DE4114016A1 - Vehicular frontal collision protection device deploying inflated gas=bags - has two speed thresholds between which booms carrying impact detectors are extended progressively by stepping motors - Google Patents

Vehicular frontal collision protection device deploying inflated gas=bags - has two speed thresholds between which booms carrying impact detectors are extended progressively by stepping motors

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Abstract

Three gasbags (24, 26, 28) integrated into the front bumper (20) cushion the centre and corners when inflated by pyrotechnically ignited gas sources triggered by accelerometers (34, 36), which are deployed in telescopic booms (38, 40) and linked together by a crossbar (48). Extension of the booms (38, 40) is effected by stepping motors (46) which come into operation at a lower speed threshold of 15 km/h, below which the ingitors are inhibited. The extension increases to a max. at an upper threshold of 50 km.h. USE/ADVANTAGE - Esp. on smaller and lighter vehicles, protection efficiency is increased with accelerometer positions variable in accordance with speed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem aufblasbaren Gas­ kissen als Aufprallschutz, dessen Befüllvorrichtung mit Auswerteschaltung über zumindest einen Beschleunigungs­ sensor ausgelöst wird.The invention relates to a safety device for a motor vehicle with at least one inflatable gas cushion as impact protection, the filling device with Evaluation circuit via at least one acceleration sensor is triggered.

Es sind Sicherheitseinrichtungen der gattungsgemäßen Art bekannt, bei denen das oder die aufblasbaren Gaskissen im Innenraum des Kraftfahrzeuges angeordnet sind und als Aufprallschutz für die Insassen dienen. Die Beschleuni­ gungssensoren als auslösende Elemente sind an geeigneten Stellen in der Karosserie des Kraftfahrzeuges positio­ niert, beispielsweise hinter der vorderen Stoßstange.There are safety devices of the generic type known where the inflatable gas cushion or pillows are arranged in the interior of the motor vehicle and as Serve as impact protection for the occupants. The acceleration tion sensors as triggering elements are on suitable Places in the body of the motor vehicle positio niert, for example behind the front bumper.

Vorgeschlagen wurden auch schon außerhalb der Karosserie an der vorderen Stoßstange angeordnete Gaskissen (z. B. US-PS 36 56 790), die als Fußgängerschutz oder als zu­ sätzliche Verformungszone der Karosserie dienen sollen; deren Auslösung erfolgt entweder abhängig von der Brems­ verzögerung (Panikbremsung) oder von einem Beschleuni­ gungssensor an der Stoßstange.Proposals have already been made outside the body gas cushions arranged on the front bumper (e.g. US-PS 36 56 790) as pedestrian protection or as too additional deformation zone of the body should serve; they are triggered either depending on the brake deceleration (panic braking) or by an accelerator position sensor on the bumper.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Sicher­ heitseinrichtung mit relativ einfachen Mitteln derart weiterzubilden, daß deren Schutzwirkung erhöht bzw. ver­ bessert ist. The object of the invention is the generic safe unit with such simple means to further develop that their protective effect increases or ver is better.  

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Beschleuni­ gungssensor über ein an der Karosserie des Kraftfahrzeu­ ges befestigtes Mittel in einem definierten Abstand in Aufprallrichtung vor der Karosserie gehalten ist.This object is achieved in that the acceleration sensor on the body of the motor vehicle fixed means at a defined distance in Impact direction is kept in front of the body.

Durch diese Maßnahme wird faktisch die Systemtotzeit verringert bzw. die Auslösung der aufblasbaren Gaskissen zeitlich vorverlegt, so daß für die Schutzmaßnahmen ein wichtiger Zeitvorsprung erreicht wird. Sobald der Be­ schleunigungssensor auf das Hindernis trifft und die Be­ schleunigung bzw. Verzögerung einen Grenzwert über­ schreitet, wird die Entfaltung des Gaskissens ausgelöst. So kann bevorzugt ein außerhalb der Karosserie, z. B. in der vorderen Stoßstange, angeordnetes Gaskissen gezündet und aufgeblasen werden, bevor die Karosserie mit dem Hindernis kollidiert.This measure effectively results in the system dead time reduced or the triggering of the inflatable gas cushion brought forward so that a for the protective measures important time advantage is achieved. As soon as the Be acceleration sensor hits the obstacle and the loading acceleration or deceleration exceeds a limit progresses, the deployment of the gas cushion is triggered. So preferably outside of the body, e.g. B. in the front bumper, arranged gas cushion ignited and be inflated before the body with the Obstacle collides.

Im Kollisionsfall wirkt das oder wirken mehrere Gaskis­ sen als zusätzliche Verformungszone der Karosserie des Kraftfahrzeuges, insbesondere wenn durch eine entspre­ chend starke Auslegung (Gewebeverstärkungen etc.) hohe Verformungskräfte aufgenommen und abgebaut werden. Hinzu kommt eine günstige Krafteinleitung vom Hindernis in die Karosserie aufgrund des anpassungsfähigen, in sich elastischen Gaskissens.In the event of a collision, this works or several gaskis work sen as an additional deformation zone of the body of the Motor vehicle, especially if by a correspond appropriately strong design (fabric reinforcements etc.) high Deformation forces are absorbed and reduced. In addition there is a favorable introduction of force from the obstacle into the Bodywork due to the adaptable, in itself elastic gas cushion.

Auch bei Kollisionen mit ungeschützten Verkehrsteil­ nehmern (Fußgänger, Radfahrer, etc.) wird durch das vor­ zeitige Aufblasen des Gaskissens zunächst ein Kontakt mit der harten kantigen Karosserie des Kraftfahrzeuges vermieden und damit die Verletzungsgefahr erheblich ver­ mindert. Even in the event of a collision with an unprotected part of the traffic participants (pedestrians, cyclists, etc.) early inflation of the gas cushion first a contact with the hard-edged body of the motor vehicle avoided and thus the risk of injury considerably ver diminishes.  

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angeführt. So kann in baulich einfacher Weise das Mittel zum Ausfahren des Beschleuni­ gungssensors ein Stab in der Bauart einer automatisch ausfahrbaren Teleskopantenne sein. Bevorzugt sind zwei solche Stäbe beiderseits des Kraftfahrzeuges an dessen Vorderfront und im wesentlichen parallel zu dessen senk­ rechter Längsmittelebene angeordnet und gegebenenfalls rahmenartig durch eine Querstrebe miteinander verbunden.Advantageous developments of the invention are in the cited further claims. So in construction simply the means to extend the accelerator sensor a rod in the type of an automatic extendable telescopic antenna. Two are preferred such rods on both sides of the motor vehicle on it Front and substantially parallel to its lower arranged on the right longitudinal median plane and if necessary connected to each other like a frame by a cross strut.

Besonders vorteilhaft werden die Stäbe mit den Beschleu­ nigungssensoren geschwindigkeitsabhängig ausgefahren, um somit Beschädigungen im Stand und beim Parkieren zu ver­ meiden. Zudem kann der Abstand der Beschleunigungssenso­ ren zur Karosserie geschwindigkeitsvariabel sein, so daß das Auslösen der Gaskissen zeitlich optimal gesteuert werden kann.The rods with the attachment are particularly advantageous inclination sensors extended depending on the speed to thus ver damage in standing and when parking avoid. In addition, the distance of the acceleration sensors ren to the body speed variable, so that the triggering of the gas cushion is optimally timed can be.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schemati­ schen Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on a schematic rule drawing explained. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Bugteil eines Kraftfahrzeuges mit einer Sicherheitseinrich­ tung mit zwei aufblasbaren Gaskissen und aus­ fahrbaren Beschleunigungssensoren, und Fig. 1 shows a longitudinal section through a front part of a motor vehicle with a Sicherheitseinrich device with two inflatable gas cushions and from mobile acceleration sensors, and

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Bugteil nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the bow part according to FIG. 1.

In der Zeichnung ist teilweise die Karosserie eines Kraftfahrzeuges mit einem Bugteil 10 dargestellt, dessen Außenhaut soweit ersichtlich durch eine Motorhaube 12, zwei Kotflügel 14, 16, einen vorderen Windfang 18, eine Stoßstange 20 und eine untere Schürze 22 gebildet ist. In the drawing, the body of a motor vehicle is partially shown with a front part 10 , the outer skin of which, as far as can be seen, is formed by a bonnet 12 , two fenders 14 , 16 , a front windscreen 18 , a bumper 20 and a lower apron 22 .

In die Stoßstange 20 integriert sind ein mittleres und zwei seitliche Gaskissen 24, 26, 28, die über eine Befüll­ vorrichtung bzw. über pyrotechnisch zündbare Gasgenera­ toren 30 (je Gaskissen ein Gasgenerator) aufblasbar sind. Wie in der Fig. 2 in gestrichelten Linien angedeu­ tet, können die Gaskissen (24, 26, 28) bei ihrer Aktivie­ rung sich nach oben, vorne und/oder unten aus der Stoß­ stange 20 heraus entfalten und den Bug 10 des Kraftfahr­ zeuges mehr oder weniger abdecken. In der Stoßstange 20 vorgesehene Abdeckungen werden dabei herausgedrückt (nicht dargestellt).Integrated into the bumper 20 are a central and two lateral gas cushions 24 , 26 , 28 which are inflatable via a filling device or via pyrotechnically ignitable gas generators 30 (one gas generator per gas cushion). As indicated in Fig. 2 in dashed lines, the gas cushions ( 24 , 26 , 28 ) in their activation tion up, front and / or down from the bumper rod 20 unfold and the bow 10 of the motor vehicle or less cover. Covers provided in the bumper 20 are pressed out (not shown).

Die Gasgeneratoren 30 werden durch eine Auswerteschal­ tung 32 gezündet, die mit Beschleunigungssensoren 34, 36 verbunden ist. Die Auswerteschaltungg 32 steuert die Auslösung der Gaskissen 24, 26, 28, wenn eine definierte Beschleunigung an den Beschleunigungssensoren 34, 36 auf­ tritt.The gas generators 30 are ignited by an evaluation circuit 32 , which is connected to acceleration sensors 34 , 36 . The evaluation circuit 32 controls the triggering of the gas cushions 24 , 26 , 28 when a defined acceleration occurs at the acceleration sensors 34 , 36 .

Die Beschleunigungssensoren 34, 36 sind an teleskopisch ausfahrbaren Stäben 38, 40 angeordnet, deren Gehäuse 42, 44 hinter dem vorderen Windfang 18 befestigt sind und die je einen elektrischen Schrittmotor 46 tragen, welche Schrittmotore ebenfalls mit der Auswerteschaltung 32 verbunden sind.The acceleration sensors 34 , 36 are arranged on telescopically extendable rods 38 , 40 , the housings 42 , 44 of which are fastened behind the front windscreen 18 and each carry an electric stepper motor 46 , which stepper motors are also connected to the evaluation circuit 32 .

Über die Schrittmotore 46 können die Beschleunigungssen­ soren 34, 36 hinter den Windfang 18 eingefahren oder in einen variablen Abstand s in Fahrtrichtung vor das Bug­ teil 10 ausgefahren werden. Der Abstand s wird dabei ge­ schwindigkeitsabhängig verändert, wobei die Auswerte­ schaltung 32 neben der üblichen Verbindung mit dem elek­ trischen Bordnetz des Kraftfahrzeuges ein Geschwindig­ keitssignal V, beispielsweise vom Tachometer des Kraft­ fahrzeuges, erhält und neben der Auslösung der Gaskissen 24, 26, 28 auch den Abstand s steuert.Via the stepper motors 46 , the acceleration sensors 34 , 36 can be retracted behind the windscreen 18 or can be extended at a variable distance s in the direction of travel in front of the front part 10 . The distance s is changed depending on the speed, the evaluation circuit 32 receiving a speed signal V, for example from the speedometer of the motor vehicle, in addition to the usual connection to the electrical system of the motor vehicle, and in addition to triggering the gas cushion 24 , 26 , 28 also controls the distance s.

Die Steuerlogik der elektronischen Auswerteschaltung 32 ist dabei so, daß bis zu einer Geschwindigkeit V < 15 km/h die Beschleunigungssensoren 34, 36 eingefahren und zugleich die Auslösung der Gaskissen 24, 26, 28 desakti­ viert ist.The control logic of the electronic evaluation circuit 32 is such that the acceleration sensors 34 , 36 are retracted up to a speed V <15 km / h and at the same time the triggering of the gas cushions 24 , 26 , 28 is deactivated.

Bei einer Geschwindigkeit V 15 km/h wird die Auslöse­ schaltung aktiviert (scharf geschaltet) und es werden die Beschleunigungssensoren 34, 36 bei entsprechender An­ steuerung der Schrittmotore 46 auf einen ersten defi­ nierten Abstand s ausgefahren.At a speed V 15 km / h, the trigger circuit is activated (armed) and the acceleration sensors 34 , 36 are extended with a corresponding control of the stepping motors 46 to a first defined distance s.

Mit zunehmender Geschwindigkeit V werden die Beschleuni­ gungssensoren 34, 36 weiter geschwindigkeitsabhängig aus­ gefahren, bis bei einer zweiten Geschwindigkeitsschwelle von 50 km/h ein maximaler Abstand s erreicht ist, der bei allen Geschwindigkeiten < 50 km/h beibehalten wird.With increasing speed V, the acceleration sensors 34 , 36 are extended depending on the speed until a maximum distance s is reached at a second speed threshold of 50 km / h, which is maintained at all speeds <50 km / h.

Wie die Draufsicht Fig. 2 zeigt, sind die die Beschleu­ nigungssensoren 34, 36 tragenden Stäbe 38, 40 seitlich und in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges positioniert, in einer Höhe knapp über der Stoßstange 20. Die Stäbe 38, 40 sind über eine Querstrebe 48 miteinander verbunden, um auch zwischen den Stäben 38, 40 auftretende, schmälere Hindernisse zu erfassen. Die Querstrebe 48 kann dabei in der eingefahrenen Position außerhalb oder bündig mit dem Windfang 18 oder der Stoßstange 20 liegen und sowohl aerodynamisch als auch ästhetisch dem Fahrzeugäußeren angepaßt sein. As the top view in FIG. 2 shows, the acceleration sensors 34 , 36 carrying rods 38 , 40 are positioned laterally and in the longitudinal direction of the motor vehicle, at a height just above the bumper 20 . The bars 38 , 40 are connected to one another via a cross strut 48 in order to also detect narrower obstacles occurring between the bars 38 , 40 . In the retracted position, the cross strut 48 can lie outside or flush with the windscreen 18 or the bumper 20 and can be adapted to the exterior of the vehicle both aerodynamically and aesthetically.

Bei der Auslösung der Gaskissen 24, 26, 28 unterscheidet die Auswerteschaltung 32 nach dem Beschleunigungssignal der Beschleunigungssensoren 34, 36. Liegt nur ein Signal vor, beispielsweise weil bei einem seitlichen Versatz des Hindernisses zum Kraftfahrzeug nur der linke Be­ schleunigungssensor 36 aufschlägt und zuerst beschleu­ nigt bzw. eingeschoben wird, so werden auch nur das mittlere und das linke seitliche Gaskissen 24, 26 ausge­ löst. Über das seitliche Gaskissen 26 kann dabei ggf. eine gewisse Abweisung oder Ablenkung des Hindernisses bewirkt werden.When the gas cushions 24 , 26 , 28 are triggered, the evaluation circuit 32 differentiates according to the acceleration signal from the acceleration sensors 34 , 36 . If there is only one signal, for example because only the left acceleration sensor 36 opens when the obstacle is offset to the motor vehicle and is first accelerated or inserted, only the middle and left side gas cushions 24 , 26 are released. A certain rejection or distraction of the obstacle can be effected via the side gas cushion 26 .

Der Abstand s ist jeweils geschwindigkeitsabhängig so berechnet, daß ein Aufblasen der Gaskissen vor Auftreten des Hindernisses erfolgt ist. Nach Auslösung der Gaskis­ sen 24, 26, 28 über die Beschleunigungssensoren 34, 36 und die Auswerteschaltung 32 werden diese mittels der Gas­ generatoren 30 aufgeblasen und bilden beispielsweise bei einer Kollision mit einem weiteren Kraftfahrzeug eine erste Verformungszone, in der Bewegungsenergie abgebaut wird. Vorteilhaft ist dabei, daß die Gaskissen so ausge­ legt und dimensioniert sind, daß sie den Verformungs­ kräften bei gezieltem Druckabbau standhalten (nicht platzen).The distance s is calculated depending on the speed in such a way that the gas cushion is inflated before the obstacle occurs. After triggering the gas sensors 24 , 26 , 28 via the acceleration sensors 34 , 36 and the evaluation circuit 32 , these are inflated by means of the gas generators 30 and, for example in the event of a collision with another motor vehicle, form a first deformation zone in which kinetic energy is reduced. It is advantageous that the gas cushions are laid out and dimensioned so that they withstand the deformation forces with targeted pressure reduction (do not burst).

Inbesondere kleinere, leichtere Fahrzeuge können so zu­ sätzlichen Verformungsweg gewinnen und schwerere Beschä­ digungen bzw. zu hohe Verzögerungswerte von der steifen Fahrgastzelle abhalten. Es können somit entweder die Verzögerungswerte verbessert oder bei einer Beibehaltung der Verzögerungswerte die durch den Fahrzeugbug gegebene Verformungszone verkürzt werden. In particular, smaller, lighter vehicles can do so gain additional deformation and heavier damage damage or excessive deceleration values from the rigid Stop the passenger compartment. It can therefore either Delay values improved or if retained the deceleration values are those given by the vehicle bow Deformation zone can be shortened.  

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbei­ spiel beschränkt. So können auch am Heck des Kraftfahr­ zeuges Beschleunigungssensoren mit einem Abstand s und Gaskissen angeordnet sein. Anstelle einer geschwindig­ keitsabhängigen Steuerung der Beschleunigungssensoren kann hier auch eine manuelle Steuerung zweckmäßig sein (Ein- Aus-Steuerung). Die Mittel zum Halten der Beschleuni­ gungssensoren können auch mehr als zwei Stäbe oder ein gitterähnlicher Rahmen sein, um auch Hindernisse unter­ schiedlicher Höhe erfassen zu können.The invention is not based on the embodiment shown limited game. So can also at the rear of the motor vehicle witnesses acceleration sensors with a distance s and Gas cushion can be arranged. Instead of one speedy speed-dependent control of the acceleration sensors manual control can also be useful here (input Off control). The means to keep the accelerations position sensors can also have more than two rods or one lattice-like frame to also under obstacles to be able to record different heights.

Claims (11)

1. Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem aufblasbaren Gaskissen als Auf­ prallschutz, dessen Befüllvorrichtung mit Auswerte­ schaltung über zumindest einen Beschleunigungssen­ sor ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (34, 36) über ein an der Ka­ rosserie (10) des Kraftfahrzeuges befestigtes Mit­ tel (38, 40) in einem definierten Abstand s in Auf­ prallrichtung vor der Karosserie gehalten ist.1. Safety device for a motor vehicle, with at least one inflatable gas cushion as impact protection, the filling device with evaluation circuit is triggered via at least one acceleration sensor, characterized in that the acceleration sensor ( 34 , 36 ) via a body ( 10 ) of the Ka Motor vehicle fastened with tel ( 38 , 40 ) is held at a defined distance s in the direction of impact in front of the body. 2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (34, 36) hinsichtlich seines Abstandes s verstellbar gehal­ ten ist.2. Safety device according to claim 1, characterized in that the acceleration sensor ( 34 , 36 ) is adjustable th with regard to its distance s. 3. Sicherheitseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssen­ sor (34, 36) geschwindigkeitsabhängig verstellbar ist.3. Safety device according to claims 1 and 2, characterized in that the acceleration sensor ( 34 , 36 ) is adjustable depending on the speed. 4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (34, 36) unterhalb einer definierten Grenzgeschwindigkeit eingefahren und bei einer höheren Geschwindigkeit ausgefahren ist.4. Safety device according to claim 3, characterized in that the acceleration sensor ( 34 , 36 ) is retracted below a defined limit speed and is extended at a higher speed. 5. Sicherheitseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaskissen (24, 26, 28) außerhalb der Karosserie (10) des Kraftfahrzeu­ ges angeordnet ist.5. Safety device according to claims 1 to 4, characterized in that the gas cushion ( 24 , 26 , 28 ) is arranged outside the body ( 10 ) of the motor vehicle. 6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gaskissen (24, 26, 28) und der Beschleunigungssensor (34, 36) am Bug und/oder Heck des Kraftfahrzeuges angeordnet sind.6. Safety device according to claim 5, characterized in that the gas cushion ( 24 , 26 , 28 ) and the acceleration sensor ( 34 , 36 ) are arranged on the bow and / or rear of the motor vehicle. 7. Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest zwei verstellbare Beschleunigungssensoren (34, 36) links und rechts am Bug und/oder Heck des Kraftfahrzeuges angeordnet sind.7. Safety device according to one or more of claims 1-6, characterized in that at least two adjustable acceleration sensors ( 34 , 36 ) are arranged left and right on the bow and / or rear of the motor vehicle. 8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest zwei Gaskissen (24, 26, 28) am Bug und/oder Heck des Kraftfahrzeuges ange­ ordnet sind, wobei der jeweils linke Beschleuni­ gungssensor (36) das jeweils linke Gaskissen (26) und der rechte Beschleunigungssensor (38) das rech­ te Gaskissen (28) auslösen.8. Safety device according to claim 7, characterized in that at least two gas cushions ( 24 , 26 , 28 ) are arranged on the bow and / or rear of the motor vehicle, the left acceleration sensor ( 36 ) the respective left gas cushion ( 26 ) and the right acceleration sensor ( 38 ) trigger the right gas cushion ( 28 ). 9. Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Beschleunigungssensor (34, 36) tragende verstellbare Mittel ein Stab (38, 40) nach Art einer Teleskopantenne ist, der elektromotorisch ausfahr­ bar ist.9. Safety device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the adjustable means carrying the acceleration sensor ( 34 , 36 ) is a rod ( 38 , 40 ) in the manner of a telescopic antenna which can be extended by an electric motor. 10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Elektromotor des Stabes (38, 40) ein Schrittmotor (46) ist, über den geschwin­ digkeitsabhängig angesteuert verschiedene Abstände s des Beschleunigungssensors (34, 36) einstellbar sind.10. Safety device according to claim 9, characterized in that the electric motor of the rod ( 38 , 40 ) is a stepper motor ( 46 ), via the speed-dependent, different distances s of the acceleration sensor ( 34 , 36 ) are adjustable. 11. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Stäbe (38, 40) durch eine Querstrebe (48) rahmenartig mit­ einander verbunden sind.11. Safety device according to claim 9 or 10, characterized in that at least two rods ( 38 , 40 ) by a cross strut ( 48 ) are connected to each other like a frame.
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