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Die Erfindung betrifft eine Gassackmodulanordnung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Gassackmodulanordnung gemäß Anspruch 12.
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Gassackmodule von Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystemen, insbesondere deren Gassäcke und Gasgeneratoren, müssen über einen langen Zeitraum, zum Beispiel über die gesamte Lebensdauer eines Fahrzeugs, verlässlich funktionsfähig sein. Um dies zu gewährleisten, könnten die Gassackmodule nach Ablauf eines fest vorgegebenen Zeitraums ausgetauscht werden. Darüber hinaus ist aus der
EP 0 657 728 A2 ein Verfahren zum Feststellen eines Gasverlustes eines Druckgasgenerators eines Gassackmoduls bekannt. Andere alterungsbedingte Veränderungen des Gassackmoduls werden jedoch nicht erfasst. Beispielsweise können Alterungseffekte jedoch auch das Verhalten von hochdynamisch bewegten Bauteilen des Gassackmoduls, z.B. einer Airbagkappe, beeinflussen.
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Das von Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine drohende alterungsbedingte Funktionsunfähigkeit eines Gassackmoduls zu erkennen.
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Das Problem wird durch die Bereitstellung der Gassackanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Schaffung des Verfahrens mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Danach wird eine Gassackmodulanordnung für ein Insassen Rückhaltesystem seines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, mit
- - einem Gassackmodul; und
- - einer Lebensdauerindikatorvorrichtung, die ausgebildet ist, mindestens ein Indikatorsignal zu erzeugen, das einen Rückschluss auf die verbleibende Lebensdauer des Gassackmoduls erlaubt, wobei
- - das Indikatorsignal von den physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen, denen das Gassackmodul (bis zur Erzeugung des Indikatorsignals) ausgesetzt war, abhängt, wobei
- - die Lebensdauerindikatorvorrichtung eine Diffusionsstrecke mit einem vorgebbaren Diffusionswiderstand in Bezug auf Luft aufweist.
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Mit Hilfe der Lebensdauerindikatorvorrichtung werden somit Umwelteinflüsse, denen das Gassackmodul seit dem Zeitpunkt seiner Bereitstellung (seiner Fertigstellung) ausgesetzt ist, über die Zeit registriert und ein von diesen Einflüssen abhängiges Indikatorsignal erzeugt. Somit wird die Alterung des Gassackmoduls individuell abgebildet. Beispielsweise signalisiert das Indikatorsignal das bevorstehende Ende der Lebensdauer des Gassackmoduls, d.h. das Ende des Zeitraums, über den die Funktionsfähigkeit des Gassackmoduls gewährleistet werden kann. Insbesondere erfolgt diese Signalisierung rechtzeitig vor dem Ende der Lebensdauer, damit ein rechtzeitiger Austausch des Gassackmoduls vorgenommen werden kann.
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Das Indikatorsignal hängt z.B. von mindestens einer physikalischen und/oder chemischen Größe der Umgebung des Gassackmoduls, die auf das Gassackmodul seit seiner Bereitstellung einwirkte, ab; z.B. von der Luftfeuchtigkeit, der Temperatur und/oder dem Luftdruck der Umgebung des Gassackmoduls und/oder der Konzentration eines in der Umgebung des Gassackmoduls vorhandenen Stoffes.
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Insbesondere ist das Indikatorsignal abhängig von einer über einen längeren Zeitraum akkumulierten Einwirkung dieser Umgebungsbedingungen; d.h. das Indikatorsignal hängt insbesondere von einem Wert der mindestens einen physikalischen und/oder chemischen Größe und den Zeitraum, über den diese physikalische und/oder chemische Größe mit diesem Wert auf das Gassackmodul einwirkte, ab. Beispielsweise hängt das Indikatorsignal davon ab, welcher Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur das Gassackmodul über welchen Zeitraum ausgesetzt war.
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Bei dem Indikatorsignal handelt es sich zum Beispiel um ein elektrisches und/oder optisches Signal der Lebensdauerindikatorvorrichtung. Denkbar ist, dass dieses Signal der Lebensdauerindikatorvorrichtung ein menschlich wahrnehmbares Signal ist, das z.B. den Fahrzeugführer oder einen Mechaniker unmittelbar auf den bevorstehenden Ablauf der Lebensdauer des Moduls hinweist. Möglich ist allerdings auch, dass es sich bei dem Signal um ein internes Signal handelt, das z.B. der Fahrzeugelektronik (insbesondere der ECU des Fahrzeugs) übermittelt wird, die daraufhin ein entsprechendes Warnsignal (z.B. in Form einer Anzeige in der Instrumententafel des Fahrzeugs) generiert.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Lebensdauerindikatorvorrichtung an einem Bestandteil des Gassackmoduls angeordnet. So ist die Lebensdauerindikatorvorrichtung zum Beispiel an einem Gehäuse des Gassackmoduls oder eines Gasgenerators des Gassackmoduls angebracht; insbesondere derart, dass eine möglichst gute Einwirkung der Umgebungsbedingungen (zum Beispiel die bereits erwähnte Luftfeuchtigkeit, Temperatur und/oder der Luftdruck der Umgebung) auf die Lebensdauerindikatorvorrichtung möglich ist.
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Beispielsweise umfasst die Lebensdauerindikatorvorrichtung ein Indikatorelement, das als Indikatorsignal eine von den physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen, denen das Gassackmodul ausgesetzt war, abhängige Farbinformation erzeugt. Beispielsweise hängt die Farbe des Indikatorelements (zumindest eines Teils des Indikatorelements) von den Umweltbedingungen, denen das Gassackmodul ausgesetzt war, ab. Denkbar ist, dass das Indikatorelement eine Farbveränderung (insbesondere einen Farbumschlag) zeigt, wenn es über einen bestimmten Zeitraum bestimmten Umweltbedingungen ausgesetzt war.
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Denkbar ist auch, dass die Lebensdauerindikatorvorrichtung ein Indikatorelement aufweist, dessen elektrische Eigenschaften von den physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen, denen das Gassackmodul ausgesetzt war, abhängen, wobei die Lebensdauerindikatorvorrichtung ein von den elektrischen Eigenschaften des Indikatorelements abhängiges Signal als Indikatorsignal erzeugt. So kann sich insbesondere der elektrische Widerstand, die Induktivität und/oder die Kapazität des Indikatorelements mit der Zeit verändern, wenn das Indikatorelement in dieser Zeit bestimmten Umweltbedingungen ausgesetzt war.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Lebensdauerindikatorvorrichtung eine Diffusionsstrecke mit einem vorgebbaren Diffusionswiderstand in Bezug auf Luft. Über die Diffusionsstrecke wirkt insbesondere die Luftfeuchtigkeit und/oder die Lufttemperatur der Gassackmodulumgebung auf ein Indikatorelement oder einen sonstigen Sensor der Lebensdauerindikatorvorrichtung ein. Die Diffusionstrecke ist durch ein mit einem Material befülltes Hohlelement ausgebildet, wobei das Material (z.B. Polyamid) einen feuchtigkeits- und/oder temperaturabhängigen Diffusionswiderstand in Bezug auf Luft aufweist.
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Beispielsweise ist das oben erwähnte Indikatorelement an einem Abschnitt der Diffusionsstrecke angeordnet, so dass wie erwähnt die Umgebungsbedingungen, insbesondere die Luftfeuchtigkeit und/oder die Lufttemperatur der Umgebung des Gassackmoduls, über die Diffusionsstrecke auf das Indikatorelement einwirkt.
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Denkbar ist auch, dass das Indikatorelement wie oben bereits erwähnt von den Umweltbedingungen des Gassackmoduls abhängige elektrische Eigenschaften aufweist, wobei sich diese elektrischen Eigenschaften durch Einwirkung der Umgebungsbedingungen über die Diffusionsstrecke der Zeit verändern.
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Möglich ist auch, dass die Lebensdauerindikatorvorrichtung mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens einer physikalischen und/oder chemischen Größe der Umgebung des Gassackmoduls aufweist. Beispielsweise erfasst der Sensor die Luftfeuchtigkeit, die Temperatur und/oder den Luftdruck der Umgebung des Gassackmoduls. Insbesondere wird ein von der erfassten physikalischen und/oder chemischen Größe abhängiges elektrisches Signal des Sensors als Indikatorsignal erzeugt. Denkbar ist allerdings auch, dass die Lebensdauerindikatorvorrichtung eine mit dem Sensor zusammenwirkende Auswerteeinheit aufweist, die aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten von dem Sensor erfassten Werten der physikalischen und/oder chemischen Umgebungsgröße das Indikatorsignal erzeugt. So wird insbesondere ein Zeitverlauf dieser Umgebungsgröße aufgezeichnet, anhand dessen sich eine mit dem Indikatorsignal übermittelte Information über die verbleibende Lebensdauer des Gassackmoduls bestimmen lässt. Die Bestimmung der verbleibenden Lebensdauer erfolgt insbesondere unter Verwendung eines geeigneten Alterungsmodells (Alterungsalgorithmus).
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Das von der Auswerteeinheit generierte Indikatorsignal wiederum kann einer Elektronik des Fahrzeugs (insbesondere der Fahrzeug-ECU) übermittelt werden. Denkbar ist, dass das Indikatorsignal nur erzeugt oder an die Elektronik des Fahrzeugs übermittelt wird, wenn die bestimmte Restlebensdauer unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts liegt, d.h. das Ende der Lebensdauer bevorsteht.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Gassackmodulanordnung eines Insassen-Rückhaltesystems eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer wie oben beschrieben ausgebildeten Gassackmodulanordnung, wobei mindestens ein von den physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen, denen das Gassackmodul ausgesetzt war, abhängiges Indikatorsignal erzeugt wird, das einen Rückschluss auf die verbleibende Lebensdauer des Gassackmoduls erlaubt.
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Insbesondere wird unter Verwendung des Indikatorsignals eine Information hinsichtlich der verbleibenden Lebensdauer oder des bevorstehenden Endes der Lebensdauer des Gassackmoduls bestimmt. Darüber hinaus können natürlich die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gassackmodulanordnung beschriebenen Weiterbildungen analog auch zur Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Auslandsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch eine Gassackmodulanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 2 eine Gassackmodulanordnung.
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Gassackmodulanordnung 10 umfasst einen Gasgenerator 1, der hier als Topfgasgenerator ausgebildet ist. Die Erfindung lässt sich allerdings natürlich mit beliebigen Gasgeneratoren verwenden, zum Beispiel auch mit Rohrgasgeneratoren. Der Gasgenerator 1 weist in an sich konventioneller Weise ein Gehäuse 11 auf, das eine oder mehrere zum Beispiel mit einem pyrotechnischen Material befüllte Kammern begrenzt. Beispielsweise umfasst das Gehäuse 11 ein Gehäuseunterteil 111 und ein Gehäuseoberteil 112.
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An dem Gehäuse 11 ist eine Lebensdauerindikatorvorrichtung 20 angeordnet (insbesondere festgelegt), die zur Erzeugung eines Indikatorsignals dient, das einen Rückschluss auf die verbleibende Lebensdauer des Gassackmoduls erlaubt.
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Die Lebensdauerindikatorvorrichtung 20 weist ein (z.B. zylindrisches) Hohlelement 21 auf (vgl. die in 1 enthaltene vergrößerte Darstellung des Indikatorelements 2), in dem ein Material 22 mit einem bekannten, feuchtigkeits- und/oder temperaturabhängigen Diffusionswiderstand in Bezug auf Luft angeordnet ist. Das Material 22, bei dem es sich z.B. um ein poröses Material handelt, bildet eine Diffusionsstrecke aus. Angrenzend an ein Ende des Materials 22, d.h. in einem Ende 211 des durch das Hohlelement 21 ausgebildeten Hohlraums, befindet sich ein Indikatorelement in Form eines Feuchtigkeitsindikators 23, dessen Farbe von der auf ihn wirkenden Feuchtigkeit und/oderTemperatur abhängt. In dem anderen Ende 212 des Hohlelements 21 befindet sich eine Öffnung 214 über die Luft aus der Umgebung des Gassackmoduls in das Material 22 gelangt, so dass die Luft (insbesondere deren Feuchtigkeit und/oder Temperatur) über das Material 22 und die von ihm erzeugte Diffusionsstrecke auf den Feuchtigkeitsindikator 23 einwirkt.
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Der Feuchtigkeitsindikator 23 umfasst insbesondere eine Substanz (z.B. Kobalt(II)-chlorid), die eine Farbveränderung (insbesondere einen Farbumschlag) zeigt, wenn sie über einen bestimmten Zeitraum einer bestimmten Feuchtigkeit und/oder Temperatur ausgesetzt war. Die auf diese Weise von dem Feuchtigkeitsindikator 23 erzeugte Farbinformation stellt das oben erwähnte Indikatorsignal der Lebensdauerindikatorvorrichtung 20 dar, anhand dessen sich die restliche Lebensdauer des Gassackmoduls 10 ermitteln oder zunächst abschätzen lässt. Denkbar ist, dass anhand der Farbe des Feuchtigkeitsindikators 23 das bevorstehende Ende der Lebensdauer des Gassackmoduls 10 signalisiert.
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Das Hohlelement 21 weist in seiner hinteren Stirnseite 213 ein Sichtfenster 214 auf. Beispielsweise ist das Sichtfenster 214 durch ein in eine Aussparung der Stirnseite 213 eingesetztes transparentes Material (zum Beispiel Glas) ausgebildet. Durch das Sichtfenster 214 hindurch kann die Farbe des Feuchtigkeitsindikators 23 erkannt werden. Denkbar ist, dass diese Farberkennung automatisch, z.B. mit Hilfe einer Kamera, erfolgt.
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Denkbar ist auch, dass zusätzlich oder alternativ zu dem Feuchtigkeitsindikator 23 ein elektrisches Element (z.B. ein elektrischer Leiter) am Ende der durch das Material 22 erzeugten Diffusionsstrecke angeordnet ist, dessen elektrische Eigenschaften, zum Beispiel sein elektrischer Widerstand, seine Induktivität und/oder seine Kapazität, von der auf ihn über die Zeit wirkenden Feuchtigkeit und/oder Temperatur abhängt. Durch Ermitteln einer Veränderung zumindest einer dieser elektrischen Größen des (nicht dargestellten elektrischen Elementes) lässt sich ebenfalls ein Indikatorsignal erzeugen, anhand dessen sich eine Aussage über die verbleibende Lebensdauer des Gassackmoduls 10 treffen lässt. Beispielsweise weist das Hohlelement 21 im Bereich der Stirnseite 213 elektrische Kontakte zur Kontaktierung des elektrischen Elementes auf.
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Eine weitere Gassackanordnung ist in 2 dargestellt. Dort weist die ebenfalls an dem Gehäuse 11 des Gasgenerators 10 angeordnete Lebensdauerindikatorvorrichtung 20 zwei Sensoren 201, 202 auf, von denen der eine Sensor 201 zum Beispiel zur Messung der Umgebungsfeuchtigkeit und der andere Sensor 202 zur Messung der Umgebungstemperatur ausgebildet ist. Denkbar ist natürlich auch, dass nur ein Sensor oder mehr als zwei Sensoren vorhanden ist (sind).
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Die Sensoren 201, 202 erzeugen ein von der der Umgebungsfeuchtigkeit bzw. der Umgebungstemperatur abhängiges elektrisches Signal als Indikatorsignal, anhand dessen eine Abschätzung der Restlebensdauer des Gassackmoduls 10 erfolgen kann.
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Denkbar ist auch, dass die im Lebensdauerindikatorvorrichtung 20 eine Auswerteeinheit 203 (z.B. in Form eines Mikroprozessors) aufweist, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugte Signale der Sensoren 201, 202 erfasst und aus diesen Sensorsignalen eine Angabe über die verbleibende Lebensdauer des Gassackmoduls erzeugt. Eine entsprechende Information über die ermittelte verbleibende Lebensdauer wird dann als Indikatorsignal zum Beispiel an eine zentrale Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs gesandt. Die Auswerteeinheit 203 muss jedoch nicht zwingend ebenfalls an dem Gehäuse 11 des Gasgenerators 1 angeordnet sein. Vielmehr könnte sie sich auch außerhalb des Gassackmoduls im Fahrzeug befinden oder auch Bestandteil der Fahrzeug-ECU sein. Denkbar ist auch, dass die Energieversorgung der Sensoren 21 2 über die Fahrzeugelektronik erfolgt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass auch das Hohlelement 21 (mit dem Material 22 und dem Feuchtigkeitsindikator 23) der 1 oder die Sensoren 201, 202 der 2 nicht zwingend an dem Gehäuse des Gasgenerators 10 angeordnet sein müssen. Vielmehr könnten diese Komponenten z.B. auch an einem anderen Bestandteil des Gassackmoduls angeordnet sein, z.B. an einer Außenseite eines Modulgehäuses, in dem sich der Gasgenerator und der Gassack des Moduls befinden.
