DE3809074A1 - Sicherheitssystem fuer kraftfahrzeuge unter einbeziehung eines aufblasbaren aufprallschutzkissens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge unter Einbeziehung eines aufblasbaren Aufprallschutzkissens mit den weiteren Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Sicherheitssystem ist durch die DE-OS 27 45 620 be­ kannt geworden. Dabei ist das dem Beifahrer zugeordnete Aufprallschutz­ kissen in zwei Stufen aufblasbar, wobei die erste Stufe ausgelöst wird, wenn die Verzögerungsbeschleunigung einen ersten, unteren Schwellenwert erreicht und die Auslösung der zweiten Stufe bei Erreichen eines zwei­ ten, höheren Schwellenwertes erfolgt. Gleichzeitig soll dann auch das dem Fahrer zugeordnete Aufprallschutzkissen aufgeblasen werden. Darü­ berhinaus ist ein Verzögerungsglied vorgesehen, welches das Auslösen der zweiten Aufblasstufe gegenüber dem Auslösen der ersten Aufblasstufe um eine definierte Zeitspanne verzögert.

Mit der abgestuften Auslösung soll grundsätzlich eine bessere Anpassung des Sicherheitssystem an die Unfallschwere möglich sein und darüberhin­ aus eine Verminderung des maximalen Schalldruckes beim nahezu explo­ sionsartigen Entfalten des Aufprallschutzkissens vermindert werden, dem die Insassen des Kraftfahrzeuges ausgesetzt sind.

Grundsätzlich entfaltet ein Aufprallschutzkissen (Airbag) dann seine optimale Wirkung, wenn der Fahrzeuginsasse unmittelbar vor dem Frontal­ zusammenstoß eine "normale" Haltung im Fahrzeugsitz einnimmt. Davon kann aber nicht immer ausgegangen werden. So findet man gerade auf der Beifahrerseite häufig die Situation vor, daß der Fahrzeuginsasse aus verschiedenerlei Gründen sich gerade nach vorne zur Armaturentafel ge­ beugt hat. Auch bei auf dem Beifahrersitz sitzenden Kindern ist ein ähnliches Verhalten besonders dann häufig zu beobachten, wenn diese nach längeren Fahrten doch relativ unruhig werden. Gerade in solchen Situationen ist dann der Abstand zwischen dem Körper des Fahrzeugin­ sassen, insbesondere dem Kopf, und der das zunächst zusammengefaltete Aufprallschutzkissen beinhaltenden Armaturentafel relativ klein.

Kommt es nun in einer solchen Situation zu einem das Sicherheitssystem auslösenden Aufprall des Kraftfahrzeuges, so kann es durchaus passie­ ren, daß das auf den Fahrzeuginsassen auftreffende Schutzkissen bei diesem äußerst schwerwiegende Verletzungen hervorruft. Dies läßt sich auch durch die Aufteilung des Entfaltungsvorganges in zwei Stufen nicht mildern, da diese in doch äußerst kurzen Zeitabständen aufeinander­ folgen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Sicherheits­ system in der Weise weiterzubilden, damit auch den vorstehenden ge­ schilderten Unfallsituationen Rechnung getragen werden kann, so daß in jedem Falle eine durch das Aufprallschutzkissen hervorgerufene schwer­ wiegende Verletzung des Fahrzeuginsassen verhindert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sicherheitssystem gelöst, welches die weiteren Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufweist.

Damit kann das Aufblasen des Aufprallschutzkissens in Abhängigkeit von der jeweils gegebenen Situation (Belegung des Fahrzeugsitzes) erfolgen. Ist der Fahrzeugsitz unbesetzt, so unterbleibt auch ein Aktivieren des Aufprallschutzkissens, so daß dieses für eine eventuelle Weiterverwen­ dung noch zur Verfügung steht. Auch die ansonsten beim explosionsarti­ gen Aufblasen entstehenden Beschädigungen am Gehäuse sowie an umliegen­ den Teilen, beispielsweise der Armaturentafel, treten ggf. nicht auf. Die Anwendung ist auch zum Schutz der Fahrzeuginsassen auf den Fond­ sitzen empfehlenswert.

Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den Unteransprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor. Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung bzw. Zuordnung der Elemente des erfindungsgemäßen Sicherheitssystem und

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Funktionsweise der Steuerschaltung.

Fig. 1 zeigt die Umrisse eines Kraftfahrzeuges 1 mit einem Fahrzeugsitz 2 samt zugehöriger Rückenlehne 3 und aufgesetzter Kopfstütze 4. Die Halterung des Fahrzeugsitzes 2 am Fahrzeugboden 5 ist als Schienenfüh­ rung ausgeführt, bestehend aus, in Fahrtrichtung 6 gesehen, links- und rechtsseitig angeordneten Gleitschienen 7, die in Schienenführungen 8 längsbeweglich geführt sind. Damit kann ein Fahrzeuginsasse 9 den Fahr­ zeugsitz 2 entsprechend den persönlichen Wünschen einstellen sowie auch die Neigung der Rückenlehen 3 über eine zusätzlichen Verstellmechanis­ mus 10 beeeinflussen.

An jeder Gleitschiene 7 sind je ein vorderer sowie ein hinterer, Druck­ kräfte (F ₁, F ₂) messender Sensor 11, 12 angebracht. Dadurch ergibt sich in der Summe (F ₁+F ₂) die Gewichtskraft, die sich aus dem Gewicht von Fahrzeugsitz 2, Rücklehne 3, Kopfstütze 4 und dem Fahrzeuginsassen 9 zusammensetzt. Die Anordnung der Sensoren 11, 12 ist dabei so gewählt, daß ihr beidseitiger Abstand von einer Schwerpunktlinie (S) des Sitz­ systems (unter Einbeziehung der Fahrzeuginsassen 9 und bei mittlerer Stellung der Neigung der Rückenlehne 3) in etwa gleich ist. (a=b). Die Wirkungslinien der Kräfte F ₁ und F ₂ verlaufen entsprechend auch pa­ rallel zur Schwerpunktlinie (S).

Die von den Sensoren 11, 12 ermittelten Meßwerte werden über eine Lei­ tung 13 einer Steuerschaltung 14 zugeführt, die sie in der in Fig. 2 gezeigten Weise verarbeitet. Die Steuerschaltung 14 ihrerseits wiederum steht mittels geeigneter Leitungsverbindungen 16, 17 mit einem in einer Armaturentafel 19 oder Lenkrad des Kraftfahrzeuges 1 integrierten Mehr­ fachgenaratorsystem 19 in Verbindung, welches ein Aufprallschutzkissen 20 enthält. Das Generatorsystem 19 enthält die im Stand der Technik bekannten Funktionselemente, um das Aufprallschutzkissen 20 beim Auf­ treten einer mittels Sensoren ermittelbaren Fahrzeugverzögerung in Stufen zu entfalten. In Fig. 1 ist das Aufprallschutzkissen in einer räumlichen Ausdehnung gezeigt, die beim Wirksamwerden sämtlicher Auf­ blas-Stufen eintritt. Es ist daraus ersichtlich, daß beim explosions­ artigen Aufblasen ein relativ weit nach vorne gebeugter Fahrzeuginsasse 9 mit voller Wucht vom Aufprallschutzkissen 20 getroffen werden würde und dabei erhebliche Verletzungen davontragen könnte. Anders hingegen würde es sich bei einem nur teilweise gefüllten Aufprallschutzkissen 20 verhalten, wie dies in Fig. 1 in gestrichelter Linie angedeutet ist. In diesem Falle würde dem eigentlichen Zweck des Aufprallschutzkissens 20 Rechnung getragen, nämlich dem Schutz des Kopfbereiches des Fahr­ zeuginsassen 9 vor einem Aufschlagen auf der Armaturentafel 18 oder einer Windschutzscheibe 23.

Die Funktionsweise der Steuerschaltung 14 ist in Fig. 2 verdeutlicht. ln das darin enthaltende elektronische Steuersystem werden zunächst ständig die von den Sensoren 11, 12 ermittelten Druckkräfte F ₁ und F ₂ eingelesen. Darüberhinaus wird eine Konstante (X) berücksichtigt, die ein auf den Fahrzeugsitz (2) abgestelltes kleines Zusatzgewicht (z. B. Gepäckstück) berücksichtigt. Die Konstante (X) ist auf jeden Fall so gering (z. B. 5-10 kg) anzusetzen, damit nicht auch ein auf dem Fahr­ zeugsitz 2 sich befindener Fahrzeuginsasse 9 in diesen Toleranzbereich fällt.

Erfolgt nun ein Frontalzusammenstoß, so wird dies von einem beispiels­ weise innerhalb des Generatorsystems 19 vorgesehenen Verzögerungs-Sen­ sor erkannt und die entsprechenden Signale über die Steuerleitung 15 an die Steuerschaltung 14 weitergegeben. Dieses Signal ist in Fig. 2 durch die Verzweigung 24 verdeutlicht. Erfolgt nun ein Frontalzusammenstoß und ergibt sich gleichzeitig der Umstand, daß die Summe aus F ₁ und F ₂ innerhalb des Toleranzbereiches von X zu liegen kommt (Verzweigung 25), so erfolgt keine Zündung des Generatorsystems 19, das Aufprallschutz­ kissen 20 verbleibt somit zusammengefaltet innerhalb seines Gehäuses.

Befindet sich allerdings ein Fahrzeuginsasse 9 auf dem Fahrzeugsitz 2 (F ₁+F ₂ X) und ist er relativ weit nach vorne gebeugt (F ₁ < F ₂), wie dies durch die Verzweigung 26 angedeutet ist, so erfolgt bei einem Un­ fall (Verzweigung 24) eine Teilzündung (Operation 27) des Generatorsys­ tems 19, was zur Folge hat, daß das Aufprallschutzkissen 20 nur teil­ weise gefüllt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß bei einem mehrstufigen Generatorsystem 19 lediglich eine einzige Stufe ge­ zündet wird.

Ist die letztgenannte Bedingung (Verzweigung 26) nicht erfüllt, was dann der Fall ist, wenn der Fahrzeuginsasse 9 sich in normaler Sitzpo­ sition auf dem Fahrzeugsitz 2 befindet und sich gegebenenfalls an die Rückenlehne 3 anlehnt (F ₂ ist dann stets größer als F ₁), so wird bei einem Unfall (Verzweigung 24) im Generatorsystem 19 durch die Leis­ tungsverbindung 16 eine Zündung sämtlicher Stufen und somit eine volle Entfaltung des Aufprallschutzkissen 20 hervorgerufen (Operation 28).

Claims (7)

1. Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge unter Einbeziehung eines auf­ blasbaren Aufprallschutzkissens zum Schutz eines Fahrzeuginsassen beim Aufprall des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis, wobei das Auf­ prallschutzkissen in Abhängigkeit vom Erreichen eines unteren Schwellenwertes einer Fahrzeug- Verzögerungsbeschleunigung teilweise oder vollständig gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (11, 12) vorgesehen sind, welche die Sitzposition (Schwerpunktlage) des Fahrzeuginsassen (9) auf den Fahrzeugsitz (2) erfassen und auf eine das Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) auslösende Steuer­ schaltung (14) in der Weise einwirken, daß bei einem in Fahrtrich­ tung (6) relativ weit nach vorne verlagerten Fahrzeuginsassen (9) lediglich ein teilweises Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) erfolgt, während bei einer die normale Sitzposition charakterisie­ renden Schwerpunktlage ein vollständiges Aufblasen eingeleitet wird.

2. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallschutzkissen (20) in Stufen, vorzugsweise in zwei Stufen aufblasbar ist, wobei ein teilweises Aufblasen einer Aktivierung von lediglich der ersten Stufe entspricht.

3. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Erfassen der Sitzposition des Fahrzeuginsassen (9) in einer Sitzhalterung (7, 8) angeordnete, Druckkräfte, d. h. Gewichts­ kräfte (F ₁, F ₂) messende Sensoren (11, 12) vorgesehen sind.

4. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (11, 12) im forderen sowie im hinteren Bereich des Fahr­ zeugsitzes (2) an Gleitschienen (7) in der Weise befestigt sind, daß ihr beidseitiger Abstand von einer Schwerpunktlinie (S) des Sitzsys­ tems unter Einbeziehung des darauf in normaler Sitzhaltung sich be­ findlichen Fahrzeuginsassen (9) bei mittlerer Stellung der Neigung der Rückenlehne (3) in etwa gleich ist (a=b).

5. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Steuerschaltung (14) eine Konstante (X) vorgesehen ist, die ein gegebenenfalls auf dem Fahrzeugsitz (2) abgestelltes Zusatzgewicht als Gewichtskraft-Toleranzbereich berücksichtigt.

6. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, jeweils im Falle einer entsprechenden, einen Unfall charakteri­ sierenden Fahrzeugverzögerung beim Vorliegen der Beziehung (F ₁+F ₂ < X) kein Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) erfolgt, daß bei Einhaltung der Beziehungen (F ₁+F ₂ X) und (F ₁ < F ₂) lediglich ein teilweises Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) erfolgt, und das letztlich bei Einhaltung der Beziehungen (F ₁+F ₂ X) und (F ₁ < F ₂) ein vollständiges Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) die Folge ist.

7. Sicherheitssystem nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (11, 12) über eine Leitung (13) mit der Steuerschaltung (14) gekoppelt sind, die ihrerseits wiederum mittels geeigneter Leitungsverbindungen (16, 17) mit einem in einer Armaturentafel (18) oder in Bereich des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges (1) integrierten Mehrfachgeneratorsystem (19) in Verbindung steht.