der Masse eingebaut ist, und das durch das erste Nachweissignal des ersten Kompa­ rators eingeschaltet wird; und
die zweite Vergleichsschaltung einen zweiten Komparator umfaßt, um das Aus­ gangssignal der Verstärkungsschaltung und die zweite Referenzspannung zu emp­ fangen, und um das zweite Nachweissignal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung die zweite Referenzspannung übertrifft, und ein zweites Schaltelement, das zwischen der Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren und der Masse eingebaut ist, und das durch das zweite Nachweissignal des zweiten Komparators eingeschaltet wird; und
die ersten und zweiten Nachweissignale durch den Frontsensor als Stromänderun­ gen in die Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren ausgegeben werden.
35. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Steuereinheit eine Einheits­ spannungsversorgungsleitung aufweist, von der über eine Übertragungsleitung die konstante Spannung an die Leitung zur Spannungsversorgung der Sensoren ange­ legt wird, und eine Signaleingangsschaltung, um die ersten und zweiten Nachweis­ signale des Frontsensors durch den Nachweis der Stromänderung in der Einheits­ spannungsversorgungsleitung zu empfangen.
36. Die Steuervorrichtung nach Anspruch 35, wobei die Signaleingangsschaltung um­ faßt:
eine Stromspiegelschaltung, die zwischen der Einheitsspannungsversorgungsleitung und der Übertragungsleitung eingebaut ist, um einen Strom in Abhängigkeit der den ersten und zweiten Nachweissignalen des Frontsensors entsprechenden Stromän­ derungen auszugeben; und
einen Nachweiswiderstand, der zwischen der Ausgangsseite der Stromspiegel­ schaltung und der Masse eingebaut ist, um eine Spannungsausgabe entsprechend der Stromausgabe der Stromspiegelschaltung auszugeben.
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