WO2015110300A1 - Vorrichtung und verfahren zum aktivieren eines personenschutzmittels für ein fahrzeug, herstellungsverfahren zum herstellen der vorrichtung und personenschutzsystem für ein fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aktivieren eines personenschutzmittels für ein fahrzeug, herstellungsverfahren zum herstellen der vorrichtung und personenschutzsystem für ein fahrzeug Download PDF

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pressure vessel
fuel assembly
personal protection
gas
chamber
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Klaus Heyer
Rudolf Heinz
Horst Jung
Uwe Iben
Werner Nitschke
Raed Hamada
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a device for activating a personal protection device for a vehicle and to a corresponding method, to a production method for producing such a device and to a personal protection system for a vehicle.
  • Safety systems in motor vehicles in which a movable piston is provided for destroying a pressure vessel closing the bursting membrane.
  • a device for activating a personal protection device for a vehicle a method for activating a personal protection device for a vehicle, furthermore a method of manufacturing a device for activating a personal protection device as well as a passenger protection system for a vehicle according to the main claims presented.
  • Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
  • a device for activating a personal protection device which comprises, in addition to a fuel element chamber for generating hot gas, a pressure vessel for dispensing cold gas coupled via an opening to the fuel element chamber, allows control of the amount of gas exiting in the personal protection device in terms of time and volume. For example, in the event of a collision, the amount of gas from the pressure vessel directly at the beginning of the collision or at a later time in the fuel assembly and from the fuel assembly in the personal protection means, eg. B. the airbag of an airbag, are delivered. Thus, the timing of the gas delivery by the device and the amount of gas can be defined.
  • Hybrid gas generator to an individual collision situation, without an increase in the number of existing ignition circuits required. For example, two ignition circuits are sufficient for the realization of the proposed concept.
  • the protective function of the gas generator associated
  • Hybrid gas generator concept the adaptivity of the amount of gas to be increased, at the same time already established light and small designs of
  • Hybrid generator can be maintained.
  • a device for activating a personal protection device for a vehicle having the following features: a fuel element chamber with at least one fuel element, which is designed to generate a hot gas by activating the combustion device
  • Personal protection means to produce wherein the fuel assembly chamber has an outlet opening for discharging the hot gas in the personal protection means; and a pressure vessel for storing a pressurized cold gas, the pressure vessel having at least one opening for discharging the cold gas into the fuel chamber.
  • the device may be installed in the vehicle.
  • Personal protection may be a reversible or irreversible
  • Fuel element chamber can via the outlet directly or z. B. be coupled via a connecting line with the personal protection.
  • fuel assembly may be in tablet form and pyrotechnic ignited to initiate the gas producing combustion process.
  • the hot gas generated by burning of the fuel assembly can be activated to activate the personal protection device through the outlet opening of
  • Fuel element chamber are passed into the personal protection.
  • the pressure vessel may be coupled to the fuel assembly via the opening to direct the cold gas into the fuel assembly.
  • a controlled discharge of the cold gas through the opening of the pressure vessel into the fuel element chamber can take place.
  • the pressure vessel can be arranged within the fuel element chamber.
  • the pressure vessel can be arranged within the fuel element chamber.
  • Pressure vessel have a smaller size than the fuel element chamber and be disposed completely within the fuel assembly chamber. In this way, the fluidic coupling of the pressure vessel with the
  • Fuel element chamber for multi-stage activation of the attached to the device personal protection means are realized with optimal space savings.
  • the device may comprise a valve for controlling a volume flow of the cold gas through the opening of the pressure vessel.
  • the valve may be particularly suitable for partially or completely opening and / or closing the opening.
  • valve can be arranged outside the pressure vessel and / or within the fuel element chamber.
  • the valve can be arranged outside the pressure vessel and / or within the fuel element chamber.
  • the valve may be configured to cause, in a first valve position, a piston of the device movably disposed opposite the at least one opening of the pressure vessel to release the opening to allow the discharge of the cold gas into the fuel element chamber.
  • the valve may be configured to cause the piston to close the opening in a second valve position to inhibit the discharge of the cold gas into the fuel assembly.
  • Fuel element chamber and the pressure vessel have a ring shape. This allows the realization of the device in a compact and thus advantageous form, for example, toroidal.
  • the fuel assembly chamber and the pressure vessel may each have a tubular shape.
  • the fuel element chamber and the pressure vessel may each have a cylindrical shape and the opening may be arranged on an end face of the pressure vessel and the outlet opening may be arranged on an end face of the fuel element chamber.
  • the space required for the device space can be advantageously kept low.
  • the device can be made particularly fast and inexpensive in this design.
  • Outlet opening facing away from the pressure vessel can be arranged.
  • a connection for receiving a control signal for controlling an opening state of the opening for discharging the cold gas can be arranged on a side of the device facing away from the personal protection device.
  • a passenger protection system for a vehicle which has the following features: a device for activating a passenger protection device for a vehicle according to one of the preceding embodiments; and a personal protection means connected to the device for being activated via the hot gas and / or cold gas generated in the device.
  • a method for activating a personal protection device for a vehicle having the following steps: Igniting at least one arranged in a fuel assembly chamber
  • Fuel assembly for generating a hot gas by burning the fuel assembly and discharging it into the personal protection device through an exhaust port in the fuel assembly to activate the personal protection means;
  • the method can be carried out, for example, by a corresponding device according to one of the embodiments explained above.
  • this embodiment of the invention in the form of a method, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
  • the step of discharging may occur at a predetermined time after the step of igniting, for. B. to extend the function of the personal protection means to an advantageous period or to activate the personal protection means in several successive stages.
  • the step of skipping may be repeatedly executed according to a number of activation stages.
  • a production method for producing a device for activating a personal protection device for a vehicle comprises the following steps:
  • a pressurized cold gas is formed and at least one opening for discharging the cold gas in the
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a vehicle with a
  • Fig. 2 is a block diagram of a device for activating a
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the device for activating a
  • Fig. 4 is a schematic diagram of the device for activating a
  • FIG. 5 is a detail view of the tubular device of FIG. 3, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a detail view of the annular device of FIG. 4, according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a detail view of the tubular device of FIG. 3, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a detail view of the annular device of FIG. 4, according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a detail view of the tubular device of FIG. 3, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a detail view of the annular device of FIG. 4, according to one embodiment of the present invention
  • Fig. 7 is a detailed view of a valve control of the device for activating a personal protection means for a vehicle, according to a
  • Fig. 8 is a schematic diagram of a construction of the device for activating a personal protection means for a vehicle, according to a
  • FIG. 9 is a flowchart of a method for activating a
  • FIG. 10 is a flowchart of a manufacturing method for manufacturing a device for activating a personal protection device for a vehicle, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows, on the basis of a schematic diagram, a vehicle 100 equipped with a personal protection system 102 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the vehicle 100 may be a road-bound vehicle such as a passenger car or a truck.
  • the personal protection system 102 is installed in the vehicle 100 and includes a personal protection device 104 and a device 106 coupled to the personal protection device 104 for activating the personal protection device 104.
  • the personal protection system 102 is configured here in order to protect an occupant of the vehicle 100 from injury in the event of a collision of the vehicle 100.
  • the personal protection means 104 is embodied here as an airbag, more precisely as a front airbag arranged, for example, in the steering wheel of the vehicle 100.
  • the device 106 is a hybrid gas generator which is designed to supply an airbag 104 of the airbag in the event of a collision both with pyrotechnically produced hot gas and with cold gas stored in a pressure vessel.
  • FIG. 2 shows a block diagram of an exemplary embodiment of the device 106 for activating a personal protection device for a vehicle from FIG. 1.
  • the device or the hybrid-gas generator 106 includes a
  • Fuel assembly 200 a pressure vessel 202, an igniter 204 and a valve 206.
  • the fuel assembly 200 includes at least one
  • Fuel element 208 here by way of example a plurality of fuel assemblies 208, which are designed to generate by burning a hot gas for activating the personal protection means coupled to the device 106 (not shown here).
  • the fuel assembly or elements 208 may be disposed at one or more suitable locations within the fuel assembly chamber 200.
  • the pressure vessel 202 is designed to store a cold gas under pressure and to output it in a targeted manner in order to be able to further activate the personal protection means in addition to the hot gas generated via the fuel elements 208.
  • the igniter 204 is configured to ignite at least one of the fuel assemblies 208 to initiate combustion of the fuel assemblies 208 to produce the hot gas.
  • the valve 206 is configured to control a discharge of the cold gas from the pressure vessel as needed.
  • the pressure vessel 202 has a smaller circumference than the fuel cell 200 and is disposed entirely within the fuel chamber 200. According to one In an alternative embodiment, the pressure vessel 202 may also be disposed with a portion within the fuel chamber 200.
  • Interface for example, a CAN bus of the vehicle, with a
  • Control device 210 connected.
  • the controller 210 is configured to be a
  • Collision signal 212 to receive and output via the interface with the device 106, an ignition signal 214 to the ignition device 204 and a valve control signal 216 to the valve 206.
  • the device 106 is configured to selectively supply the associated personal protection means with the warm gas and the cold gas in response to the ignition signal 214 and the valve control signal 216.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of an exemplary tube embodiment of the hybrid gas generator 106 of the invention presented here.
  • Pressure vessel 202 has a smaller size than the fuel assembly 200 and is completely enclosed by the fuel assembly 200.
  • the fuel element chamber 200 tapers upwards in the shape of a bottle and runs out in a gas outlet formed by a plurality of outlet openings 300 for supplying gas to the connected personal protection device.
  • the tubular pressure vessel 202 has at its lower end a plurality of openings 302 for discharging the cold gas from the pressure vessel 202 into the fuel assembly chamber 200.
  • the pressure vessel 202 is in the
  • Fuel element chamber 200 arranged that the cold gas after exiting through the openings 302 laterally of the pressure vessel 202 in the
  • Fuel element chamber 200 flows upward and how the warm gas via the outlet 300 in the coupled personal protection device, such as an airbag, passes.
  • the pressure vessel 202 forms an inner portion separated from the pyrotechnic chamber 200.
  • the outlet 300 to the airbag is sealed by a bursting element, not shown here, which is destroyed by the pressure generated during combustion.
  • the pyrotechnically generated gas can rupture the cover in the vehicle and activate the personal protection device, eg. B. inflate the airbag of the airbag.
  • the gas in the pressure vessel 202 can be discharged via the valve, not shown here at any time and with a defined amount of gas in the fuel assembly chamber 200 and from there into the personal protection.
  • FIG. 4 shows an example based on a further schematic illustration
  • the pressure vessel 202 has a smaller circumference than the fuel assembly chamber 200 and is completely enclosed by the fuel assembly chamber 200 with the fuel assemblies 208. As with the straight
  • the pressure vessel 202 again has at least one opening 302 for discharging the cold gas from the pressure vessel 202 into the fuel element chamber 200 in the lower area.
  • the plurality of outlet openings 300 Through the plurality of outlet openings 300, both hot gas from the fuel assembly chamber 200 and cold gas from the pressure vessel 202 to activate the connected personal protection means exits.
  • FIG. 3 illustrates the gas outlet from the fuel element chamber 200 based on a detailed illustration of the exemplary tubular device 106.
  • the gas outlet 300 of the fuel element chamber 200 is preceded by a bursting element 500 in the form of, for example, a rupture disk or membrane.
  • the fuel assemblies 208 are in tablet form, for example, as shown in FIG.
  • the combustion causes the fuel assemblies 208 generates a hot gas 502, the pressure of which is sufficient to destroy the bursting element 300 and to enter the passenger protection device via the outlet 300.
  • a flow path of the hot gas 502 from the fuel assembly chamber 200 is indicated by directional arrows in the illustration in FIG. 5.
  • the gas portion 502 of the pyrotechnics is activated, for example, by a squib of the device 106 and generates depending on the embodiment of the gas generator 106 about 40% to 60% of the maximum volume of gas.
  • the pressure generated by the pyrotechnic combustion destroys the membrane or
  • Rupture disc 500 to the outside to the airbag.
  • a cold gas quantity 504 located in the pressure tank 202 can then be delivered selectively, ie controlled or regulated, via the valve not shown here.
  • Fig. 6 shows in a further detailed illustration of the gas outlet in the exemplary annular embodiment of the gas generator 106 of Fig. 4. Again, the flow path of the gas through the fuel chamber 200 and following the destruction of the bursting element 500 from the exit in the direction of the personal protection means Arrows marked in the illustration.
  • FIG. 7 illustrates, by means of a further detailed illustration of the device 106, an exemplary method of producing gas in the adaptive hybrid generator 106. Shown is, on the one hand, the ignition device 204 of the device, here as a squib arranged at the bottom of the fuel element chamber 200
  • the squib 204 is designed to prevent combustion of the fuel elements, not shown here, for generating the hot gas portion of the
  • Hybrid gas generator 106 initiates. Via an electrical contact 700, the squib 204 is supplied with the required electrical voltage.
  • the device 106 comprises means for releasing and locking the at least one opening 302 of the
  • Pressure vessel 202 This device includes next to the valve or pre-valve 206 a piston 702, which is arranged movable in relation to the at least one opening 302, and a spring element 706 arranged in a spring chamber 704 next to the piston 702. As the representation in FIG. 7 shows, the pilot valve 206 is outside of
  • valve 206 is supplied with electrical voltage.
  • the valve 206 is formed in the embodiment shown in FIG. 7 as a ball valve and connected directly to the spring chamber 704.
  • Piston 702 is configured to move beyond a position of pilot valve 206 in FIG.
  • the hybrid gas generator presented here about 50% of the gas quantity provided in the device 106 is generated when the squib 204 is activated by combustion of the fuel elements contained in the chamber 200.
  • the pilot valve 206 By controlling the pilot valve 206, the additional amount of gas contained in the pressure vessel 202 is released. Time of release and gas quantity are selectable, so adaptable to the situation. As with the other embodiments shown is the
  • the gas outlet 302 can be closed by the piston 702.
  • the piston 702 In the embodiment of the valve-controlled adaptive hybrid generator 106 shown in FIG. 7, the piston 702 is held open by the spring 706 in the position when the force on the piston 702 is balanced by the gap leakage. If the space 704 in which the spring 706 is relieved by the pilot valve 206 when it is open, the piston 702 closes the gas outlet 302. When the pilot valve 206, a vent hole of the spring chamber 704, not shown closes again, for example via a ball seat , the pressure is similar in the spring chamber 704 on the gap leaks again on; the piston 702 opens the gas outlet 302.
  • valve control of the gas generator 106 is shown at an operating point at which the pilot valve 206 is closed.
  • the piston 702 releases the gas outlet 302, and a predetermined volumetric flow of the cold gas 504 can flow out of the pressure vessel 202 into the fuel chamber 200 via the opening 302 and out of the latter into the coupled personal protection device, as illustrated by an arrow in the illustration.
  • the pilot valve Is at a further operating point of the valve control, the pilot valve
  • the piston 702 closes the gas outlet 302, and the gas supply to the personal protection means is inhibited.
  • the amount of gas 504 from the pressure vessel 202 may be directly at the beginning of the collision or at a later time, for. B. 50 ms after collision, in the
  • the time and gas quantity of the discharge of the cold gas 504 can be defined.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an exemplary design of the invention
  • Valve-controlled hybrid gas generator 106 Shown is a bottom view with the first contact 700 and the second contact 700 for a
  • Plug connection of the gas generator for supplying the ignition element and the valve of the device 106 with electrical voltage From the illustration in Fig. 8 it can be seen that the structure of the valve-controlled gas generator 106 presented here is designed so that existing gas generator shapes such as the donut shape or the tube shape can be maintained.
  • FIG. 9 shows a flow chart of an embodiment of a method 900 for activating a personal protection device for a vehicle.
  • Method 900 may be used in an apparatus for activating a
  • a control device coupled to the device outputs an ignition signal to an ignition device of the device via a suitable interface.
  • the ignition device ignites a plurality of in one
  • Fuel element chamber of the device arranged fuel assemblies.
  • Combustion of the fuel assemblies generates a hot gas for initial activation of a personal protection device coupled to the device.
  • a step 904 the controller outputs a valve control signal to a valve of the device via another suitable interface.
  • the valve releases an opening of a pressure vessel of the device to the fuel assembly to provide further activation of the personal protection device
  • a step 906 the valve closes the opening in response to a second valve control signal from the controller.
  • a step 908 the valve again releases the opening in response to a third valve control signal from the controller to discharge another predetermined amount of cold gas from the pressure vessel into the fuel assembly.
  • Manufacturing method 1000 for producing a device for activating a personal protection device for a vehicle as has been explained with reference to FIGS. 1 to 8.
  • a step 1002 a fuel assembly is used for
  • a step 1004 Producing hot gas by combustion of fuel elements, a plurality of fuel assemblies and a pressure vessel for storing cold gas provided.
  • the fuel assemblies and the pressure vessel are arranged in the fuel assembly so that both the fuel assemblies and the pressure vessel are completely separated from the fuel assembly
  • Fuel cell are enclosed. The arrangement of the individual
  • Outlet opening of the fuel assembly chamber for discharging the hot gas in the personal protection means is located at an upper end of the device and an opening of the pressure vessel for discharging the cold gas in the
  • Fuel element chamber is located at a lower end of the device.
  • an exemplary embodiment comprises an "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (106) zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung (106) umfasst eine Brennelementkammer (200) mit zumindest einem Brennelement, das ausgebildet ist, um durch Verbrennen ein Warmgas zum Aktivieren des Personenschutzmittels zu erzeugen, wobei die Brennelementkammer (200) eine Auslassöffnung zum Auslassen des Warmgases in das Personenschutzmittel aufweist, und einen Druckbehälter (202) zum Bevorraten eines unter Druck stehenden Kaltgases (504), wobei der Druckbehälter (202) zumindest eine Öffnung (302) zum gesteuerten Auslassen des Kaltgases (504) in die Brennelementkammer (200) aufweist.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, Herstellungsverfahren zum Herstellen der Vorrichtung und
Personenschutzsvstem für ein Fahrzeug
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Verfahren, auf ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer derartigen Vorrichtung sowie auf ein Personenschutzsystem für ein Fahrzeug.
Seit vielen Jahren gehören Personenschutzmittel wie z. B. Rückhaltesysteme für den Schutz der Insassen eines Fahrzeugs bei einem Unfall zum Stand der Technik. Häufig kommen Airbags zum Einsatz, deren Luftsack im Kollisionsfall durch in Gasgeneratoren erzeugtes Gas aufgeblasen wird. Die Gasgeneratoren werden entweder pyrotechnisch oder über komprimiertes Gas oder mit einer Kombination beider Formen betrieben. In der kombinierten Ausführung werden die Gasgeneratoren auch als Hybridgasgeneratoren bezeichnet.
Um die in den letzten Jahren erhöhten Anforderungen abdecken zu können, werden inzwischen häufig 2- oder 3-stufige Gasgeneratoren eingesetzt. Bei diesen wird die ausströmende Gasmenge während der Erprobung definiert und kann später im Einsatz beispielsweise in zwei Stufen von 60 % und 100 % abgegeben werden. Um eine leichte Variabilität zu erreichen, kann z. B. ein 3- stufiger Airbag einen Bypass bzw. Pin Puller aufweisen, der bei Bedarf geöffnet werden kann. Die EP 0 715 993 A2 beschreibt einen Hybrid-Gasgenerator für
Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen, in dem ein bewegbarer Kolben zum Zerstören einer den Druckgasbehälter verschließenden Berstmembran vorgesehen ist.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine
Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, weiterhin ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels sowie ein Personenschutzsystem für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels, die neben einer Brennelementkammer zum Erzeugen von Warmgas einen über eine Öffnung mit der Brennelementkammer gekoppelten Druckbehälter zum Ausgeben von Kaltgas umfasst, ermöglicht eine zeitlich und volumenmäßig gezielte Steuerung der in das Personenschutzmittel austretenden Gasmenge. Beispielsweise kann im Kollisionsfall die Gasmenge aus dem Druckbehälter direkt zu Beginn der Kollision oder zu einem späteren Zeitpunkt in die Brennelementkammer und von der Brennelementkammer in das Personenschutzmittel, z. B. den Luftsack eines Airbags, abgegeben werden. Damit sind der Zeitpunkt der Gasabgabe durch die Vorrichtung und die Gasmenge definierbar.
Das hier vorgestellte Konzept ermöglicht eine Anpassbarkeit eines
Hybridgasgenerators an eine individuelle Kollisionssituation, ohne eine Erhöhung der Anzahl der vorhandenen Zündkreise erforderlich zu machen. So sind für die Realisierung des vorgeschlagenen Konzepts beispielsweise zwei Zündkreise ausreichend. In der vorgeschlagenen individuellen Anpassung der Gasmenge liegt ein hohes Potenzial, die Schutzfunktion des dem Gasgenerator zugeordneten
Personenschutzmittels zu verbessern.
Vorteilhafterweise kann mit dem hier vorgeschlagenen
Hybridgasgeneratorenkonzept die Adaptivität der Gasmenge erhöht werden, wobei gleichzeitig bereits etablierte leichte und kleine Bauformen des
Hybridgenerators beibehalten werden können.
Es wird eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: eine Brennelementkammer mit zumindest einem Brennelement, das ausgebildet ist, um durch Verbrennen ein Warmgas zum Aktivieren des
Personenschutzmittels zu erzeugen, wobei die Brennelementkammer eine Auslassöffnung zum Auslassen des Warmgases in das Personenschutzmittel aufweist; und einen Druckbehälter zum Bevorraten eines unter Druck stehenden Kaltgases, wobei der Druckbehälter zumindest eine Öffnung zum Auslassen des Kaltgases in die Brennelementkammer aufweist.
Die Vorrichtung kann in dem Fahrzeug installiert sein. Bei dem
Personenschutzmittel kann es sich um eine reversible oder irreversible
Einrichtung des Fahrzeugs zum Schutz eines Insassen des Fahrzeugs vor Verletzungen bei einer Kollision des Fahrzeugs handeln. Die
Brennelementkammer kann über die Auslassöffnung direkt oder z. B. über eine Verbindungsleitung mit dem Personenschutzmittel gekoppelt sein. Das
Brennelement kann beispielsweise in Tablettenform vorliegen und pyrotechnisch gezündet werden, um den Gas erzeugenden Verbrennungsvorgang zu starten. Das durch Verbrennen des Brennelements erzeugte Warmgas kann zum Aktivieren des Personenschutzmittels durch die Auslassöffnung der
Brennelementkammer in das Personenschutzmittel geleitet werden. Der Druckbehälter kann über die Öffnung mit der Brennelementkammer gekoppelt sein, um das Kaltgas in die Brennelementkammer zu leiten. Gemäß einer Ausführungsform kann ein gesteuertes Auslassen des Kaltgases durch die Öffnung des Druckbehälters in die Brennelementkammer erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung kann der Druckbehälter innerhalb der Brennelementkammer angeordnet sein. Beispielsweise kann der
Druckbehälter eine geringere Größe als die Brennelementkammer aufweisen und vollständig innerhalb der Brennelementkammer angeordnet sein. Auf diese Weise kann die fluidische Koppelung des Druckbehälters mit der
Brennelementkammer zur mehrstufigen Aktivierung des an die Vorrichtung angebundenen Personenschutzmittels bei optimaler Bauraumeinsparung realisiert werden.
Weiterhin kann die Vorrichtung ein Ventil zum Steuern eines Volumenstroms des Kaltgases durch die Öffnung des Druckbehälters aufweisen. Das Ventil kann insbesondere zum teilweisen oder vollständigen Öffnen und/oder Schließen der Öffnung geeignet sein. Mit dieser Ausführungsform kann die zeitliche sowie volumenmäßige Versorgung des Personenschutzmittels mit dem Kaltgas aus dem Druckbehälter ohne Weiteres eine an eine individuelle Kollisionssituation angepasst werden.
Beispielsweise kann das Ventil außerhalb des Druckbehälters und/oder innerhalb der Brennelementkammer angeordnet sein. Neben einer vorteilhaften
Bauraumersparnis kann bei dieser Ausführungsform das Ventil auch wirksam vor Beschädigungen geschützt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Ventil ausgebildet sein, um in einer ersten Ventilstellung zu bewirken, dass ein gegenüber der zumindest einen Öffnung des Druckbehälters bewegbar angeordneter Kolben der Vorrichtung die Öffnung freigibt, um das Auslassen des Kaltgases in die Brennelementkammer zuzulassen. Das Ventil kann entsprechend ausgebildet sein, um in einer zweiten Ventilstellung zu bewirken, dass der Kolben die Öffnung verschließt, um das Auslassen des Kaltgases in die Brennelementkammer zu unterbinden. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, den Volumenstrom des Kaltgases möglichst exakt zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung können sowohl die
Brennelementkammer als auch der Druckbehälter eine Ringform aufweisen. Dies erlaubt die Realisierung der Vorrichtung in einer möglichst kompakten und damit vorteilhaften Form, beispielsweise torusförmig.
Alternativ können die Brennelementkammer und der Druckbehälter jeweils eine Rohrform aufweisen. Beispielsweise können die Brennelementkammer und der Druckbehälter je zylinderförmig ausgeformt sein und die Öffnung kann an einer Stirnseite des Druckbehälters und die Auslassöffnung kann an einer Stirnseite der Brennelementkammer angeordnet sein. Auch mit dieser Ausführungsform kann der für die Vorrichtung benötige Bauraum vorteilhaft gering gehalten werden. Darüber hinaus kann die Vorrichtung in dieser Bauform besonders schnell und kostengünstig hergestellt werden.
Dabei kann die Öffnung zum Auslassen des Kaltgases an einer der
Auslassöffnung abgewandten Seite des Druckbehälters angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein Anschluss zum Empfangen eines Steuersignals zum Steuern eines Öffnungszustandes der Öffnung zum Auslassen des Kaltgases auf einer dem Personenschutzmittel abgewandten Seite der Vorrichtung angeordnet sein.
Weiterhin wird ein Personenschutzsystem für ein Fahrzeug vorgestellt, das die folgenden Merkmale aufweist: eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug gemäß einer der vorangegangenen Ausführungsformen; und ein Personenschutzmittel, das mit der Vorrichtung verbunden ist, um über das in der Vorrichtung erzeugte Warmgas und/oder Kaltgas aktiviert zu werden.
Es wird ferner ein Verfahren zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Zünden zumindest eines in einer Brennelementkammer angeordneten
Brennelements, um durch Verbrennen des Brennelements ein Warmgas zu erzeugen und durch eine Auslassöffnung in der Brennelementkammer in das Personenschutzmittel auszulassen, um das Personenschutzmittel zu aktivieren; und
Auslassen eines unter Druck stehenden Kaltgases aus einem Druckbehälter durch zumindest eine Öffnung des Druckbehälters zu der Brennelementkammer, um das Personenschutzmittel weitergehend zu aktivieren.
Das Verfahren kann beispielsweise von einer entsprechenden Vorrichtung gemäß einer der im Vorangegangenen erläuterten Ausführungsformen ausgeführt werden. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Verfahrens kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Beispielsweise kann der Schritt des Auslassens zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Schritt des Zündens erfolgen, um z. B. die Funktion des Personenschutzmittels um einen vorteilhaften Zeitraum zu verlängern bzw. das Personenschutzmittel in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen zu aktivieren. Auch kann der Schritt des Auslassens entsprechend einer Anzahl von Aktivierungsstufen wiederholt ausgeführt werden.
Ferner wird ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Brennelementkammer, zumindest eines Brennelements und eines Druckbehälters, wobei das Brennelement ausgebildet ist, um durch Verbrennen ein Warmgas zum Aktivieren des Personenschutzmittels zu erzeugen, die Brennelementkammer eine Auslassöffnung zum Auslassen des Warmgases in das Personenschutzmittel aufweist und der Druckbehälter zum
Bevorraten eines unter Druck stehenden Kaltgases ausgebildet ist und zumindest eine Öffnung zum Auslassen des Kaltgases in die
Brennelementkammer aufweist; und Anordnen des zumindest einen Brennelements und des Druckbehälters in der Brennelementkammer.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs mit einem
Personenschutzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Aktivieren eines
Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zum Aktivieren eines
Personenschutzmittels in beispielhafter rohrförmiger Ausführung;
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zum Aktivieren eines
Personenschutzmittels in beispielhafter ringförmiger Ausführung;
Fig. 5 eine Detaildarstellung der rohrförmigen Vorrichtung aus Fig. 3, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 6 eine Detaildarstellung der ringförmigen Vorrichtung aus Fig. 4, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Detaildarstellung einer Ventilsteuerung der Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung einer Bauform der Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aktivieren eines
Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt anhand einer Prinzipdarstellung ein Fahrzeug 100, das mit einem Personenschutzsystem 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um ein straßengebundenes Fahrzeug wie einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Das Personenschutzsystem 102 ist in das Fahrzeug 100 installiert und umfasst ein Personenschutzmittel 104 sowie eine mit dem Personenschutzmittel 104 gekoppelte Vorrichtung 106 zum Aktivieren des Personenschutzmittels 104. Das Personenschutzsystem 102 ist hier ausgebildet, um bei einer Kollision des Fahrzeugs 100 einen Insassen des Fahrzeugs 100 vor Verletzungen zu schützen. Zu diesem Zweck ist das Personenschutzmittel 104 hier als ein Airbag, genauer als ein beispielsweise im Lenkrad des Fahrzeugs 100 angeordneter Frontairbag, ausgeführt. Bei der Vorrichtung 106 handelt es sich um einen Hybridgasgenerator, der ausgebildet ist, um im Kollisionsfall einen Luftsack des Airbags 104 sowohl mit pyrotechnisch erzeugtem Warmgas als auch mit in einem Druckbehälter bevorrateten Kaltgas zu versorgen.
Auch andere Ausführungen des Personenschutzsystems 102, die auf
hybridischer Gaserzeugung basieren, sind denkbar.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 106 zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug aus Fig. 1. Die Vorrichtung bzw. der Hybridgasgenerator 106 umfasst eine
Brennelementkammer 200, einen Druckbehälter 202, eine Zündeinrichtung 204 und ein Ventil 206. Die Brennelementkammer 200 enthält zumindest ein
Brennelement 208, hier beispielhaft eine Mehrzahl von Brennelementen 208, die ausgebildet sind, um durch Verbrennen ein Warmgas zum Aktivieren des mit der Vorrichtung 106 gekoppelten (hier nicht gezeigten) Personenschutzmittels zu erzeugen. Das oder die Brennelemente 208 können an einer oder mehreren geeigneten Positionen innerhalb der Brennelementekammer 200 angeordnet sein. Der Druckbehälter 202 ist ausgebildet, um ein Kaltgas unter Druck zu speichern und gezielt auszugeben, um das Personenschutzmittel zusätzlich zu dem über die Brennelemente 208 erzeugten Warmgases weitergehend aktivieren zu können. Die Zündeinrichtung 204 ist ausgebildet, um zumindest eines der Brennelemente 208 zu entzünden und so den Verbrennungsvorgang der Brennelemente 208 zur Erzeugung des Warmgases einzuleiten. Das Ventil 206 ist ausgebildet, um ein Auslassen des Kaltgases aus dem Druckbehälter bedarfsgerecht zu steuern.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Druckbehälter 202 einen geringeren Umfang als die Brennelementkammer 200 auf und ist vollständig innerhalb der Brennelementkammer 200 angeordnet. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Druckbehälter 202 auch mit einem Teilbereich innerhalb der Brennelementkammer 200 angeordnet sein.
In der Darstellung in Fig. 2 ist der Hybridgasgenerator 106 über eine
Schnittstelle, beispielsweise einen CAN-Bus des Fahrzeugs, mit einer
Steuereinrichtung 210 verbunden. In der in Fig. 2 gezeigten beispielhaften Ausführung ist die Steuereinrichtung 210 ausgebildet, um ein eine
bevorstehende oder beginnende Kollision des Fahrzeugs anzeigendes
Kollisionssignal 212 zu empfangen und über die Schnittstelle mit der Vorrichtung 106 ein Zündsignal 214 an die Zündeinrichtung 204 und ein Ventilsteuersignal 216 an das Ventil 206 auszugeben. Die Vorrichtung 106 ist ausgebildet, um ansprechend auf das Zündsignal 214 und das Ventilsteuersignal 216 das zugeordnete Personenschutzmittel gezielt mit dem Warmgas und dem Kaltgas zu versorgen.
Fig. 3 zeigt anhand einer Prinzipdarstellung eine beispielhafte Rohrausführung des Hybridgasgenerators 106 der hier vorgestellten Erfindung. Wie die
Darstellung in Fig. 3 zeigt, sind hier sowohl die Brennelementkammer 200 als auch der Druckbehälter 202 rohrförmig ausgeführt. Wiederum weist der
Druckbehälter 202 eine geringere Größe als die Brennelementkammer 200 auf und ist vollständig von der Brennelementkammer 200 umschlossen.
Die Brennelementkammer 200 verjüngt sich nach oben flaschenförmig und läuft in einem durch eine Mehrzahl von Auslassöffnungen 300 gebildeten Gasaustritt zur Gasversorgung des angeschlossenen Personenschutzmittels aus. Der rohrförmige Druckbehälter 202 weist an seinem unteren Ende eine Mehrzahl von Öffnungen 302 zum Auslassen des Kaltgases aus dem Druckbehälter 202 in die Brennelementkammer 200 auf. Der Druckbehälter 202 ist so in der
Brennelementkammer 200 angeordnet, dass das Kaltgas nach dem Austritt durch die Öffnungen 302 seitlich des Druckbehälters 202 in der
Brennelementkammer 200 nach oben strömt und wie das Warmgas über den Austritt 300 in das angekoppelte Personenschutzmittel, beispielsweise einen Airbag, gelangt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten beispielhaften Hybridgasgenerator 106 bildet der Druckbehälter 202 einen von der Kammer 200 mit der Pyrotechnik getrennten Innenteil. Im Ruhezustand der Vorrichtung 106 ist der Austritt 300 zum Airbag von einem hier nicht gezeigten Berstelement abgedichtet, das durch den bei der Verbrennung entstehenden Druck zerstört wird. Das pyrotechnisch erzeugte Gas kann die Abdeckung im Fahrzeug aufreißen und das Personenschutzmittel aktivieren, z. B. den Luftsack des Airbags aufblasen.
Das im Druckbehälter 202 befindliche Gas kann über das hier nicht gezeigte Ventil zu einem beliebigen Zeitpunkt und mit einer definierten Gasmenge in die Brennelementkammer 200 und von dort in das Personenschutzmittel abgegeben werden.
Fig. 4 zeigt anhand einer weiteren Prinzipdarstellung eine beispielhafte
Ringausführung des Hybridgasgenerators 106 der hier vorgestellten Erfindung. Hier sind sowohl die Brennelementkammer 200 als auch der Druckbehälter 202 torusförmig ausgebildet, weswegen zur anschaulichen Beschreibung dieser Gasgeneratorbauweise auch der Ausdruck„Donut-Form" verwendet wird.
Wiederum weist der Druckbehälter 202 einen geringeren Umfang als die Brennelementkammer 200 auf und ist vollständig von der Brennelementkammer 200 mit den Brennelementen 208 umschlossen. Wie bei der geraden
rohrförmigen Ausführung weist auch hier der Druckbehälter 202 wiederum im unteren Bereich mindestens eine Öffnung 302 zum Austritt des Kaltgases aus dem Druckbehälter 202 in die Brennelementkammer 200 auf. Über die Mehrzahl von Auslassöffnungen 300 tritt sowohl Warmgas aus der Brennelementkammer 200 als auch Kaltgas aus dem Druckbehälter 202 zur Aktivierung des angeschlossenen Personenschutzmittels aus.
Fig. 5 illustriert anhand einer Detaildarstellung der beispielhaften rohrförmigen Vorrichtung 106 aus Fig. 3 den Gasaustritt aus der Brennelementkammer 200. Wie bereits erwähnt, ist dem Gasaustritt 300 der Brennelementkammer 200 ein Berstelement 500 in Form beispielsweise einer Berstscheibe oder Membrane vorgeschaltet. Die Brennelemente 208 liegen beispielsweise in Tablettenform vor, wie in Fig. 5 gezeigt. Zur Aktivierung des mit der Vorrichtung 106 gekoppelten Personenschutzmittels im Kollisionsfall wird durch die Verbrennung der Brennelemente 208 ein Warmgas 502 erzeugt, dessen Druck ausreichend ist, um das Berstelement 300 zu zerstören und über den Austritt 300 in das Personenschutzmittel zu gelangen. Ein Strömungsverlauf des Warmgases 502 aus der Brennelementkammer 200 ist mittels Richtungspfeilen in der Darstellung in Fig. 5 gekennzeichnet.
Der Gasanteil 502 der Pyrotechnik wird beispielsweise durch eine Zündpille der Vorrichtung 106 aktiviert und erzeugt je nach Ausführungsart des Gasgenerators 106 ca. 40 % bis 60 % der maximalen Gasvolumenmenge. Der durch die pyrotechnische Verbrennung erzeugte Druck zerstört die Membrane bzw.
Berstscheibe 500 nach außen zum Airbag. Eine im Drucktank 202 befindliche Kaltgasmenge 504 kann über das hier nicht gezeigte Ventil anschließend gezielt, also gesteuert oder geregelt, abgegeben werden.
Fig. 6 zeigt in einer weiteren Detaildarstellung den Gasaustritt bei der beispielhaften ringförmigen Ausführung des Gasgenerators 106 aus Fig. 4. Auch hier ist der Strömungsweg des Gases durch die Brennelementkammer 200 und folgend auf die Zerstörung des Berstelements 500 aus dem Austritt in Richtung des Personenschutzmittels mittels Pfeilen in der Darstellung gekennzeichnet.
Fig. 7 erläutert anhand einer weiteren Detaildarstellung der Vorrichtung 106 eine beispielhafte Arbeitsweise zur Gaserzeugung in dem adaptiven Hybridgenerator 106. Gezeigt ist zum einen die Zündeinrichtung 204 der Vorrichtung, die hier als eine am Boden der Brennelementkammer 200 angeordnete Zündpille
ausgebildet ist. Die Zündpille 204 ist ausgebildet, um eine Verbrennung der hier nicht gezeigten Brennelemente zum Erzeugen des Warmgasanteils des
Hybridgasgenerators 106 einzuleiten. Über einen elektrischen Kontakt 700 wird die Zündpille 204 dafür mit der erforderlichen elektrischen Spannung versorgt.
Ferner zeigt die Detaildarstellung in Fig. 7 die Funktionsweise einer
Ventilsteuerung des adaptiven Hybridgenerators 106 zur gezielten und gesteuerten Abgabe von Kaltgas 504 aus dem Druckbehälter 202 in die
Brennelementkammer 200. Dazu umfasst die Vorrichtung 106 eine Einrichtung zum Freigeben und Sperren der mindestens einen Öffnung 302 des
Druckbehälters 202. Diese Einrichtung umfasst neben dem Ventil bzw. Vorventil 206 einen Kolben 702, der bewegbar gegenüber der zumindest einen Öffnung 302 angeordnet ist, sowie ein in einem Federraum 704 neben dem Kolben 702 angeordnetes Federelement 706. Wie die Darstellung in Fig. 7 zeigt, ist das Vorventil 206 außerhalb des
Druckbehälters 202 im Inneren der Brennelementkammer 200 am Boden derselben der Zündeinrichtung 204 gegenüberliegend angeordnet. Über einen weiteren elektrischen Kontakt 700 wird das Ventil 206 mit elektrischer Spannung versorgt. Das Ventil 206 ist bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel als Kugelventil ausgebildet und direkt mit dem Federraum 704 verbunden. Der
Kolben 702 ist ausgebildet, um über eine Stellung des Vorventils 206 in
Zusammenwirken mit der Feder 706 in einer mittels eines Doppelpfeils in der Darstellung gekennzeichneten Kolbenhubrichtung 708 so gegenüber der Öffnung 302 bewegt zu werden, dass er die Öffnung 302 teilweise oder vollständig freigibt bzw. schließt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Hybridgasgenerators werden mit Aktivierung der Zündpille 204 über die Verbrennung der in der Kammer 200 enthaltenen Brennelemente ca. 50 % der in der Vorrichtung 106 bereitgestellten Gasmenge erzeugt. Über die Ansteuerung des Vorventils 206 wird die in dem Druckbehälter 202 enthaltene weitere Gasmenge freigegeben. Zeitpunkt der Freigabe und Gasmenge sind wählbar, also situationsgemäß anpassbar. Wie bei den anderen gezeigten Ausführungsbeispielen befindet sich der
Gasaustritt 302 des Druckbehälters 202 zu der Kammer 200 mit den Tabletten an einem Ende - hier dem unteren - des Druckbehälters 202. Der Gasaustritt 302 kann durch den Kolben 702 verschlossen werden. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel des ventilgesteuerten adaptiven Hybridgenerators 106 wird der Kolben 702 durch die Feder 706 in der Stellung offen gehalten, wenn über die Spaltleckagen die Kraft auf den Kolben 702 ausgeglichen ist. Wird der Raum 704, in dem sich die Feder 706 befindet, durch das Vorventil 206 entlastet, wenn dieses geöffnet ist, schließt der Kolben 702 den Gasaustritt 302. Wenn das Vorventil 206 eine nicht gezeigte Entlüftungsbohrung des Federraums 704 wieder schließt, beispielsweise über einen Kugelsitz, gleicht sich der Druck in der Federkammer 704 über die Spaltleckagen wieder an; der Kolben 702 öffnet den Gasaustritt 302.
In der Darstellung in Fig. 7 ist die Ventilsteuerung des Gasgenerators 106 an einem Arbeitspunkt gezeigt, an dem das Vorventil 206 geschlossen ist.
Entsprechend gibt der Kolben 702 den Gasaustritt 302 frei, und es kann ein vorbestimmter Volumenstrom des Kaltgases 504 über die Öffnung 302 aus dem Druckbehälter 202 in die Brennelementkammer 200 und aus dieser in das angekoppelte Personenschutzmittel strömen, wie es ein Pfeil in der Darstellung verdeutlicht. Ist an einem weiteren Arbeitspunkt der Ventilsteuerung das Vorventil
206 offen, schließt der Kolben 702 den Gasaustritt 302, und die Gaszufuhr zum Personenschutzmittel wird unterbunden.
Die Gasmenge 504 aus dem Druckbehälter 202 kann direkt zu Kollisionsbeginn oder zu einem späteren Zeitpunkt, z. B. 50 ms nach Kollisionsbeginn, in das
Personenschutzmittel, beispielsweise den Luftsack eines Airbags, abgegeben werden. Damit sind Zeitpunkt und Gasmenge der Abgabe des Kaltgases 504 definierbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können über die Ansteuerung des Ventils 206 zu gegebenen Zeitpunkten während einer Kollision jeweils z. B. 10 % oder 20 % des Gesamtvolumens des in dem Druckbehälter 202
bevorrateten Kaltgases 504 in das Personenschutzmittel abgeben werden.
Fig. 8 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine beispielhafte Bauform des
ventilgesteuerten Hybridgasgenerators 106. Gezeigt ist eine Untenansicht mit dem ersten Kontakt 700 sowie dem zweiten Kontakt 700 für eine
Steckeranbindung des Gasgenerators zur Versorgung des Zündelements und des Ventils der Vorrichtung 106 mit elektrischer Spannung. Aus der Darstellung in Fig. 8 ist ersichtlich, dass der Aufbau des hier vorgestellten ventilgesteuerten Gasgenerators 106 so gestaltet ist, dass bestehende Gasgeneratorformen wie die Donut-Form oder die Rohrform gewahrt bleiben können.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 900 zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug. Das
Verfahren 900 kann in einer Vorrichtung zum Aktivieren eines
Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, wie sie anhand der Figuren 1 bis 8 vorgestellt wurde, ausgeführt werden. In einem Schritt 902 gibt eine mit der Vorrichtung gekoppelte Steuereinrichtung über eine geeignete Schnittstelle ein Zündsignal an eine Zündeinrichtung der Vorrichtung aus. Ansprechend auf das Zündsignal zündet die Zündeinrichtung eine Mehrzahl von in einer
Brennelementkammer der Vorrichtung angeordneten Brennelementen. Eine
Verbrennung der Brennelemente erzeugt ein Warmgas zur initialen Aktivierung eines mit der Vorrichtung gekoppelten Personenschutzmittels.
Nach einer vordefinierten Zeitspanne gibt die Steuereinrichtung in einem Schritt 904 über eine weitere geeignete Schnittstelle ein Ventilsteuersignal an ein Ventil der Vorrichtung aus. Ansprechend auf das Ventilsteuersignal gibt das Ventil eine Öffnung eines Druckbehälters der Vorrichtung zu der Brennelementkammer frei, um zur weitergehenden Aktivierung des Personenschutzmittels eine
vorbestimmte Menge Kaltgas aus dem Druckbehälter in die
Brennelementkammer zu austreten zu lassen. In einem Schritt 906 schließt das Ventil ansprechend auf ein zweites Ventilsteuersignal der Steuereinrichtung die Öffnung. Nach einer weiteren vorbestimmten Zeitspanne gibt das Ventil in einem Schritt 908 die Öffnung ansprechend auf ein drittes Ventilsteuersignal der Steuereinrichtung erneut frei, um eine weitere vorbestimmte Menge Kaltgas aus dem Druckbehälter in die Brennelementkammer zu entlassen.
Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Herstellungsverfahrens 1000 zum Herstellen einer Vorrichtung zum Aktivieren eines Personenschutzmittels für ein Fahrzeug, wie sie anhand der Figuren 1 bis 8 erläutert wurde. In einem Schritt 1002 werden eine Brennelementkammer zum
Erzeugen von Warmgas durch Verbrennung von Brennelementen, eine Mehrzahl von Brennelementen sowie ein Druckbehälter zum Bevorraten von Kaltgas bereitgestellt. In einem Schritt 1004 werden die Brennelemente sowie der Druckbehälter in der Brennelementkammer so angeordnet, dass sowohl die Brennelemente als auch der Druckbehälter vollständig von der
Brennelementkammer umschlossen sind. Die Anordnung der einzelnen
Komponenten zueinander wird dabei so ausgeführt, dass sich eine
Auslassöffnung der Brennelementkammer zum Auslassen des Warmgases in das Personenschutzmittel an einem oberen Ende der Vorrichtung befindet und eine Öffnung des Druckbehälters zum Auslassen des Kaltgases in die
Brennelementkammer an einem unteren Ende der Vorrichtung befindet.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"- Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (106) zum Aktivieren eines Personenschutzmittels (104) für ein Fahrzeug (100), wobei die Vorrichtung (106) die folgenden Merkmale aufweist: eine Brennelementkammer (200) mit zumindest einem Brennelement (208), das ausgebildet ist, um durch Verbrennen ein Warmgas (502) zum Aktivieren des Personenschutzmittels (104) zu erzeugen, wobei die Brennelementkammer (200) eine Auslassöffnung (300) zum Auslassen des Warmgases (502) in das Personenschutzmittel (104) aufweist; und einen Druckbehälter (202) zum Bevorraten eines unter Druck stehenden Kaltgases (504), wobei der Druckbehälter (202) zumindest eine Öffnung (302) zum Auslassen des Kaltgases (504) in die Brennelementkammer (200) aufweist.
2. Vorrichtung (106) gemäß Anspruch 1, bei der der Druckbehälter (202) innerhalb der Brennelementkammer (200) angeordnet ist.
3. Vorrichtung (106) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, die ein Ventil (206) zum Steuern eines Volumenstroms des Kaltgases (504) durch die Öffnung (302) des Druckbehälters (202) aufweist.
4. Vorrichtung (106) gemäß Anspruch 3, bei der das Ventil (206) außerhalb des Druckbehälters (202) und/oder innerhalb der Brennelementkammer (200) angeordnet ist.
5. Vorrichtung (106) gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der das Ventil (206) ausgebildet ist, um in einer ersten Ventilstellung zu bewirken, dass ein gegenüber der zumindest einen Öffnung (302) des Druckbehälters (202) bewegbar angeordneter Kolben (702) der Vorrichtung (106) die Öffnung (302) freigibt, um das Auslassen des Kaltgases (504) in die
Brennelementkammer (200) zuzulassen, und in einer zweiten
Ventilstellung zu bewirken, dass der Kolben (702) die Öffnung (302) verschließt, um das Auslassen des Kaltgases (504) in die
Brennelementkammer (200) zu unterbinden.
Vorrichtung (106) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Brennelementkammer (200) und der Druckbehälter (202) jeweils eine Ringform aufweisen.
Vorrichtung (106) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Brennelementkammer (200) und der Druckbehälter (202) je zylinderförmig ausgeformt sind und die Öffnung (302) an einer Stirnseite des Druckbehälters (202) und die Auslassöffnung (300) an einer Stirnseite der Brennelementkammer (200) angeordnet ist.
Personenschutzsystem (102) für ein Fahrzeug (100), wobei das Personenschutzsystem (102) die folgenden Merkmale aufweist: eine Vorrichtung (106) zum Aktivieren eines Personenschutzmittels (104) für ein Fahrzeug (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und ein Personenschutzmittel (104), das mit der Vorrichtung (106) verbunden ist, um über das in der Vorrichtung (106) erzeugte Warmgas (502) und/oder Kaltgas (504) aktiviert zu werden.
Verfahren (900) zum Aktivieren eines Personenschutzmittels (104) für ein Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (900) die folgenden Schritte aufweist:
Zünden (902) zumindest eines in einer Brennelementkammer (200) angeordneten Brennelements (208), um durch Verbrennen des
Brennelements (208) ein Warmgas (502) zu erzeugen und durch eine Auslassöffnung (300) in der Brennelementkammer (200) in das Personenschutzmittel (104) auszulassen, um das Personenschutzmittel (104) zu aktivieren; und
Auslassen (904) eines unter Druck stehenden Kaltgases (504) aus einem Druckbehälter (202) durch zumindest eine Öffnung (302) des Druckbehälters (202) zu der Brennelementkammer (200), um das Personenschutzmittel (104) weitergehend zu aktivieren.
Herstellungsverfahren (1000) zum Herstellen einer Vorrichtung (106) zum Aktivieren eines Personenschutzmittels (104) für ein Fahrzeug (100), wobei das Herstellungsverfahren (1000) die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen (1002) einer Brennelementkammer (200), zumindest eines Brennelements (208) und eines Druckbehälters (202), wobei das Brennelement (208) ausgebildet ist, um durch Verbrennen ein Warmgas (502) zum Aktivieren des Personenschutzmittels (104) zu erzeugen, die Brennelementkammer (200) eine Auslassöffnung (300) zum Auslassen des Warmgases (502) in das Personenschutzmittel (104) aufweist und der Druckbehälter (202) zum Bevorraten eines unter Druck stehenden Kaltgases (504) ausgebildet ist und zumindest eine Öffnung (302) zum Auslassen des Kaltgases (504) in die Brennelementkammer (200) aufweist; und
Anordnen (1004) des zumindest einen Brennelements (208) und des Druckbehälters (202) in der Brennelementkammer (200).
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