DE3904668C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Insassen-Rückhaltesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Insassen-Rückhaltesystem ist aus der DE-PS 34 13 768 bekannt. Das in einem Kraftfahrzeug angeordnete Insassen- Rückhaltesystem besitzt zum Schutz der Insassen bei einem Un­ fall Sicherheitsgurte, die mit einem Gurtstraffer verbunden sind, und mindestens einen aufblasbaren Luftsack (Airbag). Dem Insassen-Rückhaltesystem ist eine Steuereinheit zugeordnet, die einen Sensor besitzt, der abhängig von der wirksamen Verzöge­ rung des Fahrzeuges die einzelnen Komponenten des Insassen-Rück­ haltesystems ansteuert. Bei einem ersten, unteren Schwellwert- Signal des Sensors und bei angelegtem Sicherheitsgurt kommt der Luftsack nicht zum Einsatz. Dies erfolgt erst dann, wenn am Sensor das zweite obere Schwellwert-Signal abgegeben wird. Um den Fahrer auch bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt wirksam zu schützen, ist bei dem bekannten Rückhaltesystem vorgesehen, daß das erste Schwellwert-Signal an das Rückhaltesystem weiterge­ leitet wird und insbesondere die Auslösung des Luftsackes be­ wirkt. Die Funktionsstellung des Sicherheitsgurtes wird mit einem Schaltglied erfaßt, das im Gurtschloß angeordnet ist.

Aus der DE-OS 35 40 171 ist ein Insassen-Rückhaltesystem be­ kannt, bei welchem nach Überschreiten einer vorgegebenen Fahr­ zeugverzögerung ein Automatik-Sicherheitsgurt sowohl an einem Umlenkbeschlag im Schulterbereich als auch in einer zwischen Becken- und Schultergurtbereich liegenden Schloßzunge fest­ klemmt. Der Automatik-Sicherheitsgurt wirkt in diesem Fall dann wie ein Statikgurt.

Bei beiden Rückhaltesystemen zeigt sich bei mittleren bis schweren Unfällen, insbesondere bei Geschwindigkeitsänderungen zwischen 20 und 55 km/h, daß sich durch das Festklemmen eines angelegten Schultergurtes in einigen Fällen das Verletzungs­ risiko erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückhaltesystem der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei mittleren Geschwindigkeiten und bei ausgelöstem Luftsack das Verletzungs­ risiko durch den Schultergurt vermindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Rückhaltesystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erzielt. Dem erfindungsgemäßen Rückhaltesystem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei mittleren Geschwindigkeiten zwischen 20 und 50 km/h die Wirkung des Luftsackes ausreicht, um den Fahrzeug­ insassen bei einem Unfall zu schützen. Bei dem erfindungsge­ mäßen Insassen-Rückhaltesystem ist daher für den Schultergurt eine ansteuerbare Gurtauszugssperre vorgesehen, die den Schul­ tergurt während der Wirkzeit des Luftsackes entriegelt. Während dieser Wirkzeit wird der Oberkörper des Fahrzeuginsassen lediglich durch den ausgelösten Luftsack abgebremst. Eine am Gurtschloß des Sicherheitsgurtes angeordnete, ansteuerbare Gurtklemmvorrichtung hält den Beckenbereich des Fahrzeugin­ sassen. Bei dem neuen Insassen-Rückhaltesystem ist ein Sensor vorgesehen, der mindestens drei verschiedene Schwellwert-Sig­ nale abgibt. Das erste Schwellwert-Signal wird schon bei geringen Unfallschweren erreicht. Die Abgabe des zweiten Schwellwert-Signales erfolgt ab mittleren Unfallschweren und des dritten Schwellwert-Signales bei hoher Unfallschwere.

Falls bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales der Insasse angegurtet ist, erfolgt keinerlei Aktivierung des Insassen- Rückhaltesystems. Bei Vorliegen des zweiten Schwellwert-Sig­ nales und, falls der Fahrzeuginsasse angegurtet ist, wird der Luftsack gezündet, der Schultergurt mittels der ansteuerbaren Gurtauszugssperre entriegelt und der Beckengurt über die ansteuerbare Gurtklemmvorrichtung am Gurtschloß arretiert. Nach der Wirkzeit des Luftsackes wird der Schultergurt wiederum über die Gurtauszugssperre verriegelt. Bei Vorliegen des dritten Schwellwert-Signales und bei angegurtetem Fahrzeuginsassen wurde der Luftsack bereits beim zweiten Schwellwert-Signal ausgelöst. Da bei diesen Unfällen die alleinige Wirkung des Luftsackes nicht ausreichend ist, muß der Schultergurt ver­ riegelt sein, was über eine Ansteuerung der Gurtauszugssperre bewirkt wird.

Zur Steuerung dieser unterschiedlichen Funktionen des Rückhal­ tesystems dient eine Steuereinheit, die mit den verschiedenen Funktionselementen verbunden und aus üblichen Bauelementen, die in zweckentsprechender Weise verschaltet sind, aufgebaut ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist das Insassen-Rückhaltesystem mit voneinander getrennten Becken­ gurt- und Schultergurtstraffern ausgerüstet. Bei Vorliegen eines zweiten Schwellwert-Signales, bei dem, wie oben ausge­ führt, der Beckengurt durch die ansteuerbare Gurtklemmvor­ richtung am Gurtschloß festgelegt ist, wird mittels des Becken­ gurtstraffers eine besonders gute Fixierung des Beckenbereiches des Fahrzeuginsassen erreicht. Nach der Wirkzeit des Luftsackes wird neben der Arretierung der Gurtauszugssperre gleichzeitig der Schultergurtstraffer betätigt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 3 gibt der Sensor ein viertes Signal ab, das einen Überschlag des Fahrzeuges anzeigt, welches bei Beaufschlagung der Steuer­ einheit dazu führt, daß der Beckengurt- und Schultergurtstraffer angesteuert und die Gurtauszugssperre arretiert wird. Bei einer gleichzeitigen Aus­ lösung des Luftsackes durch das zweite Schwell­ wert-Signal bleibt dabei die Gurtaufzugssperre am Schultergurt verriegelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 sieht vor, daß bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt schon bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales der Luftsack ausgelöst wird. Hier­ durch wird insbesondere bei Unfällen bei geringen Geschwindig­ keiten und nicht angelegtem Sicherheitsgurt der Fahrzeuginsasse wirksam geschützt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rück­ haltesystems ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach­ folgend beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist in schematischer Dar­ stellung ein Insassen-Rückhaltesystem gezeigt, das den Insassen eines Kraftfahrzeuges bei einem Unfall schützen soll. Das In­ sassen-Rückhaltesystem baut sich aus bekannten Dreipunkt-Si­ cherheitsgurten auf, die einen Beckengurt und einen Schulter­ gurt besitzen. Zur Straffung des Sicherheitsgurtes sind ge­ trennte Beckengurtstraffer 15 und Schultergurtstraffer 16 vorgesehen. Der Sicherheitsgurt wird an einem Gurtschloß fest­ gelegt, an dem eine Gurtklemmvorrichtung 14 vorgesehen ist. Weiterhin weist das Insassen-Rückhaltesystem einen aufblasbaren Luftsack 12 auf, der beispielsweise am Lenkrad des Kraftfahr­ zeuges angeordnet ist, sowie eine ansteuerbare Gurtauszugssper­ re 13 für den Schultergurt.

Die Steuereinheit der Komponenten 12, 13, 14, 15, 16 weist einen Sensor 1 auf, der vier Schwellwert-Signale S1, S2, S3, S4 abgibt. Das Schwellwert-Signal S1 wird bei Unfällen mit geringer Unfallschwere abgegeben. Das Schwellwertsignal S2 wird bei mittlerer bis hoher Unfallschwere und das dritte Schwellwert-Signal S3 bei sehr hoher Unfallschwere abgegeben. Tritt ein Überschlag des Fahrzeuges auf, so gibt der Sensor ein Schwellwert-Signal S4 ab. Die an den Ausgängen 1a, 1b, 1c, 1d anliegenden Schwellwert-Signale S1, S2, S3, S4 bewirken die nachfolgend beschriebene Auslösung der Komponenten 12, 13, 14, 15, 16 des Insassen-Rückhaltesystems.

Um den Fahrzeuginsassen auch bei nicht angelegtem Sicherheits­ gurt und bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales S1 Schutz zu bieten, ist im Gurtschloß des Sicherheitsgurtes ein Schaltglied 2 angeordnet, an dem ein Schaltkontakt 3 vorge­ sehen ist. Der Schaltkontakt 3 ist in einer Steuerleitung L1 angeordnet und als Öffner ausgebildet. Bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt bewirkt der geschlossene Schaltkontakt 3 über ein ODER-Glied 11 die Ansteuerung des Luftsackes 12. Wei­ tere am Schaltglied 2 vorgesehene Schaltkontakte 4, 5, 6 sind als Schließer ausgebildet und in Steuerleitungen L2, L3, L4 angeordnet. Bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt sind somit die Schaltkontakte 4, 5, 6 geöffnet. Bei Vorliegen der Schwellwert-Signale S2, S3 erfolgt keine Auslösung mehr, da die Auslösung des Luftsackes 12 schon durch das Schwellwert­ signal S1 erfolgte. Bei Vorliegen des vierten Schwellwert- Signales S4 erfolgt bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt keinerlei Auslösung. Ist der Sicherheitsgurt angelegt, so sind die Schaltkontakte 4, 5, 6 geschlossen, wodurch die Weiter­ leitung der Schwellwertsignale S2, S3, S4 an die Komponenten 12, 13, 14, 15, 16 des Insassen-Rückhaltesystems ermöglicht wird.

Liegt am Ausgang 1b des Sensors 1 das zweite Schwellwert- Signal S2 an und ist der Schaltkontakt 4 geschlossen, so erfolgt über die Steuerleitungen L2, L5 und das ODER-Glied 11 die Ansteuerung des Luftsackes 12. Um während der Wirk­ zeit des Luftsackes 12 das Verletzungsrisiko des Fahrzeug­ insassen durch den Schultergurt zu vermindern, wird die Gurt­ auszugssperre 13 für den Schultergurt während der Wirkzeit des Luftsackes 12 entriegelt. Hierzu ist die Gurtauszugssper­ re 13 durch zwei Kippglieder 8, 9 bzw. F1, F2 ansteuerbar. Die Ausgänge der Kippglieder 8, 9 werden mittels einer Rück­ setzeinrichtung 21 zueinander invertierend gesetzt. Die Ein­ gänge eines UND-Gliedes 20 sind mit den Ausgängen der Kipp­ glieder 8, 9 verbunden. Im rückgesetzten Zustand der Kipp­ glieder 8, 9 ist die Gurtauszugssperre bei den gesetzlich festgelegten Gurt- bzw. Fahrzeugbeschleunigungswerten verrie­ gelt. Liegt nun am Setzeingang S des Kippgliedes 8 ein Signal an, so nimmt das Ausgangssignal Q1 des Kippgliedes 8 einen logischen gleichen Wert wie das Ausgangssignal Q2 des zweiten Kippgliedes an. Somit sind am UND-Glied 20 beide Bedingungen erfüllt, wodurch die Gurtauszugssperre 13 ange­ steuert wird und der Schultergurt entriegelt wird.

Die Entriegelung des Schultergurtes soll nur während der Wirk­ zeit des Luftsackes 12 bestehen. Dies wird durch ein Zeit­ glied 7 erreicht, das nach der Wirkzeit des Luftsackes 12 über ein ODER-Glied 17 den Rücksetzeingang R des zweiten Kippgliedes 9 ansteuert. Dies bewirkt ein Ausgangssignal Q2 am zweiten Kippglied 9, das dem Ausgangssignal Q1 entgegen­ gesetzt ist. Somit sind am UND-Glied 20 nicht beide Be­ dingungen gleichzeitig erfüllt, was zu einer Verriegelung der Gurtauszugssperre 13 führt.

Gleichzeitig mit der Ansteuerung der Gurtauszugssperre 13 wird über eine Steuerleitung L6 ein drittes Kippglied 10 bzw. F3 mit dem Ausgangssignal Q3 angesteuert, das die Gurt­ klemmvorrichtung 14 am Gurtschloß betätigt. Die Rücksetzein­ gänge R der Kippglieder 8, 10 und der Setzeingang S des Kippgliedes 9 sind über eine Steuerleitung L8 mit der Rück­ setzeinrichtung 21 verbunden.

Die Ansteuerung des Beckengurtstraffers 15 und des Schulter­ gurtstraffers 16 bei Vorliegen des zweiten Schwellwertsignals S2 erfolgt über ODER-Glieder 18, 19. Das ODER-Glied 18 liegt in einer Steuerleitung L7, die von der Steuerleitung L2 abzweigt. Somit wird der Beckengurtstraffer 15, die Gurtklemmvorrichtung 14 und der Luftsack 12 gleichzeitig ausgelöst. Von der Steuerleitung L7 zweigt eine Steuerleitung L9 ab, die über ein Zeitglied 7 und das ODER-Glied 17 mit dem Rücksetzeingang R des Kippgliedes 9 verbunden ist. Am Ausgang des Zeitgliedes 7 zweigt eine Steuerleitung L10 ab, über die ein Steuersignal an das ODER-Glied 19 des Schultergurtstraffers 16 weitergeleitet wird.

Bei Vorliegen des Schwellwert-Signales S3 am Sensor 1 und bei geschlossenem Schaltkontakt 5 wird über die Steuerleitung L3 und das ODER-Glied 17 der Rücksetzeingang R des Kipp­ gliedes 9 angesteuert. Dies führt, da beim Schwellwert-Signal S2 die Gurtauszugssperre entriegelt war, wieder zu deren Verriegelung. Über eine von der Steuerleitung L3 abzweigende Steuerleitung L11 wird ein Steuersignal über das ODER-Glied 19 an den Schultergurtstraffer 16 geleitet. Das neben dem dritten Schwellwert-Signal S3 auch vorliegende zweite Schwell­ wert-Signal S2 bewirkt, wie oben schon beschrieben wurde, die Ansteuerung des Luftsackes 12, der Gurtklemmvorrichtung 14 und des Beckengurtstraffers 15.

Bei Vorliegen des vierten Schwellwert-Signales S4, das einen Überschlag des Fahrzeuges anzeigt, und bei gleichzeitig ge­ schlossenem Schaltkontakt 6 des Schaltgliedes 2 wird über die Steuerleitung L4 und das ODER-Glied 17 der Rücksetz­ eingang R des zweiten Kippgliedes 9 angesteuert. Hierdurch liegen wiederum verschiedene Ausgangssignale Q1, Q2 an den Kippgliedern 8, 9 vor, wodurch die Verriegelung der Gurtaus­ zugssperre 13 sichergestellt ist. Über eine von der Steuer­ leitung L4 abzweigende Steuerleitung L12 und das ODER- Glied 18 wird der Beckengurtstraffer 15 angesteuert. In gleicher Weise erfolgt über eine Steuerleitung L13, die von der Steuerleitung L4 abzweigt, und das ODER-Glied 19 die Ansteuerung des Schultergurtstraffers 16.

Es ist auch möglich, das Insassen-Rückhaltesystem mit lediglich einem Gurtstraffer auszurüsten.

Die vorstehend beschriebene Gurtklemmvorrichtung 14 kann in einfacher Weise durch ein beweglich an der Schloßzunge angeord­ netes Halteteil für den Sicherheitsgurt erreicht werden. In der Schloßzunge ist eine Ausnehmung vorgesehen, über der das Halte­ teil angeordnet ist. Der Sicherheitsgurt wird durch die Ausneh­ mung und um das Halteteil geführt. Wird nun das Halteteil bei­ spielsweise elektromechanisch angesteuert, so wird der Sicher­ heitsgurt im Randbereich der Ausnehmung zwischen dem Halteteil und der Schloßzunge verklemmt.

Die vorstehend beschriebene ansteuerbare Gurtauszugssperre 13 kann durch eine elektrisch angesteuerte Kupplung realisiert werden. Es kann die völlige Abkupplung des Gurtaufrollers von der Verriegelung vorgesehen sein. Weiterhin ist es auch möglich, eine Rutschkupplung vorzusehen, mit der es möglich ist, das Gurtband gegen eine einstellbare Kraft auszuziehen.

Claims (11)

1. Insassen-Rückhaltesystem, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem Sicherheitsgurt, an dem ein Gurtstraffer vorgesehen ist und der eine Gurtauszugssperre für den Schultergurt aufweist, mit mindestens einem Luftsack (Air-bag), mit einem die Gurtbenutzung erfassenden Schaltglied, das im Gurtschloß angeordnet ist, und mit einem Sensor, der von der wirksamen Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges abhängige Schwellwert-Signale abgibt, wobei die Ansteuerung des Luftsacks und des Gurtstraffers durch eine Steuereinheit bei unterschied­ lichen Schwellwerten und abhängig von dem die Gurtbenutzung er­ fassenden Schaltglied erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine ansteuerbare Gurtklemmvorrichtung (14) am Gurtschloß vorgesehen ist, daß die Gurtauszugssperre (13) für den Schultergurt an­ steuerbar ist, daß der Sensor (1) mindestens drei verschiedene Schwellwert-Signale (S1, S2, S3) abgibt und daß die Steuerein­ heit bei angelegtem Sicherheitsgurt und bei Erreichen des zwei­ ten Schwellwert-Signales (S2), das bei mittleren bis schweren Unfällen erreicht wird, den Luftsack (12) auslöst, die Gurt­ klemmvorrichtung (14) arretiert und die Gurtauszugssperre (13) löst, und daß bei angelegtem Sicherheitsgurt entweder nach der Wirkzeit des Luftsackes (12) oder bei Erreichen des dritten Schwellwert-Signales (S3), das bei sehr schweren Unfällen er­ reicht wird, die Gurtauszugssperre (13) wieder arretiert wird.

2. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinheit beim Vorliegen des zweiten Schwellwert-Signales (S2) einen Beckengurtstraffer (15) ansteu­ ert und nach der Wirkzeit des Luftsackes (12) einen Schulter­ gurtstraffer (16) betätigt.

3. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit bei Vorliegen eines vierten, einen Überschlag des Fahrzeuges anzeigenden Signales (S4) den Beckengurt- und Schultergurtstraffer (15, 16) ansteuert und die Gurtauszugssperre (13) auch dann ar­ retiert, wenn gleichzeitig das Schwellwert-Signal (S2) vorliegt.

4. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht angelegtem Sicherheits­ gurt und bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales (S1) der Luftsack (12) ausgelöst wird.

5. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (2) im Gurt­ schloß einen ersten Schaltkontakt (3) aufweist, der bei ange­ legtem Sicherheitsgurt eine erste Steuerleitung (L1) unter­ bricht, die mit einem das erste Schwellwert-Signal (S1) abge­ benden Ausgang (1a) des Sensors (1) verbunden ist und über die der Luftsack (12) angesteuert wird.

6. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (2) weitere Schaltkontakte (4, 5, 6) aufweist, die in weiteren Steuerlei­ tungen (L2, L3, L4) angeordnet sind, die mit weiteren Ausgängen (1b, 1c, 1d) des Sensors (1) verbunden sind.

7. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Gurtauszugs­ sperre (13) des Schultergurtes zwei Kippglieder (8, 9) vorge­ sehen sind, deren Ausgänge über ein UND-Glied (20) mit der Gurtauszugssperre (13) verbunden sind.

8. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im rückgesetzten Zustand an den Ausgängen der Kippglieder (8, 9) zueinander invertierte Ausgangssignale (Q1, Q2) vorliegen.

9. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Setzeingang (S) des er­ sten Kippgliedes (8) mit der zweiten Steuerleitung (L2) verbun­ den ist und der Rücksetzeingang (R) des zweiten Kippgliedes (9) von der zweiten Steuerleitung (L2) über ein Zeitglied (7) ange­ steuert wird.

10. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtklemmvorrichtung (14) über ein drittes Kippglied (10) gesteuert wird, dessen Setzein­ gang (S) über eine Steuerleitung (L6) mit der zweiten Steuer­ leitung (L2) verbunden ist.

11. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rücksetzeingänge (R) des ersten Kippglie­ des (8) und des dritten Kippgliedes (10) und der Setzeingang (S) des zweiten Kippgliedes (9) mit einer Rücksetzeinrichtung (21) ansteuerbar sind.