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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeugairbag zum Einschränken eines Insassen und schafft insbesondere eine adaptive Entlüftung zum Anpassen des Airbags an die besonderen erfassten Schutznotwendigkeiten eines einzelnen Insassen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist gut bekannt, in Kraftfahrzeugen einen aufblasbaren Airbag vor einem sitzenden Insassen aufzublasen, um in Verbindung mit einem Sicherheitsgurt die Vorwärtsbewegung des Insassen einzuschränken.
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Der Stand der Technik hat erkannt, dass die Einschränkung des Insassen durch den Airbag durch Faktoren wie etwa die Größe des Insassen, das Gewicht des Insassen, die Position des Fahrzeugsitzes und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beeinflusst werden kann.
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Es wäre erwünscht, ein verbessertes Airbagsystem zu schaffen, das, wenn ein bestimmter Insasse ein Fahrzeug betritt, Haupteigenschaften über diesen Insassen erfassen und daraufhin das Airbagsystem anpassen könnte, um eine optimale Einschränkung dieses individuellen Insassen bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Airbaganordnung enthält ein Gehäuse, das eine Wand und einen Gasgenerator, der zum Erzeugen von Aufblasgas in dem Gehäuse angebracht ist, aufweist. Ein Airbag ist auf dem Gasgenerator gefaltet, um durch das Aufblasgas aufgeblasen zu werden. In der Wand des Gehäuses ist eine Entlüftungsöffnung bereitgestellt, um Aufblasgas aus dem Gehäuse zu entlüften. Eine Entlüftungsabdeckung weist eine normal geschlossene Position auf, wobei die Entlüftungsöffnung geschlossen ist, so dass das Aufblasgas in den Airbag geleitet wird, um sein Aufblasen in Richtung des Insassen zu beschleunigen. Mit dem Airbag und mit der Entlüftungsabdeckung ist ein Halteseil verbunden, um die Entlüftungsabdeckung zu öffnen, während der Airbag in seiner Entfaltung in Richtung des Insassen eine bestimmte Phase erreicht. Außerdem schließt ein Ventilglied die Entlüftungsabdeckung, wobei dieses wahlweise zum Bereitstellen eines ausgewählten Verschluss- und Öffnungsgrads der Entlüftungsöffnung beweglich ist. Das Ventilglied wird durch einen elektrischen Aktuator betrieben, der, wenn beim Eintritt eines Insassen in das Fahrzeug und während des Fahrens des Fahrzeugs das Ventilglied in eine Position betreibt, die die Größe der Entlüftungsöffnung an den bestimmten Insassen anpasst. Somit wird die Rate, mit der Aufblasgas durch die Entlüftungsöffnung aus dem Gehäuse entlüftet wird, wenn das Halteseil die Entlüftungsabdeckung öffnet, durch diesen zuvor festgesetzten ausgewählten Verschlussgrad der Entlüftungsöffnung bestimmt. Es ist ein Controller bereitgestellt, um die Größe, das Gewicht und/oder die Position des sitzenden Insassen, die Fahrzeuggeschwindigkeit und andere Daten, die zur Bestimmung des optimalen Aufblasens des Airbags für den bestimmten sitzenden Insassen nutzbar sind, zu erfassen und Daten von Sensoren hierfür zu erheben.
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Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung gehen aus der im Folgenden gegebenen ausführlichen Beschreibung hervor. Selbstverständlich dienen die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine seitliche Aufrissansicht eines Fahrzeugarmaturenbretts ist, das einen Airbag in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei Teile getrennt und im Schnitt gezeigt sind;
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2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 2-2 aus 1 ist;
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3 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 3-3 aus 1 ist;
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4 eine seitliche Aufrissansicht ähnlich 1 ist, die aber den Airbag zeigt, der aufgeblasen wird, um einen Insassen einzuschränken;
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5 eine schematische Darstellung von Sensoren und eines Steuersystems zum Betreiben des Adapterventils aus 2 und 3 ist;
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6 eine Aufrissansicht einer anderen Ausführungsform eines Adapterventils ist;
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7 eine Draufsicht des Adapterventils aus 6 ist;
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8 eine Aufrissansicht eines nochmals anderen Beispiels des Adapterventils ist;
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9 eine Draufsicht des Adapterventils aus 8 ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken.
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In 1 ist zu sehen, dass eine Kraftfahrzeugkarosserie ein Armaturenbrett 10 enthält, das sich vor einem Fahrzeugsitz, nicht gezeigt, befindet. Eine Windschutzscheibe 12 definiert die vordere Grenze des Armaturenbretts 10. Das Armaturenbrett weist eine Airbagklappe 14 auf, die eine in dem Armaturenbrett 10 bereitgestellte Airbagöffnung 16 schließt.
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Eine allgemein bei 20 gezeigte Airbaganordnung ist unter der Airbagklappe 14 des Armaturenbretts 10 verborgen. Die Airbaganordnung 20 enthält ein Gehäuse 26, das üblicherweise aus gestanztem Stahl oder aus gepresstem Aluminium konstruiert ist und in dem eine Gasgasgeneratoranordnung 28 angebracht ist. Ein Airbag 30 ist aus einem biegsamen Gewebematerial hergestellt und in der Weise zusammengelegt, dass er innerhalb des Gehäuses 26 und auf dem Gasgasgenerator 28 aufgenommen ist. In einer Wand 37 des Gehäuses 26 ist eine Entlüftungsöffnung 36 bereitgestellt.
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Wie am besten in 1, 2 und 3 zu sehen ist, ist die Entlüftungsöffnung 36 rund und weist eine rohrförmige Hülse 40, die durch Schrauben 38 an der Außenwand des Gehäuses 26 befestigt ist, auf. Die rohrförmige Hülse 40 weist einen kreisförmigen Hals 44 auf, in dem ein einstellbares Ventilglied, insbesondere eine kreisförmige Drehscheibe 46, drehbar an einer Schwenkwelle 48 angebracht ist. Die Enden der Schwenkwelle 48 verlaufen durch Bohrungen in der rohrförmigen Hülse 40 und an einem Ende der Welle 48 ist ein Drehaktuator 52 befestigt. Das Betätigen des Drehaktuators 52 dreht die Scheibe 46 in irgendeinen Drehungsgrad, so dass die Scheibe 46 den Hals 44 entweder wie in 1 gezeigt vollständig verdecken kann oder die Scheibe 46 in irgendeinen ausgewählten Drehungsgrad in Bezug auf die Entlüftungsöffnung 36 gedreht werden kann, so dass die Entlüftungsöffnung 36 gedrosselt werden kann, um die Übermittlung von Aufblasgas durch die Entlüftungsöffnung 36 und durch die rohrförmige Hülse 40 zu steuern und zu modulieren.
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Außerdem zeigen 1, 2 und 3, dass an der Innenseite der Wand 37 des Gehäuses 26 durch einen Scharnierbolzen 58, dessen Enden in mit der Gehäusewand 37 verbundenen Scharnierböcken 60 und 62 angebracht sind, eine Entlüftungsabdeckung 56 angebracht ist. Die Entlüftungsabdeckung 56 verschließt die Entlüftungsöffnung 36. Wie am besten in 3 zu sehen ist, sind die Ränder der Entlüftungsabdeckung 56 durch Klebstoffstränge 63 haftend an der Wand 37 des Gehäuses 26 befestigt, so dass die Entlüftungsabdeckung 56 an dem Gehäuse 26 befestigt ist und dadurch in ihrer in 1 gezeigten geschlossenen Position gehalten ist. Außerdem zeigt 1 ein Halteseil 64 in Form eines Bands aus Airbagmaterial, das ein Ende 66, das an dem dem Scharnier 58 gegenüberliegenden Ende der Entlüftungsabdeckung 56 befestigt ist, und sein anderes Ende 68, das an den Airbag 30 genäht ist, aufweist.
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In 4 ist zu sehen, dass der Gasgenerator 28 betätigt worden ist, um Aufblasgas zu erzeugen, was wiederum erzwungen hat, dass der zusammengelegte Airbag 30 entfaltet und durch die Öffnung 16 in dem Armaturenbrett 10, wie es durch die nach oben gerichtete Schwenkbewegung der Klappe 14 in Eingriff mit der Windschutzscheibe 12 ermöglicht wird, ausgestoßen worden ist. 4 zeigt außerdem, dass der Airbag 30 in einem Umfang aufgeblasen worden ist, dass das Halteseil 64 gespannt worden ist und dass die durch den Airbag, der aufgeblasen wird, auf das Halteseil 64 ausgeübte Kraft die Entlüftungsabdeckung 56 zwangsläufig von ihrer geschlossenen Position aus 1 weg in eine offene Position aus 4 geschwenkt hat. Das Schwenken der Entlüftungsabdeckung 56 in die offene Position aus 4 wurde dadurch ermöglicht, dass das Halteseil 64 ausreichend Kraft ausgeübt hat, um die Klebstoffdichtung, die die Entlüftungsabdeckung 56 in ihrer vollständig geschlossenen Position gehalten hat, zu überwinden. Wie in 4 zu sehen ist, wird dementsprechend das Aufblasgas durch die Entlüftungsöffnung 36 entweichen gelassen, wenn sich die Entlüftungsabdeckung 56 plötzlich in einen offenen Zustand relativ zu der Entlüftungsöffnung 36 bewegt hat. Die Rate, mit der das Aufblasgas durch die Entlüftungsöffnung 36 entlüften gelassen wird, wird durch den Verschlussgrad der kreisförmigen Scheibe 46 bestimmt. Somit ist zu sehen, dass die kreisförmige Scheibe 46 als ein allgemein mit 69 bezeichnetes Adapterventilglied arbeitet, das den Durchfluss des Aufblasgases durch die Entlüftungsöffnung 36 bestimmt. Allerdings kann das Aufblasgas das Adapterventilglied 69 erst erreichen, wenn die Entlüftungsabdeckung 56 durch das Halteseil 64 plötzlich geöffnet wird.
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In 5 ist eine typische schematische Darstellung eines Erfassungs- und Steuersystems zum Bestimmen des durch die kreisförmige Scheibe 46 bereitgestellten Verschlussgrads des Ventilglieds gezeigt. Insbesondere zeigt 5 einen Sitzpositionssensor 70, einen Insassenpositionssensor 72, einen Insassengewichtssensor 74 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76. Diese Sensoren liefern Eingaben an einen Controller 78, der die erfassten Daten durch einen Algorithmus verarbeitet, der daraufhin ein Steuersignal an den Motoraktuator 52 sendet, der wiederum die Drehscheibe 46 in ihre berechnete Position dreht. Somit ist festzustellen, dass die Sensoren beim Start und beim Fahren des Fahrzeugs ununterbrochen Informationen erheben können, die sich auf die Anpassung des Airbagsystems an die Notwendigkeiten des bestimmten Insassen beziehen, und daraufhin die Position der Ventilscheibe 46, während sich die Bedingungen während der Fahrzeugfahrt ändern, dementsprechend modulieren können. Es ist festzustellen, dass es keinen Versuch gibt, die Position der Ventilscheibe 46 zu dem besonderen Zeitpunkt eines Airbagaufblasereignisses einzustellen. Vielmehr wird die Ventilscheibe 46 bereits vor dem Aufblasereignis vorpositioniert. Wenn daraufhin die Entlüftungsabdeckung 56 beim Auftreten des Aufblasereignisses in die wie in 4 gezeigte offene Position bewegt wird, ist die Ventilscheibe 46 bereits bei dem geeigneten Öffnungsgrad festgesetzt worden, um das Airbagaufblasereignis an die Notwendigkeiten des bestimmten sitzenden Insassen, für den die besonderen Daten des Insassen durch die verschiedenen Sensoren erhoben und durch den Controller berechnet worden sind, anzupassen.
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Somit ist zusammengefasst zu sehen, dass die an der Innenseite des Gehäuses bereitgestellte Entlüftungsabdeckung 56 als ein normalerweise geschlossenes Ventil wirkt, das das Aufblasgas daran hindert, die Entlüftungsöffnung zu erreichen, bis das Halteseil 64 die Entlüftungsabdeckung 56 schnell öffnet, wenn der Airbag einen bestimmten Entfaltungszustand erreicht. Das an der Außenseite des Gehäuses angebrachte Adapterventilglied 69 ist durch den Controller 78 in Bereitschaft auf das Aufblasereignis im Voraus eingestellt worden, bewegt sich während des Aufblasereignisses aber nicht. Somit fungieren die Entlüftungsabdeckung 56 und das Adapterventilglied 69 als hintereinandergeschaltet angeordnete Ventile, durch die das Aufblasgas entlüftet wird.
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In 6 und 7 ist ein weiteres Beispiel des Ventilglieds zum Öffnen und Schließen der Entlüftungsöffnung in der Wand des Gehäuses gezeigt. Wie in 6 und 7 zu sehen ist, weist ein Airbaggehäuse 80 insbesondere darin eine rechteckige Entlüftungsöffnung 82 auf, die durch ein Gleitschieberventil 84 geschlossen ist. Ein Ende einer Drehantriebswelle 88 ist drehbar an einem Lager 90 angebracht und ihr anderes Ende wird durch einen Drehaktuator 94 angetrieben. An dem Gleitschieberventil 84 ist eine Antriebsmutter 96 befestigt, die mit der Antriebswelle 88 kämmt, so dass die Drehung der Antriebswelle 88 durch den Aktuator 94 das Gleitschieberventil 84 relativ zu der Entlüftungsöffnung 82 nach links und rechts verlagert. Innerhalb des Gehäuses 80 ist eine Entlüftungsabdeckung 100 bereitgestellt, die durch einen an den Scharnierböcken 104 und 106 angelenkten Scharnierbolzen 102 angebracht ist. Auf die Entlüftungsabdeckung wirkt eine Feder 106, um die Entlüftungsabdeckung wie in 6 und 7 gezeigt zum Verschließen der Entlüftungsöffnung 82 zu positionieren. Der Aktuator 94 aus 6 und 7 empfängt von dem Controller 78 aus 5 ein Steuersignal, um den Gleitschieber 84 in 6 nach rechts und links zu schieben und somit ein allgemein mit 108 bezeichnetes Adapterventilglied und in Bereitschaft auf ein Aufblasen des Airbags einen geeigneten Verschlussgrad der Entlüftungsöffnung 82 bereitzustellen.
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Die 8 und 9 zeigen eine abermals andere Ausführungsform der adaptiven Ventilanordnung, in der ein Airbaggehäuse 110 eine Entlüftungsöffnung aufweist, die durch mehrere radial voneinander beabstandete tropfenförmige Schlitze 112 definiert ist. An der Außenseite des Gehäuses 110 ist durch einen Haltering 116 und durch eine Drehwelle 118 ein Drehventilglied 114 drehbar angebracht. An der Drehwelle 118 ist ein Aktuator 122 befestigt, der das Drehventilglied 114 um einige Drehungsgrad dreht, so dass mehrere in dem Drehventilglied 114 bereitgestellte radial beabstandete tropfenförmige Schlitzöffnungen 128, wie durch die durch den Aktuator 122 festgesetzte Drehposition bestimmt wird, die Schlitze 112 entweder vollständig abdichten oder die Schlitze 112 teilweise oder vollständig öffnen, so dass ein allgemein mit 129 bezeichnetes Adapterventil bereitgestellt ist. Auf der Innenseite des Ventilgehäuses 110 ist eine Entlüftungsabdeckung 130 bereitgestellt, die durch Scharnierböcke 132 und 134 und durch einen Scharnierbolzen 136 an der Innenseite des Gehäuses 110 angelenkt ist. Die Entlüftungsabdeckung 130 deckt die Entlüftungsöffnungen 112 vollständig ab, bis es ein Airbag-Aufblasereignis gibt, währenddessen ein Halteseil wie in 1 die Entlüftungsabdeckung 130 entfernt, so dass Aufblasgas mit einer durch seine Drehposition bestimmten Rate durch das Ventilglied 114 entlüftet werden kann.
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Somit ist zu sehen, dass auf der Innenseite des Gehäuses die Entlüftungsabdeckung bereitgestellt ist, die als ein normal geschlossenes Ventil wirkt, das Aufblasgas daran hindert, die Entlüftungsöffnung zu erreichen, bis ein mit dem Airbag verbundenes Halteseil die Entlüftungsabdeckung öffnet. Die Rate, mit der Aufblasgas aus dem Airbaggasgenerator entlüftet wird, ist dann durch ein adaptives Ventilglied bestimmt, das durch die Sensoren und durch den Controller auf einen ausgewählten Verschlussgrad eingestellt worden ist. Es wird gewürdigt werden, dass der elektrische Aktuator zum Betreiben des Adapterventilglieds kein schnell wirkender Aktuator zu sein braucht, da nicht versucht wird, das Adapterventilglied zum Zeitpunkt des Aufblasens des Airbags einzustellen.
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Obwohl die vorstehende Beschreibung der Erfindung bestimmte Beispiele eines Ventilglieds und einer Entlüftungsabdeckung bietet, ist festzustellen, dass die Implementierung der Erfindung unter Verwendung anderer Ventil- und Abdeckungsstrukturen erzielt werden kann. Obwohl die hier gezeigten Beispiele die Entlüftungsabdeckung aufweisen, die durch ein Scharnier an der Gehäusewand angebracht ist und durch Klebstoff oder eine Feder in der geschlossenen Position gehalten ist, sind außerdem andere, äquivalente Strukturen für den Fachmann auf dem Gebiet sichtbar. Zum Beispiel kann die Abdeckung so einfach wie ein Stück Material sein, das durch Klebstoff an der Gehäusewand befestigt ist und daraufhin durch das Halteseil abgerissen wird, wenn der Airbag aufgeblasen wird. Alternativ kann die Abdeckung angelenkt sein, aber durch eine Feder oder durch eine andere mechanische Vorrichtung in der geschlossenen Position gehalten sein, die durch das Halteseil überwunden wird, um zu ermöglichen, dass die Abdeckung vom Abdecken der Entlüftungsöffnung entfernt wird.
