DE2920147A1

DE2920147A1 - Anordnung mit einem elektrodynamischen beschleunigungssensor und einer auswerteschaltung

Info

Publication number: DE2920147A1
Application number: DE19792920147
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing Grad Kreft
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1980-12-11
Also published as: US4287765A

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

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Anordnung mit einem elektrodynamischen Beschleunigungssensor und einer Auswerteschaltung

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Insbesondere ein. elektrodynamischer Beschleunigungssensor des angegebenen Aufbaus ist aus der TJS-PS 4 108 OO6, G01p, 15/08, bekannt.

Bekanntlich finden Beschleunigungssensoren Einsatz zur Aktivierung von Sicherheitseinrichtungen, beispielsweise sogenannten air bags, in Kraftfahrzeugen. Die Aktivierung dieser Sicherheitseinrichtungen soll nicht nur erst dann erfolgen, wenn die (positive oder negative) Beschleunigung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, sondern auch nur richtungsselektiv, nämlich wenn die auftretenden Beschleunigungen nur innerhalb eines Richtungssektors liegen. Beispielsweise ist die Aktivierung eines air bag unerwünscht, wenn ein seitlicher Aufprall auf das damit ausgerüstete Fahrzeug auftritt; entsprechendes gilt für den Aufprall auf das Fahrzeug von hinten.

Der Torteil der im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen, aus der genannten TTS-Patentschrift bekannten Sensoranordnung ist darin zu

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Vorsitzender Vorstand: Tom Säraucter, Vc-; —e-der ■ P'cl. D-. :==■-. Ernst Fiale · Dr. _s„:. Peler Frerk - Günter Hertw:c-

des Aufsichtsrats- Horst Münzner · Dr. rer.p.\ V.erner P. S*-.id: ■ Gottlieb M. Sirobl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thoroee

-5!-r Ei'^aacrr Sitz der Gesellschaf'.: Wotfstj-c - Amtsgericht Wolfsburg HRB 21E

sehen, daß mit nur einem einzigen Beschleunigungssensor innerhalb eines Richtungssektors, also eines Winkerbereichs, liegende Beschleunigungssektoren erfaßt werden können. Es erübrigt sich also das Vorsehen Hehrerer Beschleunigungssensoren in Verbindung mit einer bestimmten Verknüpfungsschaltung für ihre Ausgangssignale.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die unter Verwendung einer möglichst einfach und daher störunanfällig aufgebauten Auswerteschaltung den Anforderungen an die Erzeugung eines Aktivierungssignals für eine Sicherheitseinrichtung Rechnung trägt, also nur dann ein Aktivierungssignal erzeugt, wenn bestimmte Amplituden- und Richtungsbedingungen für die auftretenden positiven oder negativen Beschleunigungen erfüllt sind. Die erfindungs,5emäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale -les Hauptanspruchs; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der TJnteransprüche, die auch ohne weiteres erkennen lassen, daß die Erfindung sich ohne großen zusätzlichen Aufwand an verschiedene, gegebenenfalls zusätzliche Anforderungen anpassen läßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur ■ erläutert, wobei die Konstruktion des Beschleunigungssensors sehe- matisch nur insoweit angegeben ist, wie dies zum Verständnis der Funktion erforderlich ist.

Per Beschleunigungssensor ist allgemein mit 1 bezeichnet. Er enthält die beiden Magnetkreise 2 und 3, die als wesentliche Bestandteile jeveils einen Kern 4 und 5 sowie Sensorwicklungen 6 und 7 aufweisen, sowie eine magnetisch wirksame Masse 8, die so angelenkt ist, daß sie' beim Auftreten von Beschleunigungen infolge ihrer Massenträgheit innerhalb des von den Achsen der beiden Magnetkreise 2 und 3 gebildeten, horizontalen Winkels a Auslenkungen erfährt. Dieser Winkel a richtet sich in seiner Größe nach dem Richtungssektor, der diejenigen Beschleu-

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nigungsvektoren begrenzt, die überhaupt - sofern sie auch eine bestimmte Anplitudenbedingung erfüllen - zur Gewinnung des Aktivierungssignals für die in der Figur nicht dargestellte, da an sich bekannte Sicherheitseinrichtung herangezogen werden. Nimmt man einmal an, daß die Fahrtrichtung des mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüsteten Fahrzeugs durch den Pfeil 9 gegeben ist, so bedeutet ein Stoß genau entgegen der Fahrtrichtung eine Entfernung der Masse 8 von beiden Hagnetkreisen 2 und 3» so daß in beiden Sensorspulen 6 und 7 "beispielsweise positive Spannungen induziert werden. Erfolgt dagegen ein Stoß parallel zur Achse eines der Magnetkreise, so erfolgt eine Bewegung der Masse 3 parallel zu dieser Achse, so daß in der zugehörigen Sensorspule keine Spannung induziert wird, wohl aber in der Sensorspule des anderen Magnetkreises. Erfolgt ein Stoß von der 'Seite, dessen Tektor also außerhalb des Winkelbereichs a liegt, so ergeben sich in den Sensorspulen negative Spannungen. In Abhängigkeit von der Stoßrichtung als Yeränderlicher hat man also einen Nulldurchgang der in jeder der Sensorspulen induzierten Spannungen.

Dieser Tatbestand wird bei der Erfindung dadurch zur Gewinnung eines Riehturgskriteriums für die auftretenden positiven oder negativen Beschleunigungen ausgenutzt, daß die Spannungen in beiden Sensorspulen β"und 7 über Terstärker 10 und 11 dem Richtungsdiskriminator 12 (mit nachgeschaltetem Schwellwertverstärker) zugeführt werden, der in diesem Ausführungsbeispiel durch ein ODER-Glied gebildet ist und ein erstes Signal an einen der beiden Eingänge des UUD-Gatters 13 nur' dann liefert, wenn in zumindest einer der beiden Eensorspulen 6 und 7 eine beispielsweise positive Spannung induziert wird. Sobald infolge anderer Richtung der auftretenden Beschleunigung eine der Spannungen der Sensorspulen durch 0 gegangen ist, sperrt das ODER-Gatter 12, so daß der Schwellwertverstärker an das UND-Gatter 13 kein erstes Signal abgibt.

Damit nicht jede zufällig auch im normalen Fahrbetrieb auftretende Beschleunigung zur Aktivierung der Sicherheitseinrichtung führt, ist an heide Sensorspulen 6 und 7 ferner der Beschleunigungshöhendetektor 14

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mit nachfolgendem Schwellwertverstärker angeschlossen,der, ebenfalls als ODER-Glied ausgebildet, dann ein zweites Signal an den in der Figur oberen Eingang des UND-Gliedes 13 gelangen läßt, wenn in zumindest einer der beiden Sensorspulen 6 und 7 eine Spannung entsprechender Höhe induziert wird.

Das UND-Gatter 13 gibt beim gleichzeitigen Auftreten des ersten "and zweiten Signals ein drittes Signal an den Integrator 15 ab, das diesen freigibt. Dem Integrator 15» der über eine Diodenschaltung ebenfalls mit beiden Sensorspulen 6 und 7 in Terbindung steht, ist d?r Schaltungsteil 16 nachgeschaltet, der in an sich bekannter Weise als Schwellwertschalter ausgebildet ist und einen Schwellwert für die 'Geschwindigkeitsdifferenz bildet. ITur dann, wenn außer den Bedingungen am UND-Gatter 13 die Geschwindigkeitsdifferenz während des Vorhandenseins einer kritischen Beschleunigung auch einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wird an die Endstufe (Signalauf bereitungsstui'e) 17 ein Signal geliefert, das dann die Aktivierung der Sicherheitseinrichtung zur Folge hat.

Vie die Beschreibung zeigt, ist die Auswerteschaltung sehr einfach und vor allem nur aus Bausteinen aufgebaut, die handelsüblich sind. Infolge der Übereinstimmung des zwischen den beiden Magnetkreisen 2 und liegenden Winkels mit dem Richtungssektor für die zu erfassenden Beschleunigungsvektoren ergibt sich die schaltungstechnisch besonders günstige Möglichkeit, den Torzeichenwechsel der Spannung in. den. Sensorspulen der beiden Magnetkreise 2 und 3 als Kriterium dafür auszunutzen, daß.die Richtung der auftretenden Beschleunigungen aus dem zu erfassenden Bereich "auswandert".

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Claims

VOLKSWAGENWERK AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg 2727/1702-pt-hu-sa ia Mai'.379 A Ϊ S P E Ü C H E .

1.) Anordnung mit einem elektrodynamischen Beschleunigungssensor und einer an diesen angeschlossenen Auswerteschaltung, wobei der Beschleunigungssensor zwei jeweils .eine Sensorspule enthaltende, einen von 180 verschiedenen Winkel bildende Magnetkreise sowie eine durch Beschleunigungskräfte innerhalb des Winkels auslenkbare Masse aufweist, die in den einzelnen Magnetkreisen elektrische Spannungen mit von der Beschleunigungsrichtung abhängiger Größe induziert, dadurch' gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Aktivierungssignals für eine Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug -nur bei innerhalb eines RichtungsSektors liegenden Beschleunigungen der Winkel (a) entsprechend dem Richtungssektor gewählt ist und die Auswerteschaltung einen mit beiden Sensorspulen (6,7) in Verbindung stehenden Richtungsdiskriminator (12) enthält zur Gewinnung eines nur dann zur Erzeugung des Aktivierungssignals ausgenutzten ersten Signals, wenn in zumindest einer der Sensorspulen (6,7) eine endliche Spannung mit vorgegebener Polarität auftritt .

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der tungsdiskriminator (12) ein ODER-Gatter ist, das nach Hulldurchgang einer der Spannungen in den Sensorspulen (6,7) sperrt.

Versitzender Vorstand: Toni Scnmüöcer, Vorsitzender ■ Prof. Or. !eöin. Ernst Fiala · Dr. _;ur. Peter Frerfc - Günter Hartwich

des Auf sichtirats: Horst Münzner · Dr. rer. pol. Werner P. Schmidt · Gottlieb M. Strobl - Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thomee

-='S Birnbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg ' Amtsgericht Wolfsburg HRB 215

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3. iz.orcz.ung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal einem der beiden Eingänge eines UND-Gatters (13) zugeführt wird, dessen anderer Eingang an einen Beschleunigungshöhendiskriüiinator (14) angeschlossen ist, der ein zweites Signal zlzj: η=·ηη erzeugt, wenn in zumindest einer Sensor spule (6,7) eine einen Schwellwert überschreitende Spannung auftritt.

4. lr.ordr.ung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungshöhendiskriminator (14) ein ODER-Gatter ist.

I. lr.ordz.uzig nach Anspruch 3 oder 4j dadurch gekennzeichnet, daß das OZTD-Gatter (13) heim gleichzeitigen Vorhandensein des ersten und zveiten Signalls ein drittes Signal als Freigabe signal an einen mit den "beiden Sensorspulen (6,7) in. Verbindung stehenden Integrator ('5) liefert, dem ein einen Schwellwert für die Geschwindigieitsüfferenz definierendes Schaltungsteil (17) nachgeschaltet

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