DE19611384C2 - Airbagvorrichtung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Airbagvorrichtung in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbeg­ riff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen aus der DE 40 41 049 A1 bekannten Airbagvorrichtung wird der Airbag unterschiedlich stark z. B. in Stufen aufgeblasen, wobei die sich im Airbag aus­ breitende Gasmenge durch eine Steueranordnung beeinflusst wird und ein oder mehrere Ventile zwischen geschlossenem und geöffnetem Zustand gesteuert werden. Hierdurch werden unterschiedliche Zeitspannen für die Aufrechterhaltung des aufgeblasenen Zu­ standes des Airbags erreicht. Man erreicht damit ein breites Anwendungsgebiet, bei­ spielsweise bei Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Flugzeugen und anderen Fahr­ zeugen. Hierbei können unterschiedliche Crashsituationen als Kriterien für die Steue­ rung des Aufblasvorgangs berücksichtigt werden. Die im Fahrgastraum während des Aufblasvorganges herrschende Situation wird jedoch nicht erfasst.

Aus der DE 36 18 060 A1 ist ein Gaskissen für den Insassenschutz in Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem eine Abströmöffnung vorgesehen wird, die in allen Fällen bei voll auf­ geblasenem Gaskissen geöffnet wird. Hierzu kann beim Entfalten des Gaskissens mit­ tels einer Reisleine ein Flecken von der Abströmöffnung entfernt werden.

Aus der EP 0 599 378 A1 sind Zugdrähte bekannt, welche mit im Ruhezustand gestapel­ ten Abdeckstreifen verbunden sind. Beim Aufblasen des Gassackes werden die Ab­ deckstreifen, welche wie Ventilklappen wirken, über Ventilöffnungen gezogen, die im Basiskörper des Gassackes vorgesehen sind.

Ferner ist aus der DE 25 03 447 A1 eine Airbagvorrichtung bekannt, bei welcher im Grundkörper des Gassackes Durchlässe vorgesehen sind, die beim Aufblasen des Gas­ sackes Luft ansaugen. Wenn der Gassack bei seinem Entfalten auf eine Hindernis auftrifft, wird das Gas, welches von der Fülleinrichtung weiterhin geliefert wird, durch diese Durchlässe ausgestoßen.

Gemäß der US 5,350,188 wird eine große Füllgasmenge zunächst in den Gassack ein­ gebracht, woraufhin Ventilöffnungen geöffnet werden, so dass Füllgas entweichen kann.

Aus der EP 0 382 552 A2 ist ein Gasgenerator mit zwei Kammern bekannt, mit welchem in Abhängigkeit von dem zum Crashzeitpunkt herrschenden Fahrzustand der Gassack gefüllt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Airbagvorrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, welche die jeweilige beim Aufblasvorgang im Bereich des Füll­ volumens des Gassackes vorhandene Situation berücksichtigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Die Steuerung des Füllvorganges kann in Echtzeit erfolgen, wobei der Gassack so lange befüllt wird, bis während des Vorschubes ein Gegenstand den Vorschub des Gassackes beim Entfalten behindert. Dies kann beispielsweise ein zu weit vorverlagertes Körperteil des Fahrzeuginsassen, beispielsweise dessen Kopf oder Oberkörper, sein oder ein auf dem Beifahrersitz angeordneter Kindersitz. Insbesondere Beifahrer, welche nicht in der normalen Sitzposition im Beifahrersitz sich befinden, son­ dern beispielsweise in einer vorverlagerten Stellung (Out-Of-Position-Stellung, z. B. beim Schlafen) können den ungehinderten Vorschub des Gassackes behindern, wobei die in den Gassack gelieferte Gasmenge so gesteuert ist, dass nur noch ein verringertes Füll­ volumen an Gas in den Gassack eingebracht wird. Hierdurch wird die Gefahr der Verlet­ zung des Fahrzeuginsassen, insbesondere Beifahrers oder im Kindersitz befindlichen Kindes vermindert.

Die in den Gassack gelieferte Gasmenge ist proportional einer abgetasteten Länge und/oder Zeit des ungehinderten Vorschubs des Gassackes in den Fahrgastraum. Der sich zeitlich an die Vorschubabtastung anschließende Füllvorgang kann in Abhängigkeit von der abgetasteten Vorschublänge und/oder Vorschubzeit, bei der bzw. denen kein Hindernis aufgetreten ist, beendbar sein. Wenn ein Hindernis im sich ausbreitenden Füllvolumen des Gassackes auftritt, wird eine nur noch begrenzte Menge an Füllgas in den Gassack eingefüllt.

Hierzu kann die Zufuhr an Füllgasmenge kontinuierlich z. B. aus einem Gas (Flüssiggas)- Vorratsbehälter in den Gassack erfolgen und dann in Abhängigkeit von der festgestellten unbehinderten Vorschublänge bzw. -zeit der Füllvorgang abgebrochen werden. In be­ vorzugter Weise erfolgt jedoch die Zuführung der Füllgasmenge in den Gassack stufenweise. Dies kann gewährleistet werden durch mehrere Gasgeneratoren, die in zeitlicher Aufeinanderfolge in Abhängigkeit von dem unbehinderten Vorschub des Gassackes für den Füllvorgang gezündet werden.

Wenn von der Sensoreinrichtung eine überhöhte Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung, beispielsweise bei einem Unfall, festgestellt wird, wird durch die Sensoreinrichtung eine Primärzündung ausgelöst, durch welche zunächst nur ein Teil der Gasgeneratoren, ins­ besondere die Gasgeneratoren, welche zur Füllung eines mittleren Bereiches des Gas­ sackes dienen, gezündet. Während dieser Anfangsphase des Füllvorganges erfolgt die Abtastung der ungehinderten Vorschublänge bzw. ungehinderten Vorschubzeit. Als Kri­ terium für ein Hindernis kann die Vorschubgeschwindigkeit abgetastet werden, wobei eine Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit ein Merkmal für ein Hindernis im sich in den Fahrgastraum ausbreitenden Füllvolumen des Gassackes ist.

Die Erfindung erweist sich insbesondere als Beifahrerairbagvorrichtung von Vorteil.

Anhand der Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel für eine Airbagvorrichtung;

Fig. 2: ein Blockschaltbild einer Auswerteeinrichtung, welche die Meßergebnisse der Vorschubabtastung für eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Fülleinrichtung auswertet; und

Fig. 3 eine Anfangsphase des Füllvorganges.

Eine in der Fig. 1 dargestellte Fülleinrichtung 1 besitzt einen Gassack 2, welcher in gefalte­ tem Ruhezustand gezeigt ist. Die aus mehreren Gasgeneratoren 4 bestehende Füllein­ richtung 1 dient zum Auffüllen des Gassackes 2 mit einem Füllgas. Zum Befüllen des Gas­ sackes 2 sind mehrere Gasgeneratoren 4 neben einander in der Fülleinrichtung 1 ange­ ordnet. Die Airbagvorrichtung kann sich auf der Beifahrerseite im Armaturenbrett vor dem Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs befinden.

Zum Zünden der Gasgeneratoren 4 sind den Gasgeneratoren 4 zugeordnete Zündeinrich­ tungen vorgesehen. Eine Primärzündeinrichtung 5 dient zur Zündung von insbesondere in der Mitte angeordneten Gasgeneratoren 4. Zur zeitlich nachfolgenden Zündung der je­ weiligen sich nach außen hin anschließenden Gasgeneratoren 4 sind Zündeinrichtungen 15 vorgesehen, die, wie noch erläutert wird, in gesteuerter Weise gezündet werden.

Der Vorschub des sich entfaltenden Gassackes 2 kann mit Hilfe eines im Gassackinnern angeordneten Abtastmediums 7 erfolgen. Das Abtastmedium 7 ist mit dem Vorderteil des Gassackes 2 verbunden. Das Abtastmedium 7 ist in der Weise ausgebildet, daß es die Vorschubbewegung des Gassackes 2 mit ausführt und daß diese Vorschubbewegung abgetastet werden kann. In bevorzugter Weise erfolgt eine Abtastung im Hinblick auf die Vorschublänge und/oder Vorschubzeit. Ferner ist in bevorzugter Weise eine Abtast­ einrichtung 6 vorgesehen, welche die Vorschubgeschwindigkeit des Abtastmediums 7 und damit des sich in den Fahrgastraum 3 bewegenden Gassackes 2 feststellt. Das Ab­ tastmedium 7 kann in Form eines Fadens oder Bandes vorliegen, und es kann mit einer abtastbaren Codierung versehen sein. Die Abtastung kann kapazitiv, induktiv, optisch, mechanisch oder dergl. in der Abtasteinrichtung 6 erfolgen.

Anhand der in der Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellten Auswerteeinrichtung, welche insbesondere als Mikroprozessor ausgebildet sein kann, und der Fig. 3 wird die Arbeits­ weise des Ausführungsbeispiels bei einem Crashfall noch näher erläutert.

Wenn durch einen nicht näher dargestellten, insbesondere fahrzeugsensitiven Sensor eine überhöhte Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung festgestellt wird, führt dies zur Aus­ lösung der Primärzündungeinrichtung 5. Durch die Primärzündungeinrichtung 5 wird bevorzugt ein mittlerer Gasgenerator 4 gezündet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 werden zwei Gasgenera­ toren 4 im mittleren Bereich der neben einander angeordneten Gasgeneratoren 4 der Fülleinrichtung 1 gezündet. Durch diese Zündung erfolgt eine Anfangsphase des Füll­ vorgangs, bei welchem sich das Gewebe des Gassackes 2 in einen vor der Airbagvor­ richtung vorhandenen Fahrgastraum 3 geradlinig ausbreitet. Das Airbaggewebe kann sich beispielsweise mit einer in der Fig. 3 dargestellten Gassackform 20, die einem Pilz ähnelt, ausbreiten.

Bei dieser Bewegung in den Fahrgastraum 3 wird auch das Band oder fadenförmige Abtastmedium 7 mitbewegt, wobei diese Bewegung von der Abtasteinrichtung 6 festge­ stellt wird. Wenn sich in dem Ausbreitungsweg der in Fig. 3 dargestellten Gassackform 20 ein Hindernis, beispielsweise ein Kindersitz, auf einem Fahrzeugsitz 21 befindet, wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Gassackgewebes abgebremst. Hierdurch wird auch die Auszugsgeschwindigkeit des Abtastmediums 7 gebremst, d. h. die pro Zeitein­ heit von der Abtasteinrichtung 6 abgetastete Vorschubbewegung wird abgebremst.

Aus dem Meßsignal der Abtasteinrichtung 6 wird während der Vorschubbewegung der Gassackform 20 und damit während der Auszugsbewegung des Abtastmediums 7 ein der abgetasteten Strecke entsprechendes Signal von einer an die Abtasteinrichtung 6 angeschlossenen Einrichtung 8 gebildet. Gleichzeitig kann auch ein von der Vorschub­ zeit (Abtastzeit) abhängiges Signal durch eine an die Abtasteinrichtung 6 angeschlosse­ ne Einrichtung 9 gebildet werden. Sowohl die Einrichtung 8 zur Erfassung der Abtastlän­ ge als auch die Einrichtung 9 zur Erfassung der Vorschub- bzw. Abtastzeit liefern ihre Ausgangssignale an eine Einrichtung 10 zur Bestimmung der Abtastgeschwindigkeit. Das von der Einrichtung 10 gebildete Signal entspricht der Geschwindigkeit, mit welcher der Vorschub des Gassackes 2, insbesondere in der in der Fig. 3 dargestellten An­ fangsphase des Füllvorgangs erfolgt.

Während des ungehinderten Vorschubes des Gassackes 2 ändert sich die Abtastge­ schwindigkeit kontinuierlich bis zu einem Endgeschwindigkeitswert.

Mit Hilfe einer an die Einrichtung 10 angeschlossenen Einrichtung 11 läßt sich eine dis­ kontinuierliche Änderung der Auszugsgeschwindigkeit feststellen. Die Einrichtung 11 stellt eine Diskontinuität des Vorschubgeschwindigkeitsignals, welches die Einrichtung 10 bildet, fest. Diese Diskontinuität kann beim Abbremsen der Vorschubbewegung des Gassackes 2, insbesondere in seiner in der Fig. 3 dargestellten Gassackform 20, durch ein Hindernis auftreten. Die Einrichtung 11 liefert zu diesem Zeitpunkt ein Stopsignal an eine Einrichtung 12, in welcher fortlaufend die Ist-Vorschub- bzw. Abtastzeit, beispielsweise durch eine entsprechend ausgebildete Zähleinrichtung, während der Vorschubbewegung bestimmt wird. Die Einrichtung 12 kann hierzu an die Einrichtung 9 angeschlossen sein. Gleichzeitig kann die Einrichtung 11 ein entsprechendes Stopsignal an eine an die Ein­ richtung 8 angeschlossene Einrichtung 13 liefern, welche während der Vorschubbewe­ gung die jeweilige Ist-Abtastlänge feststellt. Wenn das Stopsignal von der Einrichtung 11 an die Einrichtung 13 geliefert wird, stoppt diese den entsprechenden Zählvorgang, so daß die Abtastlänge der Vorschubbewegung zum Zeitpunkt der aufgetretenen Dis­ kontinuität, insbesondere bei der Abbremsung durch ein Hindernis, bestimmt ist.

Beide Einrichtungen 12 und 13 oder eine der beiden Einrichtungen liefern ein dem Ab­ tastzeitende bzw. dem Abtastlängenende proportionales Signal an einen Vergleicher 16 und/oder Vergleicher 18.

Der Vergleicher 16 ist mit einem Speicher 17 verbunden, in welchem die zum Füllen des gesamten Füllvolumens des Gassackes 2 erforderliche Gesamtzeit gespeichert ist. Eine an den Vergleicher 18 angeschlossene Speichereinrichtung 19 enthält einen der gesam­ ten Auszugsstrecke des Abtastmediums 7 entsprechenden Wert.

Wenn während der Abtastung der in Fig. 3 dargestellten Füllanfangsphase ein Hinder­ nis, beispielsweise in Form eines Kindersitzes, die Vorschubbewegung des Gassackes 2 behindert, wird durch die Einrichtung 11, bevor die gesamte Länge des Abtastmedi­ ums 7 ausgezogen ist, das Stopsignal an die Einrichtung 12 und/oder Einrichtung 13 geliefert. Das abgetastete Zeitende und/oder die abgetastete Auszugslänge sind dann geringer als die in den Speichern 17 und/oder 19 gespeicherten Werte für die Abtastzeit und die Abtastlänge. Im jeweiligen Vergleicher 16 und/oder 18, welcher als Quotientenbild­ ner ausgebildet sein kann, wird ein Vergleich gebildet zwischen der tatsächlichen Ist- Abtastzeit, von welcher die Einrichtung 12 ein entsprechendes Signal liefert, und der Gesamtzeit, die bei unbehindertem Gesamtvorschub gegeben ist und im Speicher 17 abgelegt ist. Ferner kann ein Quotient gebildet werden aus der tatsächlich abgetasteten Auszugslänge des Abtastmediums 7, von der die Einrichtung 13 ein entsprechendes Signal liefert, mit der Gesamtauszugslänge, von der ein entsprechender Wert im Spei­ cher 19 abgelegt ist. Beide oder einer der beiden so gebildeten Quotienten werden einer Steuereinrichtung 14 zugeführt. Die Steuereinrichtung 14 ist mit den mehreren Zündein­ richtungen 15 der Gasgeneratoren 4 verbunden.

In Abhängigkeit vom Quotientenwert, der im Vergleicher 16 und/oder 18 ermittelt wurde, steuert die Steuereinrichtung 14 eine entsprechende Anzahl von Zündeinrichtungen 15 an zur Zündung der zugeordneten Gasgeneratoren 4. In bevorzugter Weise erfolgt die Ansteuerung paarweise, so daß jeweils bezüglich einer Mittelebene der Fülleinrichtung 1 ein gezündeter Gasgenerator 4 liegt. Die Anzahl der gezündeten Gasgeneratoren 4 ent­ spricht dem Quotienten, der von der Vergleichseinrichtung 16 und/oder 18 gebildet wur­ de. Die Zündung der einzelnen Gasgeneratorpaare 4, 4 kann in zeitlicher Aufeinanderfolge geschehen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß dann, wenn ein Hindernis im Vorschubweg des Gas­ sackes 2 sich befindet, nur eine begrenzte Anzahl an Gasgeneratoren 4 zum Füllen des Airbags 2 gezündet wird. Die auf das Hindernis einwirkende Kraft ist aufgrund des verrin­ gerten Füllvolumens geringer als bei voll gefülltem Gassack 2.

Claims (8)

1. Airbagvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem in­ folge einer Sensorauslösung durch eine Fülleinrichtung mit Gas aufblasbaren Gassack, welcher beim Aufblasen in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs vorschiebbar ist, wobei die pro Zeiteinheit von der Fülleinrichtung in den Gassack gelieferte Gasmenge gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass

• - eine Abtasteinrichtung (6, 7) vorgesehen ist, welche die Länge und/oder Zeit des unbehinderten Vorschubes des Gassackes (2) in den Fahrgastraum in einer An­ fangsphase des Füllvorgangs misst und
• - ein dieser Länge und/oder Zeit proportionales Meß­ signal liefert, und dass
• - die durch das Messsignal angesteuerte Fülleinrich­ tung (1) in einem sich an den Abtastvorgang an­ schließenden gesteuerten Füllvorgang eine der abge­ tasteten Vorschublänge und/oder -zeit proportionale Gasmenge in den Gassack (2) liefert.

2. Airbagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der sich zeitlich an die Vorschubabtas­ tung anschließende Füllvorgang in Abhängigkeit von der abgetasteten Vorschublänge und/oder -zeit beendbar ist.

3. Airbagvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die dem Gassack (2) zugeführte Füll­ gasmenge stufenweise zuführbar ist.

4. Airbagvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe des Gassackes (2) in der Weise gefaltet und zur Fülleinrichtung (1) positioniert ist, dass in der abgetasteten Anfangsphase Füllvorgangs das sich entfaltende Gewebe des Gassackes (2) eine im wesentlichen geradlinige in den Fahrgastraum gerichtete Ausbreitungsrichtung, entlang welcher abge­ tastet wird, aufweist.

5. Airbagvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, dass die geradlinige Ausbreitung in den Fahr­ gastraum zumindest im mittleren Bereich der Breite der Gassackausdehnung vorgesehen ist.

6. Airbagvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, dass in der Abtastphase die Vor­ schubgeschwindigkeit abtastbar und eine Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit erfassbar ist.

7. Airbagvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass die Fülleinrichtung (1) meh­ rere Gasgeneratoren (4) zum Füllen des Gassackes (2) aufweist und dass die Anzahl der zum Füllen gezündeten Gasgeneratoren (4) proportional des abgetasteten unbe­ hinderten Vorschubs des Gassackes (2) ist.

8. Airbagvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, dass sie als Beifahrerairbagvor­ richtung ausgebildet ist.