DE102013202555B4

DE102013202555B4 - Adaptive Entlüftung für einen Airbag

Info

Publication number: DE102013202555B4
Application number: DE102013202555.6A
Authority: DE
Inventors: Jenne-Tai Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2033-02-19
Also published as: CN103287378A; CN103287378B; DE102013202555A1; US8727377B2; US20130221643A1

Abstract

Eine Airbaganordnung enthält ein Gehäuse, einen Gasgasgenerator, der in dem Gehäuse angebracht ist, und einen Airbag. In der Wand des Gehäuses ist eine Entlüftungsöffnung zum Entlüften von Aufblasgas aus dem Gehäuse bereitgestellt. Eine Entlüftungsabdeckung schließt die Entlüftungsöffnung, so dass Aufblasgas die Entlüftungsöffnung nicht erreicht. Außerdem verschließt ein Ventilglied die Entlüftungsabdeckung und ist wahlweise durch einen elektrischen Aktuator beweglich, um das Ventilglied in Ansprechen auf erfasste Bedingungen des Insassen und des Fahrzeugs auf einen ausgewählten Verschlussgrad anzupassen. Mit dem Airbag und mit der Entlüftungsabdeckung ist ein Halteseil verbunden, um die Entlüftungsöffnung plötzlich zu öffnen, während der Airbag eine bestimmte Phase in seiner Entfaltung erreicht, so dass die Rate, mit der Aufblasgas durch die Entlüftungsöffnung aus dem Gehäuse entlüftet wird, durch den zuvor festgesetzten ausgewählten Verschlussgrad der Entlüftungsöffnung bestimmt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
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.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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.
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.
DE 103 39 031 A1 offenbart eine Luftsackanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 10 2005 055 414 A1 , DE 101 24 273 A1 , US 6 241 279 B1 und DE 198 10 537 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Airbaganordnung bereitzustellen, bei der ein Eindringen von Verunreinigungen durch ihre Entlüftungsöffnung im nicht entfalteten Zustand des Airbags verhindert wird und bei der die Entlüftungsabdeckung beim Entfalten des Airbags die Entlüftungsöffnung kontrolliert freigibt, um eine Beschädigung des Luftsacks zu vermeiden.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Airbaganordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:

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;
2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 2-2 aus 1 ist;
3 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 3-3 aus 1 ist;
4 eine seitliche Aufrissansicht ähnlich 1 ist, die aber den Airbag zeigt, der aufgeblasen wird, um einen Insassen einzuschränken;
5 eine schematische Darstellung von Sensoren und eines Steuersystems zum Betreiben des Adapterventilglieds aus 2 und 3 ist;
6 eine Aufrissansicht einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Adapterventilglieds ist;
7 eine Draufsicht des Adapterventilglieds aus 6 ist;
8 eine Aufrissansicht eines nochmals anderen Beispiels des Adapterventilglieds ist;
9 eine Draufsicht des Adapterventilglieds aus 8 ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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.
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 Gasgenerator 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 Gasgenerator 28 aufgenommen ist. In einer Wand 37 des Gehäuses 26 ist eine Entlüftungsöffnung 36 bereitgestellt.
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 Aktuator 52 befestigt. Das Betätigen des Aktuators 52 dreht die Drehscheibe 46 in irgendeinen Drehungsgrad, so dass die Drehscheibe 46 den Hals 44 entweder wie in 1 gezeigt vollständig verdecken kann oder die Drehscheibe 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.
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 Wand 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.
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 Airbagöffnung 16 in dem Armaturenbrett 10, wie es durch die nach oben gerichtete Schwenkbewegung der Airbagklappe 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 Drehscheibe 46 bestimmt. Somit ist zu sehen, dass die kreisförmige Drehscheibe 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.
In 5 ist eine typische schematische Darstellung eines Erfassungs- und Steuersystems zum Bestimmen des durch die kreisförmige Drehscheibe 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 Aktuator 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, die sich auf die Anpassung des Airbagsystems an die Notwendigkeiten des bestimmten Insassen beziehen, und daraufhin die Position der Drehscheibe 46, während sich die Bedingungen während der Fahrzeugfahrt ändern, dementsprechend modulieren. Es ist festzustellen, dass es keinen Versuch gibt, die Position der Drehscheibe 46 zu dem besonderen Zeitpunkt eines Airbagaufblasereignisses einzustellen. Vielmehr wird die Drehscheibe 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 Drehscheibe 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.
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.
In 6 und 7 ist ein nicht erfindungsgemäßes Beispiel des Adapterventilglieds zum Öffnen und Schließen der Entlüftungsöffnung in der Wand des Gehäuses gezeigt. Wie in 6 und 7 zu sehen ist, weist ein Gehäuse 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 Aktuator 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 das Gleitschieberventil 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.
Die 8 und 9 zeigen eine abermals andere Ausführungsform der adaptiven Ventilanordnung, in der ein Gehäuse 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 Adapterventilglied bereitgestellt ist. Auf der Innenseite des Gehäuses 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 Drehventilglied 114 entlüftet werden kann.
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 Gasgenerator entlüftet wird, ist dann durch ein Adapterventilglied 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.

Claims

Airbaganordnung (20) für ein Fahrzeug, die umfasst: ein Gehäuse (26; 110), das eine Wand (37) aufweist; einen Gasgenerator (28), der in dem Gehäuse (26; 110) zum Erzeugen von Aufblasgas angebracht ist; einen Airbag (30), der auf dem Gasgenerator (28) zusammengelegt ist, um durch das Aufblasgas aufgeblasen zu werden; eine Entlüftungsöffnung (36; 112) in der Wand (37) des Gehäuses (26; 110) zum Entlüften von Aufblasgas aus dem Gehäuse (26; 110); ein Adapterventilglied (69; 129), das durch einen elektrischen Aktuator (52; 122) wahlweise beweglich ist, um einen ausgewählten Verschlussgrad der Entlüftungsöffnung (36; 112) bereitzustellen; und eine Entlüftungsabdeckung (56; 130), die eine geschlossene Position aufweist, die die Entlüftungsöffnung (36; 112) unabhängig von dem Adapterventilglied (69; 129) verschließt, und die mit einem Halteseil (64) verbunden ist, das an dem Airbag (30) befestigt ist, so dass das Halteseil (64) gespannt wird, um die Entlüftungsabdeckung (56; 130) in eine offene Position zu bewegen, wenn der Airbag (30) einen bestimmten Umfang der Entfaltung erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterventilglied (69; 129) durch den elektrischen Aktuator (52; 122) bewegt wird und der elektrische Aktuator (52; 122) in Ansprechen darauf gesteuert wird, dass Sensoren Informationen erfassen, die sich auf die Einschränkungsnotwendigkeiten eines sitzenden Insassen beziehen, wobei die Sensoren die Informationen beim Start und beim Fahren des Fahrzeugs ununterbrochen erheben und der Verschlussgrad der Entlüftungsöffnung (36; 112) dementsprechend ununterbrochen während der Fahrzeugfahrt und vor einem Auftreten eines Aufblasereignisses eingestellt wird; und die Entlüftungsabdeckung (56; 130) durch eine Klebstoffdichtung an der Wand (37) des Gehäuses (26; 110) befestigt ist, das Halteseil (64) an der Entlüftungsabdeckung (56; 130) befestigt ist und die Klebstoffdichtung durch das Halteseil (64) gelöst wird, um die Entlüftungsabdeckung (56; 130) in eine offene Position zu bewegen, wobei die Entlüftungsabdeckung (56; 130) zudem durch einen Scharnierbolzen (58; 136), dessen Enden in mit der Wand (37) verbundenen Scharnierböcken (60, 62; 132, 134) angebracht sind, an der Innenseite der Wand (37) des Gehäuses (26; 110) angebracht ist, sodass die Entlüftungsabdeckung (56; 130) bei deren Bewegung in eine offene Position um die Längsachse des Scharnierbolzens (58; 136) verschwenkt.
Airbaganordnung (20) nach Anspruch 1, die ferner umfasst, dass die Sensoren einen oder mehrere Zustände einschließlich Sitzposition, Insassenposition, Fahrzeuggeschwindigkeit, Insassengröße und Insassengewicht erfassen.
Airbaganordnung (20) nach Anspruch 1, die ferner umfasst, dass die Entlüftungsabdeckung (56; 130) gegen die Entlüftungsöffnung (36; 112) auf der Innenseite der Wand (37) geschlossen ist und dass sich das Adapterventilglied (69; 129) auf der Außenseite der Wand (37) befindet.
Airbaganordnung (20) nach Anspruch 1, die ferner umfasst, dass ein Controller (78) Eingaben von den Sensoren empfängt und den elektrischen Aktuator (52; 122) steuert.
Airbaganordnung (20) nach Anspruch 1, die ferner umfasst, dass das Adapterventilglied (69) eine rohrförmige Hülse (40) enthält, in der ein Drehscheibenventil angebracht ist und durch den elektrischen Aktuator (52) gedreht wird.
Airbaganordnung (20) nach Anspruch 1, der ferner umfasst, dass das Adapterventilglied (129) Schlitze, die in der Wand (37) bereitgestellt sind, und eine Scheibe, die Schlitzöffnungen (128) aufweist, die auf die Schlitze der Wand (37) ausgerichtet sind, sind und dass der elektrische Aktuator (122) die Scheibe dreht.
Airbaganordnung (20) nach Anspruch 1, die ferner umfasst, dass das Adapterventilglied (69; 129) und die Entlüftungsabdeckung (56; 130), in hintereinandergeschalteter Beziehung angeordnet sind, um die Entlüftungsöffnung (36; 112) zu verschließen, und die Rate des Entlüftens des Aufblasgases durch die Entlüftungsöffnung (36; 112) beim Öffnen der Entlüftungsabdeckung (56; 130) durch das Adapterventilglied (69; 129) bestimmt ist.