DE19844149A1 - Airbagsystem als ergänzendes Rückhaltesystem zu Sicherheitsgurtvorrichtungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Airbagsystem als ergänzendes Rückhaltesystem zu Sicherheitsgurtvorrichtungen für ein Fahrzeug, wie durch den Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 beschrieben.

Aus dem Stand der Technik sind Airbagsysteme als ergänzende Rückhaltesysteme zu Sicherheitsgurtvorrichtungen wohlbekannt. Ein derartiges Airbagsystem um­ faßt eine Mehrzahl von Unfallsensoren, einen innerhalb eines Lenkrades instal­ lierten Airbag und eine Steuereinheit, die die Füllung und Expansion des Airbags in Abhängigkeit von zumindest einem Ausgangssignal von einem der Unfallsenso­ ren steuert. Der Unfallsensor kann ein Beschleunigungssensor sein, der ein elek­ trisches Ausgangssignal zur Verfügung stellt, welches einen von der Stoßenergie eines Unfalles abhängigen Wert hat. Die Steuereinheit beurteilt eingehende elek­ trische Signale, um die Befüllung und Expansion des Airbags zum Zeitpunkt eines Unfalles zu steuern. Ein Betätigungsschaltkreis umfaßt eine Zündkapsel, um ein entflammbares Fluid zu entzünden, zur Erzeugung von Befüllungsgas, das in den Airbag abgegeben wird und diesen befüllt und ausdehnt. Beim Auftreten eines Un­ falles wird der Airbag unmittelbar befüllt und ausgedehnt, um einen Passagier vor dem Aufschlagen auf das Lenkrad oder den vorderen Teil des Passagierabteiles zu schützen.

In Zusammenhang mit den Airbags des Standes der Technik wurde erkannt, daß es nicht immer wünschenswert ist, den Airbag zu 100% mit dem durch die Ent­ zündung des Fluides erzeugten Gas zu füllen. In den letzten Jahren sind Airbagsy­ steme eines Typs vorgeschlagen worden, bei denen der Airbag mit unterschiedli­ chen Füllungsdrücken befüllt und ausgedehnt wird, nämlich einem niedrigen Ni­ veau eines Befüllungsdruckes und einem hohen Niveau eines Befüllungsdruckes abhängig davon, ob der Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist oder nicht.

Die stoßabsorbierende Kapazität des Airbags ändert sich abhängig davon, ob der Passagier durch einen Sicherheitsgurt gesichert ist und/oder dem Niveau des Be­ füllungsdruckes, mit dem der Airbag befüllt und expandiert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, die sich auf die Leistung der stoßabsorbierenden Kapazität eines Airbags bezüglich der Fahrzeugunfallgeschwindigkeit bezieht, zeigen die charakteristi­ schen Kurven "a", "b" und "c" die Stoßabsorptionsleistung, wenn der Airbag nicht befüllt ist, wenn der Airbag mit einem niedrigen Niveau eines Befüllungsdruckes befüllt ist und wenn der Airbag mit einem hohen Niveau eines Befüllungsdruckes befüllt ist, wobei der Passagier nicht durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist. Die charakteristischen Kurven "d", "e" und "f" zeigen die Stoßabsorptionsleistung, wenn der Airbag nicht befüllt ist, wenn der Airbag mit einem niedrigen Niveau eines Be­ füllungsdruckes befüllt ist und wenn der Airbag mit dem hohen Niveau des Befül­ lungsdruckes befüllt ist, wobei der Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist die Stoßabsorptionsleistung des Airbags gegen den Passagier unterschiedlich unter den Bedingungen der Befüllung und Expansi­ on des Airbags. Darüber hinaus, wie durch die doppelpunktierte Linie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, nimmt die Stoßabsorptionsleistung mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Auftreten eines Unfalles zu. Dies liegt daran, daß, wenn die Fahrzeugunfallgeschwindigkeit ansteigt, der Passagier eine höhere kinetische Energie hat. Das japanische Patent Nr. 2,507,796 offenbart ein Airbag­ system eines Typs, der zwei Abgabeventile und eine Ventilsteuerung umfaßt. Bei­ de Abgabeventile steuern den inneren Gasdruck in dem Airbag während der Befül­ lung des Airbags. Die Ventilsteuerung steuert die Abgabeventile abhängig davon, ob der Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist oder nicht, von dem Gewicht des Passagiers, der Fahrzeuggeschwindigkeit usw. Insbesondere das erste Abgabeventil wird gesteuert, um ein erstes Niveau eines Innendrucks des Airbags zu halten, bei dem der Airbag einen ersten effektiven Rückhaltezustand einnimmt. Das zweite Abgabeventil wird gesteuert zur Aufrechterhaltung eines zweiten Ni­ veaus eines inneren Druckes des Airbags, bei dem der Airbag einen zweiten effek­ tiven Rückhaltezustand einnimmt, während der Druck des Befüllungsgases an­ steigt. Wenn der Airbaginnendruck das erste Niveau des Innendrucks während der Befüllung und Expansion des Airbags erreicht, gibt das erste Ventil Befüllungsgas ab, um das erste Niveau des inneren Gasdruckes zu halten. Während der Befül­ lungsgasdruck stark ansteigt, nachdem der Airbag den ersten effektiven Rückhal­ tezustand erreicht hat, gibt das zweite Abgabeventil den Befüllungsgasdruck ab, um das zweite Niveau des Innendrucks zu halten. Das Airbagsystem stellt das er­ ste und zweite Niveau des Innendrucks auf ein geeignetes Niveau ein, abhängig davon, ob der Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist oder nicht, dem Gewicht des Passagiers, der Fahrzeuggeschwindigkeit, um einen entsprechend ef­ fektiven Schutz des Passagiers während des Auftretens eines Zusammenstoßes zu bieten.

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 7-277123 offenbart ein Air­ bagsystem, das mit einem Befüller ausgestattet ist, umfassend eine elektrische Heizung, die betätigt wird, während der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist. Die Hei­ zung bleibt in Betrieb, während der Sicherheitsgurt gelöst wird, um das Befül­ lungsgas zu erwärmen und seinen Druck zu erhöhen, mit dem der Airbag befüllt wird, wenn sich ein Zusammenstoß ereignet, wird jedoch abgeschaltet, wenn der Sicherheitsgurt eingeklinkt wird.

Einige der verbesserten Airbagsysteme sind damit ausgestattet, was als zusam­ mengesetzte oder multiple Befüllungseinheit bezeichnet wird, mit zumindest zwei Befüllern, die unabhängig voneinander betätigt werden können. Beide Befüller geben das gleiche Volumen eines Befüllungsgases in einen Airbag ab. Entweder einer oder zwei Befüller werden betätigt, um den Airbag mit einem niedrigen Ni­ veau eines Befüllungsgasdruckes zu befüllen und auszudehnen, wenn ein leichter Zusammenstoß erfolgt oder beide Befüller werden betätigt, um den Airbag mit ei­ nem hohen Niveau eines Befüllungsgasdruckes zu befüllen und auszudehnen, wenn der Zusammenstoß schwer ist.

Keines der mit der multiplen Befüllereinheit ausgestatteten Airbagsysteme vari­ iert den Schwellwert zur Betätigung entweder eines oder beider der Befüller ab­ hängig davon, ob der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist und dem Fahrzeugbetriebszu­ stand (dieser umfaßt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkwinkel usw.). Bei­ spielsweise kann das Airbagsystem derart gesteuert werden, daß der Airbag mit einem niedrigen Niveau eines Befüllungsdruckes befüllt wird, immer bei dem Auf­ treten eines Zusammenstoßes und daraufhin mit einem hohen Niveau eines Befül­ lungsdruckes befüllt wird. Während in einem derartigen Fall kein Problem be­ steht, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit eines Fahrzeuges relativ niedrig ist, wird die Stoßabsorptionsleistung nichtsdestotrotz in einem gewissen Maße ab­ nehmen, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit eines Fahrzeuges relativ hoch liegt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Airbagsystem als zu­ sätzliches Rückhaltesystem zu einem Sicherheitsgurt für ein Fahrzeug vorzuse­ hen, das einen zuverlässigen Schutz eines Passagiers während unterschiedlicher Arten von Zusammenstößen vorsieht.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Airbagsystem zur Ver­ fügung zu stellen, das einen effektiven Schutz eines Passagieres bietet, unabhän­ gig davon, ob der Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist sowie den Fahrzeugbetriebszuständen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Airbagsystem vorzusehen, das die Befüllung und die Ausdehnung eines Airbags geeignet steuert, abhängig davon, ob ein Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist oder nicht oder den Fahrzeugbetriebszuständen, und bei dem der befüllte Airbag zuver­ lässig in Kontakt mit einem Passagier kommt, um die aufgrund eines Zusammen­ stoßes auftretende Stoßenergie zu absorbieren.

Die vorhergehenden Aufgaben der Erfindung werden durch das Vorsehen eines Airbagsystems als zusätzliches Rückhaltesystem zu einem Sicherheitsgurt für ein Fahrzeug erzielt, bei dem ein Airbag mit einem hohen und niedrigen Befüllungs­ druck befüllt und ausgedehnt wird, abhängig von den Fahrbedingungen. Das Air­ bagsystem erzeugt das niedrige Niveau eines Befüllungsgasdruckes, wenn die Pa­ rameter der Zusammenstoßbedingungen, wie einer Zusammenstoßgeschwindigkeit und einer Zusammenstoßbeschleunigung, einen ersten Schwellwert übersteigen und das hohe Niveau des Befüllungsdruckes, wenn die Zusammenstoßbedingungen einen zweiten Schwellwert übersteigen, der größer ist als der erste Schwellwert, während der Sicherheitsgurt nicht eingeklinkt ist, und erzeugt das niedrige Niveau des Befüllungsdruckes, wenn die Parameter der Zusammenstoßbedingungen einen dritten Schwellwert der Zusammenstoßbedingungen übersteigen und das hohe Niveau des Befüllungsdruckes, wenn die Parameter der Zusammenstoßbedingun­ gen einen vierten Schwellwert übersteigen, der größer ist als der dritte Schwell­ wert, während der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist. Der zweite Schwellwert wird in unmittelbarer Nähe zu dem dritten Schwellwert bestimmt.

Vorzugsweise ist der erste Schwellwert eine untere Grenze eines Bereiches des Pa­ rameters, in dem der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag einen höheren Stoßabsorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt nicht eingeklinkt ist, als der nicht befüllte und ausgedehnte Airbag. Der zweite Schwellwert ist eine untere Grenze eines Berei­ ches des Parameters, in dem der mit dem hohen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag einen höheren Stoßabsorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt nicht eingeklinkt ist, als der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag, wäh­ rend der Sicherheitsgurt nicht eingeklinkt ist. Der dritte Schwellwert ist eine un­ tere Grenze eines Bereiches des Parameters, in dem der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag einen höheren Stoßab­ sorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist, als der nicht befüllte und ausgedehnte Airbag, und der vierte Schwellwert ist eine untere Grenze eines Bereiches des Parameters, in dem der mit dem hohen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag einen höheren Stoßabsorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt ein­ geklinkt ist, als der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag, während der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist.

Eine Zusammenstoßbeschleunigung als Zusammenstoßbedingung wird erfaßt durch eine Vielzahl von Beschleunigungssensoren in der Fahrzeugkarosserie, und es wird eine Zusammenstoßgeschwindigkeit aus der Integration der Zusammen­ stoßbeschleunigung bezüglich der Zeit berechnet. In einem Schloß des Sicherheits­ gurtes ist ein Schalter vorgesehen, um ein Signal abzugeben, wenn der Sicher­ heitsgurt eingeklinkt ist. Um das hohe und niedrige Niveau des Befüllungsgas­ druckes zu erzeugen, umfaßt das Airbagsystem eine Befüllungseinheit der zusam­ mengesetzten Art mit zwei Befüllern, von denen einer betätigt wird, um das nied­ rige Niveau des Befüllungsgasdruckes zu erzeugen und von denen beide betätigt werden, um das hohe Niveau des Befüllungsgasdruckes zu erzeugen. Die Befül­ lereinheit kann einen einzigen Befüller umfassen, der zur Steuerung des Innen­ druckes des Airbags auf zwei Niveaus ausgebildet ist, nämlich einem hohen Niveau und einem niedrigen Niveau des Befüllungsgasdruckes.

Da der erste Schwellwert geringer ist als der zweite Schwellwert, während der Si­ cherheitsgurt nicht eingeklinkt ist, wird das Airbagsystem nicht betätigt, wenn das Fahrzeug bei einer Zusammenstoßbeschleunigung oder einer Zusammenstoßge­ schwindigkeit zusammenstößt, die geringer ist als der erste Zusammenstoßpara­ meter, aber betätigt die Befüllereinheit zur Befüllung und Ausdehnung des Air­ bags mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsgasdruckes, wenn das Fahrzeug bei einer Zusammenstoßbeschleunigung zwischen dem ersten und zweiten Schwell­ wert zusammenstößt oder betätigt die Befüllereinheit zur Befüllung und Ausdeh­ nung des Airbags mit dem hohen Niveau des Befüllungsgasdruckes, wenn das Fahrzeug bei einer Zusammenstoßbeschleunigung zusammenstößt, die größer ist als der zweite Schwellwert. Darüber hinaus wird das Airbagsystem nicht betätigt, wenn das Fahrzeug bei einer Zusammenstoßbeschleunigung oder einer Zusam­ menstoßgeschwindigkeit zusammenstößt, die geringer ist als der dritte Zusam­ menstoßparameter, das der dritte Schwellwert kleiner ist als der vierte Schwell­ wert, während der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist, aber betätigt die Befüllereinheit zur Befüllung und Ausdehnung des Airbags mit dem niedrigen Niveau des Befül­ lungsgasdruckes, wenn das Fahrzeug bei einer Zusammenstoßbeschleunigung zwi­ schen dem dritten und vierten Schwellwert zusammenstößt, oder betätigt die Be­ füllereinheit zur Befüllung und Ausdehnung des Airbags mit dem hohen Niveau des Befüllungsgasdruckes, wenn das Fahrzeug bei einer Zusammenstoßbeschleu­ nigung zusammenstößt, die größer ist als der vierte Schwellwert. Da der zweite und dritte Schwellwert in unmittelbarer Nähe zueinander liegen, können diese beiden Schwellwerte großzügig durcheinander ersetzt werden, abhängig von Ver­ änderungen der unterschiedlichen Zusammenstoßbedingungen.

Insbesondere im Falle eines Zusammenstoßes, in dem der Sicherheitsgurt nicht eingeklinkt ist, kann der Passagier der Gefahr entgehen, wenn die Zusammen­ stoßbedingungen niedriger liegen als der dritte Schwellwert. Der Airbag wird je­ doch vorzugsweise mit dem niedrigen Befüllungsdruck befüllt und ausgedehnt, um den Passagier zu schützen, wenn die Zusammenstoßbedingungen den ersten Schwellwert übersteigen oder mit dem hohen Befüllungsdruck, um den Passagier sicherer zu schützen, wenn die Zusammenstoßbedingungen den zweiten Schwell­ wert übersteigen. Andererseits wird der Passagier im Falle eines Zusammensto­ ßen, in dem der Sicherheitsgurt eingeklinkt ist, zurückgehalten und vor dem Her­ ausschleudern aus einem Sitz während eines Zusammenstoßes geschützt, bei Zu­ sammenstoßbedingungen, die geringer sind als der dritte Schwellwert in unmittel­ barer Nähe zu dem zweiten Schwellwert, sogar, wenn der Airbag nicht befüllt ist. Der Airbag wird jedoch vorzugsweise mit dem niedrigen Befüllungsdruck befüllt und ausgedehnt, um den Passagier zu schützen, wenn die Zusammenstoßbedin­ gungen den dritten Schwellwert in unmittelbarer Nähe zu dem zweiten Schwell­ wert übersteigen oder mit dem hohen Befüllungsdruck, um den Passagier sicherer zu schützen, wenn die Zusammenstoßbedingungen den vierten Schwellwert über­ steigen.

Der erste Schwellwert wird auf eine untere Grenze eines Bereiches der Zusam­ menstoßbedingungen gesetzt, bei dem der Airbag, der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllt und ausgedehnt wurde, einen höheren stoßabsorbie­ renden Effekt auf einen Passagier hat, als der nicht befüllte und ausgedehnte Air­ bag. Das heißt, wie in Fig. 3 gezeigt, daß der erste Schwellwert auf den unteren Grenzwert α1 der Zusammenstoßgeschwindigkeiten gesetzt wird, bei dem die Stoßabsorptionsleistung des Airbags, dargestellt durch eine charakteristische Kur­ ve "a" für den Fall, daß der Airbag nicht befüllt ist, niedriger ist als derjenige, der durch die charakteristische Kurve "b" für den Fall dargestellt ist, daß der Airbag mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllt ist, während der Airbag nicht befüllt ist. Der zweite Schwellwert ist auf den niedrigeren Grenzwert β1 des Bereiches der Zusammenstoßgeschwindigkeit gesetzt, wobei die Stoßabsorptions­ leistung des Airbags, dargestellt durch die charakteristische Kurve "b", geringer ist als derjenige, dargestellt durch eine charakteristische Kurve "c" für den Fall, daß der Airbag mit dem hohen Niveau des Befüllungsdruckes befüllt wird, während der Airbag nicht befüllt ist. Der dritte Schwellwert wird auf den unteren Grenz­ wert α2 des Bereiches der Zusammenstoßgeschwindigkeiten gesetzt, wo die Stoß­ absorptionsleistung des Airbags, dargestellt durch eine charakteristische Kurve "d", für den Fall, daß der Airbag befüllt ist, niedriger ist, als der derjenige, darge­ stellt durch eine charakteristische Kurve "e" für den Fall, daß der Airbag mit dem niedrigen Befüllungsdruck befüllt wird, während der Airbag befüllt ist. Der vierte Schwellwert wird auf den unteren Grenzwert β2 des Bereiches der Zusammen­ stoßgeschwindigkeit gesetzt, wo die Stoßabsorptionsleistung des Airbags, darge­ stellt durch die charakteristische Kurve "e", kleiner ist als diejenige, dargestellt durch eine charakteristische Kurve "f", für den Fall, daß der Airbag mit dem nied­ rigen Befüllungsdruck befüllt ist, während der Airbag befüllt ist. Durch das Setzen der oben beschriebenen Schwellwerte bietet der Airbag den maximalen Effekt der Stoßabsorptionsleistung für den Passagier, unabhängig davon, ob der Passagier durch einen Sicherheitsgurt befestigt ist und mit einem maximalen Effekt ge­ schützt ist.

Der erste bis dritte Schwellwert kann nach unten variiert werden, wenn die Fahr­ zeuggeschwindigkeit zunimmt. Die kinetische Energie des Passagiers und die Inertialkraft des Fahrzeuges, die den Passagier während eines Zusammenstoßes beeinflußt, nehmen proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Die abgesenk­ ten Schwellwerte veranlassen den Airbag dazu, sich mit unterschiedlichen Graden an Befüllungsdruck gemäß der Schwere des Zusammenstoßes korrekt zu befüllen.

Darüber hinaus kann der erste Schwellwert mit einer ersten Abnahmegeschwin­ digkeit variiert werden, wenn die Zusammenstoßbeschleunigung oder die Zusam­ menstoßgeschwindigkeit oder der Lenkwinkel zunimmt und der dritte Schwellwert kann mit einer dritten Abnahmegeschwindigkeit variiert werden, die kleiner ist als die erste Abnahmegeschwindigkeit, wenn die Zusammenstoßbeschleunigung oder die Zusammenstoßgeschwindigkeit höher wird.

Das Fahrzeug variiert seine Inertialkraft zunehmend oder abnehmend proportio­ nal zu einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Während des Drehens nimmt die Stoßabsorptionsleistung des Airbags mit einer Zunahme des Lenkwinkels ab. Als Konsequenz dessen wird der Passagier durch den Airbag sicherer geschützt, durch eine Absenkung von zumindest dem ersten Schwellwert, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit erhöht, seinen Lenkwinkel oder eine Verzögerung bei dem Auftreten eines Zusammenstoßes. Während es wünschenswert ist, den dritten Schwellwert abzusenken, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, der Lenkwinkel oder die Verzögerung bei dem Auftreten eines Zusammenstoßes, ist dies nicht immer notwendig. Wenn der Passagier befestigt und durch den Sicher­ heitsgurt zurückgehalten wird, wird die Inertialkraft, die den Passagier beeinflußt, verringert, wobei eine Zunahme des ersten Schwellwertes größer ist als diejenige des dritten Schwellwertes für jede spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwin­ kel oder Verzögerung bei dem Auftreten eines Zusammenstoßes.

Der oben genannte Gegenstand sowie Eigenschaften der Erfindung ergeben sich für den Fachmann des vorliegenden Fachbereiches aus der folgenden Beschrei­ bung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wenn diese in Zu­ sammenhang mit den beigefügten Zeichnungen studiert werden; darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorderhälfte eines Fahrzeuges, das mit einem Airbagsystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfin­ dung ausgestattet ist;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Airbageinheit, die in dem Airbagsystem eingeschlossen ist;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Stoßabsorp­ tionsleistung und der Zusammenstoßgeschwindigkeit zeigt;

Fig. 4 und 5 graphische Darstellungen, die eine Veränderung in dem Verhält­ nis zwischen der Stoßabsorptionsleistung und der Zusammenstoßgeschwindigkeit zeigen;

Fig. 6 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen den Korrektur­ werten für erste und zweite Schwellwerte und die Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt;

Fig. 7 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen den Korrektur­ werten für dritte und vierte Schwellwerte und die Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt;

Fig. 8 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen dem Korrektur­ wert für den ersten Schwellwert und dem Lenkwinkel zeigt;

Fig. 9 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen dem Korrektur­ wert für den dritten Schwellwert und dem Lenkwinkel zeigt; und

Fig. 10 und 11 Flowcharts, die die Sequenzroutine der Airbagbefüllungs- und Ausdehnungssteuerung zeigt.

Unter detaillierter Bezugnahme auf die Zeichnungen und im besonderen auf Fig. 1, ist schematisch ein Passagierabteil C eines Fahrzeuges gezeigt, das mit einem Sicherheitsgurtsystem und einem Airbagsystem ausgestattet ist, d. h., einem zu­ sätzlichen Rückhaltesystem, in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vor­ liegenden Erfindung. Ein Airbagsystem 1 umfaßt einen Airbag 2, eine Befüllerein­ heit 3, ein Paar von Beschleunigungssensoren 4 und 5, einen Fahrzeuggeschwin­ digkeitssensor 6, einen Lenkwinkelsensor 7, einen Sicherheitsgurtschalter 8 und eine Steuereinheit 9. Der Airbag 2 ist gefaltet und in einer Airbagaufnahme 11 aufgenommen, die einen Teil des Lenkrades 10 darstellt und ist durch eine mittle­ re Platte 11a abgedeckt. Die Befüllereinheit 3 ist in dem Airbaggehäuse 11 instal­ liert und gibt ein Gas in den Airbag 2 in Abhängigkeit vom Auftreten eines Zu­ sammenstoßes ab, um den Airbag 2 zu befüllen und auszudehnen. Die Beschleuni­ gungssensoren 4 und 5 erfassen Längs- und Seitenbeschleunigungen des Fahrzeu­ ges und generieren Signale abhängig von der Beschleunigung. Die Beschleuni­ gungssensoren 4 und 5 sind beispielsweise an dem Rahmen einer vorderen Stoß­ stange befestigt sowie an einem Querträger einer Verschlußkappe. Die Fahrzeug­ geschwindigkeitssensoren 6 erfassen eine Rotationsgeschwindigkeit einer Ab­ triebswelle eines Motors 18 als Fahrzeuggeschwindigkeit V und erzeugen ein Si­ gnal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit V repräsentiert. Der Lenkwinkelsensor 7 erfaßt einen Lenkwinkel θ und erzeugt ein Signal, das den Lenkwinkel θ reprä­ sentiert. Der Lenkwinkelsensor 7 ist verbunden und an einer Lenksäule 20 instal­ liert, und erfaßt einen Rotationswinkel der Lenksäule 20. Der Sicherheitsgurt­ schalter 8, der an einem Schloß 27 der Sicherheitsgurtvorrichtung D installiert ist, erfaßt eine Zunge 26 an einem Ende des Sicherheitsgurtes 25, die an dem Schloß 27 einer Sicherheitsgurtvorrichtung D befestigt ist. Der Sicherheitsgurtschalter 8 erzeugt ein Signal, wenn die Zunge 26 in Eingriff mit dem Schloß 27 gebracht wird. Die Sicherheitsgurtvorrichtung D ist an jedem der zwei Vordersitze 26 vor­ gesehen. Die Steuereinheit 9 empfängt die Signale von Sensoren und Schaltern einschließlich zumindest der Beschleunigungssensoren 4 und 5, dem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 6, dem Lenkwinkelsensor 7 und dem Sicherheitsgurtschalter 8 und erzeugt ein Triggersignal für die Befüllereinheit 3.

Gemäß Fig. 2, die die Airbagvorrichtung D im Detail zeigt, erstreckt sich der Air­ bagkasten 11, der an einem Lenkrad 10 an dessen Mitte installiert ist und durch eine Lenkradplatte 11a abgedeckt ist, nach vorne ausgehend von dem Lenkrad 10. Der Airbag 2 ist an seinem offenen Ende 2a fest an einem Boden 11b des Airbag­ kastens 11 befestigt und von dem offenen Ende des Airbags 2 eingeschlossen und schließt ein Paar von Befüllern 15 und 16 und ein Paar von elektrischen Heizun­ gen 15a und 16a ein. Beide Befüller 15 und 16 haben im wesentlichen dieselbe Be­ füllungskapazität. Die elektrischen Heizungen 15a und 16a werden unmittelbar erwärmt, um jeweils in den Befüllern 15 und 16 enthaltene entzündbare Flüssig­ keit zu entzünden. Die Steuereinheit 9 steuert die Erwärmung der elektrischen Heizungen 15a und 16a. Wenn zumindest einer der Befüller 15 und 16 betätigt wird, erwärmt er unmittelbar die zugehörige Heizung 15a, 16a, um die Flüssigkeit zu entzünden, um ein Gas mit hohem Druck zu erzeugen, so daß der Airbag 2 mit relativ geringem Druck befüllt und ausgedehnt wird. Wenn andererseits beide Be­ füller 15 und 16 betätigt werden, wird der Airbag 2 unter relativ hohem Druck mit dem Gas befüllt und ausgedehnt. Die Steuereinheit 9, die einen Mikrocomputer umfaßt, besitzt Eingangs- und Ausgangsschnittstellen, einen Mikrocomputer und einen Treiberschaltkreis für die elektrischen Heizungen 15a und 16a. Eine Read Only Memory (ROM) speichert unterschiedliche Daten, wie den ersten bis vierten Schwellwert oder Schwellwert von Geschwindigkeiten, Steuerprogramme der Air­ bagbefüllung, Karten und Tabellen, die die Steuerprogramme begleiten. Unter­ schiedliche Speicherbereiche werden den Steuerprogrammen für die Steuerung der Airbagbefüllung in einer Random Access Memory (RAM) des Mikrocomputers zu­ gewiesen. Der Treiberschaltkreis betreibt die elektrischen Heizungen 15a und 16a.

Fig. 3 zeigt charakteristische Kurven der Stoßabsorptionskapazität mit Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit während eines Fahrzeugzusammenstoßes, die Stoßabsorptionskapazität, die den Grad indiziert, mit dem der Airbag die Stoße­ nergie absorbiert, welche die Passagiere im Falle eines Zusammenstoßes betrifft. Drei durchgezogene Kurven "a", "b" und "c" zeigen Charakteristika der Stoßab­ sorptionskapazität mit Bezug auf einen Passagier, der nicht durch einen Sicher­ heitsgurt 25 befestigt ist und drei durchbrochene Kurven "d", "e" und "f" zeigen Charakteristika der Stoßabsorptionskapazität mit Bezug auf einen Passagier, der durch einen Sicherheitsgurt 25 befestigt ist. Insbesondere die durchgezogene Kur­ ve "a" zeigt die Charakteristika der Stoßabsorptionskapazität zum Zwecke des Schwellwertes, wenn der Airbag 2 nicht befüllt ist; die durchgezogene Kurve "b" zeigt die Charakteristik der Stoßabsorptionskapazität, wenn der Airbag 2 mit niedrigem Befüllungsdruck befüllt ist; und die durchgezogene Linie "c" zeigt die Charakteristik der Stoßabsorptionskapazität, wenn der Airbag 2 mit hohem Befül­ lungsdruck befüllt ist. Entsprechend zeigt die durchbrochene Kurve "d" die Cha­ rakteristik der Stoßabsorptionskapazität zum Zwecke des Schwellwertes, wenn der Airbag 2 nicht befüllt ist; die durchbrochene Kurve "e" zeigt die Charakteristik der Stoßabsorptionskapazität, wenn der Airbag 2 mit niedrigem Befüllungsdruck be­ füllt ist; und die Kurve "f" zeigt die Charakteristik der Stoßabsorptionskapazität, wenn der Airbag 2 mit hohem Befüllungsdruck befüllt ist. Diese charakteristischen Kurven wurden durch unterschiedliche Unfalltests von Fahrzeugen ermittelt.

Wie sich aus der Fig. 3 ergibt, werden die erste Schwellwertgeschwindigkeit α1, die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1, die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 und die vierte Schwellwertgeschwindigkeit β2 für die Fahrzeugunfallge­ schwindigkeit E bestimmt, um die Befüller 15 und 16 zu betätigen. Insbesondere die ersten und zweiten Schwellwertgeschwindigkeiten α1 und β1 sind kritische Fahrzeugunfallgeschwindigkeiten, bei denen der Airbag 2 jeweils mit dem relativ niedrigen Befüllungsdruck und dem relativ niedrigen Befüllungsdruck befüllt ist, während ein Passagier nicht durch einen Sicherheitsgurt 25 befestigt ist. Die drit­ ten und vierten Schwellwertgeschwindigkeiten α2 und β2 sind kritische Fahrzeu­ gunfallgeschwindigkeiten, bei denen der Airbag 2 jeweils mit den relativ hohen Befüllungsdrücken und den relativ hohen Befüllungsdrücken befüllt ist, während ein Passagier nicht durch einen Sicherheitsgurt 25 befestigt ist. Die erste Schwell­ wertgeschwindigkeit α1, die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1, die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 und die vierte Schwellwertgeschwindigkeit β2 können bezüglich einer Fahrzeugunfallbeschleunigung anstelle der Fahrzeugun­ fallgeschwindigkeit E bestimmt werden.

Die erste Schwellwertgeschwindigkeit α1 ist kleiner als die zweite Schwellwertge­ schwindigkeit β1 und die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 ist kleiner als die vierte Schwellwertgeschwindigkeit β2. Bezüglich des Verhältnisses zwischen der zweiten Schwellwertgeschwindigkeit β1 und der dritten Schwellwertgeschwindig­ keit α2 ist die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1 kleiner als die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 jedoch nahe der dritten Schwellwertgeschwindig­ keit α2. Da die Möglichkeit besteht, daß die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1 und die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 entsprechend unterschiedlichen Bedingungen variieren, kann die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1 größer sein, aber in der Nähe der dritten Schwellwertgeschwindigkeit α2 oder kann fast gleich der dritten Schwellwertgeschwindigkeit α2 sein. Die erste bis dritte Schwellwertgeschwindigkeit α1, β1, α2 und β2 werden so bestimmt, daß der Airbag 2 einen maximalen stoßabsorbierenden Effekt im Falle eines Unfalles des Fahrzeuges zur Verfügung stellt. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist die erste Schwell­ wertgeschwindigkeit α1 die kleinste Fahrzeugunfallgeschwindigkeit E des Berei­ ches, in dem der stoßabsorbierende Effekt durch den befüllten Airbag 2 mit dem relativ niedrigen Befüllungsdruck verbessert ist, als durch den Airbag 2, der unbe­ füllt verbleibt. Die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1 ist die kleinste Fahrzeu­ gunfallgeschwindigkeit E eines Bereiches, in dem der stoßabsorbierende Effekt des Airbags 2, der mit dem relativ hohen Befüllungsdruck befüllt ist, größer ist als bei dem Airbag 2, der mit dem relativ niedrigen Befüllungsdruck befüllt ist. Die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 ist die kleinste Fahrzeugunfallgeschwindigkeit E eines Bereiches, in dem der stoßabsorbierende Effekt des Airbags 2, der mit dem relativ niedrigen Befüllungsdruck befüllt ist, gegenüber dem Airbag 2, der nicht befüllt verbleibt, verbessert ist. Die vierte Schwellwertgeschwindigkeit β2 ist die kleinste Fahrzeugunfallgeschwindigkeit E eines Bereiches, in dem der stoßabsor­ bierende Effekt durch den Airbag 2, der mit dem relativ hohen Befüllungsdruck befüllt ist, gegenüber dem Airbag 2, der mit dem relativ niedrigen Befüllungsdruck befüllt ist, verbessert werden kann.

Da die Inertialkraft, die auf den Passagier während eines Unfalles wirkt, mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt, variieren die charakteristi­ schen Kurven, gezeigt in Fig. 3, entsprechend den Punkt-Strich-Kurven in den Fig. 4 und 5. Zu diesem Zwecke werden die jeweiligen Schwellwertgeschwin­ digkeiten α1, β1, α2 und β2 kleiner, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer wird und die ersten und dritten Schwellwertgeschwindigkeiten α1 und α2 werden verkleinert, wenn der Lenkwinkel θ größer wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Lenkwinkel θ unmittelbar vor einem Unfall werden verwendet, um die jeweiligen Schwellwertgeschwindigkeiten α1, β1, α2 und β2 zu variieren.

Insbesondere, wie in Fig. 6 gezeigt wird, wird ein Korrekturwert α1c der ersten Schwellwertgeschwindigkeit α1 mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V proportional gegenüber einer kritischen Geschwindigkeit V1 vergrößert, basie­ rend auf einer Schwellwertgeschwindigkeitskorrekturkarte M1 für den Fall, daß ein Passagier nicht durch einen Sicherheitsgurt 25 befestigt ist, und ein Korrek­ turwert β1c der ersten Schwellwertgeschwindigkeit β1 wird proportional mit ei­ ner zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit V gegenüber einer kritischen Ge­ schwindigkeit V2 vergrößert (die größer ist als die kritische Geschwindigkeit V1), basierend auf einer Schwellwertgeschwindigkeitskorrekturkarte M1 für den Fall, daß ein Passagier nicht durch einen Sicherheitsgurt 25 befestigt ist. Die zuneh­ mende Rate des ersten Korrekturwertes α1c ist kleiner als die diejenige der zwei­ ten Korrekturgeschwindigkeit β1c. Entsprechend, wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein Korrekturwert α2c der dritten Schwellwertgeschwindigkeit α2 mit einer zuneh­ menden Fahrzeuggeschwindigkeit V, die größer ist als eine kritische Geschwindig­ keit V3, proportional vergrößert, basierend auf einer Schwellwertgeschwindig­ keitskorrekturkarte M2, für den Fall, daß ein Passagier durch einen Sicherheits­ gurt 25 befestigt ist, und ein Korrekturwert β2c der vierten Schwellwertge­ schwindigkeit β2 wird mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die größer ist als eine kritische Geschwindigkeit V4 (die größer ist als die kritische Ge­ schwindigkeit V3) proportional variiert, basierend auf einer Schwellwertge­ schwindigkeitskorrekturkarte M2 für den Fall, daß ein Passagier durch einen Si­ cherheitsgurt 25 befestigt ist. Die zunehmende Rate des dritten Korrekturwertes α2c ist kleiner als diejenige des vierten Korrekturwertes β2c.

Fig. 8 zeigt eine Schwellwertgeschwindigkeitskorrekturkarte M3 mit Bezug auf den Lenkwinkel θ. Ein Korrekturwert α1c der ersten Schwellwertgeschwindigkeit wird für Lenkwinkel, die größter als ein kritischer Lenkwinkel θ1 sind, variiert. Insbesondere wird der erste Korrekturwert α1cc proportional vergrößert, mit ei­ ner Zunahme des Lenkwinkels θzwischen kritischen Winkeln θ1 und θ2 und verbleibt konstant für Lenkwinkel, die größer sind als der kritische Winkel θ2. Entsprechend, wie in Fig. 8 gezeigt, bei der es sich um eine Schwellwertge­ schwindigkeitskorrekturkarte M4 mit Bezug auf den Lenkwinkel θ handelt, wird ein Korrekturwert α2cc der dritten Schwellwertgeschwindigkeit für Lenkwinkel, die größer als ein kritischer Winkel θ3 sind, variiert. Insbesondere wird der dritte Korrekturwert α1cc mit einem zunehmenden Lenkwinkel θ zwischen kritischen Winkeln θ3 und θ4 proportional vergrößert und verbleibt konstant für Lenkwin­ kel, die größer sind als der kritische Winkel θ4. Die zunehmende Rate des ersten Korrekturwertes α1cc zwischen den Lenkwinkeln θ1 und θ2 ist größer, als die zunehmende Rate des dritten Korrekturwertes α2cc zwischen den Lenkwinkeln θ3 und θ4. Der kritische Winkel θ1 kann gleich oder kleiner sein, als der kriti­ sche Winkel θ3, und der kritische Winkel θ2 kann gleich oder kleiner sein als der kritische Winkel θ4.

Die Steuereinheit 9 steuert die erste bis vierte Schwellwertgeschwindigkeit α1, β1, α2 und β2 und deren Korrekturwerte α1c, β1c, α2c, β2c, α1cc und α2cc, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Lenkwinkeln θ auf der Basis der Steuerkarten M1, M2, M3 und M4 und steuert darüber hinaus die Befüllung und Ausdehnung des Airbags 2 gemäß der Zusammenstoßgeschwindigkeit E.

Es wird nun Bezug genommen auf die Fig. 10 und 11, die einen Flowchart zei­ gen, der eine Airbagbefüllungs- und -ausdehnungskontrollsequenzroutine illu­ striert. Die Sequenzroutine wird nach jeder spezifizierten kurzen Periode wieder­ holt ausgeführt, d. h. eine Millisekunde. Wenn die Flowchartlogik nach dem Start des Fahrzeuges beginnt und die Steuerung zu einem Funktionsblock bei Schritt S1 fortschreitet, wo die Steuereinheit 9 initialisiert wird, und eingehende Signale von den unterschiedlichen Sensoren liest, um Zusammenstoßbeschleunigungen A1 und A2 zu speichern, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, einen Lenkwinkel θ und das Sicherheitsgurtschaltsignal SS in einem Register des RAM-Speichers. Bei Schritt S2 werden beide Beschleunigungen A1 und A2 mit einer spezifizierten Beschleuni­ gung C0 verglichen.

Wenn weder die Beschleunigung A1 noch die Beschleunigung A2 größer ist, als die spezifizierte Beschleunigung C0, kehrt die Flowchartlogik zu dem Schritt S1 zu­ rück. Wenn beide Beschleunigungen A1 und A2 gleich oder größer als die spezifi­ zierte Beschleunigung C0 ist, indiziert dies, daß ein Zusammenstoß erfolgt ist, woraufhin ein interner Zeitgeber T zurückgesetzt wird und bei Schritt S3 beginnt die Zeit zu zählen. Daraufhin werden die Beschleunigungen A1 und A2 aus dem Register bei Schritt S4 ausgelesen, um die durchschnittliche Beschleunigung A zu bestimmen und bei Schritt S5 in dem Register zu speichern. Diese durchschnittli­ che Beschleunigung A wird in dem Register gespeichert und später verwendet, um eine Zusammenstoßgeschwindigkeit E zu berechnen. Bei Schritt S6 wird die Zeit­ zählung t des Zeitgebers T mit einer spezifizierten Zeit τ verglichen, die beispiels­ weise 8 Millisekunden beträgt, was sehr kurz ist. Nachdem bei Schritt S6 der Ab­ lauf der spezifizierten Zeit T gewartet wurde, wird bei Schritt S7 eine Berechnung durchgeführt, um die Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec durch Integration der durchschnittlichen Beschleunigungsart herauszufinden, die in dem Register wäh­ rend des Ablaufes der spezifizierten Zeit τ gespeichert wurde. Bei Schritt S8 wer­ den eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und θc unmittelbar vor dem Zusammenstoß und ein Sicherheitsgurtschaltsignal SS, die bei Schritt S1 in dem Register gespei­ chert wurden, durch einen Zugang zu dem Register herausgefunden.

In der Folge wird bei Schritt S9 auf der Basis der Daten bezüglich des Sicherheits­ gurtschaltsignales SS beurteilt, ob der Sicherheitsgurt 25 geschlossen wurde. Als Resultat dieser Beurteilung werden Korrekturwerte α1c und β1c gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc bestimmt, durch Verwendung der Steuerkarte M1 bei Schritt S10, wenn der Sicherheitsgurt 25 nicht geschlossen ist und in der Folge wird ein Korrekturwert α1cc bestimmt, gemäß dem Lenkwinkel θc durch Ver­ wendung der Steuerkarte M3 bei Schritt S11. Andererseits werden Korrekturwer­ te α2c und β2c entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc durch Verwendung der Steuerkarte M2 bei Schritt S12 bestimmt, wenn der Sicherheitsgurt 25 nicht geschlossen ist und in der Folge wird ein Korrekturwert α2cc gemäß dem Lenk­ winkel θc durch Verwendung der Steuerkarte M4 bei Schritt S13 bestimmt. Nach der Bestimmung der Korrekturwerte α1c, β1c und α1cc bei Schritten S10 und S11 oder α2c, β2c und α2cc. Bei Schritten S12 und S13 werden die tatsächlichen ersten bis vierten Schwellwertgeschwindigkeiten α1, β1, α2 und β2 bestimmt, durch Addition der Korrekturwerte zu den ersten bis vierten Schwellwertge­ schwindigkeiten α1, β1, α2 und β2, die vorher in dem Register jeweils gespei­ chert wurden. Insbesondere wird eine resultierende erste Schwellwertgeschwin­ digkeit α1 durch Addition der Korrekturwerte α1c und α1cc zu einer ersten Schwellwertgeschwindigkeit α1 bestimmt, die vorher in dem Register gespeichert wurde; eine resultierende zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1 wird durch Ad­ dition der Korrekturwerte β1c zu einer zweiten Schwellwertgeschwindigkeit β1 bestimmt, die vorher in dem Register gespeichert wurde; eine resultierende dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 wird durch Addition der Korrekturwerte α2c und α2cc zu einer zweiten Schwellwertgeschwindigkeit α2 bestimmt, die vorher in dem Register gespeichert wurde; und eine resultierende vierte Schwellwertge­ schwindigkeit β2 wird durch Addition der Korrekturwerte β2c zu einer vierten Schwellwertgeschwindigkeit β2 bestimmt, die vorher in dem Register gespeichert wurde. Schließlich wird bei Schritt S15 eine Steuerverarbeitung der Airbagbefül­ lung und Ausdehnung gemäß der Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec ausgeführt und der resultierenden ersten bis vierten Schwellwertgeschwindigkeiten α1, β1, α2 und β2. Bei der Steuerverarbeitung der Airbagbefüllung und Ausdehnung, während der Sicherheitsgurt 25 nicht geschlossen ist, werden weder der Befüller 15 noch der Befüller 16 betätigt, um den Airbag 2 so zu lassen wie er ist, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec kleiner ist, als die erste Schwellwertgeschwin­ digkeit α1. Nur der Befüller 15 wird betätigt, um den Airbag 2 mit einem relativ niedrigen Befüllungsdruck zu befüllen, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec gleich oder größer ist als die erste Schwellwertgeschwindigkeit α1, aber gerin­ ger als die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1, oder beide Befüller 15 und 16 werden betätigt, um den Airbag 2 mit relativ hohem Befüllungsdruck zu befüllen und auszudehnen, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec gleich oder größer ist als die zweite Schwellwertgeschwindigkeit β1. Andererseits, wenn der Sicher­ heitsgurt 25 geschlossen ist, werden weder der Befüller 15 noch der Befüller 16 betätigt, um den Airbag 2 so zu lassen wie er ist, wenn die Zusammenstoßge­ schwindigkeit Ec kleiner ist, als die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2. Nur der Befüller 15 wird betätigt, um den Airbag 2 mit dem relativ niedrigen Befül­ lungsdruck zu befüllen, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec gleich oder größer ist, als die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2, aber geringer als die drit­ te Schwellwertgeschwindigkeit β2, oder es werden beide Befüller 15 und 16 betä­ tigt, um den Airbag 2 mit dem relativ hohen Befüllungsdruck zu befüllen und aus­ zudehnen, wenn die Zusammenstoßgeschwindigkeit Ec gleich oder größer ist, als die vierte Schwellwertgeschwindigkeit β2.

Gemäß dem Airbagsystem 1 der Erfindung werden die ersten bis vierten Schwell­ wertgeschwindigkeiten α1, β1, α2 und β2 unabhängig von der Befestigung oder Nichtbefestigung des Sicherheitsgurtes 25 geeignet für den Airbag 2 bestimmt, um die Stoßenergie gegen den Passagier B während eines Zusammenstoßes maximal zu absorbieren. Daher demonstriert das Airbagsystem 1 seine Rückhaltefunktion ausreichend für den Schutz des Passagiers B in einer sicheren Weise, unabhängig von der Befestigung oder Nichtbefestigung des Sicherheitsgurtes 25.

In Anbetracht der Tatsache, die Inertialkraft des Passagiers, veranlaßt durch ei­ nen zweiten Zusammenstoß, proportional zu einer Zunahme der Fahrzeugge­ schwindigkeit Vc zunimmt, werden die ersten bis vierten Schwellwertgeschwin­ digkeiten α1, β1, α2 und β2 verkleinert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc größer wird, so daß der Airbag 2 mit einem Befüllungsdruck befüllt und ausge­ dehnt wird, der der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc entspricht, was immer wün­ schenswert ist, für einen effektiven Schutz des Passagiers B.

Die Fähigkeit, den Passagier B durch den Airbag 2 zu schützen, nimmt ab mit ei­ ner Veränderung des Lenkwinkels θ, während das Fahrzeug C dreht. Wenn der Passagier B nicht durch einen Sicherheitsgurt 25 befestigt ist, besteht während eines Zusammenstoßes während des Drehens eine große Möglichkeit des Auftre­ tens einer Sekundärkollision des Passagiers B gegen einen Teil der Fahrzeugka­ rosserie, wie eine Vordersäule, eine Seitentür usw., abseits des Airbags 2. Die erste Schwellwertgeschwindigkeit α1 und die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 werden mit einer Zunahme des Lenkwinkels θ verkleinert, so daß die Sicherheit des Passagiers B beim Auftreten eines Zusammenstoßes verbessert wird. Entspre­ chend wird der Einfluß eines Lenkwinkels θ auf die Bewegung des Passagiers B sogar bei dem Auftreten eines Zusammenstoßes erleichtert, da, wenn der Passagier B befestigt und durch den Sicherheitsgurt 25 zurückgehalten wird, der Korrek­ turwert α1cc größer gemacht wird, als der Korrekturwert α2cc für jeden Lenk­ winkel θ.

In dem Fall, daß der Sicherheitsgurt 25 geschlossen ist, wenn der Passagier B durch den Sicherheitsgurt 25 sicher zurückgehalten wird, ist es nicht immer not­ wendig, die dritte Schwellwertgeschwindigkeit α2 gemäß dem Lenkwinkel θ zu variieren oder zu korrigieren. In der oben beschriebenen Ausführungsform nutzt das Airbagsystem 1 eine Befüllereinheit der zusammengesetzten Art, die ein Paar von Befüllern 15 und 16 aufweist, die im wesentlichen gleiche Befüllungsvolumina haben, was ebenfalls immer wünschenswert ist, um spezielle Ventile und elektri­ sche Heizungen zu eliminieren und um das Airbagsystem 1 mit dem Effekt der Verkleinerung und geringer Herstellungskosten zu vereinfachen.

Die zweiten und vierten Schwellwertgeschwindigkeiten β1 und β2 können ver­ kleinert werden, wenn der Lenkwinkel θ größer wird. In dem Falle, daß ein Zu­ sammenstoß erfolgt, während das Fahrzeug C verzögert wird, wird die Inertial­ kraft, die auf den Passagier B wirkt, vergrößert. Daher können die ersten bis vier­ ten Schwellwertgeschwindigkeiten α1, β1, α2, β2 variiert oder korrigiert wer­ den, wenn die Verzögerung größer wird. Darüber hinaus können die ersten bis vierten Schwellwertgeschwindigkeiten α1, β1, α2, β2 gemäß einer Zusammen­ stoßverzögerung anstelle von Zusammenstoßgeschwindigkeiten E bestimmt wer­ den. Es kann zulässig sein, die in Fig. 3 gezeigten charakteristischen Kurven im ROM zu speichern, um die ersten bis vierten Schwellwertgeschwindigkeiten α1, β1, α2 und β2 durch Berechnungen basierend auf den charakteristischen Kurven zu bestimmen. Zusätzlich zu den charakteristischen Kurven der Stoßabsorption mit Bezug auf die Zusammenstoßgeschwindigkeiten, gezeigt in Fig. 3, kann eine Vielzahl von charakteristischen Kurven von Stoßabsorptionen vorgesehen sein, wie durch die doppelpunktierten Linien in den Fig. 4 und 5 gezeigt, für eine Vielzahl von spezifischen Fahrzeuggeschwindigkeiten und Lenkwinkeln, basierend darauf, welche Korrekturwerte für die ersten bis vierten Schwellwertgeschwindig­ keiten α1, β1, α2 und β2 bestimmt werden.

Eine Befüllereinheit mit einem einzigen Befüller kann anstelle der Befüllereinheit der zusammengesetzten Art eingesetzt werden. In diesem Falle wird der Befül­ lungsdruck in zwei Schritten gesteuert, nämlich mit einem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes und einem hohen Niveau des Befüllungsdruckes.

Es ist offensichtlich, daß, obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform derselben beschrieben wurde, eine Vielzahl anderer Ausführungsformen und Varianten sich für den Fachmann ergeben können, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wobei derartige Ausführungsformen und Varianten durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sind.

Claims (10)

1. Airbagsystem als zusätzliches Rückhaltesystem für eine Sicherheitsgurt­ vorrichtung für ein Fahrzeug, in dem ein Airbag (2) befüllt und ausgedehnt wird, mit hohen und niedrigen Befüllungsdrücken gemäß den Fahrbedin­ gungen, wobei das Airbagsystem umfaßt:
Sicherheitsgurtbefestigungserfassungseinrichtungen (8) zur Erfassung, ob ein Sicherheitsgurt geschlossen ist;
Zusammenstoßbedingungserfassungseinrichtungen zur Erfassung eines Pa­ rameters bezüglich einer Zusammenstoßbeschleunigung und einer Zusam­ menstoßgeschwindigkeit bei einem Zusammenstoß des Fahrzeuges;
Befüllungseinrichtungen (15, 16) zur Erzeugung von hohen und niedrigen Niveaus von Befüllungsdrücken, mit denen der Airbag (2) befüllt und aus­ gedehnt wird;
Steuereinrichtungen (9) zur Steuerung der Befüllungseinrichtungen (15, 16) zur Erzeugung des niedrigen Niveaus des Befüllungsdruckes, wenn die Zu­ sammenstoßbedingungserfassungseinrichtungen einen ersten Schwellwert des Parameters erfassen und mit dem hohen Niveau des Befüllungsdruckes, wenn die Zusammenstoßbedingungserfassungseinrichtungen einen dritten Schwellwert des Parameters erfassen und mit dem hohen Niveau des Befül­ lungsdruckes, wenn die Zusammenstoßbedingungserfassungseinrichtung einen vierten Schwellwert erfassen, der größer als der dritte Schwellwert ist, während die Sicherheitsgurtbefestigungserfassungseinrichtungen (8) fest­ stellen, daß der Sicherheitsgurt geschlossen ist;
wobei der zweite Schwellwert in unmittelbarer Nähe zu dem dritten Schwellwert bestimmt wird.

2. Airbagsystem nach Anspruch 1, das darüber hinaus eine Geschwindigkeits­ erfassungseinrichtung (6) zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges umfaßt, wobei die Steuereinrichtung (9) die ersten bis vierten Schwellwerte verkleinert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt.

3. Airbagsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtungen (9) den er­ sten Schwellwert mit einer ersten Abnahmegeschwindigkeit variieren als Zusammenstoßbeschleunigung und Zusammenstoßgeschwindigkeit und den dritten Schwellwert mit einer dritten Rate, die kleiner ist als die erste Ab­ nahmegeschwindigkeit als entweder die Zusammenstoßbeschleunigung oder die Zusammenstoßgeschwindigkeit.

4. Airbagsystem nach Anspruch 1, welches darüber hinaus eine Winkelerfas­ sungseinrichtung (7) zur Erfassung eines Lenkwinkels des Fahrzeuges um­ faßt, wobei die Steuereinrichtungen den ersten Schwellwert und den dritten Schwellwert verkleinern, wenn der Lenkwinkel zunimmt.

5. Airbagsystem nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtungen (9) den er­ sten Schwellwert um eine erste Abnahme und den dritten Schwellwert um eine dritte Abnahme variieren, der kleiner ist als die erste Abnahme, für je­ den spezifischen Punkt des Lenkwinkels.

6. Airbagsystem nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellwert die untere Grenze eines Bereiches des Parameters ist, in dem der Airbag (2), der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllt und ausgedehnt wurde, einen höheren Stoßabsorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt nicht geschlossen ist, als der nicht befüllte und ausgedehnte Airbag (2), wobei der zweite Schwellwert eine untere Grenze eines Bereiches des Parameters ist, bei dem der Airbag, der mit dem hohen Niveau des Be­ füllungsdruckes befüllt und ausgedehnt wurde, einen höheren Stoßabsorpti­ onseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt nicht ge­ schlossen ist, als der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes be­ füllte Airbag (2), während der Sicherheitsgurt nicht geschlossen ist, wobei der dritte Schwellwert eine untere Grenze eines Bereichs des Parameters ist, bei dem der Airbag (2), der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungs­ druckes befüllt und ausgedehnt wurde, einen höheren Stoßabsorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt geschlossen ist, als der Airbag (2), der nicht befüllt und ausgedehnt wurde, und wobei der vierte Schwellwert eine untere Grenze eines Bereiches des Parameters ist, bei dem der Airbag (2), der mit dem hohen Niveau des Befüllungsdruckes befüllt und ausgedehnt wurde, einen höheren Stoßabsorptionseffekt auf einen Passagier hat, während der Sicherheitsgurt geschlossen ist, als der mit dem niedrigen Niveau des Befüllungsdruckes befüllte und ausgedehnte Airbag (2), wäh­ rend der Sicherheitsgurt geschlossen ist.

7. Airbagsystem nach Anspruch 6, welches darüber hinaus eine Geschwindig­ keitserfassung (6) zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahr­ zeuges umfaßt, wobei die Steuereinrichtungen (9) den ersten bis vierten Schwellwert verkleinern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt.

8. Airbagsystem nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtungen (9) den er­ sten Schwellwert mit einer ersten Abnahmegeschwindigkeit variieren als entweder die Zusammenstoßbeschleunigung oder die Zusammenstoßge­ schwindigkeit und den dritten Schwellwert mit einer dritten Rate, die klei­ ner ist als die erste Abnahmegeschwindigkeit als entweder die Abnahmebe­ schleunigung oder die Zusammenstoßgeschwindigkeit.

9. Airbagsystem nach Anspruch 6, welches darüber hinaus eine Winkelerfas­ sungseinrichtung (7) zur Erfassung eines Lenkwinkels des Fahrzeuges um­ faßt, wobei die Steuereinrichtungen (9) den ersten Schwellwert und den dritten Schwellwert verkleinert, wenn der Lenkwinkel zunimmt.

10. Airbagsystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtungen (9) den er­ sten Schwellwert um eine erste Abnahme und den dritten Schwellwert um eine dritte Abnahme verkleinern, der kleiner ist für jeden spezifischen Punkt des Lenkwinkels.