DE19541998A1 - Airbagsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Airbagsicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere auf ein Airbagsystem mit einem elektronischen Steuergerät für die Steuerung des Aufblasvorgangs eines Airbags.

Ein Airbagsystem der gattungsgemäßen Art ist aus der Zeitschrift 1141 Ingenieurs de l′Automobile (1982) No. 6, Seiten 69-77 bekannt. Airbagsysteme dieser Art umfassen mindestens einen für Fahrzeugbeschleunigungen empfindlichen Sensor, ein elektronisches Steuergerät für die Auswertung der Signale des Sensors und die Ansteuerung von Rückhaltemitteln, sowie mindestens ein Rückhaltemittel, vorzugsweise in Gestalt eines Airbagmoduls und/oder eines Gurtstraffers. Der beschleunigungsempfindliche Sensor erfaßt Beschleunigungswerte des Fahrzeugs und gibt diese an das elektronische Steuergerät weiter, das diese Ausgangssignale des Beschleunigungssensors auswertet. Beim Auftreten von für die Fahrzeuginsassen gefährlichen Beschleunigungswerten, beispielsweise im Zusammenhang mit einem Unfall, steuert das Steuergerät die für den Schutz der Fahrzeuginsassen vorgesehenen Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbag und/oder Gurtstraffer an, so daß diese die Fahrzeuginsassen schützen können. Aus US-PS 5,411,289 ist weiterhin ein Airbagsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Rückhaltemitteln in Gestalt von Airbagmodulen vorgesehen ist. So ist je mindestens ein Airbagmodul für den Fahrer und den Beifahrer des Kraftfahrzeugs vorgesehen. In jüngster Zeit zeichnen sich nun Entwicklungen ab, die darauf hinauslaufen, die Zahl der Rückhaltemittel noch weiter zu erhöhen. So werden für neue Fahrzeuggenerationen nicht nur Airbagmodule für den Fahrer und den Beifahrer, sondern auch Seitenairbagmodule für diese Personen vorgesehen. Weiterhin ist geplant, auch die übrigen Fahrzeuginsassen durch Airbagmodule zu schützen.

Bei herkömmlichen Airbagsystemen, bei denen der Sensor mit dem Steuergerät und die Rückhaltemittel mit dem Steuergerät über Leitungen verbunden sind, hat dies jedoch einen erheblichen Aufwand für die Verbindungsleitungen und Airbag-Kontakteinheiten zur Folge, was die Konstruktion und die Ausstattung des Fahrzeuges stark verteuert. Durch die stark zunehmende Anzahl von Leitungsverbindungen steigt die Gefahr der Einkopplung von elektromagnetischen Störungen, die einerseits aus dem eigenen Fahrzeug oder von fremden Störquellen stammen. Diese Störimpulse stellen eine Gefahr dar, da sie eine unerwünschte Auslösung eines Airbagmoduls provozieren können. Ein Schutz vor derartigen Störimpulsen ist nur mit einer lückenlosen Abschirmung der Leitungsverbindungen möglich, was wiederum zu einer Kostensteigerung führt. Schließlich kann aber auch mit zunehmender Zahl der Leitungen und deren Verbindungen die Betriebssicherheit des Fahrzeugs nachteilig beeinflußt werden, da erfahrungsgemäß die Ausfallwahrscheinlichkeit mit größer werdender Zahl der Leitungen und deren Verbindungen zunimmt. Dieser Gesichtspunkt ist insbesondere mit zunehmendem Alter des Fahrzeugs von großer Bedeutung und kann zu erhöhtem Wartungsaufwand führen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Airbagsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet insbesondere den Vorteil eines geringeren Kostenaufwandes bei der Installation des Airbagsystems in ein Fahrzeug. Es geht nämlich von der Erkenntnis aus, daß die Leitungsverbindungen, insbesondere jene zwischen dem zentral angeordneten Steuergerät und den ortsfern davon angeordneten Airbagmodulen, die für deren Energieversorgung und für die Signalübertragung notwendig sind, einen erheblichen Kostenfaktor darstellen. Dies gilt insbesondere bei zunehmender Zahl von in dem Fahrzeug angeordneten Airbagmodulen. Durch Weglassen der drahtgebundenen Leitungsverbindungen lassen sich erhebliche Kosten sparen. Dadurch, daß die Rückhaltemittel, insbesondere Airbagmodule, nicht mehr über festverlegte Energie- und Signalleitungen mit einem zentral angeordneten Steuergerät verbunden sind, ergibt sich zudem eine große Flexibilität bei der Montage der Airbagmodule. Insbesondere ist auch eine nachträgliche Ausstattung von bereits zugelassenen Fahrzeugen mit zusätzlichen Airbagmodulen ohne aufwendige Leitungsverlegung möglich und dadurch kostengünstig. Durch das Vermeiden von zum Teil dicht geschirmten Leitungen werden darüber hinaus erhebliche Ressourcen gespart. Besonders vorteilhaft wird eine drahtlose Verbindung zwischen dem Steuergerät und mehreren Rückhaltemitteln als Funkverbindung dargestellt, deren Frequenzbereich zwischen etwa 50 Kilohertz und 150 Kilohertz, insbesondere zwischen etwa 100 Kilohertz und 140 Kilohertz liegt. Um das zu ermöglichen, umfassen das Steuergerät und jedes Airbagmodul eine Sende- und Empfangsstufe, die eine Funkverbindung zwischen Steuergerät und Rückhaltemitteln mittels Frequenzmodulation und als Duplexbetrieb ermöglichen. Die benutzte Frequenzmodulation garantiert dabei eine große Störfreiheit, während der Duplexbetrieb einen zweiseitigen Informationsaustausch zwischen dem Steuergerät und den Airbagmodulen ermöglicht. Die Sendeleistung jeder Sendestufe liegt zweckmäßig zwischen etwa 500 Milliwatt und 1500 Milliwatt, insbesondere zwischen etwa 700 und 900 Milliwatt. Dadurch, daß auch die für den Betrieb des Airbagmoduls notwendige Energie auf dem Funkwege zwischen dem Steuergerät und den Airbagmodulen übertragen wird, kann vorteilhaft auch eine Energieleitung zu den Airbagmodulen eingespart werden. Eine hohe Betriebsbereitschaft des Airbagsystems wird dabei insbesondere dadurch gesichert, daß die Kommunikationszeit zwischen dem Steuergerät und dem jeweiligen Airbagmodul aufgeteilt wird in ein Zeitintervall, in dem auf dem Funkwege Energie zu dem Airbagmodul übertragen wird und in ein weiteres Zeitintervall, währenddessen Signale ausgetauscht werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, ein Zeitintervall zwischen 100 und 400 Mikrosekunden, insbesondere zwischen 200 und 300 Mikrosekunden, vorzugsweise etwa 240 Mikrosekunden, für die Energieübertragung zwischen dem Steuergerät und dem Airbagmodul vorzusehen. Für die Signalübertragung zwischen dem Steuergerät und dem Airbagmodul dagegen, wird zweckmäßig ein Zeitintervall zwischen 50 und 200 Mikrosekunden, insbesondere zwischen 90 und 150 Mikrosekunden, vorzugsweise etwa 100 Mikrosekunden, vorgesehen.

In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Airbagsystems werden auch die beschleunigungsempfindlichen Sensoren drahtlos an das zentral angeordnete elektronische Steuergerät angekoppelt. Dadurch ergeben sich auch für die Verbindung zwischen den Sensoren und dem Steuergerät die oben schon ausführlich beschriebenen Vorteile.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Airbagsystems besteht darin, daß dieses System besonders immun gegen Zerstörungen ist, die beispielsweise als Folge eines Unfalls auftreten. Wenn bei herkömmlichen Airbagsystemen die dort vorhandenen Verbindungsleitungen zerstört werden, können beispielsweise keine Signale mehr von den Sensoren zu dem Steuergerät oder von dem Steuergerät zu einem entfernt angeordneten Airbagmodul übertragen werden. Bei dem erfindungsgemäßen Airbagsystem ist von vornherein das Zerstörungsrisiko wesentlich geringer, da keine Leitungsverbindungen verlegt sind. Selbst wenn ein Sensor oder ein Airbagmodul während des Unfalls zerstört werden sollte, besteht dennoch für die anderen intakten Bestandteile des Systems die Möglichkeit, weiter ihre Funktion auszuführen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das ein der Erfindung entsprechendes Airbagsystem umfaßt, Fig. 2 eine Darstellung des Airbagsystems nach Fig. 1 nach Art eines Blockdiagramms, Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zentral angeordneten elektronischen Steuergerätes mit einer Sende- und Empfangsstufe, Fig. 4 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Kommunikation zwischen dem elektronischen Steuergerät und dem Airbagmodul, Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Airbagmoduls mit Sende- und Empfangsstufe, Fig. 6 ein weiteres Impulsdiagramm für die Erläuterung der Signal- und Energieübertragung zwischen dem elektronischen Steuergerät und dem Airbagmodul.

Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, welches ein der Erfindung entsprechendes Airbagsystem 10 umfaßt. Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt das Airbagsystem 10 mehrere Airbagmodule, ,und zwar mindestens je ein Airbagmodul 100 auf der Fahrerseite und ein Airbagmodul 102 auf der Beifahrerseite. Ein elektronisches Steuergerät 200 und eine Mehrzahl von Sensoren 204, 206, 208, 210, 212, 214, 216 und 218 sind innerhalb des Fahrzeugs dargestellt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, die eine Darstellung eines Airbagsystem 10 gemäß Fig. 1 nach Art eines Blockdiagramms zeigt, umfassen die mehreren Sensoren vorzugsweise mindestens einen Beschleunigungssensor 204, einen fahrerseitigen Temperatursensor 206, einen beifahrerseitigen Temperatursensor 212, einen fahrerseitigen Gurtschalter 208, einen beifahrerseitigen Gurtschalter 214, einen fahrerseitigen Sitzpositionssensor 210, einen beifahrerseitigen Sitzpositionssensor 216 und einen optionalen beifahrerseitigen Sitzbelegungssensor 218. Thermoelemente oder Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizient (NTC) sind als Temperatursensoren 206 und 212 einsetzbar. Gurtschloßschalter mit parallel und in Serie geschalteten Widerständen zwecks Überprüfung und Fehlererkennung mittels Analogsignalen können als Gurtschalter 208 und 214 eingesetzt werden. Ein Mikrowellenabstandssensor oder eine ähnliche Einrichtung kann als Sitzpositionssensor 210 und 216 eingesetzt werden. Ein kapazitiver Sensor, der die Streukapazität zwischen der Rückenlehne und der Sitzfläche des Sitzes mißt, kann für den beifahrerseitigen Sitzbelegungssensor 218 eingesetzt werden. Falls beifahrerseitig ein Sitzpositionssensor 216 benutzt wird, kann der Sensor 218 vermieden werden.

Das elektronische Steuergerät 200 des Airbagsystems 10 wird vorzugsweise zentral im Inneren des Fahrzeugs angeordnet, wodurch widrige Umweltbedingungen vermieden werden. Typischerweise wird das Steuergerät 200 in der Nähe des Fahrers oder alternativ im rückwärtigen Teil des Fahrzeugs und vorzugsweise symmetrisch (auf der Symmetrieachse des Fahrzeugs) angeordnet. Dabei ist zu beachten, daß die tatsächliche Anordnung des Steuergeräts 200 oder des Beschleunigungssensors 204 von der optimalen Signalerfassungsmöglichkeit bei einer bestimmten Fahrzeuganwendung abhängt. Das Steuergerät 200 kann zwei Beschleunigungssensoren eines piezoelektrischen oder eines auf Siliziumbasis mikromechanisch hergestellten Typs 204 für die Messung der bei einem Unfall auftretenden Verzögerung umfassen. Die Beschleunigungssignale werden von einem Mikrocontroller oder einem elektronischen Steuergerät 200 nach Maßgabe einer spezifischen Rechenvorschrift verarbeitet, die auf physikalischen Gegebenheiten und Eigenschaften des Fahrzeugs beruht.

Eine mit dem Steuergerät 200 verbundene Energiequelle und Energiereserve 202 umfaßt, zum Beispiel, eine Batterie mit 12 Volt Gleichspannung und einen Kondensator, der in der Lage ist, das Airbagsystem 10 während der Zeitdauer eines üblichen Unfalls, also beispielsweise für 150 Millisekunden, mit Energie zu versorgen. Eine Mehrzahl von Leistungsendstufen 220, 222 und 224 ist mit dem elektronischen Steuergerät 200 verbunden und in der Lage, die für die Ansteuerung im Handel erhältlichen Zündpillen oder Gasgeneratoren notwendige Energie zu liefern, also beispielsweise die für 4 mJ, 14 mJ oder 36 mJ notwendige Energie. Eine den Leistungsendstufen 220, 222 und 224 zugeordnete Überwachungsschaltung überwacht auftretende Fehlerzustände der Leistungsendstufen und das nachfolgende Versagen von Gaserzeugungsstufen 226, 228, 230 und 232, indem es diese auf Übereinstimmung mit vorgebbaren normalen Betriebswerten überprüft. Jeder Fehlerhinweis hinsichtlich Nichtübereinstimmung mit vorgebbaren normalen Betriebswerten wird dem Fahrer vermittels einer Warnlampe angezeigt, die mit dem Ausgangsanschluß der Leistungsendstufe und der Überwachungsschaltung 224 verbunden ist. Eine spezifische Fehleridentifizierung kann auf digitalem Weg von dem Mikrocontroller oder dem elektronischen Steuergerät 200 erhalten werden.

Das Airbagsystem 10 benutzt Eingangssignale, um die Schwere des Unfalls, die Temperatur, die Anwesenheit von Fahrzeuginsassen, die Sitzposition von Fahrzeuginsassen und die Benutzung des Sicherheitsgurts zu erkennen und demzufolge die Leistungsfähigkeit des Airbagsystems an die jeweils gegebene Unfallsituation optimal anzupassen. Das Steuergerät 200 führt die Signalverarbeitung der Beschleunigungssignale durch zusammen mit der Analyse einer Vielzahl vorgebbarer Eingangssignale, um die Funktionsfähigkeit des Systems und die Fahrzeug/Insassen- Situation zu analysieren. Der Beschleunigungssensor 204 kann innerhalb des Steuergerätes 200 angeordnet sein und demzufolge eine integrale zentrale Sensorfunktion erfüllen. Er kann auch in dem vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet sein. Andere Eingangssignale des Steuergeräts 200, sowie die Signale der Sensoren 208 und 214 für die Benutzung des Sicherheitsgurtes durch Fahrer und Beifahrer, die Signale der Gaserzeugertemperatursensoren 206 und 212 für Fahrer und Beifahrer, werden dem elektronischen Steuergerät von außen zugeleitet.

Eine mehrstufige Aufblasfunktion kann dadurch bewirkt werden, daß zwei oder mehr Gasgeneratoren 226, 228, 230, 232 gleichzeitig oder zeitlich gestaffelt aktiviert werden; auch kann ein einzelner Gasgenerator, der Mehrfachimpulse abzugeben in der Lage ist, durch getrennte Mittel aktiviert werden
Bei herkömmlichen Airbagsystemen ist in der Regel eine leitfähige Verbindung, zum Beispiel in Gestalt eines Kabelbaumes, zwischen dem zentral angeordneten Steuergerät 100 und den Airbagmodulen 100, 102 vorgesehen. Dabei benötigt insbesondere das Airbagmodul 100 auf der Fahrerseite zusätzlich noch ein elektrisches Verbindungselement, um trotz der Drehbeweglichkeit des Lenkrades eine betriebssichere Signalübertragung und Energiezufuhr zu dem Airbagmodul 200 zu ermöglichen. Als drehbare Verbindungselemente werden in der Praxis Wickelfedern oder Drehtransformatoren eingesetzt; diese sind jedoch aufwendig und teuer. Bei Einsatz von Wickelfedern ist die Montage erschwert. Der aktuelle Trend erfordert eine steigende Anzahl von Airbagmodulen im Fahrzeug, da sicherheitsbewußte Fahrzeuginsassen beispielsweise auch die Ausstattung eines Fahrzeugs mit Seitenairbagmodulen fordern. Neben den schon erwähnten Problemen steigt dadurch der Aufwand für die Verkabelung einer größeren Zahl von Airbagmodulen stark an. Kabelverbindungen sind jedoch fehleranfällig und können daher auch die Betriebssicherheit des Airbagsystems nachteilig beeinflussen.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile nun dadurch, daß anstelle von Kabelverbindungen zwischen dem Steuergerät 200 und den Airbagmodulen 100, 102 eine drahtlose Verbindung als Verbindungsmittel vorgesehen ist. Dies wird anhand von Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 erläutert. Dabei zeigt Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zentral angeordneten Steuergerätes 200 des Airbagsystem 10, wobei das Steuergerät 200 eine Sende- und Empfangsstufe zwecks drahtloser Verbindung mit vorzugsweise einer Mehrzahl von in Fig. 5 dargestellten Airbagmodulen 100, 102 aufweist. Das Steuergerät 200 umfaßt zunächst einen Mikrorechner 31, der mit einem Sensor 204 für Beschleunigungen verbunden ist und dessen Ausgangssignale verarbeitet. Auf die übrigen, im Zusammenhang mit Fig. 2 noch erläuterten Sensoren 206 bis 218 wird an dieser Stelle nicht weiter eingegangen, da sie für den Kern der Erfindung keine weitere Bedeutung haben.

Weiterhin ist, wie schon bei dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 beschrieben, eine zusätzliche Energiequelle 202 vorgesehen, die die Energieversorgung des Steuergerätes 200 auch dann noch sicherstellt, wenn bei einem Unfall die Fahrzeugbatterie von dem Bordnetz abreißt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Energiequelle 202 um einen Elektrolytkondensator mit großer Kapazität, zum Beispiel einigen tausend Mikrofarad. Das Steuergerät 200 umfaßt weiter einen von dem Mikrorechner 31 steuerbaren Taktgenerator 33, der seinerseits eine aus den Endstufentransistoren 36 und 37 bestehende Endstufe ansteuert. Über einen Kondensator 35 ist an den Ausgang der Endstufe 36, 37 eine schematisch angedeutete Sende-Empfangs-Antenne 38 angekoppelt. Schließlich umfaßt das Steuergerät 200 noch eine Interfaceschaltung 30, die einerseits mit dem Mikrorechner 31 und der Energiequelle 202 verbunden ist und die andererseits das Steuergerät 200 mit dem Bordnetz des Fahrzeugs und gegebenenfalls zusätzlichen Sensoren (siehe Fig. 2) verbindet. Dazu verfügt die Interfaceschaltung 30 über je einen mit "+" und "-" gekennzeichneten Anschluß zur Verbindung mit den entsprechenden Polen der Fahrzeugbatterien. Der mit "La" gekennzeichnete Anschluß der Interfaceschaltung 30 ist mit einer Warnlampe 225 (vergleiche Fig. 2) verbunden. Der weitere Anschluß "A/U" ist ein Eingangsanschluß für analoge Signale, die beispielsweise von zusätzlichen Sensoren, wie Gurtschloßschalter, Kindersitzschalter, Sitzbelegungssensor, abgegeben werden. Der Anschluß "K" ist eine Diagnoseschnittstelle, über die das Steuergerät 200 testbar ist. Über den Anschluß "CRO" kann schließlich noch ein Crashsignal abgenommen werden.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Airbagmoduls 100, 102 mit einer Sende- und Empfangsstufe. Das Airbagmodul 100 umfaßt einen Mikrorechner 50, der eine Schaltstufe 59, 60, 61, 62, 64 ansteuert. Die Schaltstufe besteht aus den Widerständen 59, 60, 61, sowie einem ersten Schaltelement 62 und einem zweiten Schaltelement 64. Bei dem ersten Schaltelement 62 handelt es sich vorzugsweise um einen Transistor, bei dem zweiten Schaltelement 64 um einen Thyristor. In dem Stromkreis des zweiten Schaltelements 64 liegt ein Zündelement 63, das in Wirkverbindung mit einem Airbag 65 steht. Das Airbagmodul 100 umfaßt weiter eine Stabilisatorschaltung 51, die eine stabilisierte Spannung für den Mikrorechner 50 liefert. Der Mikrorechner 50 ist mit einer die Transistoren 53, 54, die Induktivität 58 und den Kondensator 57 umfassenden Sendestufe verbunden. In Doppelfunktion sind die Induktivität 58 und der Kondensator 57 gleichzeitig Empfangsstufe, die über einen weiteren Kondensator 56 und ein Filter 52 an einen Eingangsanschluß des Mikrorechners 50 angekoppelt ist. Über diese Empfangsstufe erhält das Airbagmodul 100 einerseits Steuersignale von dem Steuergerät 200, andererseits wird es über diese Empfangsstufe mit Energie versorgt. Im folgenden wird zunächst die Energieversorgung des Airbagmoduls 100 beschrieben. Die für den Betrieb des Airbagmoduls 100 erforderliche Energie wird von dem Steuergerät 200 bereitgestellt und drahtlos zu dem Airbagmodul 106 übertragen. Als Sendefrequenz ist eine Frequenz zu wählen, die aufgrund gesetzlicher Vorschriften für eine derartige Anwendung zugelassen ist. Im europäischen Bereich kann diese Sendefrequenz bevorzugt bei etwa 100 Kilohertz liegen. Die Sendeleistung der Sendestufe des Steuergerätes 200 liegt zwischen 500 Milliwatt und 1000 Milliwatt, bevorzugt bei etwa 850 Milliwatt. Diese Energie wird über die Sende-Empfangs- Antenne 38 des Steuergerätes 200 abgestrahlt. Die Abstrahlung erfolgt, wie aus Fig. 6, insbesondere Fig. 6b hervorgeht, in einem bestimmten Zeitintervall T4, T5 (Fig. 6b), das etwa 240 Mikrosekunden dauert. In diesem Zeitintervall wird Energie von dem Steuergerät 200 zu dem Airbagmodul 100 übertragen. Die abgestrahlte Energie wird von der Empfangsstufe (58, 57) des Airbagmoduls 100 als hochfrequente Wechselspannung empfangen. Nach Gleichrichtung wird der Kondensator 55 aufgeladen. Die Mittel zur Gleichrichtung, es kann sich dabei um eine einfache Halbleiterdiode handeln, sind in dem schematischen Blockschaltbild nach Fig. 5 nicht dargestellt.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Kondensator 55 eine Kapazität von etwa 300 bis 1000 Mikrofarad, vorzugsweise 470 Mikrofarad. Bei einer Ladespannung von rund 8 Volt kann in einem Kondensator 55 mit einer Kapazität von 470 Mikrofarad eine Energie von etwa 15 mJ gespeichert werden. Ein aufgeladener Kondensator 55 ermöglicht selbst dann noch eine gewisse "Überlebenszeit", wenn die Energieübertragung von dem Steuergerät 200 unterbunden wird. Dies tritt beispielsweise bei einem Abreißen der Fahrzeugbatterie ein. Unter "Überlebenszeit" wird dabei die Zeitdauer verstanden, während der das Airbagmodul funktionsfähig bleibt, weil es aus dem Kondensator 55 mit Energie versorgt wird.

Im folgenden wird die Signalübertragung zwischen dem Steuergerät 200 und dem Airbagmodul 100 beschrieben. Um Signale in beiden Richtungen übertragen zu können, wird zweckmäßig ein Duplexbetrieb vorgesehen. Aus Gründen der Störsicherheit wird Frequenzmodulation bevorzugt. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind für die Signalübertragung zwischen dem Steuergerät 200 und dem Airbagmodul 100, sowie umgekehrt; bestimmte Zeitintervalle vorgesehen, deren Dauer etwa 100 Mikrosekunden beträgt.

So zeigt Fig. 6a den Sendezyklus des Airbagmoduls 100, der zum Zeitpunkt T1 beginnt, zum Zeitpunkt T3 endet und rund 100 Mikrosekunden dauert. Weiterhin erläutert Fig. 6b den Sendezyklus des Steuergerätes 200. Die Signalübertragung beginnt zum Zeitpunkt T2, endet zum Zeitpunkt T4 und dauert etwa 100 Mikrosekunden. Das Airbagmodul 100 sendet vorzugsweise Signale aus, die es identifizieren und seine Betriebsbereitschaft bestätigen. Die Betriebsbereitschaft wird von einem Diagnosemodul 50a überprüft, das, wie in Fig. 5 dargestellt, auch Bestandteil des Mikrorechners 50 sein kann. Von besonderer Bedeutung für die Betriebsbereitschaft des Airbagmoduls 100 ist der elektrische Widerstand der Zündpille 63. Insbesondere dieser Widerstand wird daher vom Diagnosemodul 50a erfaßt und als Signal an das Steuergerät 200 übertragen. Die Übertragung eines Identifikationssignals ist insbesondere dann notwendig, wenn mehr als ein Airbagmodul 100 in dem Fahrzeug vorgesehen ist. Das Steuergerät 200 muß nämlich erkennen können, mit welchem Airbagmodul es kommuniziert. Die Signalübertragung zwischen dem Steuergerät 200 und den Airbagmodulen 100 betrifft insbesondere die Übertragung von Steuersignalen für die Auslösung der Airbags 65 bei einem Unfall. Dies wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 erläutert.

Bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs sendet das Airbagmodul 100 nach Aufladung von C55 eine Identifikation und eine Information über den Diagnosezustand des Airbagmoduls 100 an das Steuergerät 200. Dazu werden von dem Mikrorechner 50 (Fig. 5) die Transistoren 53, 54 angesteuert, die die Sendestufe 57, 58 anregen. Die Signalübertragung beginnt zum Zeitpunkt T1, endet zum Zeitpunkt T3 und dauert ca. 100 Mikrosekunden. Das abgestrahlte Signal wird von der Sende-Empfangsantenne 38 (Fig. 3) des Steuergerätes 200 aufgenommen und über den Kondensator 34 an den Demodulator 32 weitergeleitet, der das empfangene Signal demoduliert. Das demodulierte Signal wird dem Mikrorechner 31 zugeleitet und dort ausgewertet. Im Gegenzug übermittelt das Steuergerät 200 Steuersignale gemäß Fig. 4 an das Airbagmodul 100. Dazu wertet der Mikrorechner 31 des Steuergerätes 200 zunächst das Signal des beschleunigungsempfindlichen Sensors 204 aus und entscheidet, ob eine gefährliche Beschleunigung vorliegt oder nicht. Sollte eine, auf einen Unfall hindeutende, gefährliche Beschleunigung erkannt werden, kann das Steuergerät 200 weiterhin noch entscheiden, ob nur das Airbagmodul 100 des Fahrers oder auch das Airbagmodul 102 des Beifahrers angesteuert werden soll. Beispielsweise wird das Airbagmodul 102 des Beifahrers nicht angesteuert, wenn der Beifahrersitz nicht besetzt ist. Die für die vorbeschriebenen Fallgestaltungen von dem Steuergerät 200 an die Airbagmodule 100, 102 zu übertragenden Impulsdiagramme sind beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Zur Übertragung dieser Signale steuert der von dem Mikrorechner 31 angesteuerte Taktgenerator 33 des Steuergerätes 200 die Transistoren 36, 37 an, die die über den Kondensator 35 angekoppelte Sende-Empfangsantenne 38 anregen. Das jeweilige Airbagmodul 100, 102 empfängt mit seiner Empfangsstufe 57, 58 die von dem Steuergerät 200 abgestrahlten Signale. Diese werden über den Kondensator 56 dem Filter 52 zugeleitet und dort gefiltert und demoduliert. Die weitere Auswertung erfolgt mit dem Dekodierer 50b, der Bestandteil des Mikrorechners 50 sein kann. Wird von dem Steuergerät 200 ein Auslösesignal übertragen, steuert der Dekodierer 50b über den Widerstand 60 die Schaltelemente 62, 64 derart an, daß diese leitend geschaltet werden. Dadurch wird ein Stromfluß durch das Zündelement 63 bewirkt, der das Zündelement 63 aktiviert. Das aktivierte Zündelement 63 löst schließlich den Airbag 65 aus.

Das bisher beschriebene Ausführungsbeispiel betraf vorzugsweise ein Airbagsystem mit mindestens einem, fest in einem Fahrzeug angeordneten Airbagmodul 100, 102. Besonders vorteilhaft kann die Erfindung jedoch auch für den Schutz von Zweiradfahrern, insbesondere Motorradfahrern, eingesetzt werden, sofern kein fahrzeugfest angeordnetes Airbagmodul vorgesehen ist. So kann zwecks besserer Verteilung der bei einem Unfall auftretenden Stoßbelastung auf den Schulterbereich des Zweiradfahrers ein Airbagmodul im Schutzhelm des Fahrers vorgesehen werden. Dieses Airbagmodul wird dann drahtlos von dem fahrzeugfest angeordneten Steuergerät 200 angesteuert. Hiermit zeichnet sich die Entwicklung eines personengebundenen Airbagmodules ab, da dieses nicht mit dem Fahrzeug, sondern mit dem Schutzhelm, also einem persönlichen Ausrüstungsgegenstand des Zweiradfahrers verbundenen ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist die drahtlose Kommunikation zwischen dem Steuergerät und dem Airbagmodul nicht auf den genannten Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums beschränkt. Es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, auch andere geeignete Frequenzbereiche, beispielsweise Mikrowellen oder Infrarotstrahlung, dafür einzusetzen.

Claims (8)

1. Airbagsystem für ein Kraftfahrzeug umfassend:
mindestens einen für Fahrzeugbeschleunigungen empfindlichen Sensor, ein elektronisches Steuergerät für die Auswertung der Signale des Sensors und die Ansteuerung von Rückhaltemitteln, mindestens ein Rückhaltemittel in Gestalt eines Airbagmodules, sowie Verbindungsmittel zwischen Sensor und Steuergerät einerseits und zwischen Steuergerät und dem Airbagmodul andererseits, wobei die Verbindungsmittel zwischen dem Steuergerät und dem Airbagmodul eine drahtlose Verbindung umfassen.

2. Airbagsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Verbindung zwischen dem Steuergerät (200) und dem Airbagmodul (100, 102) eine Funkverbindung ist, deren Frequenzbereich zwischen etwa 50 kHz und 150 kHz, insbesondere zwischen etwa 100 kHz und 140 kHz liegt.

3. Airbagsystem nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß für die Funkverbindung Frequenzmodulation und Duplexbetrieb benutzt werden.

4. Airbagsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeleistung zwischen etwa 500 mW und 1500 mW, insbesondere zwischen etwa 700 und 900 mW liegt.

5. Airbagsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (200) und jedes Airbagmodul (100, 102) eine Sende- und Empfangsstufe umfassen.

6. Airbagsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkverbindung zwischen dem Steuergerät (200) und dem Airbagmodul (100, 102) in Doppelfunktion sowohl für die Informationsübertragung als auch für die Energieübertragung vorgesehen ist.

7. Airbagsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Informationsübertragung zwischen dem Steuergerät (200) und dem Airbagmodul (100, 102), beziehungsweise zwischen dem Airbagmodul (100, 102) und dem Steuergerät (200) ein Zeitintervall zwischen 50 und 200 Mikrosekunden, insbesondere zwischen 90 und 150 Mikrosekunden, vorzugsweise etwa 100 Mikrosekunden, vorgesehen ist.

8. Airbagsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet ,daß für die Energieübertragung zwischen dem Steuergerät (200) und dem Airbagmodul (100, 102) ein Zeitintervall zwischen 100 und 400 Mikrosekunden, insbesondere zwischen 200 und 300 Mikrosekunden, vorzugsweise etwa 240 Mikrosekunden vorgesehen ist.