DE10001086A1 - Airbagsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Airbagsystem, umfassend einen mittels einer Aufblasvorrichtung (12) aufblasbaren Luftsack (8, 8'), eine mit der Aufblasvorrichtung verbundenen Steuervorrichtung (14), eine Vorrichtung (16) zur Erzeugung eines elektrischen oder magnetischen Feldes (18) zumindest um einen Teil des Luftsackes (8, 8'), eine Erfassungseinrichtung (16), mit welcher eine Veränderung des erzeugten Feldes detektierbar ist, wobei die Erfassungseinrichtung mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist. DOLLAR A Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung (16) eines elektrischen oder magnetischen Feldes innenseitig der äußeren Fläche des Luftsackes angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Airbagsystem sowie einen Luftsack für ein solches Airbagsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 8.

Airbagsysteme in Fahrzeugen sind heute allgemein bekannt. In der Regel wird ein zunächst hinter einer Abdeckung in einem Gehäuse aufbewahrter Luftsack von einem Gasgenerator oder einer Aufblasvorrichtung dann auf­ geblasen, wenn bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Gegenstand Fahrzeuginsassen vor Verletzungen geschützt werden sollen.

Als Gasgenerator wird dabei meist ein pyrotechnischer Generator oder ein sog. Hybridgenerator verwendet. Beim Aufblasen des Luftsackes entstehen - gerade bei pyrotechnischen Gasgeneratoren - extreme Kräfte.

Ein Problem ergibt sich dann, wenn sich im Aufblasbereich des Luftsackes Gegenstände oder Insassen eines Fahrzeuges befinden. Durch die Wucht des Aufpralls können zum Teil erhebliche Verletzungen resultieren.

Als Maßnahme zur Vermeidung solcher Verletzungen wurden bereits ge­ steuerte Aufblasvorgänge vorgeschlagen. Befindet sich ein Gegenstand oder ein Insasse des Fahrzeugs im Aufblasbereich des Luftsackes, so wird dieser in einer Weise aufgeblasen, daß Beschädigungen oder Verletzungen mög­ lichst nicht stattfinden. Beispielsweise wird nur mit geringerem Druck oder mit einer geringeren Gasmenge aufgeblasen. Es kann auch die Baggeome­ trie oder die Luftführung verändert werden.

Zur Erfassung eines im Aufblasbereich des Luftsackes befindlichen Gegen­ standes wurden verschiedene Erfassungsvorrichtungen vorgeschlagen. Bei­ spielsweise können Sensoren im Fahrzeugsitz angeordnet sein, die Gegen­ stände auf dem Sitz (beispielsweise Kindersitze) oder auch eine "Out-of- Position"-Position eines Fahrzeuginsassen erfassen können.

Ferner wurden bereits Ultraschall oder Lasersysteme beschrieben, die den Aufblasbereich überwachen und einer Steuerung für eine Aufblasvorrichtung des Luftsackes ein entsprechendes Signal geben, wenn sich irgendein Ge­ genstand im Aufblasbereich befindet.

Aus der GB 2 319 997 A ist eine Airbaganordnung bekannt, bei der auf der äußeren Oberfläche des Airbags eine Elektrode aufgebracht ist, über welche ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Die physikalische Eigenschaft des elektrischen Feldes verändert sich, wenn Gegenstände oder Insassen sich mehr oder weniger an den Airbag annähern. Durch die Detektion der Ände­ rung der Feldeigenschaften kann so auf eine Out-of-Position Lage eines Fahrzeuginsassen geschlossen werden. Ein ähnliches System ist in der DE 198 49 717 beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Airbagsystem der vorge­ nannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Ferner wird die Aufgabe unter Zuhilfenahme eines Airbags gemäß Anspruch 8 gelöst.

Ein Kerngedanke der Erfindung ist, daß um den Luftsack selbst - zumindest um einen Teilbereich desselben - beim Aufblasvorgang ein elektrisches oder magnetisches Feld durch eine Vorrichtung erzeugt wird, die innerhalb der äußeren Fläche des Airbags liegt. Durch die Erfassung der Veränderung der Feldeigenschaften kann dann beispielsweise auf eine Out-of-Position Lage eine Fahrzeuginsassen geschlossen werden. Solche Veränderungen werden also durch ein Eindringen eines Gegenstandes oder Körpers in den Bereich des elektrischen oder magnetischen Feldes aufgrund veränderter physikali­ scher Umstände, beispielsweise seiner veränderten Leitfähigkeit oder Elek­ trizitätskonstanten, festgestellt.

Zur Erzeugung des elektrischen oder magnetischen Feldes kann man elek­ trische leitfähige Elektroden, Streifen oder Drähte verwenden. Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist es auch möglich, ein Medium zum Aufbla­ sen des Airbags zu verwenden, welches zumindest zum Aufblaszeitpunkt elektrisch leitend ist.

Die innenseitig liegende Vorrichtung zur Erzeugung des Feldes hat dabei mehrere Vorteile. Der Insasse kommt mit der Vorrichtung nicht in Berührung und die vorgesehene Rückhaltefunktion der Airbags wird nicht verändert. Die Kontaktierung der Vorrichtung kann ebenfalls auf der Innenseite erfolgen, so daß dadurch keine insassengefährdenden zusätzlichen Bauelemente an der Luftsack-Außenseite angeordnet sind. Außerdem kann die Vorrichtung Zu­ satzfunktionen übernehmen, die heute noch von zusätzlich erforderlichen Einbauten übernommen werden (z. B. Hitzeschutz, Luftführung, Entfaltungs­ steuerung, etc.) Die Vorrichtung, z. B. Elektrode, kann bei der Montage des Airbag-Moduls nicht so leicht beschädigt werden. Ferner ist die Abführung der elektrischen Leitungen über den Innenbereich des Airbags einfacher. Schließlich wird die Elektrode beim Aufblasvorgang gegen das Airbagmate­ rial gedrückt und so fixiert. Würde die Elektrode außenseitig aufgebracht werden, so müßte sichergestellt werden, daß sie sich während des Aufblas­ vorganges nicht löst.

In Abhängigkeit von der Veränderung des erzeugten Feldes kann die Auf­ blasvorrichtung dann in der Weise gesteuert werden, daß eine Kollision mit dem erfaßten Gegenstand oder der erfaßten Person in nicht zu starkem Ma­ ße stattfindet, so daß Beschädigungen oder Verletzungen vermieden wer­ den. Dennoch wird die Schutzfunktion des Airbagsystems gewährleistet.

Natürlich kann die Steuervorrichtung auch noch auf andere Größen wie die Unfallschwere, das Insassengewicht etc. reagieren und einen geeigneten Aufblasvorgang initiieren, beispielsweise die Aufblasstärke, die Abströmlei­ stung des Generators oder die Gasführung verändern.

Gemäß einer weiteren Alternative ist es möglich, die Luftsackgeometrie zu verändern. Beispielsweise kann der Luftsack nur zum Teil entfaltet werden. Entsteht innerhalb des Luftsackes ein zu großer Druck, wird er beispielswei­ se über ein Überdruckventil nach außen abgeführt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Druck oder eine Druckänderung innerhalb des Airbags oder an der Luftsack­ oberfläche gemessen. Taucht ein Gegenstand oder eine Person in den Air­ bag ein, so erhöht sich dessen Innendruck. Wird nun ein Elektrode-Guard- System verwendet, so kann eine Kapazität zwischen diesen beiden Bautei­ len - und nicht wie oben zwischen Elektrode und Masse - gemessen werden. Damit kann man dann implizit auf den Druck und über einen bestimmten Druckanstieg oder ein Überschreiten eines Druckgrenzwertes auf ein Ein­ dringen eines Gegenstandes in den Airbag schließen.

Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich auf einfache und wirkungsvolle Wei­ se die "Out-of-Position"-Problematik lösen. Insbesondere kann auf separat im Fahrgastraum anzubringende Einrichtungen wie Sensoren, die kostenin­ tensiv sind, verzichtet werden.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Air­ bagsystems und

Fig. 2 eine schematische Teilschnittdarstellung einer als Druckmesser ausgebildeten Elektrodenanordnung.

Gemäß Fig. 1 ist ein aufblasbarer Airbag 8 zunächst in einem nicht darge­ stellten Lenkrad unter einer Abdeckung angeordnet. Mit dem Airbag 8 ist ein pyrotechnischer Gasgenerator 12 verbunden, der den Airbag 8 in mehreren Stufen aufblasen kann. Der Gasgenerator 12 ist mit einer Steuerung 14 ge­ koppelt, die diesen beispielsweise in einem Crashfall entsprechend der Ein­ gangssignale zündet. Mit der Bezugsziffer 15 sind zwei Eingänge markiert, über die vorliegend Eingangssignale, welche die Unfallschwere und das In­ sassengewicht beschreiben, der Steuerung 14 zugeführt werden.

Innenseitig des Airbags ist zumindest teilweise eine Antennenanordnung 10 in Form einer Beschichtung aufgebracht, die mit einer E-Felderzeugungs- und Auswertevorrichtung 16 verbunden ist. Die E-Felderzeugungs- und Auswertevorrichtung generiert im Aktivierungsfall des Airbagsystems über die als Elektrode wirkende Beschichtung ein elektrisches Feld 18. Bewegt oder befindet sich ein Gegenstand oder eine Person in dem elektrischen Feld 18, so wird dadurch dessen physikalische Eigenschaft, beispielsweise die Elektrizitätskonstante verändert, was wiederum von der Auswertevor­ richtung 16 detektiert wird.

Ein einer solchen Änderung des elektrischen Feldes entsprechendes Signal wird an die Steuerung 14 weitergeleitet, die in Reaktion darauf eine weitere Zündung von Stufen des Gasgenerators 12 unterbindet. Damit wird der Luft­ sack 8 nur mit einem geringeren Druck bzw. einer geringeren Luftmenge befüllt, so daß eine Kollision des sich im Bereich des elektrischen Feldes des Luftsackes 8 befindlichen Gegenstandes in einem ungefährlichen Bereich gehalten werden kann.

Ferner ist in der Figur schematisch eine Klammervorrichtung 19 dargestellt, die den Luftsack 8 bei seiner Entfaltung in unterschiedlichem Maß freigibt. Bei einem entsprechenden Signal von der Steuerung 14 gibt die Klammer­ vorrichtung 19 den Luftsack nur in einem geringeren Maße frei, was durch die mit der Bezugsziffer 8' gekennzeichnete Luftsackentfaltung dargestellt ist. Der sich möglicherweise innerhalb des nur teilweise entfalteten Luftsac­ kes 8' befindliche Druck kann mit einer (nicht dargestellten) Überdruckventil­ vorrichtung begrenzt werden.

In Fig. 2 ist ein Teilausschnitt eines Airbags gemäß einer weiteren Variante der Erfindung angegeben. Hierbei ist innenseitig einer Airbaghülle 30 eine Elektrode 32 angeordnet, die über ein Zwischenvlies 36 von einem Guard 34 getrennt ist. Der Guard 34 wiederum ist über einen Abnäher 38 vom weiteren Innenraum des Airbags abgetrennt. Wird nun der Airbag aufgeblasen und tritt dabei ein Gegenstand in den Airbag ein, so wird ein Druck über den Ab­ näher 38 auf das System bestehend aus Elektrode 32, Guard 34 und Zwi­ schenvlies 36 weitergegeben. Damit ändert sich auch die Kapazität zwischen der Elektrode 32 und dem Guard 34, was über eine weitere, in Fig. 2 nicht näher dargestellte Auswerteeinrichtung detektierbar ist. Damit wird also bei der zweiten Alternative nicht die Kapazität zwischen der Elektrode und der Masse bestimmt, sondern zwischen der Elektrode 32 und dem Guard 34, was implizit eine Druckbestimmtung zuläßt. Übersteigt der Druck einen be­ stimmten Wert, so können die oben bereits genannten Maßnahmen zur Druckbegrenzung ergriffen werden.

Claims (8)

1. Airbagsystem umfassend einen mittels einer Aufblasvorrichtung (12) aufblasbaren Luftsack (8, 8'), eine mit der Aufblasvorrichtung verbun­ denen Steuervorrichtung (14), eine Vorrichtung (16) zur Erzeugung eines elektrischen oder magnetischen Feldes (18) zumindest um ei­ nen Teil des Luftsackes (8, 8'), eine Erfassungseinrichtung (16), mit welcher eine Veränderung des erzeugten Feldes detektierbar ist, wo­ bei die Erfassungseinrichtung mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (16) zur Erzeugung eines elektrischen oder ma­ gnetischen Feldes innenseitig der äußeren Fläche des Luftsackes an­ geordnet ist.

2. Airbagsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (16) zur Erzeugung eines elektrischen oder ma­ gnetischen Feldes in Form einer Elektrode oder einer oder mehrerer Schichten, Streifen oder Drähte vorgesehen ist.

3. Airbagsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (16) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes ein zumindest zum Aufblaszeitpunkt elektrisch leitendes Medium umfaßt, welches den Airbag füllt und als Felderzeugungselektrode dient.

4. Airbagsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufblas- (12) und Steuervorrichtungen (14) derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, daß die Charakteristiken der Auf­ blasleistung, der Aufblaskinematik und/oder der Luftführung in den Luftsack in Abhängigkeit von der Veränderung des elektrischen oder magnetischen Feldes wählbar sind.

5. Airbagsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (19) zur Auswahl der Geometrie des aufblasbaren Luftsac­ kes (8, 8') vorgesehen sind und die Mittel (19) in Abhängigkeit von der Veränderung des elektrischen oder magnetischen Feldes beauf­ schlagt werden.

6. Airbagsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vorrichtung zur Erzeugung (16) des elektrischen oder magnetischen Feldes der Druck oder eine Druckänderung innerhalb des Airbags oder an der Luftsackoberfläche zu messen ist.

7. Airbagsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Erzeugung (16) eines elektrischen oder ma­ gnetischen Feldes eine Elektrode (30) mit einem innerhalb der Elek­ trode liegenden Guard (32) vorgesehen ist, die beide durch ein Zwi­ schenvlies (34) getrennt sind.

8. Luftsack für ein Airbagsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß innenseitig der äußeren Fläche des Luftsackes eine Vorrichtung zur Erzeugung (16) eines elektrischen oder magnetischen Feldes an­ geordnet ist.