DE19913095A1 - Aufprallschutzeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Innenwand eines Airbags (2) wird von einem Lichtsender (16) mit Licht bestrahlt. Das Entfalten eines Airbags (2) wird mittels der Lichtmenge erfaßt, die von der Innnenwand des Airbags auf einem Lichtempfänger (18) umgelenkt wird. Weicht diese Lichtmenge von einem Sollwert ab, der einer normalen Entfaltung des Airbags entspricht, so wird der Betrieb einer Gaserzeugungseinrichtung verändert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufprallschutzeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Aufprallschutzeinrichtung der vorbe­ schriebenen Art (DE 195 26 334 A1) wird die Entfaltung des Airbags dadurch überwacht, daß der in dem Airbag herrschende Druck in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird und bei Abweichung des gemessenen Druckwertes von einem Drucksollwert die weitere Entfaltung des Airbags unterbunden wird, indem ein mehrstufiger Gasgenerator entsprechend beeinflußt wird.

Eine Eigenart der bekannten Einrichtung liegt darin, daß der Druckverlauf ein indirektes Maß für die geometrische Entfal­ tung des Airbags ist und von Einflußparametern abhängt, die nicht unmittelbar mit der Geometrie des Airbags zu tun haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Aufprallschutzeinrichtung derart weiterzubilden, daß eine nicht einem geplanten Sollverlauf entsprechende geometrische Entfaltung des Airbags sicher erkennbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Entfaltung des Airbags lichtoptisch überwacht, wobei der genutzte Spektralbereich auch außerhalb des sichtbaren Lichtes liegen kann. Die Menge des auf einen Lichtempfänger fallenden Lichts wird bei einer unplanmäßigen Entfaltung des Airbags verändert, so daß diese sicher festgestellt werden kann und die Gaserzeugungseinrichtung entsprechend beeinflußt werden kann.

Trifft der Airbag beispielsweise unplanmäßig auf ein Hinder­ nis, beispielsweise eine zu weit vorn befindliche Person, so wird dies augenblicklich erkannt und das Aufblasen des Airbags entsprechend zurückgenommen.

Alternativ kann mit der erfindungsgemäßen optischen Sensorein­ richtung auch ein zu langsames Aufblasen des Airbags festge­ stellt werden und der Betrieb der Gaserzeugungseinrichtung entsprechend verstärkt werden, so daß der Aufblasvorgang einem Sollverlauf entspricht.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufprallschutz­ einrichtung gerichtet.

Die Erfindung eignet sich zur Anwendung überall dort, wo Airbags eingesetzt werden, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Aufprallschutzeinrichtung,

Fig. 2 ein sich bei der Anordnung gemäß Fig. 1 entsprechender Signalverlauf,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 1 bei einer unplanmäßigen Entfaltung des Airbags,

Fig. 4 den Signalverlauf bei der Entfaltung des Airbags gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht einer abgeänderten Aufprallschutzeinrichtung und

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Anordnung von Lichtsendern und Lichtempfängern der Fig. 5.

Gemäß Fig. 1 ist ein Airbag 2 an einem fahrzeug- oder lenkrad­ festen behälterartigen Träger 4 befestigt, in dem ein Gas­ generator 6 untergebracht ist. Zur Zündung des Gasgenerators ist eine Zündpille 8 vorgesehen. An dem behälterartigen Träger 4 ist weiter eine durch ein steuerbares Ventil 10 in ihrem wirksamen Querschnitt veränderbare Abblasöffnung 12 ausge­ bildet.

An einer gelochten Endwand 14 des behälterförmigen Trägers 4 sind ein Lichtsender 16 und ein Lichtempfänger 18 angebracht.

Weiter ist in Fig. 1 ein Abdeckteil 20, beispielsweise die Außenhaut einer Schalttafel oder ein Polsterteil einer Lenkradnabe sichtbar, das Schwächungslinien derart aufweist, daß sich beim Aufblasen des normalerweise unter dem Abdeckteil 20 untergebrachten Airbags zwei Deckel 22 öffnen.

Zur Ansteuerung der Airbageinrichtung ist ein Steuergerät 24 vorgesehen.

Die Funktion des Steuergerätes, der Zündpille, des Gasgenerators und des Airbags sind an sich bekannt. Wenn das Steuergerät 24 von einem oder mehreren Aufprallsensoren Signale empfängt, die einen Unfall signalisieren, wird vom Steuergerät 24 die Zündpille 8 gezündet, woraufhin der Gasgenerator 6 Gas erzeugt, das den Airbag 2 unter Aufsprengen der Deckel 22 entfaltet.

Dieses Entfalten des Airbags kann in unterschiedlichster Weise gesteuert werden, indem beispielsweise mehrere Zündpillen mit Gasgeneratoren nacheinander gezündet werden und/oder das Ventil 10 zum Öffnen der Abblasöffnung 12 betätigt wird, so daß eine vorbestimmte, an den sensierten Unfall angepaßte Entfaltung des Airbags erfolgt.

Mit dem Lichtsender 16 wird ein Lichtbündel erzeugt, das von der Innenwand des Airbags reflektiert wird und vom Licht­ empfänger 18 aufgenommen wird, dessen Ausgangssignal dem Steuergerät 24 zugeführt wird. Bei einer Sollentfaltung des Airbags ergibt sich ein Intensitätsverlauf des vom Licht­ empfänger 18 aufgenommenen Lichts und entsprechend des Ausgangssignals des Lichtempfängers 18 gemäß Fig. 2. Ab einem vorbestimmten Zeitpunkt t1 nach dem Zünden der Zündpille 8, der etwa dem Zeitpunkt entspricht, zu dem der unter dem Abdeckteil 20 zusammengefaltete Airbag die Deckel 22 aufsprengt und sich entfaltet, nimmt die Intensität des auf den Lichtempfänger 18 fallenden Lichts während der Entfaltung des Airbags 2 entsprechend der Kurve I der Fig. 2 zeitlich ab.

Die Kurve I entspricht der zeitlichen Abhängigkeit der Sollwerte der Ausgangssignale des Lichtempfängers 18 bei einer planmäßigen Entfaltung des Airbags. Die Kurve I wird in Form einer Zeitreihe in einem Speicher des Steuergerätes 24 gespeichert.

Die gestrichelte Linie in Fig. 1 zeigt den Airbag im teilentfalteten Zustand mit dem an seiner Innenwand reflektierten oder gestreuten Licht.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der Fig. 1 in einem Zustand, in dem der sich entfaltende Airbag 2 unplanmäßig auf ein Hindernis 26 auftrifft, beispielsweise eine zu weit vorn befindliche Person.

Die vorzeitige Verformung des Airbags 2 im Bereich des Hindernisses 26 führt im dargestellten Beispiel zu einer deutlichen Abschwächung des von der Innenseite des Airbags 2 auf den Lichtempfänger 18 fallenden Lichts, wie durch die Kurve II in Fig. 4 dargestellt.

Zum Zeitpunkt t2 wird im Steuergerät 24 eine überschwellige Abweichung der Istwerte (Kurve II) der Ausgangssignale des Lichtempfängers 18 von den Sollwerten (Kurve 1) festgestellt, woraufhin das Steuergerät 24 das Ventil 10 ansteuert und die Abblasöffnung 12 geöffnet wird, so daß das Aufblasen des Airbags abgeschwächt oder gar beendet wird, wodurch das Hindernis 26 durch den sich aufblasenden Airbag nicht gefährdet wird.

Es versteht sich, daß die Erfindung in vielfältiger Weise abgeändert werden kann.

Beispielsweise muß das vom Lichtsender 16 abgestrahlte Licht nicht zwangsläufig gebündelt sein, sondern kann einen größeren Raumwinkel überstrahlen, wobei die Summe des insgesamt an der Innenseite des sich entfaltenden Airbags 2 gestreuten oder reflektierten Lichts von dessen Entfaltungsgeometrie abhängt.

Es können mehrere Lichtsender 16 und Lichtempfänger 18 vorgesehen sein, die mit unterschiedlichen Wellenlängen bzw. Frequenzen arbeiten, so daß selektiv unterschiedliche Bereiche des Airbags überwacht werden können. Alternativ können mehrere Lichtsender, die Licht in unterschiedliche Richtung ausstrahlen, mit einem Lichtempfänger 18 zusammenarbeiten, indem die Lichtsender sequentiell angesteuert werden und der Lichtempfänger jeweils in einem geeigneten Zeitfenster ausgewertet wird. Der Airbag 2 kann in mehrere Kammern unterteilt sein, die selektiv mittels ihnen zugeordneten Gasgeneratoren aufgeblasen werden.

Der oder die Lichtsender und der oder die Lichtempfänger können außerhalb des Airbags im Fahrzeug untergebracht sein und ein Oberflächenbild des Airbags erzeugen, so daß eine unplanmäßige Entfaltung unmittelbar geometrisch erkannt wird. Es versteht sich, daß dieses Oberflächenbild auch innerhalb des Airbags erzeugt werden kann. In jedem Fall wird mit elektromagnetischen Wellen gearbeitet, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten; das Arbeiten mit Ultraschallgebern und -empfängern empfiehlt sich wegen der raschen Entfaltung des Airbags nicht.

Der Airbag kann in den Bereichen, in denen er gezielt beleuchtet wird, mit geeigneten Oberflächenbeschichtungen versehen sein, um die Reflektion bzw. Streuung des Lichts zu verstärken.

In den Entfaltungsvorgang kann auf unterschiedlichste Weise eingegriffen werden, mittels Beeinflussung des Betriebs eines Gasgenerators, durch selektive Zündung mehrere Gasgeneratoren, durch die Beeinflussung einer oder mehrerer Abblasöffnungen, durch Verändern des Einströmquerschnitts in den Airbag usw.

Fig. 5 zeigt wesentliche Teile einer gegenüber Fig. 1 abgeänderten Ausführungsform einer Airbageinrichtung, wobei für funktionsgleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind.

An dem behälterartigen Träger 4 der Fig. 5 sind zwei ventilge­ steuerte Abblasöffnungen 12 ausgebildet. Zur Innenseite des Airbags 2 hin ist zentral an der Endwand 14 des Trägers 4 ein Lichtsender 16 angebracht, um den herum in radialem Abstand Lichtempfänger 16 angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf die Endwand 14 mit dem zentralen Lichtsender 16 und den in radialem Abstand vom Lichtsender 16 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Lichtempfängern 18. Das Innere des Airbags 2 ist vorteil­ hafterweise reflektierend beschichtet.

Vorteilhafterweise ist im Steuergerät 24 (Fig. 1) für jeden der Lichtempfänger 18 eine Sollkurve gemäß Fig. 2 gespeichert, so daß eine unplanmäßige Entfaltung des Airbags 2 außerordentlich sicher erkannt wird.

Wenn die Ausbildung des Airbags 2 und die Anordnung des Lichtsenders 16 und der Lichtempfänger 18 bezüglich der in Fig. 5 gestrichelt eingezeichneten Mittellinie rotations­ symmetrisch ist, kann eine Speicherung von Sollwerten entsprechend der Kurve der Fig. 2 entfallen. Eine unplanmäßige Entfaltung des Airbags ist dann durch einfache Differenz­ bildung zwischen den Ausgangssignalen der Lichtempfänger 18 möglich, da eine unplanmäßige Entfaltung zu einer Unsymmetrie des Airbags 2 führt, die sich in einer unsymmetrischen Licht­ verteilung bemerkbar macht.

Mit der Erfindung kann beispielsweise eine fehlerhafte Vorver­ lagerung eines Fahrzeuginsassen infolge eines nicht gestraff­ ten Gurtes erkannt werden und das Entfalten des Airbags an diese fehlerhafte Vorverlagerung angepaßt werden.

Claims (9)

1. Aufprallschutzeinrichtung, enthaltend
eine Gaserzeugungseinrichtung (6, 8, 10, 12) zum Aufblasen eines Airbags (2),
eine Sensoreinrichtung (16, 18) zum Erfassen eines Parameters des Airbags während dessen Aufblasens und
eine Steuereinrichtung (24), die die Istgröße des erfaßten Parameters mit einer Sollgröße vergleicht und bei einer Abweichung die Menge des dem Airbag von der Gaserzeugungseinrichtung zugeführten Gases verändert,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoreinrichtung einen Lichtsender (16) und einen Lichtempfänger (18) enthält, die derart angeordnet sind, daß der sich entfaltende Airbag (2) vom Lichtsender ausgesendetes Licht auf den Lichtempfänger lenkt,
daß in der Steuereinrichtung (24) ein bei einer Sollentfaltung des Airbags ermittelter Sollwert des Ausgangssignals des Lichtempfängers gespeichert ist und die Steuereinrichtung den Betrieb der Gaserzeugungseinrichtung (6, 8, 10, 12) bei einer Abweichung des Istwertes des Ausgangssignals des Lichtempfängers vom Sollwert verändert.

2. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (16) und der Lichtempfänger (18) derart angeordnet sind, daß von der Innenseite des Airbags (2) abgelenktes Licht auf den Lichtempfänger (18) auftrifft.

3. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtsender (16) vorgesehen sind, deren Licht selektiv von dem Lichtempfänger (18) empfangen wird.

4. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Lichtsender (16) ein Lichtempfänger (18) zugeordnet ist.

5. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sollwerte als Funktion der Zeit gespeichert sind und der Betrieb der Gaserzeugungseinrichtung bei einer Abweichung des zeitlichen Sollverlaufes des Ausgangssignals des Lichtempfängers (18) vom Istverlauf beeinflußt wird.

6. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollentfaltung des Airbags (2) symmetrisch zu einer Längsmittellinie des Airbags ist, daß ein Lichtsender (16) Licht symmetrisch zu der Längsmittellinie in den Airbag abstrahlt und daß mehrere Lichtempfänger (18) in radial gleichem Abstand von dem Lichtsender (16) um diesen herum angeordnet sind.

7. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Steuereinrichtung (24) gespeicherte Sollwert einer gleichmäßigen Beaufschlagung der Lichtempfänger (18) mit Licht entspricht und die Steuereinrichtung den Betrieb der Gaserzeugungseinrichtung (6, 8, 10, 12) verändert, wenn die Differenz der Ausgangssignale zweier Lichtempfänger (18) einen vorbestimmten Wert übersteigt.

8. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugungseinrichtung (6, 8, 10, 12) mehrere Gasgeneratoren (8) aufweist und daß bei einer Abweichung des Istwertes vom Sollwert der Betrieb wenigstens eines Gasgenerators verzögert wird.

9. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugungseinrich­ tung (6, 8, 10, 12) eine Abblasöffnung (12) aufweist, die bei einer Abweichung des Istwertes vom Sollwert geöffnet wird.