DE102018201284A1 - Airbag module and airbag system - Google Patents

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Matthias Bleeck
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Airbagmodul (16) und ein Airbagsystem (18), das ein solches Airbagmodul (16) aufweist, wobei das Airbagmodul (16) ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil (34) aufweist, mit dem ein von einem Gasgenerator (28) zu einem Airbagsack (22) zugeführter Massenstrom (m) eines Airbaggases (24) vordefiniert eingestellt werden kann.The invention relates to an airbag module (16) and an airbag system (18) which has such an airbag module (16), wherein the airbag module (16) has an electrically controllable proportional valve (34) with which one of a gas generator (28) to a Airbag bag (22) supplied mass flow (m) of an airbag gas (24) can be set predefined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Airbagmodul sowie ein Airbagsystem, die für gewöhnlich in Kraftfahrzeugen Teil eines Insassenrückhaltesystems bilden.The invention relates to an airbag module and an airbag system, which usually form part of an occupant restraint system in motor vehicles.

Airbagsysteme bilden heutzutage gemeinsam mit Sicherheitsgurten die wichtigsten passiven Sicherheitselemente eines Insassenrückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug, das schwerwiegenden Verletzungen bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis entgegenwirken soll.Airbag systems today together with seat belts are the most important passive safety elements of an occupant restraint system in a motor vehicle, which is intended to counteract serious injuries in the event of an impact of the motor vehicle on an obstacle.

Airbagsysteme weisen zumeist mehrere Airbagmodule auf, die jeweils wenigstens einen Airbagsack umfassen, der, wenn es zu einem Aufprall kommt, mit einem Airbaggas befüllt wird. Dabei entfaltet sich der Airbagsack innerhalb eines kurzen Zeitbereichs zwischen 10 ms und 50 ms zwischen einem Insassen des Kraftfahrzeuges und Teilen eines Innenraumes des Kraftfahrzeuges und bildet ein Kissen. Dadurch wird verhindert, dass der Insasse gegen harte Teile des Innenraumes wie beispielsweise ein Lenkrad oder Armaturenbrett prallt.Airbag systems usually have a plurality of airbag modules, each comprising at least one airbag bag, which, when it comes to an impact, is filled with an airbag gas. In this case, the airbag bag unfolds within a short time range between 10 ms and 50 ms between an occupant of the motor vehicle and parts of an interior of the motor vehicle and forms a cushion. This prevents the occupant bouncing against hard parts of the interior such as a steering wheel or dashboard.

Airbagsysteme weisen weiter wenigstens einen Sensor auf, der im Falle eines Aufpralls eines Aufprallzeitpunkt to detektiert. Nach einer gewissen Zeit (ms-Bereich) nach diesem Aufprallzeitpunkt to wird die Airbagauslösung gestartet. Dazu weisen die Airbagmodule einen Gasgenerator auf, der das Airbaggas, mit dem der Airbagsack befüllt werden soll, bereitstellt. Das Airbaggas kann beispielsweise durch Zündung eines Festtreibstoffes, der bei Verbrennung das Airbaggas freisetzt, oder durch unter Hochdruck gespeichertes Gas bereitgestellt werden. Das Airbaggas aus dem Gasgenerator strömt in den Airbagsack, füllt diesen und sorgt für seine Entfaltung.Airbag systems furthermore have at least one sensor, which detects in the event of an impact of an impact time to. After a certain time (ms range) after this impact time to the airbag deployment is started. For this purpose, the airbag modules have a gas generator which provides the airbag gas with which the airbag bag is to be filled. For example, the airbag gas may be provided by igniting a solid fuel that releases the airbag gas upon combustion or by high pressure stored gas. The airbag gas from the inflator flows into the bag, fills it and ensures its deployment.

Derzeit löst das Airbagsystem kurz nach dem Aufprallzeitpunkt to aus, d. h. erst wenn der Aufprall bereits erfolgt ist. Bei zukünftigen Airbagsystemen ist es jedoch geplant, durch geeignete Sensoren und Auswertung deren Signale einen Zeitpunkt tn zu erkennen, bei dem ein Aufprall unvermeidbar ist. Dieser Zeitpunkt tn liegt in der sog. Pre-Crash-Phase vor dem eigentlichen Zeitpunkt to des Aufpralls. Es ist geplant, mit dieser Information das Airbagsystem bereits vor dem Aufprall zu aktivieren, um so die Insassen eines Fahrzeuges noch besser vor Verletzungen schützen zu können.Currently, the airbag system triggers shortly after the impact time to, ie only when the impact has already occurred. In future airbag systems, however, it is planned to detect by appropriate sensors and evaluation of their signals a time t n , in which an impact is unavoidable. This time t n lies in the so-called pre-crash phase before the actual time to of the impact. It is planned to use this information to activate the airbag system before the impact, in order to better protect the occupants of a vehicle from injury.

Bislang ist geplant, hierzu zweistufige Airbagmodule zu verwenden, bei denen zwei Gasgeneratoren vorgesehen sind, die zeitversetzt ausgelöst werden. Hier wird in zwei aufeinanderfolgenden Phasen je ein konstanter Massenstrom an Airbaggas in den Airbagsack eingeleitet.So far, it is planned to use this two-stage airbag modules in which two gas generators are provided, which are triggered delayed. Here, a constant mass flow of airbag gas is introduced into the airbag bag in two successive phases.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein weiter verbessertes Airbagmodul für ein Airbagsystem vorzuschlagen.The object of the invention is to propose a further improved airbag module for an airbag system.

Diese Aufgabe wird mit einem Airbagmodul mit der Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with an airbag module with the feature combination of claim 1.

Ein Airbagsystem, das ein solches Airbagmodul aufweist, ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruches.An airbag system having such an airbag module is the subject of the independent claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Airbagmodul weist einen Airbagsack, der im Betrieb mit einem Airbaggas befüllt wird, und einen Gasgenerator zum Bereitstellen des Airbaggases für den Airbagsack auf. Weiter weist das Airbagmodul eine Gaszuführung zwischen Gasgenerator und Airbagsack zum Zuführen des bereitgestellten Airbaggases von dem Gasgenerator in den Airbagsack auf. In der Gaszuführung ist ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil angeordnet, das einen Ventilbereich und einen Aktorbereich aufweist. Der Ventilbereich weist eine mit einem Gasgenerator fluidisch in Verbindung stehende Zuströmbohrung und ein die Zuströmbohrung in einer Schließposition verschließendes Ventilelement auf. Der Aktorbereich weist einen Proportionalmagneten auf, der im bestromten Zustand eine Bewegungskraft zum Bewegen des Ventilelements zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition induziert. Zum Einstellen eines vordefinierten Massenstroms des Airbaggases von dem Gasgenerator zu dem Airbagsack wird eine vordefinierte Öffnungsposition des Ventilelementes geregelt, indem ein von dem auf das Ventilelement von dem Gasgenerator wirkender Hochdruck mit der durch eine vordefinierte Strombeaufschlagung des Proportionalmagneten induzierte Bewegungskraft zusammenwirken.An airbag module includes an airbag bag that is filled with an airbag gas during operation, and a gas generator for providing the airbag bagbag airbag. Furthermore, the airbag module has a gas supply between the gas generator and the airbag bag for supplying the provided airbag gas from the inflator into the airbag bag. In the gas supply, an electrically controllable proportional valve is arranged, which has a valve region and an actuator region. The valve region has an inlet bore fluidically connected to a gas generator and a valve element closing the inflow bore in a closed position. The actuator region has a proportional magnet which, in the energized state, induces a motive force for moving the valve element between the closed position and an open position. To set a predefined mass flow of the airbag gas from the gas generator to the airbag bag, a predefined open position of the valve element is controlled by cooperating a high pressure acting on the valve element from the gas generator with the motive force induced by a predefined current application of the proportional solenoid.

Dadurch, dass in der Gaszuführung zwischen dem Gasgenerator und dem Airbagsack ein gezielt ansteuerbares Proportionalventil vorgesehen ist, ist es möglich, die Füllung des Airbagsackes mit dem Airbaggas gezielt an einen Aufprallverlauf anpassen zu können. Um einen optimalen Füllverlauf des Airbagsackes durchführen zu können, z. B. indem der Airbagsack bereits vor dem erwarteten Aufprall vorgefüllt und später noch nachgefüllt wird, ist eine Steuerung des Massenstromes des Airbaggases aus dem Gasgenerator erforderlich. Mit den bisher bekannten Airbagsystemen, bei denen zwei Gasgeneratoren zeitversetzt ausgelöst werden, ist es nur möglich, einen konstanten Massenstrom in dem Airbagsack zu erzeugen, eine gezielte Steuerung des Massenstroms ist jedoch nicht möglich. Dadurch, dass nun das ansteuerbare Proportionalventil vorgesehen ist, kann zu jedem Zeitpunkt vor, während und nach dem Aufprall der Massenstrom über das Proportionalventil gezielt gesteuert und somit die Befüllung des Airbagsackes zu jedem Zeitpunkt geregelt werden. So ist es möglich, die Füllung des Airbagsackes gezielt an den Aufprallverlauf anpassen zu können.Characterized in that a selectively controllable proportional valve is provided in the gas supply between the gas generator and the airbag bag, it is possible to customize the filling of the airbag bag with the airbag gas targeted at a crash course. In order to perform an optimal filling of the airbag bag, z. B. by the airbag bag is pre-filled before the expected impact and later refilled, a control of the mass flow of the airbag gas from the gas generator is required. With the previously known airbag systems, in which two gas generators are triggered with a time delay, it is only possible to produce a constant mass flow in the airbag bag, but a targeted control of the mass flow is not possible. The fact that now the controllable proportional valve is provided, at any time before, during and after the impact of the mass flow through the proportional valve controlled specifically and thus the filling of the airbag bag are controlled at any time. So it is possible to customize the filling of the airbag bag targeted to the impact.

Proportionalventile wirken derart, dass sie die Bewegung eines Ventilelementes nicht allein über einen aktiv geregelten Aktorbereich mit Proportionalmagnet bewirken, sondern auch der Strömungsdruck eines Mediums, das durch das Ventil hindurchfließt, genutzt wird, um das Ventilelement zu bewegen. Die Öffnungsbewegung bzw. die sich ergebende Öffnungsposition des Proportionalventiles und seines Ventilelementes hängen daher einerseits von dem in das Proportionalventil einströmenden Massenstrom m und andererseits von einer Magnetkraft des Proportionalmagneten ab, der durch eine vordefinierte Strombeaufschlagung des Proportionalmagneten eingestellt wird. Dadurch kann das Ventilelement des Proportionalventiles unterschiedliche Öffnungspositionen entlang seiner Bewegungsachse einnehmen, wodurch unterschiedliche Massenströme m des Airbaggases zu dem Airbagsack hin eingestellt werden können. Der Massenstrom m des Airbaggases ist dabei definiert durch die Masse, die pro Zeiteinheit zu dem Airbagsack hin strömt (m/t).Proportional valves act to not only cause the movement of a valve member via an actively controlled proportional solenoid actuator portion, but also to utilize the flow pressure of a medium passing through the valve to move the valve member. The opening movement or the resulting opening position of the proportional valve and its valve element therefore depend, on the one hand, on the mass flow m flowing into the proportional valve and on the other hand on a magnetic force of the proportional magnet which is set by a predefined current application of the proportional magnet. As a result, the valve element of the proportional valve can assume different opening positions along its axis of movement, as a result of which different mass flows m of the airbag gas to the airbag bag can be adjusted. The mass flow m of the airbag gas is defined by the mass which flows per unit of time towards the airbag bag (m / t).

Das Ventilelement, das den Massenstrom des Airbaggases von dem Gasgenerator zu dem Airbagsack freigibt oder verschließt, kann als eine Kugel ausgebildet sein, die von einem Stift geführt wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Ventilelement integral mit einem solchen Stift an dessen Endbereich ausgebildet ist.The valve member that releases or closes the mass flow of the airbag gas from the inflator to the airbag bag may be formed as a ball that is guided by a pin. Alternatively, however, it is also possible that the valve element is integrally formed with such a pin at its end region.

Vorzugsweise weist das Proportionalventil einen Anschlag auf, der eine Öffnungsbewegung des Ventilelementes begrenzt. Dieser Anschlag kann beispielsweise an einem Gehäuse des Proportionalventiles gebildet sein.Preferably, the proportional valve has a stop which limits an opening movement of the valve element. This stop can be formed for example on a housing of the proportional valve.

Vorzugsweise weist der Aktorbereich ein feststehendes Polstück, einen beweglichen Anker und eine Spule auf. Wird die Spule mit Strom beaufschlagt, baut sich ein Magnetfeld in dem derart gebildeten Proportionalmagneten auf, und der Anker bewegt sich von dem Polstück weg oder auf dieses zu. Vorteilhaft ist der Stift, der das Ventilelement führt oder mit dem das Ventilelement integral ausgebildet ist, fest mit dem Anker verbunden. So wird eine Bewegung des Ankers direkt auf das Ventilelement übertragen.The actuator region preferably has a fixed pole piece, a movable armature and a coil. When the coil is energized, a magnetic field builds up in the proportional magnet thus formed, and the armature moves away from or toward the pole piece. Advantageously, the pin which carries the valve element or with which the valve element is integrally formed, fixedly connected to the armature. So a movement of the armature is transmitted directly to the valve element.

Vorteilhaft ist der Anker als Plattenanker ausgebildet, wobei das feststehende Polstück zwischen dem Plattenanker und dem Ventilelement angeordnet ist. Dabei erstreckt sich der Stift durch das Polstück und ist in diesem beweglich geführt. Advantageously, the anchor is designed as a plate anchor, wherein the fixed pole piece between the plate anchor and the valve element is arranged. In this case, the pin extends through the pole piece and is movably guided in this.

Vorteilhaft ist die Zuströmbohrung des Proportionalventiles in einem Ventilsitzelement angeordnet, das den Ventilsitz bereitstellt.Advantageously, the inflow bore of the proportional valve is arranged in a valve seat element which provides the valve seat.

Das Airbaggas wird in dem Gasgenerator mit einem Hochdruck zwischen 50 bar und 1000 bar bereitgestellt.The airbag gas is provided in the gas generator with a high pressure between 50 bar and 1000 bar.

Bei dem Gasgenerator kann es sich um einen Heißgasgenerator (pyrotechnischer Gasgenerator), einen Kaltgasgenerator oder auch um einen Hybridgasgenerator handeln.The gas generator may be a hot gas generator (pyrotechnic gas generator), a cold gas generator or a hybrid gas generator.

In einer möglichen Ausführungsform ist das Proportionalventil als stromlos geschlossenes Proportionalventil ausgebildet und weist eine Druckfeder aus, die das Ventilelement in die Schließposition auf einen Ventilsitz vorspannt, wobei die Druckfeder einen Öffnungsdruck des Proportionalventils derart festlegt, dass der Öffnungsdruck kleiner ist als ein durch die Aktivierung des Gasgenerators im Gasgenerator herrschender Hochdruck des Airbaggases. Die Kraft der Druckfeder ist daher so gering, dass der erforderliche Druck des Airbaggases zum Öffnen des Proportionalventiles weit unterhalb des Hochdruckes in dem Gasgenerator - und somit in der Zuströmbohrung des Proportionalventiles - liegt. Durch die Vorspannung der Druckfeder wird lediglich ein Ausgangszustand des Ventilelementes zur Regelung des Massenstroms des Airbaggases definiert. In diesem Ausgangszustand befindet sich das Ventilelement immer definiert in dem Ventilsitz.In one possible embodiment, the proportional valve is designed as a normally closed proportional valve and has a compression spring which biases the valve element in the closed position on a valve seat, wherein the compression spring defines an opening pressure of the proportional valve such that the opening pressure is smaller than a by the activation of the Gas generator in the gas generator prevailing high pressure of the airbag gas. The force of the compression spring is therefore so low that the required pressure of the airbag gas to open the proportional valve far below the high pressure in the gas generator - and thus in the inflow bore of the proportional valve - is. By the bias of the compression spring only an initial state of the valve element for controlling the mass flow of the airbag gas is defined. In this initial state, the valve element is always defined in the valve seat.

Wenn das Proportionalventil als stromlos geschlossenes Proportionalventil ausgebildet ist, erfolgt die Regelung der Öffnungsposition des Ventilelementes und somit das Einstellen des Massenstroms des Airbaggases wie folgt:If the proportional valve is designed as a normally closed proportional valve, the control of the opening position of the valve element and thus the adjustment of the mass flow of the airbag gas is carried out as follows:

Nach der Aktivierung des Gasgenerators steigt der Druck in der Zuströmbohrung des Proportionalventils. Das Airbaggas öffnet das Proportionalventil und das Ventilelement hebt vom Ventilsitz ab, bis maximal zum Anschlag des Ventilelements bzw. des Ankers. Der sich einstellende Massenstrom des Airbaggases, der u. a. von der Geometrie der Zuströmbohrung im Ventilsitz abhängig ist, strömt von der Zuströmbohrung zu dem Airbagsack. Dadurch wird der Airbagsack gefüllt. Ist eine geringere oder gar keine Menge an Massenstrom des Airbaggases erforderlich, wird die Spule des Proportionalmagneten elektrisch angesteuert. Durch den elektrischen Strom baut sich ein Magnetfeld auf, und der Anker wirkt mit einer Bewegungskraft, die abhängig ist vom elektrischen Strom in der Spule, über den Stift auf das Ventilelement. Diese Bewegungskraft drückt das Ventilelement gegen das durch den Ventilsitz strömende Airbaggas, und der Massenstrom sinkt. Wird der elektrische Strom in der Spule noch weiter erhöht, erhöht sich auch die Kraft des Proportionalmagneten und es kann ein Zustand erreicht werden, bei dem das Proportionalventil vollständig geschlossen ist. Ist zum Füllen des Airbagsackes ein höherer Massenstrom des Airbaggases erforderlich, wird der Strom in der Spule gesenkt oder ganz weggenommen.After activation of the gas generator, the pressure in the inflow bore of the proportional valve increases. The airbag gas opens the proportional valve and the valve element lifts off the valve seat, up to a maximum stop of the valve element or the armature. The self-adjusting mass flow of the airbag gas, which inter alia depends on the geometry of the inflow bore in the valve seat, flows from the inflow bore to the airbag bag. This will fill the airbag bag. If a smaller or no amount of mass flow of the airbag gas is required, the coil of the proportional solenoid is electrically controlled. The electric current causes a magnetic field to build up and the armature acts on the valve element via the pin, with a motive force that depends on the electrical current in the coil. This motive force pushes the valve element against the airbag gas flowing through the valve seat, and the mass flow decreases. If the electrical current in the coil is increased even further, the force of the proportional magnet also increases and a state can be achieved in which the proportional valve is completely closed. Is a higher mass flow of the airbag gas required to fill the airbag bag, the current in the coil is lowered or taken away completely.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Proportionalventil als stromlos offenes Proportionalventil ausgebildet und weist eine Druckfeder auf, die das Ventilelement in eine definierte Öffnungsposition vorspannt.In an alternative embodiment, the proportional valve is designed as a normally open proportional valve and has a compression spring which biases the valve element in a defined opening position.

In dieser Ausführungsform wirkt das Proportionalventil wie folgt:In this embodiment, the proportional valve acts as follows:

Nach der Aktivierung des Gasgenerators steigt der Druck in der Zuströmbohrung des Proportionalventiles. Die Druckfeder übt eine definierte Kraft auf das Ventilelement aus, die entgegen der Wirkrichtung zum Verschließen des Proportionalventiles wirkt. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz, so dass das Proportionalventil in der Ausgangsstellung definiert geöffnet ist.After activation of the gas generator, the pressure in the inflow bore of the proportional valve increases. The compression spring exerts a defined force on the valve element, which counteracts the effective direction for closing the proportional valve. This creates a gap between the valve element and the valve seat, so that the proportional valve is opened defined in the starting position.

Abhängig von der Geometrie der Zuströmbohrung strömt das Airbaggas von dem Gasgenerator durch diesen Spalt zu dem Airbagsack. Ist eine geringere oder gar keine Menge an Massenstrom erforderlich, wird die Spule des Proportionalmagneten elektrisch angesteuert und der Anker wirkt mit einer Bewegungskraft, die abhängig ist vom elektrischen Strom in der Spule, auf das Ventilelement. Die Federkraft der Druckfeder wird zunächst überwunden, und die restliche Bewegungskraft wird über den Stift auf das Ventilelement übertragen. Diese Bewegungskraft auf das Ventilelement wirkt gegen das durch den Ventilsitz strömende Airbaggas, und der Massenstrom sinkt. Wird der elektrische Strom in der Spule noch weiter erhöht, erhöht sich auch die Kraft des Proportionalmagneten, der durch einen Zustand erreicht wird, bei dem das Proportionalventil vollständig geschlossen ist. Ist im Regelbereich für den Airbagsack ein höherer Massenstrom des Airbaggases erforderlich, wird der Strom in der Spule gesenkt oder ganz weggenommen.Depending on the geometry of the inflow bore, the airbag gas from the inflator flows through this gap to the airbag bag. If a smaller or no amount of mass flow is required, the coil of the proportional solenoid is electrically driven and the armature acts on the valve element with a motive force that is dependent on the electrical current in the coil. The spring force of the compression spring is first overcome, and the remaining motive force is transmitted via the pin to the valve element. This motive force on the valve element acts against the airbag gas flowing through the valve seat, and the mass flow decreases. If the electric current in the coil is further increased, the force of the proportional solenoid, which is reached by a state in which the proportional valve is completely closed, also increases. If a higher mass flow of the airbag gas is required in the control area for the airbag bag, the current in the coil is lowered or completely removed.

Ein Airbagsystem weist ein oben beschriebenes Airbagmodul und eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Proportionalventiles auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, einen Aufprallverlauf zu erkennen und basierend auf dem erkannten Aufprallverlauf eine dem Airbagsack zuzuführenden Masse des Airbaggases zu definieren. Über die Steuereinrichtung kann demgemäß das Airbagmodul und damit die Zuführung des Airbaggases zu dem Airbagsack gezielt an den bekannten Aufprallverlauf angepasst werden.An airbag system has an above-described airbag module and a control device for actuating the proportional valve, wherein the control device is designed to detect a crash course and to define a mass of the airbag gas to be supplied to the airbag based on the detected crash course. Accordingly, the airbag module and thus the supply of the airbag gas to the airbag can be adapted to the known impact course via the control device.

Vorteilhaft weist das Airbagsystem weiter wenigstens einen Sensor auf, der zeitlich vor einem Aufprall Parameter zum Berechnen einen voraussichtlichen Aufprallverlaufes erfasst und an die Steuereinrichtung überträgt.Advantageously, the airbag system further comprises at least one sensor, which detects temporally before an impact parameter for calculating an expected impact curve and transmits it to the control device.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, aus den erfassten Parametern den voraussichtlichen Aufprallverlauf und darauf basierend die zu jedem Zeitpunkt des Aufprallverlaufes benötigte Masse des Airbaggases in dem Airbagsack zu definieren.Preferably, the control device is designed to define from the detected parameters the expected impact course and, based thereon, the mass of the airbag gas required in the airbag bag at any point in time of the impact.

Über die erfassten Parameter des Sensors ist es daher möglich zu erkennen, wann ein Aufprall unvermeidbar ist, wann beispielsweise der Aufprallzeitpunkt tn vorliegt, welche Kräfte beim Aufprall voraussichtlich wirken, und daraus zu schließen, in welchem Maße der Airbagsack aufgeblasen sein muss, um Verletzungen des Insassen zu vermeiden.By means of the detected parameters of the sensor, it is therefore possible to recognize when an impact is unavoidable, for example, when the impact occurs t n It is presumed which forces are likely to act on impact, and to conclude to what extent the airbag bag must be inflated to avoid injury to the occupant.

Dazu ist es vorteilhaft, wenn nicht nur beispielsweise ein Sensor vorhanden ist, der eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges und einen Abstand zum Hindernis erfasst, sondern auch einen Sensor, der die Eigenschaften von Insassen wie beispielsweise Größe und Gewicht erkennen kann, so dass die Aktivierung des Airbagsackes auch abhängig von Insassenparametern durchgeführt werden kann.For this purpose, it is advantageous if not only, for example, a sensor is present, which detects a speed of the vehicle and a distance to the obstacle, but also a sensor that can detect the characteristics of occupants such as size and weight, so that the activation of the airbag bag can also be performed depending on occupant parameters.

Vorteilhaft ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das Proportionalventil derart anzusteuern, dass das Proportionalventil die abhängig von dem voraussichtlichen Aufprallverlauf benötigte Masse des Airbaggases aus dem Gasgenerator freigibt.Advantageously, the control device is designed to control the proportional valve in such a way that the proportional valve releases the mass of the airbag gas required depending on the anticipated impact profile from the gas generator.

Beispielsweise ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das Proportionalventil derart anzusteuern, dass das Proportionalventil mehrere definierte Teilmassen der benötigten Masse des Airbaggases zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Aufprallverlaufs aus dem Gasgenerator freigibt.For example, the control device is designed to control the proportional valve in such a way that the proportional valve releases a plurality of defined partial masses of the required mass of the airbag gas at different times of the course of the impact from the gas generator.

Beispielsweise kann das Proportionalventil eine Teilmasse bereits vor dem erwarteten Aufprall in den Airbagsack freigeben, so dass dieser bereits vorgefüllt ist. Weiter ist es auch möglich, während des Aufpralls den Airbagsack mit einer weiteren Teilmasse zu füllen und auch nach dem eigentlichen Aufprall, wenn der Insasse aufgrund der Masseträgheit verzögert auf die negative Beschleunigung reagiert, den Airbagsack mit einer weiteren Teilmasse nachzufüllen.For example, the proportional valve can release a partial mass already before the expected impact in the airbag bag, so that it is already pre-filled. Further, it is also possible to fill the airbag bag with a further sub-mass during the impact and also after the actual impact, when the occupant delayed due to the inertia reacts to the negative acceleration to refill the airbag bag with another submass.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

  • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das sich entlang einer Zeitachse t einem Hindernis nähert;
  • 2 eine Momentaufnahme zu einem Aufprallzeitpunkt to des Fahrzeuges aus 1 auf das Hindernis, wenn ein Airbagmodul in einem Innenraum des Fahrzeuges aktiviert wird;
  • 3 eine schematische Längsschnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des Airbagmoduls aus 2 mit einem Proportionalventil, das von einer Steuereinrichtung angesteuert wird;
  • 4 ein schematisches Diagramm, dass die Abhängigkeit eines durch das Proportionalventil aus 3 fließenden Massenstromes eines Airbaggases in Abhängigkeit eines Druckes des Airbaggases und einem an das Proportionalventil angelegten elektrischen Strom darstellt;
  • 5 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung aus 3;
  • 6 eine schematische Längsschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Airbagmoduls aus 2 mit einem Proportionalventil, das von einer Steuereinrichtung angesteuert wird; und
  • 7 eine schematische Längsschnittdarstellung einer dritten Ausführungsform des Airbagmoduls aus 2 mit einem Proportionalventil, das von einer Steuereinrichtung angesteuert wird.
Advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a schematic plan view of a motor vehicle, which approaches an obstacle along a time axis t;
  • 2 a snapshot at an impact time to the vehicle from 1 on the obstacle when an airbag module is activated in an interior of the vehicle;
  • 3 a schematic longitudinal sectional view of a first embodiment of the airbag module 2 with a proportional valve, which is controlled by a control device;
  • 4 a schematic diagram that depicts the dependence of one through the proportional valve 3 represents a flowing mass flow of an airbag gas in response to a pressure of the airbag gas and an electric current applied to the proportional valve;
  • 5 a schematic representation of the control device 3 ;
  • 6 a schematic longitudinal sectional view of a second embodiment of the airbag module 2 with a proportional valve, which is controlled by a control device; and
  • 7 a schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the airbag module from 2 with a proportional valve, which is controlled by a control device.

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 10, das sich einem Hindernis 12 nähert, auf das es mit hoher Wahrscheinlichkeit aufprallen wird. Der Näherungsvorgang ist zeitlich anhand einer Zeitachse mit dem Zeitverlauf t dargestellt, wobei to einen Aufprallzeitpunkt definiert, d. h. den Zeitpunkt, zu dem sich das Kraftfahrzeug 10 und das Hindernis 12 berühren. 1 shows a schematic plan view of a motor vehicle 10 that is an obstacle 12 approaching, which is likely to bounce. The approximation process is temporally based on a time axis with the passage of time t where to defines an impact time, ie the time at which the motor vehicle 10 and the obstacle 12 touch.

Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Sensor 14 auf, der eine Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges 10 und eine Entfernung zu dem Hindernis 12 erfasst. Die Geschwindigkeit und die Entfernung sind Parameter, die zeitlich vor dem voraussichtlichen Aufprall erfasst werden, und aus denen es möglich ist, einen voraussichtlichen Aufprallverlauf zu berechnen.The car 10 has a sensor 14 on, a speed of a motor vehicle 10 and a distance to the obstacle 12 detected. The speed and the distance are parameters that are recorded in time before the expected impact and from which it is possible to calculate an expected impact curve.

2 zeigt eine Innen- (oben) und eine Außenansicht (unten) des Kraftfahrzeuges 10 aus 1 als Momentaufnahme zum Zeitpunkt to des Aufpralles. 2 shows an interior (top) and an outside view (bottom) of the motor vehicle 10 out 1 as a snapshot at time to the impact.

In der Innenansicht ist eine Momentaufnahme einer Aktivierung eines Aibagmodules 16 eines Airbagsystems 18 in dem Kraftfahrzeug 10 zu sehen, wenn, wie in der Außenansicht des Kraftfahrzeuges 10 dargestellt ist, das Kraftfahrzeug 10 auf das Hindernis 12 aufgeprallt ist.The interior view is a snapshot of an activation of an Aibagmodules 16 an airbag system 18 in the motor vehicle 10 to see if, as in the exterior of the motor vehicle 10 is shown, the motor vehicle 10 on the obstacle 12 bounced.

Um einen Insassen 20 in dem Kraftfahrzeug 10 vor Verletzungen zu schützen, wird ein Airbagsack 22 des Airbagmoduls 16 mit einem Airbaggas 24 gefüllt, entfaltet sich dadurch und trennt den Insassen 20 von harten Teilen des Kraftfahrzeuges 10. Dadurch können Verletzungen des Insassen 20 vermieden werden.To an inmate 20 in the motor vehicle 10 To protect against injury is an airbag bag 22 of the airbag module 16 with an airbag gas 24 filled, unfolds and separates the occupant 20 of hard parts of the motor vehicle 10 , This can cause injury to the occupant 20 be avoided.

In dem Kraftfahrzeug 10 ist ein weiterer Sensor 26 angeordnet, der Eigenschaften des Insassen 20 erfasst, wie beispielsweise seine Größe und sein Gewicht.In the motor vehicle 10 is another sensor 26 arranged, the characteristics of the occupant 20 such as its size and weight.

Auf Basis der Parameter, die die Sensoren 14, 26 erfassen, ist es möglich, einen Aufprallverlauf des unvermeidbaren Aufpralles vorauszuberechnen und zu ermitteln, zu welchem vorbestimmten Zeitpunkt tn der Airbagsack 22 wie stark aufgeblasen sein muss, um den Insassen 20 maximal schützen zu können.Based on the parameters that the sensors 14 . 26 capture, it is possible to predict a crash course of the inevitable impact and to determine at what predetermined time t n the airbag bag 22 how much must be inflated to the inmates 20 maximum protection.

Damit der Airbagsack 22 gezielt entsprechend des vorhergesagten Aufprallverlaufes gefüllt werden kann, ist ein spezielles, in den 3, 6 und 7 in schematischer Längsschnittdarstellung gezeigtes Airbagmodul 16 vorgesehen.So the airbag bag 22 can be filled specifically according to the predicted impact, is a special in the 3 . 6 and 7 in a schematic longitudinal sectional view of the airbag module 16 intended.

Zunächst wird mit Bezug auf 3 eine erste Ausführungsform des Airbagmodules 16 beschrieben. Das Airbagmodul 16 weist neben dem Airbagsack 22 einen Gasgenerator 28 auf, der das Airbaggas 24 für den Airbagsack 22 bereitstellt. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass das Airbaggas 24 über einen Kaltgasgenerator zur Verfügung gestellt wird und somit von Anfang an in gasförmiger Form vorliegt, es ist jedoch auch möglich, dass ein pyrotechnischer Gasgenerator 28 verwendet wird, wobei sich in dem Gasgenerator 28 ein Festtreibstoff befindet, der zunächst entzündet wird, um das Airbaggas 24 in benötigten Fall freizusetzen.First, with reference to 3 a first embodiment of the airbag module 16 described. The airbag module 16 points next to the airbag bag 22 a gas generator 28 on top of the airbag gas 24 for the airbag bag 22 provides. There is the possibility that the airbag gas 24 is provided via a cold gas generator and thus present in gaseous form from the beginning, but it is also possible that a pyrotechnic gas generator 28 is used, wherein in the gas generator 28 a solid fuel is initially ignited to the airbag gas 24 release in case required.

Zwischen dem Airbagsack 22 und dem Gasgenerator 28 ist eine Gaszuführung 32 angeordnet, über die das Airbaggas 24 von dem Gasgenerator 28 zu dem Airbagsack 22 geleitet werden kann.Between the airbag bag 22 and the gas generator 28 is a gas supply 32 arranged over which the airbag gas 24 from the gas generator 28 to the airbag bag 22 can be directed.

In der Gaszuführung 32 ist ein Proportionalventil 34 angeordnet, das elektrisch gezielt ansteuerbar ist und somit die Gaszuführung 32 gezielt öffnen bzw. verschließen kann, so dass ein von dem Gasgenerator 18 zu dem Airbagsack 22 zugeführter Massenstrom m des Airbaggases 24 gezielt und vordefiniert gesteuert werden kann. Die Ansteuerung des Proportionalventiles 34 erfolgt dabei über eine entsprechend ausgebildete Steuereinrichtung 36, die Signale zur Strombeaufschlagung des Proportionalventiles 34 vordefiniert und gezielt an das Proportionalventil 34 sendet.In the gas supply 32 is a proportional valve 34 arranged, which is selectively controlled electrically and thus the gas supply 32 can selectively open or close, so that one of the gas generator 18 to the airbag bag 22 supplied mass flow m of the airbag gas 24 can be controlled selectively and predefined. The control of the proportional valve 34 takes place via a correspondingly designed control device 36 , the signals for energizing the proportional valve 34 predefined and targeted to the proportional valve 34 sends.

Das Proportionalventil 34 weist einen Ventilbereich 38 auf, bei dem ein Ventilelement 40 mit einem Ventilsitz 42 zusammenwirkt, um das Proportionalventil 34 in einer Schließposition zu verschließen.The proportional valve 34 has a valve area 38 on, in which a valve element 40 with a valve seat 42 interacts with the proportional valve 34 to close in a closed position.

Das Proportionalventil 34 weist weiter einen Aktorbereich 44 auf, der in einem elektrisch angesteuerten Zustand eine Bewegungskraft B auf das Ventilelement 40 ausübt, so dass sich das Ventilelement 40 zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition bewegt.The proportional valve 34 also has an actuator area 44 on, in a electrically controlled state, a motive force B on the valve element 40 exerts, so that the valve element 40 moved between the closed position and an open position.

Der Aktorbereich 44 weist magnetische Elemente - ein feststehendes Polstück 46 und einen beweglichen Anker 48 -, sowie einen Stift 50 auf, der mit dem Anker 48 fest verbunden ist.The actuator area 44 has magnetic elements - a fixed pole piece 46 and a movable anchor 48 -, as well as a pen 50 on that with the anchor 48 is firmly connected.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ventilelement 40 durch eine Kugel 52 gebildet, die von dem Stift 50 geführt wird, es ist jedoch auch möglich, das Ventilelement 40 integral mit dem Stift 50 an dessen Endbereich 56 auszubilden.In the present embodiment, the valve element 40 through a ball 52 formed by the pin 50 is guided, but it is also possible, the valve element 40 integral with the pen 50 at its end 56 train.

Dadurch, dass der bewegliche Anker 48 über den Stift 50 mit dem Ventilelement 40 gekoppelt ist, überträgt er seine Bewegung auf das Ventilelement 40. Um die Bewegung des Ankers 48 zu induzieren, umfasst der Aktorbereich 44 eine Spule 58, die hierfür bestromt wird.Because of the movable anchor 48 over the pen 50 with the valve element 40 coupled, it transmits its movement to the valve element 40 , To the movement of the anchor 48 to induce includes the actuator area 44 a coil 58 which is energized for this purpose.

Das Polstück 46 ist zwischen dem Anker 48, der als Plattenanker ausgebildet ist, und dem Ventilelement 40 angeordnet und sitzt fest in einem Gehäuse 60 des Proportionalventiles 34. Das Gehäuse 60 bildet einen Anschlag 62 aus, der eine Bewegung des Ankers 48 und somit eine Bewegung des Ventilelementes 40 weg von dem Ventilsitz 42 begrenzt.The pole piece 46 is between the anchor 48 formed as a plate anchor, and the valve element 40 arranged and sits firmly in a housing 60 of the proportional valve 34 , The housing 60 makes a stop 62 off, a movement of the anchor 48 and thus a movement of the valve element 40 away from the valve seat 42 limited.

Die Spule 58 bildet mit den magnetischen Elementen des Proportionalventiles 34 einen Proportionalmagneten 64 aus.The sink 58 forms with the magnetic elements of the proportional valve 34 a proportional magnet 64 out.

Das Ventilelement 40 verschließt in der Schließposition eine Zuströmbohrung 66 in dem Ventilsitz 42, durch die das Airbaggas 24 aus dem Gasgenerator 28 zu dem Airbagsack 22 strömen kann.The valve element 40 closes in the closed position an inflow bore 66 in the valve seat 42 through which the airbag gas 24 from the gas generator 28 to the airbag bag 22 can flow.

Das Proportionalventil 34 der ersten Ausführungsform in 3 arbeitet wie folgt: In der Ausgangsposition verschließt das Ventilelement 40 die Zuströmbohrung 66, befindet sich demgemäß in der Schließposition. Da der Gasgenerator 28 nicht aktiviert ist, wirkt von der Seite der Zuströmbohrung 66 keine durch einen Hochdruck PH des Airbaggases 24 induzierte Kraft auf das Ventilelement 40, so dass das Ventilelement 40 in dem Ventilsitz 42 verbleibt.The proportional valve 34 the first embodiment in 3 works as follows: In the starting position, the valve element closes 40 the inflow bore 66 , Accordingly, is in the closed position. As the gas generator 28 is not activated, acts from the side of the inflow bore 66 none by a high pressure P H of the airbag gas 24 induced force on the valve element 40 so that the valve element 40 in the valve seat 42 remains.

Nach der Aktivierung des Gasgenerators 28 steigt der Druck in der Zuströmbohrung 66 auf einen Hochdruck PH , so dass sich zwischen dem Ventilelement 40 und dem Ventilsitz 42 ein Spalt bildet, durch den das Airbaggas 24 strömt. Der Hub des Ventilelementes 40 ist durch den Anschlag 62 des Ankers 48 an dem Gehäuse 60 begrenzt. Dadurch stellt sich ein definierter Spalt und somit ein definierter Massenstrom m ein, der von der Geometrie der Zuströmbohrung 66 in dem Ventilsitz 42 abhängt. Das Airbaggas 24 strömt von der Zuströmbohrung 66 in dem Ventilsitz 42 zu einem Ablauf 68 des Proportionalventiles 34, der gleichzeitig einen Zulauf 70 für den Airbagsack 22 darstellt. Dadurch wird der Airbagsack 22 gefüllt. Ist eine geringere oder keine Menge an Massenstrom m erforderlich, wird die Spule 58 des Proportionalmagneten 64 elektrisch angesteuert. Durch den elektrischen Strom I baut sich ein Magnetfeld im Magnetkreis auf, und der Anker 48 wird mit einer Bewegungskraft B, die abhängig ist von einem elektrischen Strom I in der Spule 58, über den Stift 50 auf das Ventilelement 40. Diese Bewegungskraft B auf das Ventilelement 40 wirkt gegen das durch den Ventilsitz 42 strömende Airbaggas 24, und der Massenstrom m sinkt. Wird der elektrische Strom I in der Spule 58 noch weiter erhöht, erhöht sich auch die durch den Proportionalmagneten 64 induzierte Bewegungskraft B. Dadurch kann auch ein Zustand erreicht werden, bei dem das Proportionalventil 34 vollständig geschlossen ist. Ist im Regelbereich für den Airbagsack 22 ein höherer Massenstrom m des Airbaggases 24 erforderlich, wird der Strom I in der Spule 58 gesenkt oder ganz weggenommen.After activation of the gas generator 28 the pressure in the inflow hole increases 66 on a high pressure P H , so that between the valve element 40 and the valve seat 42 forms a gap through which the airbag gas 24 flows. The stroke of the valve element 40 is through the stop 62 of the anchor 48 on the housing 60 limited. This results in a defined gap and thus a defined mass flow m, which depends on the geometry of the inflow bore 66 in the valve seat 42 depends. The airbag gas 24 flows from the inlet bore 66 in the valve seat 42 to a process 68 of the proportional valve 34 , which simultaneously has an inlet 70 for the airbag bag 22 represents. This will cause the airbag bag 22 filled. If less or no mass flow m is required, the coil becomes 58 of the proportional magnet 64 electrically controlled. By the electric current I A magnetic field builds up in the magnetic circuit, and the armature 48 becomes with a moving force B, which is dependent on an electric current I in the coil 58 , over the pen 50 on the valve element 40 , This motive force B on the valve element 40 acts against that through the valve seat 42 flowing airbag gas 24 , and the mass flow m decreases. Will the electric current I in the coil 58 increased even further, which also increases by the proportional solenoid 64 induced movement force B. This can also be achieved a state in which the proportional valve 34 is completely closed. Is in the control area for the airbag bag 22 a higher mass flow m of the airbag gas 24 required, the electricity is I in the coil 58 lowered or completely taken away.

4 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Abhängigkeit des Massenstromes m von einem wirkenden Hochdruck PH des Airbaggases 24 in dem Gasgenerator 28 auf das Ventilelement 40 und eines Stromes I, der an der Spule 58 angelegt ist, darstellt. 4 shows a schematic diagram showing the dependence of the mass flow m of an acting high pressure P H of the airbag gas 24 in the gas generator 28 on the valve element 40 and a stream I who is at the coil 58 is created represents.

Ein erster Strom I1 ist dabei kleiner als ein zweiter Strom I2 , der wiederum kleiner ist als ein dritter Strom I3 . Aus dem Diagramm geht hervor, dass der Massenstrom m mit einem steigenden Hochdruck PH in dem Airbaggas 24 in der Zuströmbohrung 66 ansteigt. Gleichzeitig ist zu erkennen, dass, wenn ein kleinerer Strom I an den Proportionalmagneten 64 angelegt wird, der Massenstrom m, der von dem Proportionalventil 34 freigegeben wird, größer ist als bei Anlegen eines größeren Stromes I an den Proportionalmagneten 64. Dies rührt daher, dass ein höherer Strom I eine größere Bewegungskraft B zum Schließen des Proportionalventiles 34 in dem Ventilelement 40 induziert.A first stream I 1 is smaller than a second stream I 2 which in turn is smaller than a third stream I 3 , The diagram shows that the mass flow m increases with increasing pressure P H in the airbag gas 24 in the inlet bore 66 increases. At the same time it can be seen that, if a smaller current I at the proportional magnet 64 is applied, the mass flow m, that of the proportional valve 34 is released, is greater than when applying a larger current I at the proportional magnet 64 , This is due to the fact that a higher current I a larger motive force B to close the proportional valve 34 in the valve element 40 induced.

5 zeigt schematisch in größerem Detail die Steuereinrichtung 36 aus 3, die das Proportionalventil 34 gezielt ansteuert. 5 schematically shows in greater detail the control device 36 out 3 that the proportional valve 34 targeted.

Die Steuereinrichtung 36 ist dazu ausgelegt, auf Basis der von den Sensoren 14, 26 ermittelten Parameter einen voraussichtlichen Aufprallverlauf zu berechnen und daraus die zu jedem Zeitpunkt tn benötigte Masse m des Airbaggases 24 in dem Airbagsack 22 zu definieren. Dazu weist die Steuereinrichtung 36 eine Erfassungseinheit 72 auf, mit der die Steuereinrichtung 36 die von den Sensoren 14, 26 ermittelten Parameter wie Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 10, Abstand zu dem Hindernis 12, Gewicht und Größe des Insassen 20 und evtl. weitere Parameter erfassen kann. Weiter umfasst die Steuereinrichtung 36 eine erste Berechnungseinheit 74, mit der die Steuereinrichtung 36 basierend auf den erfassten Parametern einen voraussichtlichen Aufprallverlauf des Aufpralls des Kraftfahrzeuges 10 auf das Hindernis 12 berechnet. Es ist eine zweite Berechnungseinheit 76 vorgesehen, die basierend auf dem berechneten Aufprallverlauf die zu jedem Zeitpunkt tn des Aufprallverlaufs benötigte Masse m des Airbaggases 24 in dem Airbagsack 22 berechnet.The control device 36 is designed based on that of the sensors 14 . 26 calculated parameters to calculate an expected impact curve and from that at any time t n required mass m of the airbag gas 24 in the airbag bag 22 define. For this purpose, the control device 36 a detection unit 72 on, with the control device 36 those from the sensors 14 . 26 determined parameters such as speed of the motor vehicle 10 , Distance to the obstacle 12 , Weight and height of the occupant 20 and possibly be able to record further parameters. Furthermore, the control device comprises 36 a first calculation unit 74 with which the control device 36 based on the detected parameters, an expected impact curve of the impact of the motor vehicle 10 on the obstacle 12 calculated. It is a second calculation unit 76 provided, based on the calculated impact history at any time t n the impact of the required mass m of the airbag gas 24 in the airbag bag 22 calculated.

Auf Basis dieser benötigten Masse m steuert die Steuereinrichtung 36 das Proportionalventil 34 entsprechend an, so dass ein entsprechender Massenstrom m des Airbaggases 24 zu jedem Zeitpunkt tn aus dem Gasgenerator 28 in Richtung zu dem Airbagsack 22 freigegeben wird.Based on this required mass m controls the controller 36 the proportional valve 34 accordingly, so that a corresponding mass flow m of the airbag gas 24 anytime t n from the gas generator 28 towards the airbag bag 22 is released.

Die Steuereinrichtung 36 kann dabei das Proportionalventil 34 auch so ansteuern, das mehrere vordefinierte Teilmassen m zu unterschiedlichen Zeitpunkten tn während des Aufprallverlaufes aus dem Gasgenerator 28 freigegeben werden.The control device 36 can the proportional valve 34 also so control, the several predefined sub-masses m at different times t n during the impact process from the gas generator 28 be released.

So ist eine gezielte Ansteuerung des Airbagsackes 22 mit beispielsweise einer Vorfüllung vor dem Aufprallzeitpunkt to und einer oder mehrerer Nachfüllungen während oder nach dem Aufprallzeitpunkt to möglich.So is a targeted control of the airbag bag 22 with, for example, a pre-filling before the impact time to and one or more refills during or after the impact time to possible.

6 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Airbagmodules 16. Das Airbagmodul 16 ist im Wesentlichen ausgebildet wie das Airbagmodul 16 der ersten Ausführungsform, mit einer Ausnahme, nämlich einer zwischen dem Gehäuse 60 und dem Anker 48 angeordneten Druckfeder 78. Diese Druckfeder 78 spannt das Ventilelement 40 in die Schließposition auf den Ventilsitz 42 vor. Die Druckfeder 78 legt einen Öffnungsdruck des Proportionalventiles 34 fest, wobei jedoch die Kraft dieser Druckfeder 78 so gering ist, dass der erforderliche Hochdruck PH zum Öffnen des Proportionalventiles 34 weit unterhalb des tatsächlich herrschenden Hochdruckes PH in der Zuströmbohrung 66 des Proportonalventiles 34 liegt. Durch die Vorspannung der Druckfeder 78 ist lediglich ein Ausgangszustand der Regelung des Massenstromes m des Proportionalventiles 34 definiert. Denn das Ventilelement 40 befindet sich in diesem Ausgangszustand durch die Vorspannung der Druckfeder 78 immer definiert in dem Ventilsitz 42. Das Proportionalventil 34 ist daher als stromlos geschlossenes Proportionalventil 34 ausgebildet. Die Funktionsweise entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise der ersten Ausführungsform. 6 shows a schematic longitudinal sectional view of a second embodiment of the airbag module 16 , The airbag module 16 is essentially formed as the airbag module 16 the first embodiment, with one exception, namely one between the housing 60 and the anchor 48 arranged compression spring 78 , This pressure spring 78 clamps the valve element 40 in the closed position on the valve seat 42 in front. The compression spring 78 sets an opening pressure of the proportional valve 34 fixed, but the force of this compression spring 78 so low is that the required high pressure P H for opening the proportional valve 34 far below the actual high pressure P H in the inlet bore 66 of the proportional valve 34 lies. By the bias of the compression spring 78 is merely an initial state of the control of the mass flow m of the proportional valve 34 Are defined. Because the valve element 40 is in this initial state by the bias of the compression spring 78 always defined in the valve seat 42 , The proportional valve 34 is therefore as a normally closed proportional valve 34 educated. The mode of operation essentially corresponds to the mode of operation of the first embodiment.

7 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer dritten Ausführungsform des Airbagmodules 16, wobei hier das Proportionalventil 34 als stromlos offenes Propotionalventil 34 ausgebildet ist. Dazu ist die Druckfeder 78 nicht zwischen Gehäuse 60 und Anker 48 angeordnet, wie das bei der zweiten Ausführungsform in 6 der Fall ist, sondern zwischen dem Polstück 46 und dem Anker 48. Dadurch wird der Anker 48 und somit das Ventilelement 40 von dem Ventilsitz 42 weg in eine definierte Öffnungsposition gedrückt. 7 shows a schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the airbag module 16 , where here the proportional valve 34 as normally open propotional valve 34 is trained. This is the compression spring 78 not between housing 60 and anchor 48 arranged as in the second embodiment in 6 the case is, but between the pole piece 46 and the anchor 48 , This will be the anchor 48 and thus the valve element 40 from the valve seat 42 pushed away in a defined opening position.

Das Proportionalventil 34 der dritten Ausführungsform funktioniert wie folgt:The proportional valve 34 The third embodiment works as follows:

Die Druckfeder 78 übt eine definierte Kraft gegen den Anker 48 bzw. den Stift 50 entgegen der Wirkrichtung zum Dichten des Proportionalventiles 34 aus. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen dem Ventilelement 40 und dem Ventilsitz 42, so dass das Proportionalventil 34 in einer definierten Ausgangsstellung geöffnet ist.The compression spring 78 exerts a defined force against the anchor 48 or the pen 50 against the effective direction for sealing the proportional valve 34 out. This creates a gap between the valve element 40 and the valve seat 42 so that the proportional valve 34 is open in a defined starting position.

Wird nun der Gasgenerator 28 aktiviert, strömt ein abhängig von der Geometrie der Zuströmbohrung 66 anstehender Massenstrom m in den Airbagsack 22. Ist eine geringere oder gar keine Menge an Massenstrom m erforderlich, wird die Spule 58 des Proportionalmagneten 64 elektrisch angesteuert. Durch den elektrischen Strom I baut sich ein Magnetfeld im Magnetkreis auf und der Anker 48 wird mit einer Bewegungskraft B, die abhängig ist vom dem elektrischen Strom I in der Spule 58, bewegt. Die Kraft der Druckfeder 78 wird zunächst überwunden, und die restliche Bewegungskraft B wird über den Stift 50 auf das Ventilelement 40 übertragen. Das Ventilelement 40 wirkt gegen das durch den Ventilsitz 42 strömende Airbaggas 24 und der Massentrom m sinkt. Wird der elektrische Strom I in der Spule 58 noch weiter erhöht, erhöht sich auch die Kraft des Proportionalmagneten 34. Dadurch kann ein Zustand erreicht werden, bei dem das Proportionalventil 34 vollständig geschlossen ist. Ist im Regelbereich für den Airbagsack 22 ein höherer Massenstrom m des Airbaggases 24 erforderlich, wird der Strom I in der Spule 58 gesenkt oder ganz weggenommen.Will now be the gas generator 28 activated, flows depending on the geometry of the inflow bore 66 pending mass flow m in the airbag bag 22 , If a smaller or no amount of mass flow m is required, the coil becomes 58 of the proportional magnet 64 electrically controlled. By the electric current I A magnetic field builds up in the magnetic circuit and the armature 48 becomes with a motive force B, which is dependent on the electric current I in the coil 58 , emotional. The force of the compression spring 78 is overcome first, and the rest of the movement force B is over the pin 50 on the valve element 40 transfer. The valve element 40 acts against that through the valve seat 42 flowing airbag gas 24 and the mass flow m decreases. Will the electric current I in the coil 58 increased even further, also increases the force of the proportional solenoid 34 , Thereby, a state can be achieved, wherein the proportional valve 34 is completely closed. Is in the control area for the airbag bag 22 a higher mass flow m of the airbag gas 24 required, the electricity is I in the coil 58 lowered or completely taken away.

Claims (8)

Airbagmodul (16), aufweisend: - einen Airbagsack (22), der im Betrieb mit einem Airbaggas (24) befüllt wird; - einen Gasgenerator (28) zum Bereitstellen des Airbaggases (24) für den Airbagsack (22); und - eine Gaszuführung (32) zwischen Gasgenerator (28) und Airbagsack (22) zum Zuführen des bereitgestellten Airbaggases (24) von dem Gasgenerator (28) in den Airbagsack (22); wobei in der Gaszuführung (32) ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil (34) angeordnet ist, das einen Ventilbereich (38) und einen Aktorbereich (44) aufweist, wobei der Ventilbereich (38) eine mit dem Gasgenerator (28) fluidisch in Verbindung stehende Zuströmbohrung (66) und ein die Zuströmbohrung (66) in einer Schließposition verschließendes Ventilelement (40) aufweist, wobei der Aktorbereich (44) einen Proportionalmagneten (64) aufweist, der im bestromten Zustand eine Bewegungskraft (B) zum Bewegen des Ventilelements (40) zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition induziert, wobei eine zum Einstellen eines vordefinierten Massenstroms (m) des Airbaggases (24) von dem Gasgenerator (28) zu dem Airbagsack (22) vordefinierte Öffnungsposition des Ventilelements (40) durch Zusammenwirken von dem auf das Ventilelement (40) von dem Gasgenerator (28) wirkenden Hochdruck (PH) mit von der durch eine vordefinierte Strombeaufschlagung des Proportionalmagneten (64) induzierten Bewegungskraft (B) geregelt wird.An airbag module (16), comprising: - an airbag bag (22) which in use is filled with an airbag gas (24); - a gas generator (28) for providing the airbag gas (24) for the airbag bag (22); and - a gas supply (32) between the gas generator (28) and airbag bag (22) for supplying the provided airbag gas (24) from the inflator (28) into the airbag bag (22); wherein in the gas supply (32) an electrically controllable proportional valve (34) is arranged, which has a valve region (38) and an actuator region (44), wherein the valve region (38) with the gas generator (28) fluidly communicating inlet bore ( 66) and a valve element (40) closing off the inflow bore (66) in a closed position, the actuator region (44) having a proportional magnet (64) which, in the energized state, has a motive force (B) for moving the valve element (40) between the Induced closing position and an opening position, wherein one for setting a predefined mass flow (m) of the airbag gas (24) from the gas generator (28) to the airbag bag (22) predefined opening position of the valve element (40) by cooperation of the on the valve element (40) from the gas generator (28) acting high pressure (P H ) of the by a predefined current application of the proportional solenoid (64) in reduced movement force (B) is regulated. Airbagmodul (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Proportionalventil (64) als stromlos geschlossenes Proportionalventil (64) ausgebildet ist und eine Druckfeder (78) aufweist, die das Ventilelement (40) in die Schließposition auf einen Ventilsitz (42) vorspannt, wobei die Druckfeder (78) einen Öffnungsdruck des Proportionalventils (34) derart festlegt, dass der Öffnungsdruck kleiner ist als ein durch die Aktivierung des Gasgenerators (28) im Gasgenerator (28) herrschender Hochdruck (PH) des Airbaggases (24).Airbag module (16) after Claim 1 characterized in that the proportional valve (64) is designed as a normally closed proportional valve (64) and a compression spring (78) which biases the valve element (40) in the closed position to a valve seat (42), wherein the compression spring (78) defines an opening pressure of the proportional valve (34) such that the opening pressure is less than a high pressure (P H ) of the airbag gas (24) prevailing by the activation of the gas generator (28) in the gas generator (28). Airbagmodul (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Proportionalventil (34) als stromlos offenes Proportionalventil (34) ausgebildet ist und eine Druckfeder (78) aufweist, die das Ventilelement (40) in eine definierte Öffnungsposition vorspannt.Airbag module (16) after Claim 1 , characterized in that the proportional valve (34) is designed as a normally open proportional valve (34) and a compression spring (78) which biases the valve element (40) in a defined opening position. Airbagsystem (18), aufweisend: - ein Airbagmodul (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 3; und - eine Steuereinrichtung (36) zum Ansteuern des Proportionalventils (34), wobei die Steuereinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, einen Aufprallverlauf zu erkennen und basierend auf dem erkannten Aufprallverlauf eine dem Airbagsack (22) zuzuführende Masse (m) des Airbaggases (24) zu definieren.An airbag system (18), comprising: - an airbag module (16) according to any one of Claims 1 to 3 ; and - a control device (36) for controlling the proportional valve (34), wherein the control device (36) is designed to detect a crash course and based on the detected impact curve to the airbag bag (22) to be supplied mass (m) of the airbag gas (24 ) define. Airbagsystem (18) nach Anspruch 4, weiter aufweisend wenigstens einen Sensor (14, 26), der zeitlich vor einem Aufprall Parameter zum Berechnen eines voraussichtlichen Aufprallverlaufes erfasst und an die Steuereinrichtung (36) überträgt.Airbag system (18) after Claim 4 , further comprising at least one sensor (14, 26), which detects temporal before an impact parameter for calculating an expected impact curve and transmits it to the control device (36). Airbagsystem (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, aus den erfassten Parametern den voraussichtlichen Aufprallverlauf und darauf basierend die zu jedem Zeitpunkt des Aufprallverlaufs benötigte Masse (m) des Airbaggases (24) in dem Airbagsack (22) zu definieren.Airbag system (18) after Claim 5 , characterized in that the control device (36) is designed to define from the detected parameters the expected impact curve and based thereon the mass (m) of the airbag gas (24) in the airbag bag (22) required at each point in time of the impact. Airbagsystem (18) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, das Proportionalventil (34) derart anzusteuern, dass das Proportionalventil (34) die abhängig von dem voraussichtlichen Aufprallverlauf benötigte Masse (m) des Airbaggases (24) aus dem Gasgenerator (28) freigibt.Airbag system (18) after Claim 6 , characterized in that the control device (36) is designed to control the proportional valve (34) such that the proportional valve (34) requires the mass (m) of the airbag gas (24) from the gas generator (28) as a function of the anticipated crash course. releases. Airbagsystem (18) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, das Proportionalventil (34) derart anzusteuern, dass das Proportionalventil (34) mehrere definierte Teilmassen (m) der benötigten Masse (m) des Airbaggases (24) zu unterschiedlichen Zeitpunkten (tn) des Aufprallverlaufs aus dem Gasgenerator (28) freigibt.Airbag system (18) according to one of Claims 6 or 7 , characterized in that the control device (36) is adapted to control the proportional valve (34) such that the proportional valve (34) a plurality of defined sub-masses (m) of the required mass (m) of the airbag gas (24) at different times (t n ) of the impact pattern from the gas generator (28) releases.
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