DE2049183A1

DE2049183A1 - Verfahren und Gerat fur die Sicher heit von Fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE2049183A1
Application number: DE19702049183
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hisatsune. Tomio Toyota Aichi Sato. (Japan) P
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1969-10-08
Filing date: 1970-10-07
Publication date: 1971-04-22
Also published as: FR2064192A1; FR2064192B1; GB1326207A; US3687213A; DE2049183B2; DE2049183C3

Description

PATE N""A N WALTE DR. INQ. OTTO STÜRNER · DR. FRIEDRICH E. MAYER

Dr. ing. O. Stürner- Dr. F. Mayer ·753 Pforzheim, Juliua-Naeher-Str.13~n

7S3

Pforzheim» t. Okt. 1370

Julius-Naeher-Str. 13

Unser Zeichen 1 θ 10 "·Η

Ihr Zeichen

Patentanmeldung

Anmelder: Messrs. !Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha 1, Toyota-cho, Toyota~shi, Aiehi-ken (Japan)

Bezeichnung: Verfahren und Gerät für die Sicherheit von

Fahrzeuginsassen

Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheita- und Schutzmaßnahmen für Fahrzeuginsassen für den Fall, daß das fahrzeug entweder mit einem unbewegten oder mit einem in Bewegung befindlichen Gegenstand zusammenstößt, insbesondere auf ein Verfahren und ein Gerät zum Schütze von Fahrzeuginsassen vor Verletzungen.

Im Falle eines Zusammenstoßes eines fahrenden Fahrzeuge mit einem unbewegten Gegenstand oder mit einem anderen fahrenden Fahrzeug werden die Insassen aufgrund der Trägheitskraft gegen Teile des fahrenden Fahrzeuges geworfen und erleiden schwere, wenn nicht gar tödliche Verletzungen. Um eolehe Verletzungen zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, aufblasbare Luftkissen zu verwenden, die in einem Fahrzeug in Stellen eingebaut werden, mit denen die Insassen bei

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einem Zusammenstoß höchstwahrscheinlich in Berührung kommen. Die Luftkissen werden im Augenblick des Zusammenstoßes sofort aufgeblasen, um die Insassen mit einem Polster vor Verletzungen zu schützen.

In einer bekannten Einrichtung ist ein Aufpralldetektor am Fahrzeug angeordnet, der die Betätigung dieser Sicherheitseinrichtung auslöst. In dieser bekannten Einrichtung wird Gas in ein Luftkissen geleitet, um dieses Luftkissen erst in dem Augenblick aufzublasen, in dem der Aufpralldetektor durch die beim Zusammenstoß entstehende Erschütterung ausgelöst wird. Das Aufblasen des Luftkissens muß jedoch, beendet sein, bevor ein Insasse direkt mit der Fahrzeugkarosserie in Berührung kommt, da der Abstand zwischen dem Insassen und verhältnismäßig starren Teilen der Fahrzeugkarosserie vor dem Insassen nur einige zehn Zentimeter beträgt. Dies· Forderung wird durch Anwendung einer Schnellaufblasewirkung, wie sie beispielsweise die Explosion von Schwarzpulver bewirkt, erfüllt. Ist jedoch die vom Insassen ausgeübte !Trägheitskraft groß, so kann dieses schnelle Aufblasen eines Luftkissens wiederum Verletzungen des Insassen verursachen.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Gerät zum Schütze von Fahrzeugineassen vor Verletzungen zu schaffen, wobei das unmittelbare Bevorstehen eines Zusammenstoßes vorher festgestellt wird und Luftkissen aufgeblasen werden, bevor der Insasse mit dem Innern der Fahrzeugkarosserie in Berührung kommen kann.

In der erfindungagemäßen Ausführungsform wird ein aus einem engen Strahlenbündel bestehendes Signal von des fahrenden Fahrzeug mit einer ersten Frequenz ausgestrahlt und das

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fahrende Fahrzeug empfängt das Signal, welches von einem unbewegten oder bewegten Gegenstand, dem sich das fahrende Fahrzeug nähert, reflektiert wird und das eine zweite Frequenz hat. Die Differenzfrequenz zwischen den beiden dem Doppler-Effekt entsprechenden Signalen wird bestimmt; weiterhin wird der Pegel des reflektierten Signals bestimmt. Die beiden bestimmten, in geeignete elektrische Größen, wie z.B. Spannungen, umgewandelten Signale werden multipliziert, um ein Auslösesignal zum Aufblasen der Luftkissen innerhalb der Restzeit Tor dem tatsächlichen Zusammenstoß zu erzeugen.

Weiter umfaßt das erfindungsgemäße Gerät eine Vorrichtung, die das Aufblasen der Luftkissen hemmt, für den Fall, daß die Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs i.ehr niedrig ist und es umfaßt eine andere Torrichtung, die den Maxi^ malwert des Auslösesignals begrenzt. Das Auslösesignal bewirkt das Zerreißen einer Membrane, die einen Druckgasbehälter Ton den Luftkissen trennt oder es kann einen Gaserzeuger zum Aufblasen der Luftkissen aktiTieren.

Eine Aufgabe der 'Erfindung ist, ein Verfahren zum Schütze Ton Insassen eines Fahrzeugs zu finden, bei dem das Aufblasen eines Luftkissens schon tot einem unmittelbar be-Torstehenden Zusammenstoß beendet ist, bevor der Insasse durch den Zusammenstoß nach Torn geworfen wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu finden, bei dem ein unmittelbar beTorstehender Zusammenstoß schon Tor dem eigentlichen Zusammenstoß festgestellt wird und bei dem stoßdämpfend· Luftkissen innerhalb einer Torbestimmten Zeitdauer Tor den Zusammenstoß aufgeblasen werden.

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Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Gerät geschaffen, das einen unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoß feststellt und stoßdämpfende Luftkissen aufbläst, um Insassen eines fahrenden Fahrzeuges vor dem eigentlichen Zusammenstoß zu schützen.

Zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung charakteristischer erfindungsgemäßer Ausführungsformen verwiesen, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen abgebildet sind.

Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Gerätes für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig· 2 einen schematischen Schaltplan des in Fig.1 gezeigten Gerätes,

Fig. 3 eine Draufsicht, die die Beziehung zwischen zwei Fahrzeugen vor einem Zusammenstoß veranschaulicht,

Fig. 4 a eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Frequenzen eines Doppler-Signals und der relativen Geschwindigkeit zwischen zwei zusammenstoßenden Fahrzeugen,

Fig. 4b eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Pegel eines Doppler-Signals unddem Abstand zwischen zwei _aufeinanderfahrenden Fahrzeugen,

Fig. 5a entsprechend Fig. 4b eine graphische Darstellung der gemessenen Kenndaten von einander sich nähernden Fahrzeugen verschiedener Art,

Fig. 5b eine graphische Darstellung der gemessenen Istwerte eines Doppler-Signals,

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Fig. 6 eine perspektivische Darstellung, die die Anordnung der Luftkissen innerhalb einer Fahrzeugkarosserie veranschaulicht,

Fig. 7a und 7b jeweils eine Längsschnitt- und Querschnitt-Sarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasventils,

Fig. 8 eine Längsschnitt-Darstellung einer weiteren AusfUhrungsform eines erfindungsgemäßen Gasventils und

Fig. 9 eine Längsschnitt-Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gaserzeugers.

Wenn Funksignale, wie z.B. Niederfrequenz- oder Hochfrequenzwellen mit einer Frequenz f^ von einem Fahrzeug ausgestrahlt werden, so ergibt sich für die Beziehung der Frequenz f.. zu der Frequenz f« der von einem sich nähernden Fahrzeug reflektierten Funksignale folgende Gleichung, wobei die relative Geschwindigkeit der beiden Fahrzeuge mit ν angegeben ist:

c + ν

H i

C-V

In der obigen Gleichung ist £ die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Funksignals.

Die Differenzfrequenz f ■> zwischen den Frequenzen f* und f₂, im folgenden als Frequenz des Doppler-Signals bezeichnet, ergibt sich aus der obigen Gleichung wie folgt:

= ^f2 *

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Da die Auebreitungsgeschwindigkeit £ und die frequenz f₁ des ausgestrahlten Funksignals vorbestimmt ist, ergibt sich, daß die frequenz f^ des Doppler-Signals proportional der Summe der Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge, d.h. der relativen Geschwindigkeit v, ist. In der obigen Gleichung (2) ist k^ eine Proportionalitätskonstante und ν die relative Geschwindigkeit der beiden sich einander nähernden Fahrzeuge.

Es wird allgemein augedrückt, daß der Pegel des Doppler-Signals bei großem Abstand zwischen beiden Fahrzeugen umgekehrt proportional der vierten Potenz des Abstandes ist, und daß dieser Pegel mit abnehmendem Abstand zwischen beiden Fahrzeugen umgekehrt proportional der dritten Potenz oder dem Quadrat des Abstandes wird. Ss wurde bewiesen, daß der Pegel des Doppler-Signals bei sehr kleinem Abstand zwischen beiden Fahrzeugen umgekehrt proportional dem Abstand ist» wie z.B. bei einem Abstand von weniger als 10 m, was der Betriebsreichweite entspricht, für die die vorliegende Erfindung ausgelegt ist.

Mit anderen Worten, der Pegel G des Dopplersignals im Verhältnis zum Abstand D kann folgendermaßen ausgedruckt werden;

*2

wobei kg eine Konstante ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine elektrische Größe, proportional der Frequenz f, des Doppler-Signals, und eine elektrische Größe, proportional dem Pegel G des Doppler-Signals, ermittelt. Dann ergibt sich das Produkt S der zwei elektrischen Größen aus der folgenden Gleichung:

S « f_d X G - ^k₂. -J- . k. -^- (4) .

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wobei k eine Konstante und T gleich D/v ist. Anders ausgedrückt, T ist der aus der Division des Al)Standes durch die relative Geschwindigkeit erhaltene Wert und gibt so die Restzeit bis zum tatsächlichen Eintreten eines unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoßes an, wenn sich beide Fahrzeuge in der gleichen Weise weiterbewegen. Wenn also ein spezifisches Signal erzeugt werden kann, bevor die Re stzeit T einen vorbestimmten Wert unterschreitet, ist es somit möglich, ein Insassenschutzgerat noch rechtzeitig vor dem Zusammenstoß der Fahrzeuge in Betrieb zu setzen. Das bedeutet, daß zu derjenigen Zeit, bei der das Produkt ä S einen bestimmten Wert in Gleichung (4) überschreitet, das spezifische Signal abgegeben werden sollte. Ist die relative Geschwindigkeit hoch, so überschreitet das Produkt S_ einen vorbestimmten Wert, wenn der Abstand entsprechend groß ist. Schließlich wird das Signal in einer vorbestimmten Restzeit abgegeben, unabhängig von der relativen Geschwindigkeit der Fahrzeuge.

Wie aus Gleichung (4) ersichtlich ist, überschreitet das Produkt S selbst bei sehr niedriger relativer Geschwindigkeit ν einen vorbestimmten Wert, vorausgesetzt, der Abstand D verringert sich entsprechend. Wenn in diesem Falle ein Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird, so entsteht an { der Fahrzeugkarosserie nur geringfügiger Schaden, und die Insassen erleiden im wesentlichen keine Verletzungen. Unter diesen Umständen ist es nicht erforderlich, Signale abzugeben, und folglich braucht auch das Sicherheitsgerät nicht betätigt zu werden. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, für die erste elektrische Größe proportional der relativen Geschwindigkeit der Fahrzeuge Sperrzonen-Kennwerte vorzusehen, bei denen keine Reaktion eintritt, oder für die zweite elektrische Größe umgekehrt proportional dem Abstand zwischen den Fahrzeugen eine obere Grenze fest-

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zulegen. Dadurch wird vermieden, daß Signale abgegeben werden, wenn die relative Geschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt oder der Abstand zwischen den Fahrzeugen unter einem vorbestimmten Wert liegt.

Fig. 1 zeigt bei A ein UKW Sende-, Empfangs- und Mischgerät, bei B ein logisches Dopplet-Operationsgerät und bei C₁ ein Luftkissen-Betätigungsgerät. Das Sende-, Empfangsund Mischgerät A umfaßt einen UKW-Sender 1, einen Richtungskoppler 2, eine Sende- und Empfangsantenne 3, eine Mischstufe 4§ und einen Verstärker 5. Die vom Sender 1 emittierte UKW-Energie wird von Antenne 3 über den Koppler 2 ausgestrahlt, und Antenne 3 hat eine entsprechende Richtcharakteristik und sendet elektrische Wellen über eine bestimmte Keulenbreite aus. Die von einem sich nähernden ^ Gegenstand reflektierte Welle wird von Antenne 3 empfangen und über Koppler 2 an die Mischstufe 4 geleitet, wo ein Teil des Ausgangsignals von Sender 1 mit der reflektierten Welle gemischt wird. Auf diese Weise wird das Doppler-Signal abgeleitet, welches die Differenzfrequenz zwischen den gemischten Wellen besitzt, und dieses Doppler-Signal wird von Verstärker 5 auf einen Sollwert verstärkt.

Das logische Operationsgerät B umfaßt einen Frequenz-Spannung-Umwandler 6, einen Detektor 7, eine Multipliziereinrichtung 8 und eine Schmitt-Triggerschaltung 9. Das verstärkte Doppler-Signal wird durch den Umwandler in eine Gleichstromspannung V₁ umgewandelt, die der Frequenz proportional ist. Gleichzeitig wird das Signal durch den Detektor 7 in eine Gleichstromspannung V₂ umgewandelt, die dem Signalpegel proportional ist. Die beiden Gleichstromepannungen V.,und V₂ werden von der Multipliziereinrichtung 8 multipliziert, und wenn die Ausgangsspannung V₅ der Multipliziereinrichtung 8 einen vorbestimmten Wert in der Schmitt-Triggerschaltung 9 überschreitet, werden entsprechende AuslÖBeeignale erzeugt.

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Das Luftkissen-Betätigungsgerät C, umfaßt ein Ventil 10, einen Behälter 11 für nicht entflammbares Gas und ein luftkissen 12. Ventil 10 wird durch das Auslösesignal aus der Triggerschaltung 9 geöffnet, damit Gas vom Behälter 11 in das Luftkissen 12 strömt, das Luftkissen aufgeblasen und ein Aufprallen des Insassen auf die Fahrzeugkarosserie verhindert wird.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung klar hervorgeht, entspricht die Spannung V₁ der elektrischen Größe, die proportional der nach Gleichung (2) abgeleiteten Frequenz f, des Doppler-Signals ist, und die Spannung Vp ist die elektrische Größe, die proportional dem nach Gleichung (3) abgeleiteten Pegel G des Doppler-Signals ist. Folglich ist die Ausgangsspannung V, der Multipliziereinrichtung 8 proportional dem nach Gleichung (4) abgeleiteten Produkt S. Wenn diese Ausgangsspannung einen vorbestimmten Wert überschreitet, so zeigt dies an, daß die Restzeit vor einem unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoß einen vorbestimmten Wert unterschritten hat. Diese Bestzeit ist so gewählt, daß genügend Zeit für das öffnen des Ventils 10 durch das Signal der Triggerschaltung 9 verbleibt, um das Luftkissen 12 aufzublasen. Gewöhnlich beträgt diese Zeit 100 oder 200 ms.

Die mit unterbrochenen Linien gezeichneten Bauelemente 6* und 7⁽ im logischen Operationsgerät sind jeweils eine Sperrschaltung und eine Maximalwert-Begrenzerschaltung. Wenn die relative Geschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen sehr niedrig ist, sperrt die Schaltung 6¹ die Ausgangsspannung V^ des Umwandlers 6 oder reduziert sie auf nahezu Null. Die Schaltung 7' begrenzt den maximalen Ausgangswert des Detektors 7, wenn der Abstand zwischen den Fahrzeugen sehr klein ist, beispielsweise weniger als 10 cm. So liefert die Triggerschaltung 9 kein

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Signal, wenn die relative Geschwindigkeit innerhalb eines Bereiches liegt, in dem bei einem Zusammenstoß keine körperlichen Verletzungen zu erwarten sind oder innerhalb eines Bereiches, in dem der Abstand zwischen den Fahrzeugen so klein ist, daß er nicht gemessen werden kann.

In Mg. 2, die einen detaillierten schematischen Schaltplan des in Pig. 1 gezeigten Schaltkreises darstellt, wurden die in Fig. 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Der UKW-Sender 1 umfaßt einen Schwingungserzeuger 21, eine Multipliziereinrichtung 22 und einen Koaxialresonator 23. Der Schwingungserzeuger enthält einen Schwingungstransistor 24» zwei Resonanzkondensatoren 25 und 26, eine Hesonanzwicklung oder -spule 27 und zugeordnete Bauelemente. Das Signal mit der Anfangsfrequenz ±λ wird vom Schwingungserzeuger 21 zum Blindkreis der mehrere Spulen und Kondensatoren umfassenden Multipliziereinrichtung 22 geleitet, und höhe Oberschwingungen werden mit Hilfe einer Varactordiode 28 erzeugt, die nichtlineare Kennlinien hat und an der Ausgangsseite des Blindkreises angeordnet ist. Hohe Oberschwingungen einer spezifischen Größenordnung werden am Koaxialresonator 23 herausgenommen mit Hilfe eines Resonanzkreises, der einen Drehkondensator 29 und eine Wicklung 30 umfaßt. Die so herausgenommenen Oberschwingungen werden in den Richtungskoppler 2 eingegeben.

Eine Mischdiode ist bei Position 40 angezeigt, und durch Verwendung der nicht-linearen Kennlinie der Diode 40 ergibt sich das Doppler-Signal mit der Differenzfrequenz f_d zwischen dem Ausgangssignal des Senders 1 und dem von einem sich nähernden Fahrzeug reflektierten Signal. Verstärkt wird dieses Doppler-Signal durch einen Idnearverstärker 5» der aus einem Verstärker 51, einem Eingangswiderstand 52, einem Gegenkopplungswiderstand 53 und einem Verstärkungsregelwiderstand 54 besteht. Das verstärkte

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Doppler-Signal wird den jeweiligen Eingängen des Detektors 7 und des Umwandlers 6 eingespeist.

Der Umwandler 6 umfaßt einen aus einem Verstärker.60, einem Eingangswiderstand 62, einem Gegenkopplungswi der stand 63 und einem Prequenz-Spannung-Umwandler 61 bestehenden Sättigungsverstärker, mit dessen Hilfe eine der !Frequenz des Doppler-Signals proportionale Gleichstromspannung erhalten wird. Bas Ausgangs signal des Umwandler s 6 wird in den Sperrzonenkreis 6¹ geleitet. Überschreitet das Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert, so wird die Spannung V₁, welche das vorgeschriebene Merkmal und einen der Fre- i quenz des Doppler-Signals entsprechenden ¥ert hat, erzeugt, Der Sperrzonenkreis 6* umfaßt einen aus einem Verstärker 64-, den Widerständen 65, 68 und 69, sowie einem Vorspannungskreis mit den Widerständen 66 und 67 bestehenden Linearverstärker. Die Breite der Sperrzone 6' wird dadurch bestimmt, daß der Widerstand 67 in Übereinstimmung mit der an den Vorspannungskreis anzulegenden Spannung eingestellt wird.

Das an den Detektor 7 abgegebene Doppler-Signal wird von einer die Kondensatoren 71 und 74 sowie die Dioden 72 und 73 umfassenden Spannungsverdopplungsschaltung in eine dem Pegel des Doppler-Signals proportionale Gleichstrom- { spannung gleichgerichtet. Bauelement 7* ist ein Sättigungsverstärker, der als Höchstwertbegrenzer wirkt und einen Verstärker 75 und die Widerstände 76, 77 und 78 umfaßt. Wenn seine Eingangsspannung den vorbestimmten Wert überschreitet, so wird das Ausgangssignal auf einen konstanten Wert begrenzt.

Die Gleichstromspaiamngen V₁ und V₂ sind an die Multipliziereinrichtung 8 gelegt, die eine dem Produkt der Spannungen V^ und V₂ proportionale Spannung V, erzeugt. Beispielsweise kann die Multipliziereinrichtung 8 einen HaIl-

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Generator umfassen. Die Spannung Y, wird an die aus einem Verstärker 91 und den Rückkopplungswiderständen 92, 93 und 94 bestehende Schmitt-Triggerschaltung 9 gelegt. Wenn die Spannung V, einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird ein AusgangsSteuersignal erzeugt und an einen Steuerkreis 15 gegeben, welcher einen Thyristor 95 und eine Batterie 97 umfaßt, die gemeinsam einen Stromfluß durch ' einen Schmelzleiter 96 erzeugen, um diesem Leiter zu schmelzen. Der Thyristor 95 wird durch das an das Tor der Schmitt-Triggerschaltung 9 gegebene Signal leitend gemacht. Wenn der Schmelzleiter 96 geschmolzen ist, wird beispielsweise das Ventil 10 in Fig. 1 geöffnet, und das nicht entflammbare Gas strömt in das Luftkissen 12, um dieses aufzublasen.

Fig. 3 zeigt ein fahrendes Fahrzeug 100, das mit der Sende- und Impfangsantenne 3 ausgerüstet ist, und es zeigt weiterhin ein zweites Fahrzeug 200, das sich entweder vor Fahrzeug 100 in der gleichen Richtung oder auf das Fahrzeug 100 zu bewegt. Die relative Geschwindigkeit der beiden Fahrzeuge wird mit ν angegeben und der Abstand zwischen ihnen mit D. Der Strahlwinkel der von Antenne 3 ausgestrahlten Welle ist mit CX angegeben.

Die Fig. 4a und 4b zeigen die Kennlinien der Spannungen V₁ und V₂, die sich im Verhältnis zu den erwähnten Veränderlichen ändern. Fig. 4a zeigt die Spannung V-, die proportional der relativen Geschwindigkeit τ ist, und Fig. 4b zeigt die Spannung V₂, die umgekehrt proportional dem Abstand D zwischen den Fahrzeugen ist. Wie aus den Gleichungen (2) und (3) hervorging, sind die Spannungen V₁ und V₂ jeweils der Frequenz und dem Pegel des Doppler-Signals proportional und werden mit dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Gerät erzeugt.

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In Fig. 5a, einer graphischen Darstellung von Meßwerten der Spannung V₁, zeigen die Kurven a und b den Spannungspegel des Doppler-Signals, das die von einem Lastwagen reflektierten Sendewellen erzeugt haben. Die Kurven c_ und d zeigen den Spannungspegel des Doppler-Signals bei einem kleinen Personenwagen, und Kurve e_ zeigt den Mittelwert dieser vier Meßwerte. Die Kurve e_ stimmt nahezu mit der umgekehrt proportionalen Kurve f überein, die sich ergibt, wenn die Proportionalitätskonstante entsprechend im praktischen Bereich von 1 bis 5 m der Fahrzeugabstände gewählt wird. Fig. 5b veranschaulicht die tatsächliche Wellenform des gemessenen Doppler-Signals.

Aus den Fig. 5a und 5b ist klar ersichtlich, daß der Pegel G fast in umgekehrtem Verhältnis zu der Vergrößerung des Abstandes D abnimmt. Der Bereich, in dem sich der Pegel G mit der Änderung des Abstandes D wesentlich geändert hat, entspricht dem Abstandsbereich, in dem der Strahlwinkel Of kleiner wird als die Breite eines entgegenkommenden oder sich nähernden Fahrzeugs, wie Fig.3 zeigt.

Fig. 6 veranschaulicht die Art und Weise, in der luftkissen in einem Fahrzeug eingebaut sind. Wie diese Abbildung zeigt, sind die Luftkissen 121 und 123 im oberen und unteren Teil des Instrumentenbrettes angeordnet, und ein drittes Luftkissen 122 befindet sich auf der Armlehne der Tür. Position 120 zeigt einen Insassen. Die Luftkissen werden aufgeblasen, wie die gestrichelten Linien andeuten, um zu verhindern, daß der Insasse gegen die Fahrzeugkarosserie prallt, wenn er nach vorn geworfen wird.

Die Fig. 7a und 7b zeigen eine Ausführungsform des Gasventils 130, die dem Ventil 10 in Fig. 1 entspricht.

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Diese Figuren zeigen in Position 131 ein Rohr und in Position 132 einen Hing aus Schmelzmetall, wie z.B. Blei-Zinnlegierung. Eine Isolier-Trennwand 133 ist dirnerhälb des Ringes 132 eingebaut, und die Elektroden 134 mit einem in Rohr 131 befindlichen Haltering 132 für einen Isolator 135 sind oben und unten am Ring 132 angeordnet. Auf ein Auslösesignal von der Schmitt-Triggerschaltung 9 aus Fig.1 fließt zwischen den Elektroden 134 ein elektrischer Strom, der das Schmelzen des Ringes 132 bewirkt, was zur Folge hat, daß die Trennwand 133 durch den Gasdruck herausgedrückt und die Verbindung zwischen Raum A und Raum B hergestellt wird. Auf diese Weise strömt beim öffnen von Gasventil 130 nicht-entflammbares Gas in die Luftkissen und bläst diese Luftkissen innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer auf, die wiederum von der Zeit bestimmt wird, in der das Auslösesignal erzeugt wird.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Gasventils, bei der das Gasventil 140 zwischen dem Gasbehälter A und dem zu den Luftkissen führenden Rohr B angeordnet ist. Das Ventil 140 umfaßt ein Zwischenrohr 141> eine Trennwand 142, eine kegelstumpfförmige Lage Schwarzpulver 143, ein feuchtigkeitsbeständiges Beschichtungsmaterial 144 sowie die elektrische Zündkapsel 145, die Zuführungsleitungen 146, eine Isolierdichtung 147 und eine Muffe 148. Das Auslösesignal der Schmitt-Triggerschaltung bewirkt, daß ein elektrischer Strom durch die Zuführungsleitungen 146 fließt und die Zündkapsel 145 gezündet wird, wodurch die Schwarzpulverlage o 143 explodiert. Die Explosion dieser Schwarzpulverlage zerreißt die Trennwand 142 völlig und sprengt gleichzeitig das Beschichtungsmaterial 144 weg, sodaß Hoohdruckgas von Behälter A in Rohr B strömen kann.

Fig. 9 zeigt eine typische Ausführungsform eines Gaserzeugers 150, der einen Behälter 151, gaserzeugendes Schwarzpulver 152, eine elektrische Zündkapsel 153 sowie die Elektrode 154, eine Zündkerze 155, die Zuführungsleitungen 156,

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eine Abdichtung 157_f einen feuchtigkeitsbeständigen 3PiIm 158, ein Eohr 159 sowie andere zugeordnete Teile umfaßt. Diesem Graserzeuger wird über die Zuführungsleitungen 156 auf das Auslösesignal der Schmitt-Trigger-Schaltung hin ein elektrischer Strom zugeführt, um die Zündkapsel 153 zu zünden. Dadurch brennt das Schwarzpulver 152 ab und entwickelt dabei ein Hochdruckgas. Der feuchtigkeitsbeständige Film zerreißt infolge des Gasdruckes, sodaß das Hochdruckgas durch das Rohr 159 in das Luftkissen (nicht abgebildet) strömt und dieses schnell aufbläst· Da das Aufblasen des Luftkissens unmittelbar Tor Zusammen- ^

stoß des Fahrzeugs beendet ist, wird vermieden, daß die Insassen durch das plötzliche Aufblasen verletzt werden.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß gemäß der Erfindung Auslösesignale innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer vor einem unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoß erzeugt werden, um Luftkissen blitzschnell aufzublasen. Die Zeitdauer für das Erzeugen des Auslösesignals ist so gewählt, daß unabhängig von der Aufprallgeschwindigkeit der Fahrzeuge genügend Zeit für das Aufblasen der Luftkissen zur Verfügung steht. !BOÜglich kann das Aufblasen der Luftkissen beendet (

werden, bevor der Insasse aufgrund der von ihm ausgeübten Trägheitskraft nach vorn geworfen wird, sodaß ein Aufprallen des Insassen auf die Fahrzeugkarosserie verhindert wird, und er keine vermeidbaren Verletzungen erleidet.

Während spezifische Ausführungsformen der Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurden, um die Anwendung des Prinzips der Erfindung zu veranschaulichen, versteht es sich, daß andere Ausführungs-

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formen der Erfindung möglich: sind, ohne den Rahmen dieses Prinzips zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1. yerfahren zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug im Falle eines Zusammenstoßes des Fahrzeuges mit einem unbewegten Gegenstand oder mit einem anderen fahrenden Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß vom fahrenden Fahrzeug Funksignale mit einer ersten Frequenz ausgesendet werden, daß in dem fahrenden Fahrzeug reflektierte Funksignale " mit einer zweiten Frequenz von einem Gegenstand in der Bahn des fahrenden Fahrzeugs empfangen werden, daß eine erste elektrische Größe erzeugt wird, die proportional der Differenzfrequenz zwischen den ausgestrahlten und reflektierten Funksignalen ist, daß eine zweite elektrische Größe erzeugt wird, die proportional dem Pegel der reflektierten Funksignale ist, daß diese elektrischen Größen multipliziert werden, um ein Auslösesignal zu erzeugen, wenn das Produkt der elektrischen Größen einen vorbestimmten Wert überschreitet, und daß das Auslösesignal vor dem Zusammenstoß des fahrenden Fahrzeuges | mit einem in dessen Bahn befindlichen Gegenstand die Insassenschutzeinrichtung in Betrieb setzt.

2. Verfahren zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die erste elektrische Größe eine Sperrzonen-Charakteristik vorgesehen ist.

3. Verfahren zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert der zweiten elektrischen Größe begrenzt wird.

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4. Sicherheitsgerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug im Falle eines Zusammenstoßes des fahrenden Fahrzeuges mit einem anderen fahrzeug oder mit einem in der Bahn befindlichen Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsgerät in kombinierter Form

eine Sendeeinrichtung zum Ausstrahlen von Funksignalen mit einer ersten Frequenz auf einen Gegenstand in der Bahn des fahrenden Fahrzeuges,

eine Empfangseinrichtung an dem fahrenden Fahrzeug, welche von dem Gegenstand reflektierte Funksignale mit einer zweiten Frequenz empfängt,

eine Mischeinrichtung, die an die Sende- und Empfangseinrichtung angeschlossen ist und die Differenzfrequenz zwischen dem ausgestrahlten und reflektierten Signal ableitet,

eine Umwandlereinrichtung, die an die Mischeinrichtung angeschlossen ist, um eine der Differenzfrequenz proportionale elektrische Größe zu liefern,

eine Detektoreinrichtung, die an die Mischeinrichtung angeschlossen ist, um eine dem Pegel der Differenzfrequenz proportionale zweite elektrische Größe zu liefern,

eine Multipliziereinrichtung, die an die Umwandlereinrichtung und an die Detektoreinrichtung angeschlossen ist, um eine dem Produkt der ersten und zweiten elektrischen Größe proportionale dritte elektrische Grö*ße zu liefern,

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eine Auslösesignal-Erzeugungseinrichtung, die an die Multipliziereinrichtung angeschlossen ist und ein Auslösesignal abgibt, wenn die dritte elektrische Größe einen vorbestimmten Wert überschreitet,

aufblasbare Luftkissen zum Schütze der Insassen in dem fahrenden Fahrzeug, sowie

eine Einrichtung, die an die Auslösesignal-Erzeugungseinrichtung angeschlossen ist und auf das Auslösesignal hin die luftkissen vor dem Zusammenstoß des fahrenden Fahrzeuges mit einem Gegenstand in der Bahn aufbläst, "

umfaßt.

5. Sicherheitsgerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung umfaßt, die zwischen der Umwandlereinrichtung und der Multipliziereinrichtung angeschlossen ist und dazu dient, die Auslösesignal-Erzeugungseinrichtung zu sperren, wenn die Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeuges oder der Abstand zwischen dem fahrenden Fahrzeug und einem in der Bahn befindlichen Gegenstand unter einem vorbestimmten Wert liegt.

6. Gerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzereinrichtung zwischen der Detektoreinrichtung und der Mulitpliziereinrichtung angeschlossen ist und die zweite elektrische Größe auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzt.

7. Gerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Auslösesignal-Erzeugungseinrichtung eine Schmitt-Triggerschaltung ist.

8. Gerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkissen über ein normalerweise geschlossenes Ventil an einen unter Druck stehenden Gasbehälter angeschlossen sind, wobei das Auslösesignal ein plötzliches Aufbrechen des Ventils "bewirkt.

9. Gerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein normalerweise inaktiver Gaserzeuger an die Luftkissen angeschlossen ist, wobei das Auslösesignal bewirkt, daß der Gaserzeuger aktiviert wird.

10. Gerät zum Schütze von Insassen in einem fahrenden Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksignale in einem schmalen Strahl von dem fahrenden Fahrzeug aus nach vorn ausgestrahlt werden.

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