DE10353446A1 - Restraint unit for a motor vehicle passenger has out of position sensor and means to displace airbag to match the occupants position - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Rückhaltevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Schutz eines Beifahrers vor einem Aufprall auf eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a retaining device for a Motor vehicle according to the features of the preamble of claim 1 and a method of protection of a passenger before an impact on an instrument panel of a Motor vehicle.
Die Einführung von Airbag-Systemen hat dazu beigetragen, die Unfallschwere von Insassen eines Kraftfahrzeugs erheblich zu reduzieren. Es sind allerdings auch Fälle bekannt, bei denen die Auslösung eines Airbags zu ungewöhnlich schweren Verletzungen geführt hat. In diesen Fällen waren häufig auf dem Beifahrersitz mitfahrende Kinder oder kleine Erwachsene betroffen, die sich oftmals nicht angeschnallt hatten und sehr nahe vor dem Airbagmodul in dem Instrumententafelträger befanden.The introduction of airbag systems has contributed to the severity of accidents Significantly reduce occupants of a motor vehicle. It is, however also cases known in which the triggering an airbag too unusual severe injuries Has. In these cases were common accompanying children or small adults in the passenger seat affected, who had often strapped themselves and very close located in front of the airbag module in the instrument panel carrier.
Die Verletzungen bei dieser Art von Unfällen wurden durch große und aggressiv eingestellte Beifahrerairbags begünstigt, die in den USA gefordert wurden, um eine ausreichende Rückhaltewirkung auch ohne die Unterstützung durch den Sicherheitsgurt zu gewährleisten.The Injuries in these types of accidents have been caused by big and aggressive adjusted passenger airbags demanded in the US, to have a sufficient retention effect as well without the support to ensure through the seat belt.
Zwischenzeitlich ist man dazu übergegangen, die Aggressivität der Airbag-Systems zu minimieren. Der Gesetzgeber schreibt dem Fahrzeughersteller daher nicht nur Hochgeschwindigkeits-Crash-Tests vor, um ein Fahrzeug im Bereich der passiven Sicherheit zertifizieren zu können, sondern auch mehrere dynamische und statische Tests, um die Einstellung der Rückhaltesysteme zu überprüfen. Wichtig ist, dass der Beifahrerairbag in bestimmten Situationen deaktiviert wird und dass bei der Auslösung die zulässigen Grenzwerte für Kinder, die sich direkt vor dem Airbagmodul befinden, nicht überschritten werden. Die zuletzt genannte Möglichkeit wird in dem Federal Motor Vehicle Safety Standard No 208 (FMVSS 208) "Low Risk Deployment" genannt. Die von der normalen Sitzhaltung abweichenden Positionen, insbesondere die Positionen direkt vor dem Airbagmodul werden als Out-of-Position (OoP)-Situationen bezeichnet.In the meantime, did you go over to that the aggressiveness the airbag system to minimize. The legislator therefore writes to the vehicle manufacturer not just high-speed crash testing before to a vehicle to certify in the field of passive safety, but also several dynamic and static tests to adjust the setting the restraint systems to check. Important is that the passenger airbag is disabled in certain situations and that at the time of triggering the permissible Limits for Children who are directly in front of the airbag module are not exceeded become. The last option is described in the Federal Motor Vehicle Safety Standard No 208 (FMVSS 208) called "low risk deployment". The of the normal sitting posture deviating positions, in particular the Positions directly in front of the airbag module are referred to as out-of-position (OoP) situations.
Diese Sicherheitsnorm schreibt vier Testkonfigurationen auf der Beifahrerseite in OoP-Situationen vor. Ein HIII-Dummy, der einem dreijährigen und einem sechsjährigen Kind entspricht, wird jeweils mit dem Kopf und mit der Brust direkt vor dem Airbagmodul positioniert. Zusätzlich muss das Rückhaltesystem in einem Crash-Test bei 64 km/h gegen eine deformierbare Barriere die Grenzwerte eines einjährigen Kinderdummys einhalten, der sich in einem rückwärts gerichteten Kindersitz befindet. Für die unterschiedlichen Testkonfigurationen wurden Grenzwerte für den Nacken-, Kopf-, Brust- und Oberschenkelbereich eingeführt, die an die Altersklasse bzw. Größe der Testpersonen angepasst sind. Die Schwierigkeit bei der Entwicklung eines Rückhaltesystems, das diesen Anforderung gerecht werden kann ist, dass es auf unterschiedliche Situationen in geeigneter Weise reagieren muss.These Safety standard writes four test configurations on the passenger side in OoP situations. A HIII dummy, a three year old and a six years Child is equivalent, each with the head and the chest directly positioned in front of the airbag module. In addition, the restraint system needs in a crash test at 64 km / h against a deformable barrier the limits of a one-year Keep kids dummies in a rear-facing child seat located. For the different test configurations became limits for the neck, Head, chest and thigh area introduced to the age group or size of the subjects are adjusted. The difficulty in developing a restraint system That can meet this requirement is that it is different Situations must respond appropriately.
Es ist bekannt, dass bestehende Airbagkonzepte für die oben genannten OoP-Situationen im Hinblick auf ihre Einbaulage, ihr Entfaltungsverhalten, ihre Gasmassenstromcharakteristik und hinsichtlich des Gewebes des Airbags optimiert werden können. Ein anderer Ansatz ist eine aktive Insassenerkennung, die den Insassen und seine Position relativ zum Airbagmodul erkennt und die Entfaltung des Airbags je nach Situation beeinflussen kann. Die Insassenerkennung kann unterschiedliche Subsysteme enthalten, wie z.B. Insassenklassifizierung, OoP-Erkennung, Sitzpositionserkennung, Kindersitzerkennung und Gurtnutzungserkennung. Die Insassenklassifizierung dient der Anpassung der Systemleistung des Rückhaltesystems an die biomechanischen Belastungsgrenzen des Insassen. Dies kann beispielsweise durch Erkennen des Einsitzmusters in der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes erfolgen, um daraus auf die Größe des Insassen und dessen biomechanische Belastungsgrenzen zuschließen. Bei der OoP-Erkennung soll erkannt werden, ob ein Insasse z.B. durch Vorbeugen des Oberkörpers eine gewisse Distanz zum Airbag unterschritten hat. Die Sitzpositionserkennung dient der indirekten Abschätzung der Insassengröße und Position. Die Position des Sitzes lässt sich relativ einfach durch Sensoren an dem Sitzverstellungssystem erkennen. Ist der Sitz in der vordersten Position verrastet, kann daraus geschlossen werden, dass eine kleine Person auf dem Sitz Platz genommen hat und dass die Annäherung an den Airbag kritisch ist. Die Kindersitzerkennung dient der Sicherung von Kindern in Kindersitzen. Bei rückwärts gerichteten Kindersitzen auf dem Beifahrersitz ist eine Aktivierung des Beifahrerairbags höchst gefährlich und bei nach vorne gerichteten Kindersitzen zumindest kritisch. Die Erkennung der Gurtnutzung wird in einigen Ländern gesetzlich gefordert. In den USA, wo die Gurtnutzung gering ist, fordert der Gesetzgeber die Erfüllung von bestimmten Crash-Tests, auch mit ungegurteten Dummies. In diesem Fall müssen die Airbags härter ausgelegt sein, da sie die volle Rückhaltewirkung zu leisten haben, die sonst teilweise vom Sicherheitsgurt geleistet wird. Dadurch verschärft sich zusätzlich die OoP-Problematik, da in diesem Fall früher und aggresiver ausgelöst werden muss. It is known that existing airbag concepts for the above OoP situations with regard to on their installation position, their unfolding behavior, their gas mass flow characteristics and can be optimized in terms of the tissue of the airbag. One Another approach is an active occupant detection that the occupants and detects its position relative to the airbag module and the deployment of the Airbags can affect depending on the situation. The occupant detection may contain different subsystems, e.g. Occupant classification, OoP detection, Seat position detection, child seat recognition and belt usage detection. Occupant classification is used to adjust system performance of the restraint system to the biomechanical load limits of the occupant. This can be, for example by recognizing the single-seat pattern in the seat surface of the vehicle seat, in order to determine the size of the occupant and its biomechanical load limits. at the OoP recognition is to be recognized, whether an occupant e.g. by Preventing the upper body has fallen below a certain distance to the airbag. The seat position detection serves the indirect estimation the occupant size and position. The position of the seat leaves Relatively easy by sensors on the seat adjustment system detect. If the seat is locked in the foremost position, can be concluded that a small person in the seat Has taken place and that the approach to the airbag critical is. The child seat recognition serves to secure children in Child seats. When backward Child seats on the front passenger seat is an activation of the passenger airbag maximum dangerous and at least in the case of front-facing child seats. The detection of belt use is required by law in some countries. In the US, where belt usage is low, legislators demand the fulfillment from certain crash tests, even with unglued dummies. In this Case need the airbags harder be designed as they have the full retention effect, which is otherwise partially made by the safety belt. Thereby tightened in addition the OoP problem, since in this case earlier and more aggressively must be triggered.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rückhaltevorrichtung aufzuzeigen, bei welcher unter Berücksichtigung der OoP-Situation die Einhaltung der biomechanischen Belastungsgrenzen eines Menschen durch aktive Steuerung des Airbagmoduls verbessert ist, sowie ein Verfahren zum Schutz eines Beifahrers vor dem Aufprall auf eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs aufzuzeigen, bei welchem auch in einer OoP-Situation eine Reduzierung der Insassenbelastung erreicht werden kann.Proceeding from this, the present invention seeks to provide a restraint, in which, taking into account the OoP situation, compliance with the biomechanical Stress limits of a person by active control of the airbag module is improved, and to show a method for protecting a passenger from the impact on an instrument panel of a motor vehicle, in which also in an OoP situation, a reduction in the occupant load can be achieved.
Der gegenständliche Teil dieser Aufgabe wird bei einer Rückhaltevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Schusskanal des Airbags aktiv an eine zuvor detektierte Position des Insassen angepasst wird. Die Richtungsänderung des Schusskanals erfolgt durch räumliche Verlagerung des Airbagmoduls. Die räumliche Verlagerung des Airbagmoduls erfolgt natürlich nur in den Grenzen, die eine einwandfreie Entfaltung des Airbags ermöglichen. Diese Grenzen können beispielsweise durch eine Airbag-Klappe an der Instrumententafel der Beifahrerseite gesetzt sein. Die räumliche Verlagerung des Airbagmoduls ermöglicht nicht nur eine Anpassung an OoP-Situationen, in denen sich der Insasse dem Airbagmodul zu stark genähert hat, sondern auch OoP-Situationen, bei denen sich der Insasse parallel zur Grundposition verlagert hat. Auch diese Abweichung von der Soll-Position ist im Sinne der Erfindung eine OoP-Situation. Denkbar ist z.B., dass sich der Beifahrer stark zur Seite neigt und sich dabei mit dem Kopf der Beifahrertür annähert. In diesem Fall kann allein durch Beeinflussung der Gasmassenstromcharakteristik sowie des Entfaltungsverhaltens des Airbags im Allgemeinen nicht bewirkt werden, dass der Insasse optimal, d.h. auf dem mittleren Bereich oder zumindest in der Nähe des mittleren Bereichs des Airbags aufprallt. Dieses Problem wird bei der erfindungsgemäßen Rückhaltevorrichtung dadurch gelöst, dass das Insassenerkennungssystem auch solche OoP-Situationen erfasst und den Schusskanal des Airbagmoduls entsprechend ausrichtet. Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die Anpassung des Schusskanals kontinuierlich erfolgt. Im Idealfall wird der Schusskanal durch entsprechende Erkennungsmaßnahmen bereits vor Fahrtantritt optimal ausgerichtet. Während der Fahrt kann dann eine Anpassung an die unterschiedlichen Bedingungen, d.h. die Positionen des Insassen erfolgen.Of the representational Part of this task is in a restraint device with the Characteristics of claim 1 achieved in that the firing channel of Airbags actively adapted to a previously detected position of the occupant becomes. The direction change the firing channel is carried out by spatial Displacement of the airbag module. The spatial displacement of the airbag module of course only in the limits that allow proper deployment of the airbag. These limits can be, for example through an airbag flap on the instrument panel of the passenger side be set. The spatial Displacement of the airbag module does not allow just an adaptation to OoP situations in which the inmate too close to the airbag module has, but also OoP situations in which the inmate is parallel moved to the basic position. Also this deviation from the nominal position is in the context of the invention an OoP situation. For example, it is conceivable that the passenger leans to the side and with it the head of the passenger door approaches. In this case, solely by influencing the gas mass flow characteristic and the deployment behavior of the airbag generally not causing the occupant to be optimally, i. on the middle Area or at least nearby the middle portion of the airbag impacts. This problem will in the restraint device according to the invention solved by that the occupant detection system also detects such OoP situations and aligns the firing channel of the airbag module accordingly. Basically it is provided in the invention that the adjustment of the firing channel continuously. Ideally, the firing channel is going through appropriate detection measures Already optimally aligned before departure. While driving, one can Adaptation to the different conditions, i. the positions of the occupant.
Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, das Airbagmodul innerhalb des zur Verfügung stehenden Bauraums in alle Raumrichtungen zu verlagern. Unter Verlagern ist im Sinne der Erfindung sowohl eine translatorische als auch eine rotatorische Positionsänderung oder eine Kombination von rotatorischer und translatorischer Positionsänderung zu verstehen (Patentanspruch 2). Das Airbagmodul ist auf der Beifahrerseite eines Kraftfahrzeugs üblicherweise an einem Instrumententafelträger als Widerlager befestigt. Bei der Erfindung ist ein Airbagmodul gegenüber diesem Instrumententafelträger in geeigneter Weise verlagerbar. Als besonders zweckmäßig wird es angesehen, wenn das Airbagmodul um eine quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnete Schwenkachse verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann der Winkel des Schusskanals gegenüber der Horizontalen eingestellt werden, so dass eine Anpassung der Auslöserichtung auf die Größe des Beifahrers erfolgt.Basically it is possible within the scope of the invention the airbag module within the available space in to shift all spatial directions. Under relocating is in the sense of Invention both a translational and a rotary position change or a combination of rotational and translational position change to understand (claim 2). The airbag module is on the passenger side of a motor vehicle usually on an instrument panel carrier attached as an abutment. In the invention is an airbag module across from this instrument panel carrier displaced in a suitable manner. As particularly useful Viewed it when the airbag module is at right angles to the direction of travel the motor vehicle arranged pivot axis is pivotable. To this The angle of the firing channel can be adjusted in relation to the horizontal be, allowing an adjustment of the triggering direction on the size of the passenger he follows.
Wichtig ist, dass das Airbagmodul auch im Fall einer Auslösung sicher in der gewünschten Position fixiert ist. Dies gelingt durch die Verwendung eines Stellorgans, dessen Wirkmedium ein Fluid ist. Pneumatische oder hydraulische Stellorgane, wie z.B. Kolben-Zylinder-Einheiten oder auch Fluidmuskel (Patentanspruch 5) sind in der Lage, die von dem Airbagmodul ausgehenden hohen Auslösekräfte aufzufangen und entsprechende Haltekräfte zu erzeugen. Wichtig ist des Weiteren die Reversibilität und das schnelle Ansprechverhalten der Stellorgane, die sowohl bei Kolben-Zylinder-Einheiten als insbesondere auch bei Fluidmuskeln gegeben ist. Grundsätzlich können mehrere Stellorgane vorgesehen sein, die entweder unmittelbar mit dem Airbagmodul gekoppelt sind oder unter Zwischenschaltung geeigneter Getriebeglieder mittelbar mit dem Airbagmodul gekoppelt sind.Important is that the airbag module safe even in the event of a trip in the desired Position is fixed. This is achieved by the use of an actuator, whose active medium is a fluid. Pneumatic or hydraulic Actuators, such as Piston-cylinder units or fluid muscle (Claim 5) are capable of emanating from the airbag module to absorb high triggering forces and corresponding holding forces to create. It is also important the reversibility and the fast response of the actuators, both in piston-cylinder units as is given especially in fluid muscles. Basically, several can Actuators be provided, either directly with the airbag module are coupled or with the interposition of suitable transmission elements are indirectly coupled to the airbag module.
Im Rahmen des Patentanspruchs 6 ist vorgesehen, dass das zum Betrieb der Stellorgane verwendete Wirkmedium von der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs vorgespannt wird. Die Erzeugung des Drucks kann grundsätzlich durch im Kraftfahrzeug im Allgemeinen vorhandene Druckerzeuger erfolgen, wie z.B. einen Druckluftkompressor oder einen Klimakompressor. Selbstverständlich kann zur Druckversorgung der Stellorgane ein autonomes Drucksystem installiert sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, einen Druckspeicher vorzusehen, um die erforderlichen Stelldrücke zu erzeugen.in the The scope of claim 6 is provided that for operation the actuators used active medium of the drive unit of the motor vehicle is biased. The generation of pressure can basically by in the motor vehicle generally existing pressure generator, such as e.g. an air compressor or air conditioning compressor. Of course you can installed an autonomous pressure system for the pressure supply of the actuators be. in principle It is also conceivable to provide a pressure accumulator to the required Deputy Press to create.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 7 gelöst. Es ist vorgesehen, dass ein Insassenerkennungssystem eine OoP-Erkennung des Beifahrers durchführt und ein in der Instrumententafel angeordnetes Airbagmodul in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Beifahrers innerhalb der Instrumentafel aktiv in einer Art und Weise verlagert wird, dass der Schusskanal des Airbags an die Position des Beifahrers angepasst wird. Diese Anpassung kann insbesondere unter Berücksichtigung des Entfaltungsverhaltens des Airbags erfolgen.Of the procedural part The task will be through the measures of claim 7. It is envisaged that an occupant detection system will provide OoP detection of the passenger and an airbag module disposed in the instrument panel depending from the ascertained position of the passenger within the instrument panel is actively shifted in a way that the firing channel the airbag is adjusted to the position of the passenger. These Adaptation may take place, in particular, taking into account the unfolding behavior of the airbag.
In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist im Rahmen des Patentanspruchs 8 vorgesehen, die Ausrichtung des Airbagmoduls kontinuierlich an die Position des Beifahrers anzupassen.In Advantageous development of the inventive concept is within the scope of claim 8, the orientation of the airbag module continuously adapt to the position of the passenger.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The The invention is described below with reference to a schematic drawings illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Aus
In
der Vorderansicht gemäß
Das
zur Betätigung
der Stellorgane
- 11
- Instrumententafeldashboard
- 22
- InstrumententafelträgerInstrument panel support
- 33
- Airbagmodulairbag module
- 44
- HandschuhfachGlove compartment
- 55
- Airbagair bag
- 66
- Schusskanalfiring channel
- 77
- Sensormittel eines Insassenerkennungssystemssensor means an occupant detection system
- 88th
- Steuereinheitcontrol unit
- 99
- Magnetventilmagnetic valve
- 1010
- Stellorganactuator
- 1111
- Druckerzeugerpressure generator
- 1212
- Riemenantriebbelt drive
- 1313
- Antriebseinheitdrive unit
- 1414
- Ansaugtraktintake system
- 1515
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- PP
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BENTELER AUTOMOBILTECHNIK GMBH, 33102 PADERBOR, DE Owner name: FESTO AG & CO. KG, 73734 ESSLINGEN, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BENTELER AUTOMOBILTECHNIK GMBH, 33102 PADERBOR, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130601 |