DE4113591A1 - Lenkrad mit einem luftsacksystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad, das mit einem Luftsacksystem ausgestattet ist.

Lenkräder, die mit einem Luftsacksystem im unteren Bereich eines Polsterteils oder Pralltopfes ausgerüstet sind, um einen Aufprall einer Person im Fall einer Kollision eines Kraftfahrzeugs zu absorbieren, sind bekannt.

Bei einem solchen Luftsacksystem sind ein Steuergerät und eine Luftsack-Aufblaseeinrichtung, die ausgelöst wird, um den Luftsack aufzublasen, zu dem Zweck, den Aufbau des gesam­ ten Systems kompakt zu machen, nahe beieinander angeordnet. Des weiteren liegen die Aufblaseeinrichtung und der Luftsack dicht beieinander. Im Steuergerät selbst des Luftsacksystems ist eine elektrische Schaltung enthalten, die einen Aufprall des Fahrzeugs erfaßt und ein Auslösesignal an die Aufblase­ einrichtung abgibt. Der Speicher dieser elektronischen Schal­ tung speichert die Inhalte eines Beschleunigung-Ermittlungs­ prozesses und eines Signal-Verarbeitungsprozesses durch die elektronische Schaltung vom Feststellen eines durch eine Kol­ lision des Fahrzeugs hervorgerufenen Aufpralls bis zur Er­ zeugung eines die Aufblaseeinrichtung auslösenden oder in Tätigkeit setzenden Signals. Da der Speicher als ein nicht­ flüchtiger Speicher ausgebildet ist oder von einer Batterie gesichert bzw. gestützt wird, werden die durch die elektroni­ sche Schaltung verarbeiteten Inhalte im Speicher auch dann gespeichert bleiben, nachdem der Luftsack aufgeblasen worden ist.

Nach dem Aufblasen des Luftsacks wird der Speicher der elek­ tronischen Schaltung vom Lenkrad abgenommen, und er kann an eine externe Diagnosevorrichtung angeschlossen werden, so daß der Inhalt des Speichers für eine Analyse des Arbeits- bzw. Betriebszustandes der elektronischen Schaltung oder der von dieser durchgeführten Signalverarbeitung, bis ein Auslö­ sesignal für die Luftsack-Aufblaseeinrichtung abgegeben wird, ausgelesen werden kann. Ein derartiges Luftsacksystem ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß dann, wenn die Ana­ lyse der Arbeitsweise der elektronischen Schaltung nach dem Aufblasen des Luftsacks durchgeführt wird, in manchen Fällen gespeicherte Daten nicht gelesen werden können.

Als Ergebnis von Untersuchungen zur Ursache des oben erwähn­ ten Ausfalls im Lesen von gespeicherten Daten kamen die Er­ finder zu dem Schluß, daß der Speicher durch bei Auslösen der Aufblaseeinrichtung entwickelte Hitze erwärmt wird, so daß der Inhalt des Speichers vernichtet wird. Es wurde sei­ tens der Erfinder festgestellt, daß der Temperaturanstieg des Speichers aus der Hitze resultiert, die durch das Auslö­ sen der Aufblaseeinrichtung hervorgerufen wird und die durch ein Steuergerät- sowie Aufblaseeinrichtungsgehäuse hindurch, die in unmittelbarer Berührung miteinander angeordnet sind, zum Speicher gelangt.

Die Erfindung wurde in dem Bestreben konzipiert, die oben erwähnten Probleme zu lösen sowie zu beseitigen, und es ist als ihre Aufgabe herauszustellen, den gespeicherten Inhalt eines Speichers einer dem Steuergerät eingegliederten elek­ tronischen Schaltung gegen eine Vernichtung zu schützen, die auf Hitze zurückzuführen ist, welche durch das Arbei­ ten der Aufblaseeinrichtung, wenn das Luftsacksystem bei Erfassen einer Kollision des Fahrzeugs tätig geworden ist, hervorgerufen wird.

Um diese Aufgabe zu lösen, ist bei dem erfindungsgemäßen Lenkrad, das ein Steuergerät mit einer diesem eingeglieder­ ten elektronischen Schaltung, welche bei Erfassen einer Kol­ lision ein Signal abgibt, eine Aufblaseeinrichtung, die in Übereinstimmung mit einem Signal vom Steuergerät ein Gas ausstößt, und einen mit dem von der Aufblaseeinrichtung ab­ gegebenen Gas aufzublasenden Luftsack enthält, zwischen ein­ ander gegenüberliegenden Flächen eines Gehäuses für das Steu­ ergerät und eines Gehäuses für die Aufblaseeinrichtung eine wärmeisolierende Schicht vorgesehen.

Im Fall einer Kollision wird vom Steuergerät der Aufblase­ einrichtung ein Signal übermittelt, das zum Tätigwerden des Luftsacksystems führt. Bei dem Tätigwerden der Aufbla­ seeinrichtung steigt die Temperatur des diese aufnehmenden Gehäuses an.

Durch die Anwendung einer wärmeisolierenden Schicht zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Steuergerät- sowie Aufblaseeinrichtunggehäuses wird jedoch die zur Zeit des Tätigwerdens der Aufblaseeinrichtung auftretende Hitze nicht unmittelbar zum Steuergerät durchtreten. Aus diesem Grund wird die Temperatur im Inneren des Steuergeräts nie­ mals durch die oder mit der Wärme von der Aufblaseeinrich­ tung auf einen hohen Wert ansteigen, so daß der Speicher der im Steuergerät enthaltenen elektronischen Schaltung nicht beeinträchtigt werden wird.

Weitere Ziele der Erfindung wie auch deren Merkmale und Vor­ teile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von Ausführungsformen des Erfindungs­ gegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Lenkrades, das mit einem Luft­ sacksystem in einer ersten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform ausgestattet ist;

Fig. 2 einen Teil-Querschnitt eines Steuergeräts und einer Aufblaseeinrichtung der ersten Ausführungsform im ruhenden Zustand;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Lenkrad der ersten Ausfüh­ rungsform;

Fig. 4 ein Blockbild zum elektrischen Aufbau des im Lenkrad der ersten Ausführungsform angeordneten Steuergeräts;

Fig. 5 einen Querschnitt eines Lenkrades, das mit einem Luftsacksystem in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ausgestattet ist.

Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, hat ein erfindungsge­ mäßes Lenkrad 1, das mit einem Luftsacksystem ausgestattet ist, ein in seiner Mitte angeordnetes Polsterteil 2, Spei­ chen 3 und einen Ring 4.

Das Polsterteil 2 hat, wie die Fig. 1 erkennen läßt, eine annähernd rechteckige Gestalt. ln einem im Polsterteil 2 vorgesehenen Raum 20 ist ein zusammengefalteter Luftsack 5 aufgenommen. Das Polsterteil 2 ist aus expandiertem Ur­ ethanschaum mit einem darin eingesetzten harten Kunstharz- Halterungsteil 39, das ringförmig lediglich an der Seite der Rechteckgestalt ausgebildet ist, gefertigt. Im Innen­ raum 20 ist im Zentrum dieses Halterungsteils 39 eine Auf­ blaseeinrichtung 8 an einem L-förmigen Flanschring 41 befe­ stigt, welcher an einem abwärts gerichteten Schenkel 42 mit einer Seitenwand 40 des nach unten ragenden Halterungsteils 39 vernietet ist.

Unterhalb der Aufblaseeinrichtung 8 befindet sich das Steu­ ergerät 9, das mit Hilfe eines Winkelträgers 43 an den Schen­ kel 42 bzw. die Seitenwand 40 geschraubt ist. Im eingebauten Zustand ist ein Freiraum oder Spalt 81 als eine wärmeisolie­ rende Schicht zwischen den einander gegenüberliegenden Flä­ chen der Gehäuse 80 und 90 der Aufblaseeinrichtung 8 sowie des Steuergeräts 9 vorhanden.

Die Speichen 3 sind mit einer Metallplatte 6 verbunden, die an einer Lenkradnabe 10 angebracht ist und sich von die­ ser weg erstreckt. Das Polsterteil 2 ist durch Verschrau­ ben des Winkelträgers 43 mit einem Befestigungsarm 44, der an die Metallplatte 6 geschraubt ist (s. Fig. 2), fest an die Metallplatte 6 angebaut. Eine Abdeckung 11 (s. Fig. 1) umschließt oder umhüllt den unteren Bereich des Polster­ teils 2.

Wie die Fig. 1 zeigt, sind in der oberen Fläche 22 des Pol­ sterteils 2 im Zentrum eine außenseitige sowie eine innen­ seitige Kehle oder Nut 23 bzw. 24 vorhanden, um eine dünn­ wandige Sektion 25 zu bilden, welche bei Aufblasen des Luft­ sacks 5 durch einen dabei entstehenden Druck aufgebrochen wird. Zwei obere Flächenteile 22a und 22b, die durch das Aufbrechen der dünnwandigen Sektion 25 entstanden sind, sol­ len sich nach beiden Seiten hin um feste Endstücke 26a sowie 26b herum, an denen kein dünnwandiger Bereich vorhanden ist, öffnen.

In eine Innenlage oder -schicht 27 der oberen Fläche 22 des Polsterteils 2 sind Maschennetze 28a sowie 28b und Mem­ branschalter 29a sowie 29b eingesetzt, wobei die äußeren, von der dünnwandigen Sektion 25 entfernten Enden der Maschen­ netze beidseits an den Halterungsteilen 39 befestigt sind.

Das Steuergerät 9 ist mit einem Paar von Leitungsdrähten 17a sowie 17b versehen, die Membranschalter 29a sowie 29b besitzen ein Paar von Leitungsdrähten 30a sowie 31a bzw. 30b sowie 31b. Von diesen sechs Leitungsdrähten sind der Leiter 17a des Steuergeräts 9 und die Leiter 30a sowie 30b der Membranschalter 29a sowie 29b Signalleiter, während der Leiter 17b des Steuergeräts 9 und die Leiter 31a sowie 31b der Membranschalter 29a sowie 29b Masse- oder Erdleiter sind. Diese Leitungsdrähte sind durch ein Loch 60 in der Metall­ platte 6 hindurch an einen Steckverbinder 18 angeschlossen.

Die an den Steckverbinder 18 geführten Leitungsdrähte werden jeweils mit beispielsweise einem bekannten Schleifring durch ein Kabel von einem (nicht dargestellten) Steckverbinder- Gegenstück aus verbunden. Das Steuergerät 9 und die Membran­ schalter 29a sowie 29b sind elektrisch mit dem Fahrzeugauf­ bau verbunden, indem eine Schiebebewegung zwischen dem Schleifring sowie einem Schleifer benutzt wird. Ein zum Ein­ satz zu bringendes Relaissystem kann ein solches einer Spi­ ralbauart sein, bei dem ein Bandkabel oder -leiter zur An­ wendung kommt.

Der Signalleiter 19a und der Masseleiter 19b vom Steuergerät 9 sind an die Bodenfläche der Aufblaseeinrichtung 8 über einen Kunststoff-Verbinder 50 angeschlossen, wobei eine rinnenartige Ausnehmung 49 im Gehäuse 90 des Steuergeräts 9 der Leiterführung dient.

Die im Steuergerät 9 enthaltene Schaltung hat den in Fig. 4 gezeigten Aufbau, d. h., das Steuergerät 9 umfaßt einen Be­ schleunigungsfühler 91, eine Eingabe-Schnittstelle 92, eine Zentraleinheit (CPU) 93, einen ROM 94, eine Batterie 95 und einen RAM 96. Die CPU 93 dient dazu, eine auf den Fahrzeugaufbau aufgebrachte Beschleunigung wahrzunehmen, um zu beurteilen, ob der Fahrzeugaufbau einer Kollision un­ terliegt oder nicht, und dazu, gegebenenfalls eine Verarbei­ tung zur Ausgabe eines Auslösesignals zum Aufblasen des Luftsacks 5 auszuführen. Der ROM 94 speichert ein Programm für diese Verarbeitung. Der RAM 96 speichert den Wert der wahrgenommenen Beschleunigung bis zur Ausgabe des Auslöse­ signals, d. h. den Wert eines in der Verarbeitung verwende­ ten Steuerungsparameters. Die Batterie 95 führt der CPU 93 Energie zu und dient auch dazu, den im RAM 96 gespeicherten Inhalt selbst nach einem durch eine Kollision des Fahrzeugs hervorgerufenen Aufblasen festzuhalten. Der Beschleunigungs­ fühler 91 ermittelt eine Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus, um eine Kollision von diesem wahrzunehmen. Die Eingabe­ schnittstelle 92 dient dazu, ein Ermittlungssignal vom Be­ schleunigungsfühler 91 an die CPU 93 zu legen.

Nach dem Aufblasen des Luftsacks 5 wird der RAM 96 aus dem Steuergerät 9 entfernt, um den Prozeßverlauf in der CPU 93 zu analysieren, so daß Verbesserungen für eine bessere, genau­ ere Zeitsteuerung im Betrieb des Luftsacks 5 sowie in bezug auf ein genaueres Ermitteln einer Kollision zum Zweck des Verhinderns einer Fehlfunktion und eines fehlerhaften Be­ triebs vorgenommen werden können. Der RAM 96 kann insofern auch als ein Mittel zur Rekonstruktion einer Kollision und damit als Beweismittel dienen.

Das Steuergerät 9 überwacht ständig die Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus und gibt bei Erfassen einer Kollision des Fahrzeugaufbaus aus einer plötzlichen Änderung in der Be­ schleunigung heraus ein Auslösesignal an die Aufblaseein­ richtung 8 ab, die eine Sprengpatrone im Ansprechen auf dieses Auslösesignal betätigt, so daß Gas unter hohem Druck in den Luftsack 5 eingeführt wird.

Zu diesem Zeitpunkt erhöht sich die Temperatur des Gehäuses 80 der Aufblaseeinrichtung 8. Kurz nach dem Tätigwerden der Aufblaseeinrichtung 8 erreicht die Oberflächentemperatur des Gehäuses 80 einen Spitzenwert von 200-250°C. Bei dem herkömmlichen Zustand, wobei das Gehäuse 80 der Aufblase­ einrichtung 8 mit dem Gehäuse 90 des Steuergeräts 9 in Be­ rührung ist, kommt die Spitzentemperatur um den im Steuer­ gerät 9 enthaltenen RAM 96 herum in den Bereich von 100°C.

Erfindungsgemäß werden, wie beschrieben wurde, die Aufblase­ einrichtung 8 und das Steuergerät 9 an ihrem Umfang jeweils durch den Flanschring 41 und durch den Winkelträger 43 der­ art fest angebracht, daß zwischen den einander gegenüberlie­ genden Flächen der Gehäuse 90 und 80 des Steuergeräts 9 bzw. der Aufblaseeinrichtung 8 der Luftspalt 81 als eine wärmeiso­ lierende Schicht vorhanden ist, d. h., die beiden Gehäuse 80 und 90 sind nicht miteinander in Berührung, wodurch im Fall des Arbeitens der Aufblaseeinrichtung 8 eine Wärmeüber­ tragung zum Steuergerät 9 verhindert wird.

Wenn ein Luftspalt von 0,5 mm Weite als wärmeisolierende Schicht vorgesehen wird, so ist dadurch zu erreichen, daß die Spitzentemperatur nahe dem in das Steuergerät 9 einge­ gliederten RAM 96 von den oben genannten 100°C auf etwa 65°C abgesenkt werden kann.

Hieraus wird deutlich, daß das Vorhandensein eines Luft­ spalts von wenigstens 0,5 mm Weite als wärmeisolierende Schicht eine Beeinträchtigung oder Zerstörung des im Steuer­ gerät 9 enthaltenen RAM 96 durch Hitze verhindern kann.

Anstelle eines Luftspalts als wärmeisolierende Schicht zwi­ schen den beiden Gehäusen 80 und 90 kann ein wärmeisolieren­ des Material, wie harter Urethanschaum (ein Reaktionsprodukt von Polyester oder Polyäther und Isocyanat), Glaswolle, Steinwolle od. dgl., zur Awendung kommen.

Ferner kann der an den Schenkel 42 des Flanschringes 41 der Aufblaseeinrichtung 8 geschraubte und das Steuergerät 9 si­ chernde Winkelträger 43 aus wärmeisolierendem Kunstharz ge­ bildet sein.

Gemäß der zweiten, in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist das Steuergerätgehäuse 90 durch Schrauben 61 an der Metall­ platte (Nabenplatte) 6 befestigt. In diesem Fall ist ein Luftspalt 82 als die wärmeisolierende Schicht zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Steuergerätgehäu­ ses 90 und des Gehäuses 80 der Aufblaseeinrichtung vorhan­ den, so daß eine unmittelbare Berührung beider Gehäuse ver­ mieden ist und dadurch die Möglichkeit einer Wärmeübertra­ gung auf das Steuergerätgehäuse 90, wenn die Aufblaseein­ richtung 8 tätig wird, verhindert wird, wodurch der RAM 96 im Steuergerät 9 gegenüber einer Zerstörung durch Hitzeein­ wirkung geschützt wird.

Die Metallplatte 6 ist an der Nabe 10 nach auswärts sich erstreckend gehalten, während die Nabe 10 an dem in der Karosserie befindlichen Ende der Lenkwelle fest angebracht ist. Deshalb erfaßt der Beschleunigungsfühler 91, wenn das Steuergerätgehäuse 90 unmittelbar an der Metallplatte 6 be­ festigt ist, eine an dieser Platte 6 einwirkende Beschleu­ nigung, d. h. eine auf den Fahrzeugaufbau aufgebrachte Be­ schleunigung. Das ermöglicht eine genauere Beurteilung einer Kollision auf seiten des Fahrzeugaufbaus.

Durch die Erfindung wird ein mit einem Luftsacksystem aus­ gestattetes Lenkrad offenbart, wobei das dem Lenkrad zuge­ ordnete Sicherheit-Luftsacksystem umfaßt: ein Steuergerät mit einem Prozessor, der in Übereinstimmung mit der Stärke eines aus einer Kollision des Fahrzeugs herrührenden Stoßes bei dessen Erfassen ein Auslösesignal zum Aufblasen eines Luftsacks ausgibt, und mit einem Verarbeitungsdaten dieses Prozessors speichernden Speicher, eine Aufblaseeinrichtung, welche in Übereinstimmung mit einem vom Steuergerät ausgege­ benen Signal Gas ausstößt, und den mit dem von der Aufblase­ einrichtung ausgestoßenen Gas aufzublasenden Luftsack. Zwi­ schen einander gegenüberliegenden Flächen eines das Steuer­ gerät aufnehmenden Gehäuses und eines die Aufblaseeinrich­ tung aufnehmenden Gehäuses ist eine wärmeisolierende Schicht vorhanden, die dazu dient, von der Aufblaseeinrichtung bei Aufblasen des Luftsacks zum Steuergerät übergehende Hitze herabzusetzen und zu dämmen. Dadurch wird der im Speicher, welcher im Steuergerät vorhanden ist, gespeicherte Inhalt gegen eine Vernichtung durch Hitze geschützt, und es ist die Möglichkeit gegeben, den Verarbeitungsprozeß auf seiten des Prozessors nach einer Kollision des Fahrzeugs zu analy­ sieren.

Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungs­ formen wörtlich und bildlich erläutert wurde, so ist sie auf die dargelegten Einzelheiten keineswegs beschränkt, da dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwandlun­ gen und Abänderungen der verschiedensten Art an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims (6)

1. Lenkrad, das mit einem Luftsacksystem ausgestattet ist, welches umfaßt:

• - ein in einem Gehäuse (90) untergebrachtes Steuergerät (9) mit einem einen durch eine Kollision eines Fahrzeug­ aufbaus hervorgerufenen Stoß erfassenden und in Abhän­ gigkeit von der Größe dieses Stoßes ein Auslösesignal zum Aufblasen eines Luftsacks (5) ausgebenden Prozessor (93) sowie mit einem Speicher (96), der auf die Verar­ beitung durch den Prozessor bezogene Daten speichert,
• - eine Aufblaseeinrichtung (8), die in Übereinstimmung mit einem von dem Steuergerät (9) ausgegebenen Signal Gas ausstößt, und
• - einen in einem Gehäuse (80) aufgenommenen Luftsack (5), der mit dem von der Aufblaseeinrichtung (8) abgegebenen Gas aufgeblasen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einander gegenüberlie­ genden Flächen des Gehäuses (90) des Steuergeräts (9) und des Gehäuses (80) der Aufblaseeinrichtung (8) eine wärmeisolierende Schicht (81, 82) vorhanden ist.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende Schicht von einem Luftspalt (81, 82) ge­ bildet ist.

3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Luftspalt eine Weite von wenigstens 0,5 mm hat.

4. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende Schicht eine Lage aus Gummi- oder Kunst­ stoffmaterial ist.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (90) des Steuergeräts (9) an einer Metallplatte (6) befestigt ist, die an einer Nabe (10) am lenkradseitigen Ende der Lenkwelle angebracht ist.