DE10160188B4 - Airbag deployment method and system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen mit den Schritten:
a) Erfassen der Außentemperatur, der Innentemperatur und der Betriebsdauer des Motors des Kraftfahrzeugs;
b) Ermitteln der Temperatur eines Gasgenerators des Airbags auf Grundlage der im Schritt a) erfaßten Daten; und
c) Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die im Schritt b) ermittelte Temperatur des Gasgenerators.Method for triggering an airbag in motor vehicles, comprising the steps:
a) detecting the outside temperature, the inside temperature and the operating time of the engine of the motor vehicle;
b) determining the temperature of a gas generator of the airbag on the basis of the data acquired in step a); and
c) adapting the gas pressure generated by the gas generator to the temperature of the gas generator determined in step b).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufprallschutzsystem für Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Gasgenerator ein unter Druck stehendes Treibgas zum Aufblasen eines Luftsacks (Airbag) erzeugt.The present invention relates to an impact protection system for Vehicle occupant of a motor vehicle, in which a gas generator a pressurized propellant gas for inflating an airbag generated.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter dem Begriff „Airbag" sämtliche mit einem aufgeblasenen Gassack versehene Aufprallschutzsysteme zu verstehen, z. B. im Lenkrad und Armaturenbrett vorgesehene Fahrer- bzw. Beifahrerairbags, Sidebags usw.Within the scope of the present invention are under the term "airbag" all impact protection systems provided with an inflated gas bag understand e.g. B. In the steering wheel and dashboard provided driver or passenger airbags, sidebags etc.

Die in Airbagsystemen verwendeten Gasgeneratoren sind heutzutage überwiegend pyrotechnischer Art und funktionieren prinzipiell derart, daß durch einen Stromimpuls ein Anzünder im Gasgenerator gezündet wird. Dabei treffen heiße Partikel auf die Oberfläche eines meist in Tablettenform vorliegenden Treibstoffs, der dann selbst zündet und in einer Brennkammer verbrennt. Dabei entsteht eine ausreichende Gasmenge und ein ausreichender Gasdruck zum Füllen des Airbags. Darüber hinaus existieren Hybrid-Gasgeneratoren, bei denen Treibgas in einem Druckgasbehälter gespeichert wird, der mittels einer Berstmembran verschlossen ist. Zum Auslösen des Airbags wird die Berstmembran durch eine Anzündladung aufgebrochen, so daß das Treibgas aus dem Druckbehälter ausströmt und den Airbag füllt. Des weiteren existieren Flüssiggas-Gasgeneratoren, die einen flüssiggasbefüllten Druckgasbehälter aufweisen. Zur Auslösung des Gasgenerators wird das Flüssiggas mit einer Anzündladung gezündet, wodurch Druckgas entsteht, das in den Airbag geleitet wird.The used in airbag systems Gas generators are predominant nowadays pyrotechnic type and work in principle in such a way that a lighter pulse ignited in the gas generator becomes. Hot meet Particles on the surface of a fuel, usually in tablet form, which then ignites itself and burns in a combustion chamber. This creates a sufficient one Amount of gas and sufficient gas pressure to fill the airbag. Beyond exist Hybrid gas generators in which propellant gas is stored in a pressurized gas container which is closed by means of a bursting membrane. To trigger the Airbags, the bursting membrane is broken open by an ignition charge, so that the propellant gas from the pressure vessel flows and inflates the airbag. Furthermore, there are LPG gas generators have a pressurized gas container filled with liquid gas. For triggering the gas generator becomes the LPG with an ignition charge ignited which creates compressed gas that is directed into the airbag.

Die Funktion dieser bekannten Gasgeneratoren ist temperaturabhängig, so daß bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen relativ stark variierende Aufblasdauern für den Airbag, Drücke im Gasgenerator und Gasdrücke im Airbag entstehen. Die im Inneren eines Kraftfahrzeugs auftretenden Temperaturschwankungen können zwischen –35°C und +85°C liegen, so daß die Beschaffenheit und Aufprallcharakteristik des aufgeblasenen Airbags ebenfalls stark variiert.The function of these known gas generators is temperature dependent, so that at different ambient temperatures vary widely Inflation times for the airbag, pressures in the gas generator and gas pressures arise in the airbag. The temperature fluctuations that occur inside a motor vehicle can are between –35 ° C and + 85 ° C, So that the The nature and impact characteristics of the inflated airbag also varies widely.

Im Hinblick darauf schlägt die DE 195 41 796 A1 einen Gasgenerator für passive Rückhaltesysteme vor, deren Gasdruckschwankungen, die durch unterschiedliche umgebungsabhängige Betriebstemperaturen verursacht werden, reduziert sind. Dazu weist der in der DE 195 41 796 A1 beschriebene Gasgenerator ein Thermoelement auf, das sich in der unmittelbaren Umgebung des Metallkörpers des Gasgenerators befindet. Dieses Thermoelement dient dazu, den Metallkörper den Anforderungen entsprechend zu erwärmen oder zu kühlen und somit den Gasgenerator auf einer bestimmten Betriebstemperatur zu halten, die unabhängig von der umweltbedingten Umgebungstemperatur ist. Mit anderen Worten wird der Gasgenerator also klimatisiert.In this regard, the DE 195 41 796 A1 a gas generator for passive restraint systems, the gas pressure fluctuations of which are caused by different ambient-dependent operating temperatures are reduced. For this, the in the DE 195 41 796 A1 described gas generator a thermocouple, which is located in the immediate vicinity of the metal body of the gas generator. This thermocouple serves to heat or cool the metal body according to the requirements and thus to keep the gas generator at a certain operating temperature, which is independent of the environmental ambient temperature. In other words, the gas generator is air-conditioned.

Die EP 0 773 146 A2 beschreibt einen Gasgenerator eines Aufprallschutzsystemsfür Fahrzeuginsassen, der ein unter Druck stehendes Treibgas zum Aufblasen des Luftsacks erzeugt, wobei auf dem Weg des Treibgases zum Luftsack eine Umlenkvorrichtung zur Beeinflussung des Strömungswegs des in den Luftsack strömenden Treibgases vorgesehen ist. Dadurch wird der Weg des Gasstroms verlängert oder verkürzt, so daß die für den Druck im Luftsack wesentliche Treibgastemperatur variabel gehalten werden und durch entsprechende Ansteuerung der Umlenkvorrichtung variieren kann. Zur Ermittlung der Umgebungstemperatur des Gasgenerators ist ein Temperatursensor vorgesehen, der mit einer Steuerungseinrichtung verbunden ist.The EP 0 773 146 A2 describes a gas generator of an impact protection system for vehicle occupants, which generates a pressurized propellant gas for inflating the airbag, a deflection device being provided on the path of the propellant gas to the airbag for influencing the flow path of the propellant gas flowing into the airbag. As a result, the path of the gas flow is lengthened or shortened, so that the propellant gas temperature which is essential for the pressure in the airbag is kept variable and can vary by correspondingly controlling the deflection device. To determine the ambient temperature of the gas generator, a temperature sensor is provided which is connected to a control device.

Aus den Druckschriften DE 197 43 304 A1 , DE 195 41 798 A1 , DE 195 19 130 A1 und DE 40 00 309 A1 sind bereits Airbagauslösesysteme bekannt, die die Temperatur eines Gasgenerators eines Airbags ermitteln und die anschließend auf der Grundlage der gemessenen Temperatur den erzeugten Gasdruck des Generators anpassen. Aus der DE 200 00 144 U1 ist darüber hinaus bekannt, die Innentemperatur des Fahrzeugs mit einem externen Temperatursensor, der ohnehin im Fahrzeug verbaut ist, zur Steuerung des Gasdrucks zu messen.From the pamphlets DE 197 43 304 A1 . DE 195 41 798 A1 . DE 195 19 130 A1 and DE 40 00 309 A1 Airbag release systems are already known which determine the temperature of a gas generator of an airbag and which then adapt the generated gas pressure of the generator on the basis of the measured temperature. From the DE 200 00 144 U1 is also known to measure the internal temperature of the vehicle with an external temperature sensor, which is already installed in the vehicle, for controlling the gas pressure.

Die US-A-5,056,815 und korrespondierende DE 39 24 500 C1 offenbaren eine temperaturabhängige Steuerung des von einem Gasgenerator abgegebenen Gasdrucks.The US-A-5,056,815 and corresponding DE 39 24 500 C1 disclose a temperature-dependent control of the gas pressure delivered by a gas generator.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Verfahren und Systeme zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen bereitzustellen, bei denen die Umgebungstemperatur berücksichtigt wird und keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.It is a task of the present Invention, improved methods and systems for triggering a To provide airbags in motor vehicles at which the ambient temperature considered will and no additional Components are required. This task comes with the characteristics of claims solved.

Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, auf im Fahrzeug bereits vorhandene Daten zurückzugreifen und daraus die Temperatur des Gasgenerators zu ermitteln, um eine entsprechende Anpassung des durch den Generator erzeugten Gasdrucks an die Umgebungsbedingungen zu realisieren. Dazu werden mit (vorzugsweise vorhandenen) Temperaturfühlern für Außen- und Innentemperaturermittlung (z.B. für Klimaanlagenautomatik) sowie mit einer Einrichtung die Betriebsdauer des Motors erfaßt. Die erfaßten Daten werden einer Steuerungseinrichtung (z. B. Rechner) zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Die Steuerungseinrichtung ermittelt auf Grundlage der Außen- und Innentemperatur sowie der Betriebsdauer des Motors die Temperatur des Gasgenerators des Airbags. Mit Hilfe der ermittelten Temperatur des Gasgenerators erfolgt ein Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks.The invention is based on the basic idea of using data already present in the vehicle and determining the temperature of the gas generator therefrom in order to implement a corresponding adaptation of the gas pressure generated by the generator to the ambient conditions. For this purpose, the (preferably existing) temperature sensors for outside and inside temperature determination (for example for automatic air conditioning systems) and a device are used to record the operating time of the engine. The recorded data are fed to a control device (e.g. computer) for further processing. The control device determines the temperature of the gas generator of the airbag based on the outside and inside temperature and the operating time of the engine. With the help of the determined temperature of the gas generator, an adjustment is made the gas pressure generated by the gas generator.

Die Betriebsdauer des Motors ist bei der Ermittlung der Temperatur des Gasgenerators neben der Außen- und Innentemperatur ein Faktor, da von dieser Betriebsdauer auf die durch die Klimaanlage bedingte Abkühlung bzw. Aufheizung des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe definierter Gradienten auf die Temperatur des Gasgenerators geschlossen werden kann. Eine Anpassung der Temperatur des Gasgenerators ist daher auch von der Betriebsdauer des Motors abhängig.The operating time of the engine is in determining the temperature of the gas generator in addition to the outside and Indoor temperature is a factor because of this operating time on the cooling or heating of the vehicle interior caused by the air conditioning system with the help of defined gradients to the temperature of the gas generator can be closed. An adjustment of the temperature of the gas generator is therefore also dependent on the operating time of the engine.

Die Anpassung des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die ermittelte Temperatur des Gasgenerators erfolgt vorzugsweise durch Zugreifen auf im Kraftfahrzeug gespeicherte Kennlinien für die jeweilige Temperatur des Gasgenerators. Ein geeignetes Kennlinienfeld ist beispielhaft in 1 gezeigt. Dort sind abhängig von der Betriebsdauer des Motors (Ordinate) und der Außentemperatur (Abszisse) verschiedene Kennlinien für Beifahrer-, Seiten- und Fahrerairbag dargestellt. Ferner weist das Diagramm eine Kennlinie für die Innentemperatur auf. Wie aus 1 ersichtlich, sind die Kennlinien zwischen etwa –35°C und etwa +25°C dargestellt. Die Innentemperatur des Fahrzeugs steigt in den ersten zehn Minuten relativ schnell von –35°C auf ca. +25°C und bleibt dann weitgehend konstant. Die Temperaturen des Fahrer- und Beifahrairbags verlaufen weitgehend parallel. Sie steigen in den anfänglichen 70 bis 80 Betriebsminuten des Motors in etwa linear von etwa –35°C auf etwa 20°C. Anschließend nähern sich die beiden Kurven etwa 25°C, d.h. der Innentemperatur des Fahrzeugs, an. Die Kennlinie des in der Tür befindlichen Seitenairbags beginnt im dargestellten Beispiel ebenfalls bei etwa –35°C und verläuft dann im Prinzip linear bis etwa +10°C. Dann bleibt die Temperatur des Seitenairbags bei etwa +15°C konstant.The gas pressure generated by the gas generator is preferably adapted to the determined temperature of the gas generator by accessing characteristic curves stored in the motor vehicle for the respective temperature of the gas generator. A suitable characteristic field is exemplified in 1 shown. Depending on the operating time of the engine (ordinate) and the outside temperature (abscissa), various characteristic curves for the front passenger, side and driver airbags are shown. The diagram also has a characteristic curve for the internal temperature. How out 1 the characteristic curves between approximately -35 ° C and approximately + 25 ° C are shown. The interior temperature of the vehicle rises relatively quickly in the first ten minutes from –35 ° C to approx. + 25 ° C and then remains largely constant. The temperatures of the driver and front passenger airbags are largely parallel. They increase approximately linearly from approximately -35 ° C to approximately 20 ° C in the initial 70 to 80 minutes of engine operation. The two curves then approach each other at around 25 ° C, ie the inside temperature of the vehicle. In the example shown, the characteristic curve of the side airbag in the door also begins at around –35 ° C and then in principle runs linearly up to around + 10 ° C. Then the temperature of the side airbag remains constant at around + 15 ° C.

Im allgemeinen wird also beispielsweise bei hohen Außentemperaturen die „Leistung" des Gasgenerators reduziert und bei niedrigen Außentemperaturen die „Leistung" des Gasgenerators erhöht. Dazu kann beispielsweise ein zwei- oder mehrstufiger Gasgenerator vorgesehen sein.In general, for example at high outside temperatures the performance" of the gas generator is reduced and the "performance" at low outside temperatures of the gas generator increased. To can, for example, a two or multi-stage gas generator may be provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. System ist vorteilhafterweise auch für Kraftfahrzeuge mit mehreren Airbagmodulen anwendbar, da auch in diesem Fall keine weiteren Sensoren erforderlich sind, sondern vielmehr auf die im Fahrzeug vorhandenen Daten zugegriffen werden kann. Somit wird in diesem Fall auf Grundlage der erfaßten Außen- und Innentemperatur sowie der Fahrzeit jeweils die Temperatur jedes Gasgenerators eines jeden Airbags ermittelt und eine individuelle Anpassung der jeweiligen durch die Gasgeneratoren erzeugten Gasdrücke für die einzelnen Airbags durchgeführt.The method or system according to the invention is advantageously also for Motor vehicles with multiple airbag modules applicable, as in In this case, no further sensors are required, but rather the data available in the vehicle can be accessed. Consequently in this case is based on the recorded outside and inside temperature as well the travel time the temperature of each gas generator of each Airbags determined and an individual adjustment of each gas pressures generated by the gas generators are carried out for the individual airbags.

Gegenüber bekannten Airbagsystemen, bei denen die Umgebungstemperatur berücksichtigt wird, hat das erfindungsgemäße Verfahren und System insbesondere den Vorteil, daß eine Temperaturkompensation ohne zusätzliche Bauteile (z. B. Temperatursensor für den Gasgenerator) vorgenommen wird. Dadurch lassen sich die Kosten reduzieren und gleichzeitig maximale Sicherheit realisieren.Compared to known airbag systems, in which the ambient temperature is taken into account, has the inventive method and system in particular the advantage that temperature compensation without additional Components (e.g. temperature sensor for the gas generator) is made. This allows costs to be reduced and at the same time maximum Realize security.

Claims (8)

Verfahren zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen mit den Schritten: a) Erfassen der Außentemperatur, der Innentemperatur und der Betriebsdauer des Motors des Kraftfahrzeugs; b) Ermitteln der Temperatur eines Gasgenerators des Airbags auf Grundlage der im Schritt a) erfaßten Daten; und c) Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die im Schritt b) ermittelte Temperatur des Gasgenerators.Triggering procedure an airbag in motor vehicles with the steps: a) Capture the outside temperature, the internal temperature and the operating time of the engine of the motor vehicle; b) Based on determining the temperature of a gas generator of the airbag of those recorded in step a) Data; and c) adjusting the gas pressure generated by the gas generator to the temperature of the gas generator determined in step b). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen der Außentemperatur, der Innentemperatur und der Betriebsdauer des Motors gemäß Schritt a) durch Zugreifen auf im Kraftfahrzeug vorhandene Informationen erfolgt.The method of claim 1, wherein detecting the outside temperature, the internal temperature and the operating time of the engine according to step a) by accessing information available in the motor vehicle he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks gemäß Schritt c) durch Zugreifen auf im Kraftfahrzeug gespeicherte Kennlinien für die jeweilige Temperatur des Gasgenerators erfolgt.The method of claim 1 or 2, wherein adjusting the by the gas generator generated gas pressure according to step c) by access on characteristic curves stored in the motor vehicle for the respective temperature of the gas generator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Schritt b) Temperaturen mehrerer Gasgeneratoren von mehreren Airbags ermittelt werden und im Schritt c) ein individuelles Anpassen der jeweiligen durch die Gasgeneratoren erzeugten Gasdrücke für die einzelnen Airbags erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, wherein in step b) Temperatures of several gas generators determined from several airbags and in step c) an individual adjustment of the respective gas pressures generated by the gas generators for the individual airbags. System zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen mit einem Fühler zum Erfassen der Außentemperatur, einem Fühler zum Erfassen der Innentemperatur im Kraftfahrzeug, einer Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsdauer des Motors, einem Gasgenerator zum Erzeugen des Gasdrucks für den Airbag und einer Steuerungseinrichtung zum Ermitteln der Temperatur des Gasgenerators auf Grundlage der Außen- und Innentemperatur sowie der Betriebsdauer des Motors und zum Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die Temperatur des Gasgenerators.Trigger system an airbag in motor vehicles with a sensor for detecting the outside temperature, a feeler for detecting the internal temperature in the motor vehicle, a device for Determine the operating time of the engine, a gas generator to generate of gas pressure for the airbag and a control device for determining the temperature of the gas generator based on the outside and inside temperature as well the operating time of the engine and to adjust by the gas generator generated gas pressure to the temperature of the gas generator. System nach Anspruch 5, wobei der Gasgenerator zwei- oder mehrstufig ausgebildet ist.The system of claim 5, wherein the gas generator has two or more stages is trained. System nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuerungseinrichtung ferner einen Speicher aufweist, in dem Kennlinien für die Zündung des Gasgenerators in Abhängigkeit von der Temperatur des Gasgenerators gespeichert sind, wobei die Steuerungseinrichtung die Anpassung des Gasdrucks an die Temperatur des Gasgenerators auf Grundlage der entsprechende Kennlinie für die jeweiligen Temperatur vornimmt.System according to claim 5 or 6, wherein the control device further comprises a memory in which characteristics for the ignition of the gas ge nerators are stored as a function of the temperature of the gas generator, the control device adapting the gas pressure to the temperature of the gas generator on the basis of the corresponding characteristic curve for the respective temperature. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei mehrere Airbags mit entsprechenden Gasgeneratoren vorgesehen sind und wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß die Temperaturen aller Gasgeneratoren ermittelt werden und ein individuelles Anpassen der jeweiligen durch die Gasgeneratoren erzeugten Gasdrücke für die einzelnen Airbags erfolgt.System according to one of the claims 5 to 7, with several airbags with appropriate gas generators are provided and the control device is designed in this way is that the Temperatures of all gas generators are determined and an individual Adjusting the respective gas pressures generated by the gas generators for the individual airbags he follows.
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