DE10160188B4

DE10160188B4 - Verfahren und System zum Auslösen eines Airbags

Info

Publication number: DE10160188B4
Application number: DE10160188A
Authority: DE
Inventors: Gisbert Herschel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2021-12-08
Also published as: DE10160188A1

Abstract

Verfahren zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen mit den Schritten:
a) Erfassen der Außentemperatur, der Innentemperatur und der Betriebsdauer des Motors des Kraftfahrzeugs;
b) Ermitteln der Temperatur eines Gasgenerators des Airbags auf Grundlage der im Schritt a) erfaßten Daten; und
c) Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die im Schritt b) ermittelte Temperatur des Gasgenerators.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufprallschutzsystem für Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Gasgenerator ein unter Druck stehendes Treibgas zum Aufblasen eines Luftsacks (Airbag) erzeugt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter dem Begriff „Airbag" sämtliche mit einem aufgeblasenen Gassack versehene Aufprallschutzsysteme zu verstehen, z. B. im Lenkrad und Armaturenbrett vorgesehene Fahrer- bzw. Beifahrerairbags, Sidebags usw.
Die in Airbagsystemen verwendeten Gasgeneratoren sind heutzutage überwiegend pyrotechnischer Art und funktionieren prinzipiell derart, daß durch einen Stromimpuls ein Anzünder im Gasgenerator gezündet wird. Dabei treffen heiße Partikel auf die Oberfläche eines meist in Tablettenform vorliegenden Treibstoffs, der dann selbst zündet und in einer Brennkammer verbrennt. Dabei entsteht eine ausreichende Gasmenge und ein ausreichender Gasdruck zum Füllen des Airbags. Darüber hinaus existieren Hybrid-Gasgeneratoren, bei denen Treibgas in einem Druckgasbehälter gespeichert wird, der mittels einer Berstmembran verschlossen ist. Zum Auslösen des Airbags wird die Berstmembran durch eine Anzündladung aufgebrochen, so daß das Treibgas aus dem Druckbehälter ausströmt und den Airbag füllt. Des weiteren existieren Flüssiggas-Gasgeneratoren, die einen flüssiggasbefüllten Druckgasbehälter aufweisen. Zur Auslösung des Gasgenerators wird das Flüssiggas mit einer Anzündladung gezündet, wodurch Druckgas entsteht, das in den Airbag geleitet wird.
Die Funktion dieser bekannten Gasgeneratoren ist temperaturabhängig, so daß bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen relativ stark variierende Aufblasdauern für den Airbag, Drücke im Gasgenerator und Gasdrücke im Airbag entstehen. Die im Inneren eines Kraftfahrzeugs auftretenden Temperaturschwankungen können zwischen –35°C und +85°C liegen, so daß die Beschaffenheit und Aufprallcharakteristik des aufgeblasenen Airbags ebenfalls stark variiert.

Im Hinblick darauf schlägt die DE 195 41 796 A1 einen Gasgenerator für passive Rückhaltesysteme vor, deren Gasdruckschwankungen, die durch unterschiedliche umgebungsabhängige Betriebstemperaturen verursacht werden, reduziert sind. Dazu weist der in der DE 195 41 796 A1 beschriebene Gasgenerator ein Thermoelement auf, das sich in der unmittelbaren Umgebung des Metallkörpers des Gasgenerators befindet. Dieses Thermoelement dient dazu, den Metallkörper den Anforderungen entsprechend zu erwärmen oder zu kühlen und somit den Gasgenerator auf einer bestimmten Betriebstemperatur zu halten, die unabhängig von der umweltbedingten Umgebungstemperatur ist. Mit anderen Worten wird der Gasgenerator also klimatisiert.

Die EP 0 773 146 A2 beschreibt einen Gasgenerator eines Aufprallschutzsystemsfür Fahrzeuginsassen, der ein unter Druck stehendes Treibgas zum Aufblasen des Luftsacks erzeugt, wobei auf dem Weg des Treibgases zum Luftsack eine Umlenkvorrichtung zur Beeinflussung des Strömungswegs des in den Luftsack strömenden Treibgases vorgesehen ist. Dadurch wird der Weg des Gasstroms verlängert oder verkürzt, so daß die für den Druck im Luftsack wesentliche Treibgastemperatur variabel gehalten werden und durch entsprechende Ansteuerung der Umlenkvorrichtung variieren kann. Zur Ermittlung der Umgebungstemperatur des Gasgenerators ist ein Temperatursensor vorgesehen, der mit einer Steuerungseinrichtung verbunden ist.

Aus den Druckschriften DE 197 43 304 A1 , DE 195 41 798 A1 , DE 195 19 130 A1 und DE 40 00 309 A1 sind bereits Airbagauslösesysteme bekannt, die die Temperatur eines Gasgenerators eines Airbags ermitteln und die anschließend auf der Grundlage der gemessenen Temperatur den erzeugten Gasdruck des Generators anpassen. Aus der DE 200 00 144 U1 ist darüber hinaus bekannt, die Innentemperatur des Fahrzeugs mit einem externen Temperatursensor, der ohnehin im Fahrzeug verbaut ist, zur Steuerung des Gasdrucks zu messen.

Die US-A-5,056,815 und korrespondierende DE 39 24 500 C1 offenbaren eine temperaturabhängige Steuerung des von einem Gasgenerator abgegebenen Gasdrucks.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Verfahren und Systeme zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen bereitzustellen, bei denen die Umgebungstemperatur berücksichtigt wird und keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, auf im Fahrzeug bereits vorhandene Daten zurückzugreifen und daraus die Temperatur des Gasgenerators zu ermitteln, um eine entsprechende Anpassung des durch den Generator erzeugten Gasdrucks an die Umgebungsbedingungen zu realisieren. Dazu werden mit (vorzugsweise vorhandenen) Temperaturfühlern für Außen- und Innentemperaturermittlung (z.B. für Klimaanlagenautomatik) sowie mit einer Einrichtung die Betriebsdauer des Motors erfaßt. Die erfaßten Daten werden einer Steuerungseinrichtung (z. B. Rechner) zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Die Steuerungseinrichtung ermittelt auf Grundlage der Außen- und Innentemperatur sowie der Betriebsdauer des Motors die Temperatur des Gasgenerators des Airbags. Mit Hilfe der ermittelten Temperatur des Gasgenerators erfolgt ein Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks.

Die Betriebsdauer des Motors ist bei der Ermittlung der Temperatur des Gasgenerators neben der Außen- und Innentemperatur ein Faktor, da von dieser Betriebsdauer auf die durch die Klimaanlage bedingte Abkühlung bzw. Aufheizung des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe definierter Gradienten auf die Temperatur des Gasgenerators geschlossen werden kann. Eine Anpassung der Temperatur des Gasgenerators ist daher auch von der Betriebsdauer des Motors abhängig.

Die Anpassung des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die ermittelte Temperatur des Gasgenerators erfolgt vorzugsweise durch Zugreifen auf im Kraftfahrzeug gespeicherte Kennlinien für die jeweilige Temperatur des Gasgenerators. Ein geeignetes Kennlinienfeld ist beispielhaft in 1 gezeigt. Dort sind abhängig von der Betriebsdauer des Motors (Ordinate) und der Außentemperatur (Abszisse) verschiedene Kennlinien für Beifahrer-, Seiten- und Fahrerairbag dargestellt. Ferner weist das Diagramm eine Kennlinie für die Innentemperatur auf. Wie aus 1 ersichtlich, sind die Kennlinien zwischen etwa –35°C und etwa +25°C dargestellt. Die Innentemperatur des Fahrzeugs steigt in den ersten zehn Minuten relativ schnell von –35°C auf ca. +25°C und bleibt dann weitgehend konstant. Die Temperaturen des Fahrer- und Beifahrairbags verlaufen weitgehend parallel. Sie steigen in den anfänglichen 70 bis 80 Betriebsminuten des Motors in etwa linear von etwa –35°C auf etwa 20°C. Anschließend nähern sich die beiden Kurven etwa 25°C, d.h. der Innentemperatur des Fahrzeugs, an. Die Kennlinie des in der Tür befindlichen Seitenairbags beginnt im dargestellten Beispiel ebenfalls bei etwa –35°C und verläuft dann im Prinzip linear bis etwa +10°C. Dann bleibt die Temperatur des Seitenairbags bei etwa +15°C konstant.
Im allgemeinen wird also beispielsweise bei hohen Außentemperaturen die „Leistung" des Gasgenerators reduziert und bei niedrigen Außentemperaturen die „Leistung" des Gasgenerators erhöht. Dazu kann beispielsweise ein zwei- oder mehrstufiger Gasgenerator vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. System ist vorteilhafterweise auch für Kraftfahrzeuge mit mehreren Airbagmodulen anwendbar, da auch in diesem Fall keine weiteren Sensoren erforderlich sind, sondern vielmehr auf die im Fahrzeug vorhandenen Daten zugegriffen werden kann. Somit wird in diesem Fall auf Grundlage der erfaßten Außen- und Innentemperatur sowie der Fahrzeit jeweils die Temperatur jedes Gasgenerators eines jeden Airbags ermittelt und eine individuelle Anpassung der jeweiligen durch die Gasgeneratoren erzeugten Gasdrücke für die einzelnen Airbags durchgeführt.
Gegenüber bekannten Airbagsystemen, bei denen die Umgebungstemperatur berücksichtigt wird, hat das erfindungsgemäße Verfahren und System insbesondere den Vorteil, daß eine Temperaturkompensation ohne zusätzliche Bauteile (z. B. Temperatursensor für den Gasgenerator) vorgenommen wird. Dadurch lassen sich die Kosten reduzieren und gleichzeitig maximale Sicherheit realisieren.

Claims

Verfahren zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen mit den Schritten: a) Erfassen der Außentemperatur, der Innentemperatur und der Betriebsdauer des Motors des Kraftfahrzeugs; b) Ermitteln der Temperatur eines Gasgenerators des Airbags auf Grundlage der im Schritt a) erfaßten Daten; und c) Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die im Schritt b) ermittelte Temperatur des Gasgenerators.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen der Außentemperatur, der Innentemperatur und der Betriebsdauer des Motors gemäß Schritt a) durch Zugreifen auf im Kraftfahrzeug vorhandene Informationen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks gemäß Schritt c) durch Zugreifen auf im Kraftfahrzeug gespeicherte Kennlinien für die jeweilige Temperatur des Gasgenerators erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Schritt b) Temperaturen mehrerer Gasgeneratoren von mehreren Airbags ermittelt werden und im Schritt c) ein individuelles Anpassen der jeweiligen durch die Gasgeneratoren erzeugten Gasdrücke für die einzelnen Airbags erfolgt.
System zum Auslösen eines Airbags in Kraftfahrzeugen mit einem Fühler zum Erfassen der Außentemperatur, einem Fühler zum Erfassen der Innentemperatur im Kraftfahrzeug, einer Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsdauer des Motors, einem Gasgenerator zum Erzeugen des Gasdrucks für den Airbag und einer Steuerungseinrichtung zum Ermitteln der Temperatur des Gasgenerators auf Grundlage der Außen- und Innentemperatur sowie der Betriebsdauer des Motors und zum Anpassen des durch den Gasgenerator erzeugten Gasdrucks an die Temperatur des Gasgenerators.
System nach Anspruch 5, wobei der Gasgenerator zwei- oder mehrstufig ausgebildet ist.
System nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuerungseinrichtung ferner einen Speicher aufweist, in dem Kennlinien für die Zündung des Gasgenerators in Abhängigkeit von der Temperatur des Gasgenerators gespeichert sind, wobei die Steuerungseinrichtung die Anpassung des Gasdrucks an die Temperatur des Gasgenerators auf Grundlage der entsprechende Kennlinie für die jeweiligen Temperatur vornimmt.
System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei mehrere Airbags mit entsprechenden Gasgeneratoren vorgesehen sind und wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß die Temperaturen aller Gasgeneratoren ermittelt werden und ein individuelles Anpassen der jeweiligen durch die Gasgeneratoren erzeugten Gasdrücke für die einzelnen Airbags erfolgt.