WO2008128669A1 - Airbagsystem - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an airbag system with an inflator.
  • Such airbag systems are used in motor vehicles as safety devices. Usually, upon detection of a crash (crashes) the propellant charges of the inflator are ignited so that the airbag is inflated as quickly as possible.
  • a very high gas flow rate for inflating the airbag must be spontaneously generated, so that the airbag deploys at a very high speed. This high inflation speed can lead to injuries, in particular in the event that the vehicle occupants are children. But even with other vehicle occupants, the spontaneous, explosive inflation is disadvantageous. However, this must be taken into account, otherwise the airbag would not inflated quickly enough after the collision to intercept the impact of the occupant.
  • the inflator multi-stage For example, in a child as a vehicle occupant only one or a portion of the propellant gas levels of the inflator are activated to prevent over-inflation of the air-bag which could injure the child.
  • JP 7132793 A describes a so-called precrash sensor system which, on the basis of the measurement of differential speeds between the motor vehicle and the possible collision object, makes it possible to predict whether a collision will occur before the motor vehicle touches the respective object.
  • Object of the present invention is to develop a generic airbag system such that the potential risk of injury during the dynamic inflation process of the airbag for the vehicle occupant is largely minimized.
  • an airbag system which comprises an inflator with at least two individually activatable stages.
  • a crash detector In the event that a so-called pre-crash state is detected by a crash detector, at least two stages of the inflator are activated one behind the other. On the other hand, if the crash detector already detects the collision, these stages of the inflator are simultaneously activated in parallel.
  • This solution according to the invention makes it possible to allow the amount of gas necessary for inflating the airbag to flow into the airbag over a longer period of time.
  • the dynamics of the inflation process of the airbag is mitigated, that is, the Aufblasgasfluß is reduced.
  • the stages of the inflator are simultaneously activated in parallel, since then there is not enough time available to inflate the airbag over the different stages consecutively. Preferred embodiments of the invention will become apparent from the subsequent claims to the main claim.
  • two stages of a two-stage inflator can be activated one behind the other in such a way that the second stage is ignited only after the first stage has been burned off.
  • the second stage is already ignited if the first stage has not yet burned down.
  • the periods during which two stages of the inflator generate the propellant to inflate the airbag overlap.
  • the second stage of the inflator can preferably be activated if, after the determination of the pre-crash condition, the onset of the collision is detected by a further sensor. In this case, it is important that the airbag is inflated as quickly as possible from the time of the collision with the highest possible flow of gas.
  • the inflator is formed in two stages, both stages are the same size and thus generate the same time the propellant gas.
  • the inflator may also be designed in multiple stages, wherein the stages may also be designed differently sized.
  • an adaptive ventilation opening may be provided, which already diverts a portion of the propellant gas used for inflation in the environment, so that the airbag is not fully filled and is therefore softer on impact.
  • Figure 1 is a sectional view of a two-stage inflator, as used in the airbag system according to the invention and
  • FIG. 2 a diagram in which the pressure of the airbag is plotted over the filling time in order to clarify the present invention.
  • FIG. 1 by way of example, a two-stage inflator 10 is shown in which the two stages are formed in the two different chambers 12 and 14.
  • the structure of such inflators 10 is well known in the art, so it need not be detailed here.
  • the realized in the chambers 12 and 14 stages are the same size here, so that they develop gas over the same period of time.
  • the inflator is activated shortly after the collision.
  • This activation time takes place at point 28, for example 5 milliseconds after the collision.
  • the two stages I and II of the inflator would ignite simultaneously, so that the time required to fill the airbag amount of gas in the shortest possible time, that is inflated within 35 milliseconds in the present embodiment.
  • the slope of the gas pressure curve 30 is therefore relatively steep, which means that the airbag is inflated explosively up to its filling point 26. It was already known to avoid too tight inflation of the airbag by means of adaptive ventilation openings, so that only a lower pressure is present in the airbag. This inflation dynamics results from the curve 32 in FIG. 2.
  • a precrash situation can be determined via a corresponding precrash sensor.
  • the collision can be predicted up to a time of about -60 milliseconds via the pre-crash sensor.
  • a pre-crash situation is established at time 22, that is to say at -40 milliseconds.
  • the stage I of the inflator that is to say the propellant charge present in the chamber 12 of the inflator 10
  • the stage II of the inflator 10 that is, the propellant is ignited in the chamber 14, so that is achieved with approximately the same gas formation rate of the Aufblasverlauf 20 until reaching the point 26 after the crash.
  • an airbag is inflated twice the time with the same amount of gas, so that the gas flow rate is halved and the course of the Gas Schollkurve 20 has a lower slope than the conventional Be Schollungsstromverlauf in the event that the ignition only at the time of the collision or shortly after the collision occurs.
  • the ignition of the stages I and II of the inflator 10 may overlap. This is particularly possible if the curve 20 has not yet burned out during the inflation of the first stage I of the inflator 10 when the collision occurs. For example, by the signal of the collision, the second stage II of the inflator 10 can be ignited, so that for the time interval of the overlapping gas evolution through the stages I and II, the slope of the gas formation rate representing curve 20 increases again.
  • the airbag in a manner also not shown in FIG. 2, in the event that a child is seated on the vehicle seat, the airbag can only be inflated via one step, for example the step I, of the inflator, so that the airbag can be inflated. is filled with a smaller amount of gas and is softer on the impact of the child.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Airbagsystem mit einer Aufblasvorrichtung mit mindestens zwei individuell aktivierbaren Stufen, von denen zumindest zwei Stufen hintereinander aktivierbar sind, soweit von einem Crash-Detektor ein Precrashzustand detektiert wird. Falls der Crash-Detektor den Zusammenstoß detektiert, sind die beiden Stufen der Aufblasvorrichtung parallel aktivierbar.

Description

Airbagsystem
Die Erfindung betrifft ein Airbagsystem mit einer Aufblasvorrichtung.
Derartige Airbagsysteme werden in Kraftfahrzeugen als Sicherheitsvorrichtungen eingesetzt. Üblicherweise werden bei Detektion eines Zusammenstoßes (Crashs) die Treibsätze der Aufblasvorrichtung gezündet, damit der Airbag schnellstmöglich aufgeblasen wird. Um einen Airbag aber in der nur sehr kurzen zur Verfügung stehenden Zeit vollständig aufzublasen, muss ein sehr hoher Gasmengenfluß zum Aufblasen des Airbags spontan erzeugt werden, so dass sich der Airbag mit sehr hoher Geschwindigkeit entfaltet. Diese hohe Aufblasgeschwindigkeit kann insbesondere für den Fall, dass die Kraftfahrzeuginsassen Kinder sind, zu Verletzungen führen. Aber auch bei anderen Fahrzeuginsassen ist die spontane, explosionsartige Aufblasbewegung nachteilig. Diese muss aber in Kauf genommen werden, da sonst der Airbag nach dem Zusammenstoß nicht schnell genug aufgeblasen würde, um den Aufprall des Insassen abzufangen.
In diesem Zusammenhang ist es bekannt geworden, die Aufblasvorrichtung mehrstufig auszubilden. So kann beispielsweise bei einem Kind als Fahrzeuginsassen nur eine oder ein Teil der Treibgasstufen der Aufblasvorrichtung aktiviert werden, um ein zu schnelles und pralles Aufblasen des Airbags, das das Kind verletzen könnte, zu verhindern.
Seit neuester Zeit sind nun Sensoren entwickelt worden, die den Zusammenstoß nicht erst zum Zeitpunkt der Berührung des Kraftfahrzeugs mit dem Hindernis de- tektieren. So ist beispielsweise in der JP 7132793 A eine sogenannte Precrashsen- sorik beschrieben, die es aufgrund der Messung von Differenzgeschwindigkeiten zwischen dem Kraftfahrzeug und dem möglichen Kollisionsobjekt ermöglicht, vorauszusagen, ob ein Zusammenstoß erfolgen wird, bevor das Kraftfahrzeug das jeweilige Objekt berührt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Airbagsystem derart weiterzubilden, dass die mögliche Verletzungsgefahr während des dynamischen Aufblasprozesses des Airbags für den Fahrzeuginsassen weitgehend minimiert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale nach Anspruch 1 gelöst. Hierzu wird ein Airbagsystem vorgeschlagen, welches eine Aufblasvorrichtung mit mindestens zwei individuell aktivierbaren Stufen umfasst. Für den Fall, dass von einem Crash-Detektor ein sogenannter Precrashzustand detek- tiert wird, werden zumindest zwei Stufen der Aufblasvorrichtung hintereinander aktiviert. Wenn der Crash-Detektor dagegen den Zusammenstoß bereits detektiert, werden diese Stufen der Aufblasvorrichtung gleichzeitig parallel aktiviert.
Diese erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, das zum Aufblasen des Airbags notwendige Gasmenge über eine längere Zeit in den Airbag einströmen zu lassen. Damit wird die Dynamik des Aufblasprozesses des Airbags abgemildert, das heißt der Aufblasgasfluß wird verringert. Wenn der Crash-Detektor jedoch bereits den Zusammenstoß detektiert, werden die Stufen der Aufblasvorrichtung gleichzeitig parallel aktiviert, da dann nicht mehr genügend Zeit zur Verfügung steht, den Airbag über die verschiedenen Stufen konsekutiv aufzublasen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen. Somit können im Fall eines detektierten Pre- crashzustandes zwei Stufen einer zweistufigen Aufblasvorrichtung derart hintereinander aktivierbar sein, dass die zweite Stufe erst nach Abbrennen der ersten Stufe gezündet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann es aber auch vorgesehen sein, dass die zweite Stufe schon gezündet wird, wenn die erste Stufe noch nicht abgebrannt ist. In diesem Fall überlappen die Zeiträume, in denen zwei Stufen der Aufblasvorrichtung das Treibgas zum Aufblasen des Airbags erzeugen. So kann die zweite Stufe der Aufblasvorrichtung bevorzugt dann aktiviert werden, wenn nach Feststellung des Precrashzustandes das Eintreten des Zusammenstoßes durch einen weiteren Sensor festgestellt wird. In diesem Fall ist es wichtig, dass der Air- bag vom Zeitpunkt des Zusammenstoßes an schnellstmöglich also mit dem höchstmöglichen Gasmengenfluß aufgeblasen wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung, ist die Aufblasvorrichtung zweistufig ausgebildet, wobei beide Stufen gleich groß sind und damit gleich lange das Treibgas erzeugen.
Gemäß einer anderen alternativen Ausgestaltung kann die Aufblasvorrichtung aber auch mehrstufig ausgebildet sein, wobei die Stufen auch unterschiedlich groß ausgebildet sein können.
Schließlich kann, was bei konventionellen Airbagsystemen jedoch bereits bekannt ist, zusätzlich noch eine adaptive Lüftungsöffnung vorgesehen sein, die einen Teil des zum Aufblasen verwendeten Treibgases schon wieder in die Umgebung ableitet, so dass der Airbag nicht voll gefüllt wird und dadurch beim Aufprall weicher ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 : eine Schnittdarstellung einer zweistufigen Aufblasvorrichtung, wie sie im erfindungsgemäßen Airbagsystem angewandt wird und
Figur 2: ein Diagramm, in dem der Druck des Airbags über der Füllzeit aufgetragen ist zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung.
In Figur 1 ist beispielhaft eine zweistufige Aufblasvorrichtung 10 gezeigt, bei der die zwei Stufen in den zwei unterschiedlichen Kammern 12 und 14 ausgebildet sind. Der Aufbau derartiger Aufblasvorrichtungen 10 ist aus dem Stand der Technik weitgehend bekannt, so dass sie hier nicht im einzelnen dargestellt werden muss. Die in den Kammern 12 und 14 verwirklichten Stufen sind hier gleich groß ausgebildet, so dass sie über die gleiche Zeitdauer Gas entwickeln.
In Figur 2 ist der Druck über der Zeit aufgetragen. Zum Zeitpunkt t = 0 erfolgt der Zusammenstoß zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis. Somit entsprechend die negativen Zeitangaben den Zeitraum bis zum Zusammenstoß, während die positiven Zeitangaben die Zeit nach dem Zusammenstoß charakterisieren.
Gemäß dem Stand der Technik wird kurz nach dem Zusammenstoß die Aufblasvorrichtung aktiviert. Dieser Aktivierungszeitpunkt erfolgt am Punkt 28, also beispielsweise 5 Millisekunden nach dem Zusammenstoß. Hier würden die beiden Stufen I und Il der Aufblasvorrichtung gleichzeitig gezündet, so dass das zum Befüllen des Airbags notwendige Gasmenge in möglichst kurzer Zeit, das heißt im vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb von 35 Millisekunden aufgeblasen wird. Die Steigung der Gasdruckkurve 30 ist daher vergleichsweise steil, was bedeutet, dass der Airbag explosionsartig bis zu seinem Füllpunkt 26 aufgeblasen wird. Es war bereits schon bekannt, durch adaptive Lüftungsöffnungen ein zu straffes Aufblasen des Airbags zu vermeiden, so dass hier nur ein geringerer Druck im Airbag vorliegt. Diese Aufblasdynamik ergibt sich aus der Kurve 32 in Figur 2. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann über einen entsprechenden Precrashsen- sor eine Precrashsituation festgestellt werden. Hier kann bis zu einem Zeitpunkt von ca. -60 Millisekunden über den Precrashsensor der Zusammenstoß vorausgesagt werden. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird zum Zeitpunkt 22, das heißt bei -40 Millisekunden eine Precrashsituation festgestellt. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird erfindungsgemäß nun zunächst die Stufe I der Aufblasvorrichtung, also die in der Kammer 12 der Aufblasvorrichtung 10 vorhandene Treibladung gezündet. Diese erzeugt weniger Gas und füllt den Airbag gemäß dem Verlauf der Kurve 20 entsprechend vergleichsweise langsamer. Nach ca. 35 Millisekunden und nach Ausbrennen der ersten Stufe wird die Stufe Il der Aufblasvorrichtung 10, das heißt der Treibsatz in der Kammer 14 gezündet, so dass mit ungefähr gleicher Gasbildungsrate der Aufblasverlauf 20 bis zum Erreichen des Punkts 26 nach dem Crash erreicht wird. Somit wird ein Airbag entsprechend der vorliegenden Erfindung in der doppelten Zeit mit dem gleichen Gasmenge aufgeblasen, so dass der Gasmengenfluß halbiert ist und der Verlauf der Gasfüllkurve 20 eine geringere Steigung aufweist als der konventionelle Befüllungsstromverlauf für den Fall, dass die Zündung erst im Zeitpunkt des Zusammenstoß oder kurz nach dem Zusammenstoß erfolgt.
Gemäß einer in der Figur 2 nicht dargestellten Alternative kann auch die Zündung der Stufen I und Il der Aufblasvorrichtung 10 überlappen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Kurve 20 während des Aufblasvorgangs der ersten Stufe I der Aufblasvorrichtung 10 noch nicht ausgebrannt ist, wenn der Zusammenstoß erfolgt. Zum Beispiel durch das Signal des Zusammenstoßes kann die zweite Stufe Il der der Aufblasvorrichtung 10 gezündet werden, so dass für das Zeitintervall der überlappenden Gasentwicklung durch die Stufen I und Il die Steigung der Gasbildungsrate repräsentierenden Kurve 20 nochmals ansteigt.
In ebenfalls in der Figur 2 nicht dargestellter Art und Weise kann für den Fall, dass auf dem Fahrzeugsitz ein Kind sitzt, der Airbag nur über eine Stufe, beispielsweise die Stufe I, der Aufblasvorrichtung aufgeblasen werden, so dass der Airbag insge- samt mit einer geringeren Gasmenge gefüllt wird und beim Aufprall des Kindes weicher ist.

Claims

AirbagsystemPatentansprüche
1. Airbagsystem mit einer Aufblasvorrichtung mit mindestens zwei individuell aktivierbaren Stufen, von denen zumindest zwei Stufen hintereinander aktivierbar sind, soweit von einem Crash-Detektor ein Precrashzustand detektiert wird, während diese Stufen gleichzeitig parallel aktivierbar sind, wenn der Crash-Detektor den Zusammenstoß detektiert.
2. Airbagsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines detektierten Precrashzustandes zwei Stufen derart hintereinander aktivierbar sind, dass die zweite Stufe erst nach Abbrennen der ersten Stufe gezündet wird.
3. Airbagsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stufe schon gezündet wir, wenn die erste Stufe noch nicht abgebrannt ist.
4. Airbagsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufblasvorrichtung zweistufig ausgebildet ist, wobei beider Stufen gleich groß sind.
5. Airbagsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine adaptive Lüftungsöffnung vorgesehen ist.
PCT/EP2008/002942 2007-04-19 2008-04-14 Airbagsystem WO2008128669A1 (de)

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