DE19926845A1

DE19926845A1 - Sicherheitsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitsvorrichtung

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Publication number: DE19926845A1
Application number: DE19926845A
Authority: DE
Original assignee: Steinel GmbH and Co KG
Current assignee: Steinel GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-06-12
Publication date: 2000-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für eine auf einem Fahrzeugsitz befindliche Person mit einem als Reaktion auf einen Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hinderniss zum Befüllen mit einem Fluid und zum Herstellen eines Schutzkissens auslösbaren flexiblen Behälter und einer mit einem Erfassungsbereich auf die Person gerichteten Sensoreinheit, die ein Sensorsignal zur Betriebszustandssteuerung des Befüllens in einem Aufprallzeitpunkt erzeugt, wobei die Sensoreinheit zur Positions- und/oder Bewegungserfassung der Person in einem in eine Mehrzahl von vorbestimmten Erfassungszonen unterteilten Fahrzeug-Innenraum so ausgebildet ist, dass als Reaktion auf eine erfasste Anwesenheit oder Bewegung im Aufprallzeitpunkt eine für eine betreffende Erfassungszone spezifische, hinsichtlich Auslösezeitpunkt, Auslösedauer und/oder Füllvolumen des Behälters an die Position und/oder Bewegung der Person in der betreffenden Erfassungszone angepasste Anlösung des Behälters erfolgen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrich tung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Sicherheitsvorrich tung.

Sicherheitssysteme in Form von sog. Airbag-Systemen sind in der Kraftfahrzeugtechnik hinlänglich bekannt und bieten insbesondere bei frontalen oder seitlichen Aufprallvorgän gen eines Fahrzeuges auf Hindernisse guten Schutz der In sassen bei Unfällen verschiedenster Art.

Gattungsgemäße Sicherheitsvorrichtungen in Form von sog. Sitzbelegungssensoren sind aus dem Stand der Technik be kannt; diese verhindern etwa ein Auslösen eines Airbags als Sicherheitssystem in einem Kraftfahrzeug, wenn, ein typi scher Anwendungsfall, in einem das Auslösen des Airbags be wirkenden Aufprallzeitpunkt, eine vorbestimmte Erfassungs position des Sensors - beispielsweise der Beifahrersitz - unbesetzt ist. Insbesondere bei lediglich kleinen Auffahr unfällen kann damit das kostenträchtige Auslösen des Bei fahrer-Airbag-Systems verhindert werden, welches, mangels Belegung des Beifahrersitzes, keinen praktischen Sicher heitsbeitrag leisten konnte.

Derartige, gattungsgemäße Vorrichtungen zur Verbesserung von Airbag-Systemen durch spezielle Steuerungsvorgänge waren jedoch bislang primär auf wirtschaftliche Erwägungen bzw. Motive der Schadensbegrenzung, wie der beschriebenen Vermeidung der Airbag-Auslösung bei unbesetztem Sitz, ge richtet; darüber hinaus existieren auch Systeme, die, etwa zur Vermeidung von Unfällen mit Kleinkindern auf einem Bei fahrersitz, bei aufgesetztem Kindersitz die Airbag-Auslö sung unterdrücken.

Sensoren derartiger Systeme sind jedoch aufgrund ihres Ein satzzwecks primär auf eine vorbestimmte Position (nämlich einen Punkt im Fahrzeug-Innenraum) fixiert und werten das Vorhandensein bzw. Nicht-Vorhandensein von Personen oder Gegenständen an dieser Position aus, um damit die Airbag- Steuerung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.

Ein wesentlicher Nachteil herkömmlicher Airbag-Sicherheits systeme läßt sich jedoch mit dieser bekannten Technologie nicht überwinden, nämlich die Gefahr, die von einem ausge lösten Airbag auf eine betroffene Person ausgehen kann, wenn diese sich nicht in der üblichen zurückgelehnten Sitz position auf dem zugehörigen Fahrzeugsitz befindet: Es hat sich nämlich herausgestellt, dass insbesondere eine vorge lehnte Sitzposition auf dem Fahrzeugsitz, wie es etwa beim Öffnen des Handschuhfaches oder der Bedienung von Aschenbe cher oder von Unterhaltungselektronik im Kraftfahrzeug der Fall ist, dann schwerwiegende gesundheitliche Schäden für die Person zur Folge haben kann, wenn in diesem Zeitpunkt gerade der Airbag ausgelöst wird. Noch fataler sind etwa Konstellationen, wenn ein Beifahrer seine Beine auf dem Armaturenbrett hält und der zugeordnete Front-Airbag aus löst.

Darüber hinaus entstehen derartige Gefährdungspositionen nicht nur durch Fehlverhalten der Personen, sondern auch durch übliche oder zu erwartende Zustände im Fahrbetrieb oder während eines Unfalls: Eine Vollbremsung führt etwa automatisch dazu, dass durch den Einfluss der Trägheit die Personen in Bewegungsrichtung nach vorn gedrückt werden, und bei einem nachfolgenden Aufprall würde dann der Airbag die Person in potentiell gefährlicher Weise treffen. Ent sprechendes gilt für Beschleunigungszustände, Fahrzeugbe wegungen mit Berührung eines Hindernisses (z. B. Bürger steig), Fahrzeugrotation, etwa durch Glatteis, vor einem Aufprall usw.

In jedem dieser Fälle ist also nicht nur die Wirkung eines Sicherheitssystems "Airbag" teilweise drastisch Verringert, der Airbag kann sogar zur Gefahr für die Person werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gat tungsgemäße Sicherheitsvorrichtung, insbesondere in Form eines Airbag-Systems, dahingehend weiterzuentwickeln, dass Gefahren durch das Auslösen einer oder mehrerer Airbags im Aufprallzeitpunkt vermieden werden können, wenn eine be treffende Person sich in einer gefährdungsrelevanten Posi tion im Fahrzeuginneren befindet.

Die Aufgabe wird durch die Sicherheitsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt vorteilhaft eine Bewegungs- und Positionserkennung der Person dahinge hend, ob die Person eine potentiell gefährliche Position im Aufprallzeitpunkt innehat; wird dies durch Bewegungs- bzw. Anwesenheitsdetektion in einer betreffenden Erfassungszone festgestellt, erfolgt eine Systemreaktion dadurch, dass entweder eine Airbag-Auslösung vollständig unterdrückt wer den kann, oder aber eine modifizierte Airbag-Auslösung - entweder in Form verzögerter oder im Füllvolumen vermin derter Auslösung - erfolgt.

Bestimmend hierfür ist die Lage (Position und/oder Bewe gung) der Person, an welche vorbestimmte Systemreaktionen - etwa nur Auslösen mit halber Treibladung, wenn eine Per son sich im vorgeneigten Zustand befindet - angepasst sind.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist es dabei, dass eine Mehrzahl von Erfassungszonen existieren, in denen je weils Bewegungs- und/oder Anwesenheitsdetektion durchge führt werden kann: So ist es dabei nicht nur möglich, bezo gen auf den Aufprallzeitpunkt einen aktuellen Aufenthalt der betreffenden Person festzustellen, auch ist etwa, durch Erfassung eines zeitlichen Übergangs eines Erfassungs signals zwischen benachbarten Zonen, eine Bewegungsrich tungserkennung durchzuführen, die ebenfalls wichtige Hin weise auf optimal angepasste Airbag-Auslösungsreaktionen geben kann.

Im Ergebnis läßt sich somit eine Airbag-Steuerung realisie ren, die nicht nur Gefährdungen durch die Airbag-Auslösung bei riskanten Positionen einer Person minimiert, sondern die zudem, durch die spezifisch angepassten Auslösereaktio nen, den Nutzen und Sicherheitswert eines Airbag-Systems optimiert.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, die insoweit als be ste Ausführungsform (best mode) zu verstehen ist, ist min destens ein Sensor der Sensoreinheit als Mikrowellen- bzw. Radarsensor ausgebildet und arbeitet weiter bevorzugt auf Imp ulsbasis. Durch geeignete, laufzeitabhängige Tor steuerung läßt sich dadurch eine exakte Reichweitenbestim mung vornehmen, mehrkanaliger Betrieb bzw. mehrere in einer Erstreckungsrichtung angeordnete Sensoren mit abgestuften maximalen Erfassungsbereichen geben mindestens eine Dimen sion für die Erfassungszonen vor, und die Mikrowellen eig nen sich besonders gut zum Durchdringen von Abdeckungen od. dgl. bei verdeckter Anbringung eines Sensors, etwa hin ter dem Armaturenbrett, in einer Kopfstütze oder hinter einer seitlichen Verkleidung im Kraftfahrzeug. Wesentliche Nachteile bekannter, auf Ultraschallbasis bzw. optisch wir kender Sitzbelegungssensoren, nämlich Empfindlichkeit ge genüber Verschmutzung und Gefahr von Zerstörung, können so mit effektiv überwunden werden.

Alternativ oder zusätzlich ist es im Rahmen der vorliegen den Erfindung möglich, Sensoren einzusetzen, deren Erfas sungsbereich stufenweise oder kontinuierlich variabel (durchfahrbar, sog. sweep) ist. Damit eignen sich derartige Sensoren insbesondere zur Erfassung von Absolutpositionen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind zudem mindestens zwei Sensoren in ihren aufeinander bezogenen Er fassungsbereichen so ausgerichtet, dass eine zweidimensio nale Fläche, weiter bevorzugt in Matrixform, aufgespannt wird und die jeweiligen Entfernungsbereiche dann die Ma trixanordnung der Erfassungszonen ausbilden. In der prakti schen Realisierung könnte dies besonders geeignet durch Sensoren geschehen, die in einem Winkel von etwa 90° zuein ander ausgerichtet sind, wie dies beispielsweise mit einem ersten, in einer Kopfstütze vorgesehenen und in Fahrtrich tung nach vorn ausgerichteten Sensor sowie einem zweiten, in einer Seitenverkleidung vorgesehenen und quer zur Fahrt richtung ausgerichteten Sensor der Fall sein könnte; beide Sensoren spannen dann eine zweidimensionale Matrix mit einer Mehrzahl von Erfassungszonen (Feldern) in einer parallel zum Fahrzeugboden liegenden Ebene auf.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dem Lenkrad eines Fahrer-Sitzplatzes einen zusätz lichen Kraftsensor zuzuordnen, um als zusätzliche Eingangs signalgröße die Abstützkraft des Fahrers im Aufprallzeit punkt gewinnen und berücksichtigen zu können.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung und zur Ergänzung des mit der vorliegenden Erfindung gegebenen Sicherheitskonzeptes bietet es sich darüber hinaus an, auch weitere aktive oder passive Sicherheitsorgane, etwa eine Gurtstraffer-Einrichtung, positionsabhängig in der erfin dungsgemäßen Weise zu steuern bzw. in die Steuerung einzu beziehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Sicherheitsvorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit zusätzlich schematisch ein gezeichneter Auswerte- und Steuerungs elektronik für die erfindungswesentlichen Funktionskomponenten sowie einer schema tischen Darstellung von einzelnen, steuerungswesentlichen Erfassungszonen und

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der An ordnung gemäß Fig. 1 mit den im Ausfüh rungsbeispiel vorgesehenen Erfassungszo nen in Fahrtrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch in der Draufsicht (d. h. Figuren ebene liegt parallel zum Fahrzeugboden) einen Fahrzeug innenraum 10 als Fahrerplatz, der in Fahrtrichtung von einem schematisch gezeigten Lenkrad 12 und auf der dem Lenkrad gegenüberliegenden Seite von einer schematisch von oben gezeigten Fahrersitz-Rückenlehne 14 mit Kopfstütze be grenzt wird.

Zusammen mit dem Lenkrad 12 ist ein Lenkrad-Airbag 16 vor gesehen, und in einer linksseitig den Fahrzeuginnenraum 10 begrenzenden, nicht gezeigten Seitenverkleidung ist ein Seiten-Airbag 18 aufgenommen. In ansonsten bekannter Weise werden die Airbags 16 und 18 als Reaktion auf einen erfass ten Aufprall, üblicherweise mittels eines Beschleunigungs sensors, aktiviert, wobei im vorliegenden Ausführungsbei spiel eine schematisch gezeigte Auslöse-Steuereinheit 20 das Auslösesignal an die Airbags 16 und 18 gibt und damit dort vorhandene (nicht gezeigte) Treibladungen in nachfol gend noch zu beschreibender Weise vollständig bzw. partiell zündet.

Zusätzlich empfängt die Auslösesteuereinheit 20 im vorlie genden Ausführungsbeispiel der Erfindung ein lage-, bewe gungs- bzw. positionsabhängiges Steuersignal, welches bei der Airbag-Auslösung in erfindungsgemäßer Weise aktuelle Bewegungen bzw. Lagen einer schematisch mit Oberkörper 22, Unterkörper 24 (Fig. 2) und Kopf 26 gezeigten Person be rücksichtigt. Genauer gesagt ist eine erste, auf Mikrowel lenbasis wirkende und impuls- und torgesteuerte Sensorein heit 28 in der Kopfstütze 14 (in Fahrtrichtung hinter dem Kopf 26) aufgenommen, deren Erfassungsbereich in Fahrtrich tung (Pfeil Geschwindigkeitsvektor V_x) gerichtet ist und i. w. den Fahrzeuginnenraum 10 abdeckt. Zusätzlich ist in der Seitenverkleidung, dem Seiten-Airbag 18 benachbart, eine zweite Sensoreinheit gleichen physikalischen Wir kungsprinzips aufgenommen, deren Erfassungsbereich entlang einer Mittenachse Geschwindigkeitsvektor V_z quer zur Fahrt richtung gerichtet ist.

Beide Sensoreinheiten 28, 30 sind im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel mittels Breitband-Impulsradarsensoren reali siert, die, zum Erreichen mehrerer fester, mehrschaliger Erfassungsbereiche durch entsprechende Ausgestaltung von Sendeimpulsen und laufzeitabhängiger Aktivierung einer je weiligen Empfangsseite eines Sensors, drei, sich in der je weiligen Sensor-Erfassungsrichtung (V_x für Sensor 28, V_z für Sensor 30) erstreckende Erfassungsbereiche, angedeutet durch die gestrichelten Linien, ausbilden (bei der Darstel lung in Fig. 1 bzw. Fig. 2 handelt es sich insoweit um idealisierte Darstellungen, da, entsprechend einer typi schen kugelförmigen Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen der Sensoren 28 bzw. 30, die gestrichelt gezeigten Be reichsgrenzen tatsächlich eine Kugelschalenform besitzen). Durch die senkrecht zueinander ausgerichteten Erstreckungs richtungen V_x bzw. V_z bei im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils drei in ihrem maximalen Erfassungsabstand abgestuf ten Erfassungsbereichen entsteht so eine in Fig. 1 den Fahrzeuginnenraum 10 ausfüllende Matrix mit insgesamt neun Erfassungszonen, von denen die Erfassungszonen A, B, C und D exemplarisch gezeigt sind, und die jeweils durch ein (miteinander verknüpftes) Entfernungssignal der ersten Sen soreinheit 28 sowie der zweiten Sensoreinheit 30 angespro chen bzw. erreicht werden. Genauer gesagt entspricht die Erfassungszone A einem kurzen Erfassungszustand des Sensors 28 (geringster Erfassungsabstand bis zur ersten gestrichel ten Linie), während eine Position des Kopfes 26 in der Er fassungszone A von dem seitlichen Sensor 30 in dessen mitt lerem Erfassungsbereich erfasst werden würde. Dagegen würde etwa eine Erfassung des Kopfes bzw.. Oberkörpers der Person in der in Fahrtrichtung am meisten entfernten Erfas sungsposition (vor dem Lenkrad) durch den ersten Sensor 28 bei Erfassung der Person in der mittleren Erfassungszone durch die zweite Sensoreinheit 30 bedeuten, dass sich Per son bzw. Kopf in der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigten Erfas sungszone D befinden.

Technisch ist es dabei sowohl möglich, eine aktuelle Posi tionserfassung von Kopf 26 bzw. Oberkörper 22 dadurch vor zunehmen, dass mittels geeigneter, etwa kontinuierlich, in den gezeigten Grenzen durchfahrbarer variabler Sensoren eine absolute Positionsbestimmung erfolgt, oder aber eine Positionsbestimmung durch Überwachung des Durchschreitens bestimmter Erfassungsräume und deren Abstand vorgenommen wird.

Bei den verwendeten Sensoren, insbesondere Radarsensoren, handelt es sich im Grundsatz um Typen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, so etwa sog. MIR- (Breitband-Im pulsradar-) Sensoren, oder aber um modifizierte, breitban dig und auf Impulsbasis ausgelegte Dopplersensoren. Alter nativ sind auch beliebige andere, für den vorliegenden Be wegungs- bzw. Positionserfassungszweck geeignete Sensor prinzipien möglich, auch etwa in optischer, akustischer (Ultraschall) oder kapazitiver Wirkungsweise.

Wie in der Fig. 1 gezeigt, werden die Ausgangs- bzw. Erfas sungssignale der ersten Sensoreinheit 28 bzw. der zweiten Sensoreinheit 30 von einer Signalaufbereitungseinheit 32 erfasst und dann von einer zentralen Rechnereinheit 34, etwa realisiert durch eine Einplatinen-Mikrocomputer-Ein heit, weiterverarbeitet, die aus den Signalen der Signal aufbereitungseinheit für beide Sensoren einen aktuellen Aufenthalt des Kopfes 26 bzw. des Oberkörpers 22 in einer der neun Erfassungszonen bestimmt, den jeweiligen Erfas sungszonen zugeordnete, spezielle Steuerparameter für die Airbag-Auslösung einem Positions- und Parameterspeicher 36 (etwa als Festwertspeicher realisiert) entnimmt und dann ein Positions- (d. h. Erfassungszonen-) spezifisches Auslö sesignal an die Auslösesteuereinheit 20 übergibt. Insbeson dere umfassen die in der Positions- und Parameter speichereinheit 36 vorgebbaren situationsspezifischen Para meter Daten über ein spezifisches Füllvolumen, einen Auslö sezeitpunkt, eine Fülldauer od. dgl. Informationen, mit welchen die Airbag-Auslösung und die darauffolgende Airbag- Befüllung an die aktuelle Position der Person im Fahrzeu ginnenraum angepasst werden kann.

Ergänzend ist es im Rahmen der in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsform möglich, zusätzlich eine gestrichelt gezeigte Gurtstraffer-Einheit 38 positionsspezifisch anzusprechen; beispielhaft sei hier genannt, dass es etwa im Unterschied zur Position der Person in Erfassungszone D, verglichen etwa mit Erfassungszone A, auf verschiedene Straffungszeit punkte und Straffungskräfte auch eines (in den Figuren nicht gezeigten) Sicherheitsgurtes ankommen kann.

Die Funktionsweise der in den Fig. 1 und 2 schematisch an gedeuteten Ausführungsform der Erfindung wird im weiteren anhand von Beispielen konkreter erläutert werden.

Es wird angenommen, dass das Fahrzeug auf gerader Strecke mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 80 km/h auf Null abgebremst werden soll. Dabei bewegt sich der Fahrer des Fahrzeuges von seiner normalen, rückgelehnten Sitzhal tung (Erfassungszone A) mit einer Geschwindigkeit in Rich tung Armaturenbrett entlang des Pfeiles V_xin Fig. 1. Da durch verringert sich der ursprüngliche Abstand zwischen Fahrerkopf und Lenkrad um typischerweise mehr als 20%, was bedeutet, dass durch diese Bewegung die optimale Fahrerpo sition für eine Standardauslösung des Lenkrad-Airbags 16 verlassen wird. Kommt es daher während dieses Abbremsvor ganges und der damit verbundenen Positionsverlagerung des Fahrers zu einem den Airbag auslösenden Aufprall, ist die Schutzwirkung des Airbags vermindert, potentiell sogar schädlich.

Gemäß der Vorrichtung in Fig. 1 bzw. Fig. 2 findet jedoch eine adaptive Mehrzoneneinteilung in Matrixform des Fahr zeuginnenraumes statt, und die aktuelle Position des Fah rers (Beifahrers) wird permanent ermittelt (gleichzeitig findet durch die Positionserfassung auch eine Sitz- bzw. Kindersitzbelegung statt). Als adaptiv ist die Vorrichtung insoweit zu verstehen, als eine aktuelle Fahrerposition automatisch einer bestimmten Zone zugeteilt wird, welche wiederum bestimmend für eine Form (Betriebsmodus) der Air bag-Auslösung ist. Befindet sich daher in dem beschriebenen Bremsbeispiel der Kopf des Fahrers in vorgelehnter Position in der Erfassungszone B, würde durch Signalaufbereitung und zentraler Rechnereinheit 32, 34 diese Position erfasst und ein dieser Position entsprechender Auslösemodus der Auslö sesteuerung 20 zugeleitet, mit dem Ergebnis, dass etwa auf grund der vorgeneigten Sitzposition der Lenkrad-Airbag 16 mit nur verminderter Leistung (z. B. nur eine von mehreren Zündladungen) gezündet wird. Entsprechendes gilt für den Seiten-Airbag, da auch dieser in seiner vollen Wirkung auf die zurückgelehnte Position A eingestellt ist, in Position (Erfassungszone) B auch hier möglicherweise eine Verrin gerung der Ladung geboten scheint. Auch könnte es im Rahmen der gezeigten Parameter sinnvoll sein, die Zündzeitpunkte für das Auslösen der Airbags zu variieren und an eine je weils erfasste Position (Erfassungszone) anzupassen.

Aufgrund einer unmittelbar bestehenden Gefahr für die Per son könnte zudem eine erfasste Aufenthaltszone D dazu führen, dass eine Auslösung des Lenkrad-Airbags 16 ganz unterdrückt wird.

Ergänzend und gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Er findung ist es möglich, mittels der gezeigten Sensoren nicht nur eine aktuelle Position (Erfassungszone) des Fahrers festzustellen, sondern auch eine Bewegungsrichtung sowie eine Bewegungsgeschwindigkeit etwa des Kopfes 26, und in Abhängigkeit von Richtung bzw. Geschwindigkeit (z. B. re sultierender Geschwindigkeitsvektor V_r in Fig. 2) würde dann eine adaptive (situationsabhängig angepasste) Airbag- Auslösung erfolgen.

Dies wird durch folgende Situation plausibel: Wenn sich beispielsweise der Fahrer beim Abbremsvorgang in Erfas sungszone B befindet, ist gerade die Richtung und der Be trag der Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der Aufpralldetek tion von hoher Bedeutung. Wenn nämlich die Richtung des Ge schwindigkeitsvektors zur Kopfstütze 14 zeigt und einen ge wissen Betrag überschreitet, könnte der Lenkrad-Airbag 16 normal, d. h. mit voller Leistung, gezündet werden. Wenn je doch die Richtung des Geschwindigkeitsvektors zum Lenkrad zeigt und einen gewissen Betrag überschreitet, wäre es vielmehr sinnvoll, Lenkrad-Airbag 15 und zusätzlich Seiten- Airbag 18 mit verminderter Leistung und/oder frühzeitig zu zünden.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung weist das in der Fig. 1 schematisch gezeigte Lenkrad 16 einen (nicht gezeigten) Kraftsensor für Abstützkräfte eines schematisch gezeigten Armes 40 des Fahrers auf. Auch durch diese zu sätzlich erfassten Daten ließe sich insbesondere die Auslö sung des Lenkrad-Airbags 16 adaptiv gestalten und einem ak tuellen Schutzbedürfnis anpassen.

Durch die in der Fig. 1 schematisch gezeigten Funktionsein heiten, insbesondere Sensoren 28, 30, Signalaufbereitung 32, zentrale Verarbeitungseinheit 34, Positions- und Para meterspeicher 36 sowie Auslösesteuerung 20, verbunden be vorzugt mit entsprechender Software-Programmierung, wird damit erreicht, dass permanent während des Fahrbetriebs In formationen über die Lage bzw. die Position von Fahrzeugin sassen sowie Größe und Richtung des Geschwindigkeitsvektors erfasst werden und damit die Möglichkeit bieten, Airbags verschiedener Art - einschließlich Frontal-, Seiten-, Kopf-, Fenster-Airbags und dgl. - sowie von Gurtstraffern optimal und zur Sicherheitserhöhung für eine zu schützende Person zu koordinieren. Dies gilt nicht nur für frontale Aufprallsituationen, sondern etwa auch für Fahrzeugrotatio nen mit Hinderungsberührung (und ggf. nachfolgendem Auf prall), oder aber andere, oftmals unkontrollierbare Fahr zeugzustände. Insbesondere durch entsprechende Anpassung der Airbag-Auslösung, im Hinblick auf Füllvolumen, Füll zeitpunkt und Fülldauer, läßt sich jedoch auf für derartige Zustände ein Sicherheitsoptimum finden und damit die Be triebsweise herkömmlicher Airbag-Systeme und zugehöriger Sicherheitsschalter deutlich verbessern.

In Ergänzung der vorliegenden Erfindung und gemäß einer bevorzugten Weiterbildung bietet es sich zudem an, die gem. Fig. 1 zweidimensionale Einteilung des Fahrzeuginnenraums in Erfassungszonen um eine dritte Dimension zu ergänzen; diese dritte Dimension würde senkrecht auf dem in der Zeichnungsebene der Fig. 1 gezeigten Fahrzeugboden stehen bzw. die Vertikale in Fig. 2 beschreiben und könnte beispielsweise durch eine Sensoreinheit realisiert bzw. ermöglicht werden, die an bzw. unter dem Fahrzeugdach montiert ist. Insbesondere wäre in dieser dritten Dimension auch der Abstand einer zu erfassenden Person zur Decke erfassbar.

Eine weitere, vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, einen durch die Sensoreinheit erfassten, zu einer faktischen Deaktivierung führenden Betriebszustand des Behälters optisch anzuzeigen, insbesondere in für die auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person optisch leicht erkennbarer Weise. Dies könnte praktisch etwa durch eine Vorrichtung zum Ausgeben eines Warntons, evtl. verbunden mit einer optischen Information realisiert sein, wobei bevorzugt zu diesem Zweck auf dem Armaturenbrett ein Warnlicht oder Schriftzug mit einem Hinweis "Airbag nicht aktiv" oder dergleichen erscheinen könnte.

Mit dem Zweck der Erhöhung der Fahrsicherheit würde daher ein solcher - optischer oder akustischer - Hinweis eine betreffende Person dazu bewegen, wieder eine Position auf dem Sitz einzunehmen, die ein ordnungsgemäßes und damit sicheres Auslösen des Airbags ermöglicht.

Claims

1. Sicherheitsvorrichtung für eine auf einem Fahrzeugsitz befindliche Person mit
einem als Reaktion auf einen Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis zum Befüllen mit einem Fluid und zum Herstellen eines Schutzkissens auslösbaren flexiblen Behälter (16, 18)
und einer mit einem Erfassungsbereich auf die Person gerichteten Sensoreinheit (28, 30), die ein Sensor signal zur Betriebszustandssteuerung des Befüllens in einem Aufprallzeitpunkt erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensoreinheit zur Positions- und/oder Bewegungser fassung der Person in einem in eine Mehrzahl von vorbe stimmten Erfassungszonen (A, B, C, D) unterteilten Fahrzeug-Innenraum so (10) ausgebildet ist, dass als Reaktion auf eine erfaßte Anwesenheit oder Bewegung im Aufprallzeitpunkt eine für eine betreffende Erfassungs zone spezifische, hinsichtlich Auslösezeitpunkt, Auslö sedauer und/oder Füllvolumen des Behälters an die Posi tion und/oder Bewegung der Person in der betreffenden Erfassungszone angepasste Anlösung des Behälters erfol gen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit mindestens einen auf Mikrowel lenbasis arbeitenden, bevorzugt torgesteuerten Bewe gungs- oder Anwesenheitssensor (28, 30) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit mindestens einen auf Licht schranken-, Ultraschall-, Infrarot- oder kapazitiver Basis arbeitenden Bewegungs- oder Anwesenheitssensor aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit eine Mehrzahl von Sensoren aufweist, deren jeweiliger, vorbestimmter Erfassungsbereich die Mehrzahl der vorbestimmten Erfas sungszonen ausbildet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit mindestens einen Sensor mit durch Ansteuerung periodisch veränderlichem maximalem Erfassungsabstand aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit so ausgebildet ist, dass mindestens zwei, mit einer Mittenachse des jeweiligen Erfassungsbereichs in einem Winkel zueinan der ausgerichtete Sensoren einen zweidimensionalen Flä chenbereich mit mindestens vier vorzugsweise in Matrix form angeordneten Erfassungszonen aufspannen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit zur Erfassung einer Bewegungsrichtung der Person im oder vor dem Auf prallzeitpunkt ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn zeichnet durch einen einem Fahrzeuglenkrad für die Per son zugeordneten Kraftsensor zum Erzeugen eines einer Abstützkraft im Aufprallzeitpunkt entsprechenden Signals.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor der Sen soreinheit in einer dem Fahrzeugsitz zugeordneten Kopf stütze (14) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor der Sen soreinheit in einer seitlich der Person vorgesehenen Aufnahme am Fahrzeug vorgesehen ist.

11. Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitsvorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Erfassen der Position und/oder Bewegung einer auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Person in einem Aufprallzeitpunkt mittels einer eine Mehrzahl von Erfassungszonen aufweisenden Sensoreinheit;
- Zuordnen vorbestimmter Steuerungsparameter für einen als Reaktion auf einen Aufprall des Fahrzeu ges auf ein Hindernis zum Befüllen mit einem Fluid und zum Herstellen eines Schutzkissens auslösbaren flexiblen Behälter in Abhängigkeit von der erfass ten Position und/oder Bewegung in einer betreffen den Erfassungszone;
- Ansteuern und Auslösen des Behälters mit den vorbe stimmten Steuerungsparametern.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsparameter ein Einstellen eines Aus lösezeitpunktes, eines Füllvolumens und/oder einer Fülldauer des flexiblen Behälters aufweisen.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, dass die Bewegungserfassung den Schritt der Bewegungsrichtungserfassung der Person aufweist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekenn zeichnet durch den Schritt des Ansteuerns einer Sicher heitsgurt-Straffervorrichtung für die Person in Abhän gigkeit von der erfassten Position und/oder Bewegung.