DE19806773A1

DE19806773A1 - Airbageinrichtung

Info

Publication number: DE19806773A1
Application number: DE19806773A
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Sinnhuber
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: DE19806773B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Airbageinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

Gattungsgemäße Airbageinrichtungen sind mittlerweile im Fahrzeugbau weit verbreitet und haben sich grundsätzlich bewährt. In der jüngeren Zeit konzentrieren sich hinsichtlich der Optimierung derartiger Insassenschutzeinrichtungen die Bemühungen darauf, das soge nannte "Out-of-position"-Problem zufriedenstellend zu lösen. Dieser Problemkreis wird in der Beschreibungseinleitung der DE 195 26 547 ausführlich abgehandelt. Auf die dortigen Ausführungen in den Spalten 1-3 wird hier ausdrücklich Bezug genommen.

Ein Problemkreis innerhalb der gesamten "Out-of-position"-Thematik betrifft die Aggres sivität des Gassackes während der Aufblasphase. Ein zu dicht vor dem zusammengefalte ten Airbag befindlicher Fahrzeuginsasse (beispielsweise ein vornüber gebeugter Beifahrer oder ein hinter der Instrumententafel stehendes Kind) wird von dem sich schlagartig entfal tenden Gassack regelrecht angeschossen, so daß sich die Wirkung des an sich als Sicher heitseinrichtung ausgelegten Gassackes in sein Gegenteil verkehren kann.

In der DE 195 26 334 (B60 R21/32) wird zur Behebung dieses Problems vorgeschlagen, während des Entfaltungsvorganges des Gassackes den Druckverlauf innerhalb des Gas sackes zu überwachen, um dann die weitere Entfaltung des Gassackes zu unterbinden.

Eine vollständige Unterdrückung der Luftsackfüllung ist beispielsweise bekannt aus der EP 0 458 102-A1. Die dort beschriebene Sicherheitseinrichtung ermöglicht aber keine ge zielte Steuerung des Aufblasverhaltens für Insassen, die sich in einer "Out-of-position"- Haltung auf oder vor dem Fahrzeugsitz befinden. Bei einer durchgeführten Unterdrückung würde vom Airbag gar keine Schutzwirkung mehr ausgehen.

Die DE-38 09 074-A1, DE-40 23 109-A1, US-5,366,241 und DE-43 41 500 zeigen Insassen schutzeinrichtungen, bei denen die Position oder Haltung des jeweiligen Fahrzeuginsassen durch eine mehr oder weniger aufwendige Sensorik permanent erfaßt wird, um dann vor einem Fahrzeugunfall den aufblasbaren Luftsack angepaßt zu füllen.

Schließlich werden in den Schriften DE-43 34 606-A1, DE-1 95 26 547-A1, DE-19 51 589- A1, US-5,405,166 und US-5,501,488 konstruktive Maßnahmen am Luftsack und/oder am Gasgeneratorgehäuse vorgestellt, durch die der aus dem Gasgenerator austretende Mas senstrom während der Behinderung der Entfaltung des Gassackes steuerbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Airbag-Einrichtungen so weiter zubilden, daß für ein möglichst weites Spektrum unterschiedlicher "Out-of-position"- Konstellationen (beispielsweise falsch sitzender Fahrzeuginsasse, stehendes sind vor In strumententafel, falsche Beifahrersitzeinstellung, Füße auf der Instrumententafel, auf der Türbrüstung aufgelegte Ellbogen etc.) ein zufriedenstellendes Aufblasverhalten des Luft sackes erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Airbageinrichtung gemäß den Merkmalen des Patent anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird also ein mittels eines Treibsatzes erzeugtes Gasvolumen nicht un mittelbar in den Gassack, sondern zunächst einer diesem in Strömungsrichtung vorgelager ten Vorkammer zugeführt. Dieser Vorkammer ist ein Gasstromsteuerungsmittel zugeordnet, mit welchem die Intensität und/oder die Richtung des aus dem Treibsatz gelieferten Gasvolumenstroms beeinflußt werden kann. Die Aggressivität des sich entfaltenden Luftsackes wird also dadurch gemindert, daß Teile des aus einem pyrotechnischen Treib satz oder aus einem Hybridgenerator erzeugten Gasvolumenstromes gedrosselt und/oder an dem in "Out-of-position"-Haltung befindlichen Körperteil zumindest teilweise vorbeige lenkt werden. Die hierzu verwendete Gasstromsteuerungseinrichtung ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung von einer mit einer Crashsensorik verbundenen Steuereinrichtung zeitlich bereits vor der Zündung des Treibsatzes aktivierbar, damit für den Entfaltungsvorgang selbst keine Zeit verloren wird. Diese Voraktivierung erfolgt zweckmäßigerweise in Abhängigkeit sogenannter Pre-Crashsensoren oder kann aus Si gnalen einer Fahrzeuginnenraumüberwachung bestimmt werden.

Die Umsetzung der Erfindung kann gegenüber konventionellen Airbagsystemen weitgehend bauraumneutral durchgeführt werden, wenn die Vorkammer den bislang bereits in Einsatz befindlichen Diffusorbereichen des Gasgenerators zugeordnet wird. Vorkammer und Diffu sorbereich können also Bestandteil eines einteilig ausgeführten Gehäuses sein.

Als Gasstromsteuerungseinrichtung werden bevorzugt Verschlußmittel eingesetzt, die bei spielsweise nach Art eines Blendenkörpers ausgebildet sind. Mit diesen Blendenkörpern kann sowohl der Gasmassendurchsatz als auch die Strömungsrichtung gezielt beeinflußt werden.

Vorteilhaft ist auch, daß die Erfindung kombinierbar ist mit Systemen, die das Ausbreitungs verhalten des Luftsackes in der Entfaltungsphase überwachen. Durch gezielte Beeinflus sung der Gasstromsteuerungseinrichtung kann auf diese Weise während des Füllvorganges die Richtung und/oder Intensität des Gasmassenstromes noch verändert werden. Für diese Zwecke wird bevorzugt eine Steuereinrichtung mit einer Kennfeldsteuerung verwendet.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung sche matisch dargestellt. Man erkennt dort ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Airbagmodul, des sen wesentliche Elemente hier ein Gasgenerator 2, eine Vorkammer 3, ein Luftsack 4 und als Gasstromsteuerungseinrichtung ein Blendenkörper 5 sind. Dieser ist beispielsweise ge genüber einem Vorkammergehäuse 6 verschwenkbar und zu diesem Zweck über einen Schwenkhebel 7 an eine Achse 8 angelenkt. Der Schwenkhebel 7 ist seinerseits mittels eines insgesamt mit 9 bezeichneten Stellgliedes gemäß dem Doppeldrehpfeil 10 bewegbar.

Zur Erzeugung dieser Stellbewegung ist als Bestandteil des Stellgliedes 9 ein zweiseitig beaufschlagbarer Stellkolben 11 vorgesehen, der entweder durch Aktivierung von Treib ladungen 12 und 13 nach unten oder durch Aktivierung von Treibladungen 14 und 15 nach oben verstellbar ist. Je nach gewünschter Verstellgeschwindigkeit kann entweder eine der Treibladungen allein oder zur beschleunigten Verstellung das jeweilige Treibladungspaar aktiviert werden.

Die Auslösung der Treibladungen 12-15 und auch des Gasgenerators 2 werden durch eine Steuereinrichtung 16 veranlaßt, die ihrerseits mit wenigstens einem Crashsensor 17 ver bunden ist. Bevorzugt sind der Steuereinrichtung 16 auch Signale eines insgesamt mit 18 bezeichneten Sensorsystems zuführbar, durch das beispielsweise die Verhältnisse im In nenraum eines Fahrzeuges, ein Sitzbelegungsstatus oder die Verwendung eines Kin dersitzes erfaßbar sind. Die von den jeweiligen Sensoren gelieferten Signale erkennen unterschiedlichste "Out-of-position"-Situationen und veranlassen demzufolge die Steuer einrichtung 16, eine situationsgerechte Verstellung des Blendenkörpers 5 vorzunehmen. Je nach Stellung des Blendenkörpers 5 werden die aus dem Gasgenerator 2 austretenden Gasmassenströme (durch dünne Pfeile symbolisiert) zu einer mehr oder weniger langen Verweildauer innerhalb der Vorkammer 3 gezwungen, bevor sie durch eine Öffnung 19 zur Füllung des Luftsackes 4 aus der Vorkammer 3 entweichen können.

Es wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung dar gestellten Zusammenhänge rein schematischer Natur sind. Je nach Fahrzeugtyp können beispielsweise die Größenverhältnisse vom Blendenkörper 5 zur Öffnung 19 völlig unter schiedlich gewählt werden. So ist beispielsweise eine Konstellation vorstellbar, bei der mit tels des Blendenkörpers 5 die Öffnung 19 komplett verschließbar ist. Es können ebenso mehrere Blenden vorgesehen sein, die gemeinsam oder separat ihnen zugeordnete Öff nungen verschließen. Zur Erfindung gehören auch solche Lösungen, bei denen die Quer schnittsfläche des Blendenkörpers selbst veränderbar ist, beispielsweise durch Ineinander schieben mehrerer Blendenplatten (z. B. wie bei Kamerablenden). Das gesteuerte Schließen oder Freigeben der Öffnung 19 kann aber auch über Drehventil- oder Schieberventilkonstruktionen erfolgen.

Die Erfindung umfaßt auch solche Airbageinrichtungen, bei denen in die Wandung des Vorkammergehäuses 6 Überdruckventile eingelassen sind, die einen Austritt der Gas massenströme an dem Luftsack 4 vorbei ermöglichen, wenn praktisch wegen eines "Out-of- position"-Problems keine nach vorn gerichtete Entfaltung möglich ist.

Zur Bereitstellung einer Gasstromsteuerungseinrichtung ist der Fachmann nicht unbedingt auf Blendenkörper angewiesen. Alternativ sind beispielsweise auch in die Wandung des Vorkammergehäuses 6 eingebrachte Verschlußkappen vorstellbar, die in einer vorgegebe nen Verteilung unterhalb des Luftsackes 4 angeordnet sind. Je nach von der Steuereinrich tung 16 erfaßter Unfallsituation kann dann gezielt ein bestimmtes Kontingent von Ver schlußkappen - beispielsweise durch Zündung pyrotechnischer Mini-Treibsätze - wegge sprengt werden, um auf diese Weise dem aus dem Gasgenerator 2 austretenden Gas massenstrom die für die Füllung des Luftsackes 4 erwünschte Strömungsrichtung aufzwin gen zu können.

Hervorzuheben ist, daß die Erfindung für unterschiedlichste Airbag-Applikationen einsetzbar ist. Die hier beschriebenen Zusammenhänge sind also auf Lenkrad-Airbags, Instumen tentafel-Airbags, Tür- oder Sitzairbags, Fußraum-Airbags oder dergleichen anwendbar.

Claims

1. Airbageinrichtung für Insassen eines Fahrzeugs mit einem durch einen Gasgenerator (2) befüllbaren Luftsack (4), gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merk male:

- ein mittels eines Treibsatzes erzeugtes Gasvolumen wird vor Eintritt in den Luftsack (4) einer Vorkammer (3) zugeführt,
- der Vorkammer (3) ist wenigstens eine Gasstromsteuerungseinrichtung zugeordnet, durch die die Intensität und/oder die Richtung des aus dem Treibsatz gelieferten Gas volumenstroms beeinflußbar ist.

2. Airbageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (3) einem Diffusorbereich des Gasgenerators (2) zugeordnet ist.

3. Airbageinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (3) und der Diffusorbereich Bestandteil eines einteilig ausgeführten Gehäuseteiles sind.

4. Airbageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Vorkammer (3) gegenüber dem Luftsack (4) durch ein Verschlußmittel abschirmbar sind, das als Gasstromsteuerungseinrichtung wirksam ist.

5. Airbageinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußmittel ein verstellbarer Blendenkörper (5) ist.

6. Airbageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrom steuerungseinrichtung mit einer Steuereinheit (16) verbunden ist, in der Signale eines Sensorsystems (17, 18) verarbeitbar sind.

7. Airbageinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteil des Sensorsystems wenigstens ein Kollisionssensor (17) vorgesehen ist.

8. Airbageinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteil des Sensorsystems eine Fahrzeuginnenraumüberwachungssensorik vorgesehen ist.

9. Airbageinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteil des Sensorsystems ein Kindersitzerfassungssensor vorgesehen ist.

10. Airbageinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteil des Sensorsystems wenigstens ein Sitzbelegungssensor vorgesehen ist.

11. Airbageinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (5) durch ein von der Steuereinheit (16) beeinflußbares Stellglied (9) bewegbar ist.

12. Airbageinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuereinrichtung (16) der dem Gasstromvolumen ausgesetzte Querschnitt des Blendenkörpers (5) veränderbar ist.

13. Airbageinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) durch wenigstens eine pyrotechnische Treibladung (12-15) antreibbar ist.

14. Airbageinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (5) in dem Gehäuse verstellbar gelagert ist.

15. Airbageinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein in der Steuereinheit (16) abgelegtes Kennfeld, durch das mittels der von dem Sensorsystem gelieferten Daten vorgegebene Zustände der Gasstromsteuerungseinrichtung einstellbar sind.

16. Airbageinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteil des Sensorsystems ein Erfassungsmittel für das Ausbreitungsverhalten des Luftsackes (4) vorgesehen ist.

17. Airbageinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Ab hängigkeit von Signalen des Erfassungsmittels die Gasstromsteuerungseinrichtung beeinflußbar ist.

18. Airbageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer als Bestandteil des Luftsackes (4) ausgeführt ist.

19. Airbageinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkammer wenigstens eine Bersteinrichtung zugewiesen ist.

20. Airbageinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bersteinrichtung durch wenigstens eine Sollbruchstelle im Luftsackgewebe gebildet ist.

21. Airbageinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bersteinrichtung durch wenigstens ein zerstörend auf das Luftsackgewebe einwirkendes Mittel, insbesondere durch ein Messer oder einen Stechdorn oder eine Feuerflamme oder dergleichen, gebildet ist.

22. Airbageinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bersteinrichtung Bestandteil der Gasstromsteuerungseinrichtung ist.

23. Airbageinrichtung nach den Ansprüchen 6 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bersteinrichtung durch die Steuereinrichtung aktivierbar ist.