DE3904668A1

DE3904668A1 - Insassen-rueckhaltesystem

Info

Publication number: DE3904668A1
Application number: DE3904668A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Phys Dr Groesch; Falk Dr Ing Zeidler; Egon Katz; Alban Bossenmaier
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-08-30
Also published as: GB2228183A; DE3904668C2; GB9002263D0; JPH02258450A; US4984651A; GB2228183B; JPH07112801B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Insassen-Rückhaltesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Insassen-Rückhaltesystem ist aus der DE-PS 34 13 768 bekannt. Das in einem Kraftfahrzeug angeordnete Insassen- Rückhaltesystem besitzt zum Schutz der Insassen bei einem Un fall Sicherheitsgurte, die mit einem Gurtstraffer verbunden sind, und mindestens einen aufblasbaren Luftsack (Airbag). Dem Insassen-Rückhaltesystem ist eine Steuereinheit zugeordnet, die einen Sensor besitzt, der abhängig von der wirksamen Verzöge rung des Fahrzeuges die einzelnen Komponenten des Insassen-Rück haltesystems ansteuert. Bei einem ersten, unteren Schwellwert- Signal des Sensors und bei angelegtem Sicherheitsgurt kommt der Luftsack nicht zum Einsatz. Dies erfolgt erst dann, wenn am Sensor das zweite obere Schwellwert-Signal abgegeben wird. Um den Fahrer auch bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt wirksam zu schützen, ist bei dem bekannten Rückhaltesystem vorgesehen, daß das erste Schwellwert-Signal an das Rückhaltesystem weiterge leitet wird und insbesondere die Auslösung des Luftsackes be wirkt. Die Funktionsstellung des Sicherheitsgurtes wird mit einem Schaltglied erfaßt, das im Gurtschloß angeordnet ist.

Bei mittleren bis schweren Unfällen hat es sich gezeigt, daß der angelegte Schultergurt in einigen Fällen zur Erhöhung des Verletzungsrisikos beitragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückhaltesystem der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei mittleren Geschwindigkeiten und bei ausgelöstem Luftsack das Verletzungs risiko durch den Schultergurt vermindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Rückhaltesystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erzielt. Dem erfindungsgemäßen Rückhaltesystem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei mittleren Geschwindigkeiten zwischen 20 und 50 km/h die Wirkung des Luftsackes ausreicht, um den Fahrzeug insassen bei einem Unfall zu schützen. Bei dem erfindungsge mäßen Insassen-Rückhaltesystem ist daher für den Schultergurt eine ansteuerbare Gurtauszugssperre vorgesehen, die den Schul tergurt während der Wirkzeit des Luftsackes entriegelt. Während dieser Wirkzeit wird der Oberkörper des Fahrzeuginsassen lediglich durch den ausgelösten Luftsack abgebremst. Eine am Gurtschloß des Sicherheitsgurtes angeordnete, ansteuerbare Gurtklemmvorrichtung hält den Beckenbereich des Fahrzeugin sassen. Bei dem neuen Insassen-Rückhaltesystem ist ein Sensor vorgesehen, der mindestens drei verschiedene Schwellwert-Sig nale abgibt. Das erste Schwellwert-Signal wird schon bei geringen Unfallschweren erreicht. Die Abgabe des zweiten Schwellwert-Signales erfolgt ab mittleren Unfallschweren und des dritten Schwellwert-Signales bei hoher Unfallschwere.

Falls bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales der Insasse angegurtet ist, erfolgt keinerlei Aktivierung des Insassen- Rückhaltesystems. Bei Vorliegen des zweiten Schwellwert-Sig nales und, falls der Fahrzeuginsasse angegurtet ist, wird der Luftsack gezündet, der Schultergurt mittels der ansteuerbaren Gurtauszugssperre entriegelt und der Beckengurt über die ansteuerbare Gurtklemmvorrichtung am Gurtschloß arretiert. Nach der Wirkzeit des Luftsackes wird der Schultergurt wiederum über die Gurtauszugssperre verriegelt. Bei Vorliegen des dritten Schwellwert-Signales und bei angegurtetem Fahrzeuginsassen wurde der Luftsack bereits beim zweiten Schwellwert-Signal ausgelöst. Da bei diesen Unfällen die alleinige Wirkung des Luftsackes nicht ausreichend ist, muß der Schultergurt ver riegelt sein, was über eine Ansteuerung der Gurtauszugssperre bewirkt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist das Insassen-Rückhaltesystem mit voneinander getrennten Becken gurt- und Schultergurtstraffern ausgerüstet. Bei Vorliegen eines zweiten Schwellwert-Signales, bei dem, wie oben ausge führt, der Beckengurt durch die ansteuerbare Gurtklemmvor richtung am Gurtschloß festgelegt ist, wird mittels des Becken gurtstraffers eine besonders gute Fixierung des Beckenbereiches des Fahrzeuginsassen erreicht. Nach der Wirkzeit des Luftsackes wird die Gutauszugssperre arretiert und gleichzeitig der Schul tergurtstraffer betätigt. Hierdurch wird bei einem Sekundär aufprall der Fahrzeuginsasse geschützt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 3 gibt der Sensor ein viertes Schwellwert-Signal ab, das einen Überschlag des Fahrzeuges anzeigt. Gemäß Anspruch 4 kann bei Vorliegen eines derartigen vierten Schwellwert-Signales die Steuereinheit so ausgebildet sein, daß der Beckengurt- und Schultergurt straffer angesteuert und die Gurtauszugssperre arretiert wird. Eine Auslösung des Luftsackes erfolgt somit nicht. Folgt nach einem Überschlag (viertes Schwellwert-Signal) ein zweites Schwellwert-Signal so bleibt der Schultergurt verriegelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 sieht vor, daß bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt schon bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales der Luftsack ausgelöst wird. Hier durch wird insbesondere bei Unfällen bei geringen Geschwindig keiten und nicht angelegtem Sicherheitsgurt der Fahrzeuginsasse wirksam geschützt.

In den Ansprüchen 6 bis 12 werden weitere vorteilhafte Ausge staltungen des Rückhaltesystems wiedergegeben.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rück haltesystems ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach folgend beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist in schematischer Dar stellung ein Insassen-Rückhaltesystem gezeigt, daß den Insassen eines Kraftfahrzeuges bei einem Unfall schützen soll. Das In sassen-Rückhaltesystem baut sich aus bekannten Dreipunkt- Sicherheitsgurten auf, die einen Beckengurt und einen Schulter gurt besitzen. Zur Straffung des Sicherheitsgurtes sind ge trennte Beckengurtstraffer (15) und Schultergurtstraffer (16) vorgesehen. Der Sicherheitsgurt wird an einem Gurtschloß fest gelegt, an dem eine Gurtklemmvorrichtung (14) vorgesehen ist. Weiterhin besitzt das Insassen-Rückhaltesystem einen aufblas baren Luftsack (12), der beispielsweise am Lenkrad des Kraft fahrzeuges angeordnet ist.

Die Steuereinheit der Komponenten (12, 13, 14, 15, 16) besitzt einen Sensor (1), der vier Schwellwert-Signale (S 1, S 2, S 3, S 4) abgibt. Das Schwellwert-Signal (S 1) wird bei Unfällen mit geringer Unfallschwere abgegeben. Das Schwellwertsignal (S 2) wird bei mittlerer bis hoher Unfallschwere und das dritte Schwellwert-Signal (S 3) bei hoher Unfallschwere abgegeben. Tritt ein Überschlag des Fahrzeuges auf, so gibt der Sensor ein Schwellwert-Signal (S 4) ab. Die an den Ausgängen (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) anliegenden Schwellwert-Signale (S 1, S 2, S 3, S 4) bewirken die nachfolgend beschriebene Auslösung der Komponenten (12, 13, 14, 15, 16) des Insassen-Rückhaltesystems.

Um den Fahrzeuginsassen auch bei nicht angelegtem Sicherheits gurt und bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales (S 1) Schutz zu bieten, ist im Gurtschloß des Sicherheitsgurtes ein Schaltglied (2) angeordnet, an dem ein Schaltkontakt (3) vorge sehen ist. Der Schaltkontakt (3) ist in der Steuerleitung (L 1) angeordnet und als Öffner ausgebildet. Bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt bewirkt der geschlossene Schaltkontakt (3) über das ODER-Glied (11) die Ansteuerung des Luftsackes (12). Wei tere am Schaltglied (2) vorgesehene Schaltkontakte (4, 5, 6) sind als Schließer ausgebildet und in den Steuerleitungen (L 2, L 3, L 4) angeordnet. Bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt sind somit die Schaltkontakte (4, 5, 6) geöffnet. Bei Vorliegen der Schwellwert-Signale (S 2, S 3) erfolgt keine Auslösung mehr, da die Auslösung des Luftsackes (12) schon durch das Schwellwert signal (S 1) erfolgte. Bei Vorliegen des vierten Schwellwert- Signales (S 4) erfolgt bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt keinerlei Auslösung. Ist der Sicherheitsgurt angelegt, so sind die Schaltkontakte (4, 5, 6) geschlossen, wodurch die Weiter leitung der Schwellwertsignale (S 2, S 3, S 4) an die Komponenten (12, 13, 14, 15, 16) des Insassen-Rückhaltesystems ermöglicht wird.

Liegt am Ausgang (1 b) des Sensors (1) ein zweites Schwellwert- Signal (S 2) an und ist der Schaltkontakt (4) geschlossen, so erfolgt über die Steuerleitungen (L 2, L 5) und das ODER-Glied (11) die Ansteuerung des Luftsackes (12). Um während der Wirk zeit des Luftsackes (12) das Verletzungsrisiko des Fahrzeug insassen durch den Schultergurt zu vermindern, wird der Schul tergurt während der Wirkzeit des Luftsackes (12) entriegelt. Hierzu ist eine ansteuerbare Gurtauszugssperre (13) vorgesehen, zu deren Ansteuerung zwei Kippglieder (8, 9) vorgesehen sind. Die Ausgänge der Kippglieder (8, 9) werden mittels einer Rücksetzeinrichtung (21) logisch invertierend gesetzt. Die Eingänge eines UND-Gliedes (20) sind mit den Ausgängen der Kippglieder (8, 9) verbunden. Im rückgesetzten Zustand der Kippglieder (8, 9) ist die Gurtauszugssperre bei den gesetzlich festgelegten Gurt- bzw. Fahrzeugbeschleunigungswerten ver riegelt. Liegt nun am Setzeingang (S) des Kippgliedes (8) ein Signal an, so nimmt das Ausgangssignal (Q 1) des Kippgliedes (8) einen logisch gleichen Wert wie das Ausgangssignal (Q 2) des zweiten Kippgliedes an. Somit sind am UND-Glied (20) beide Bedingungen erfüllt, wodurch die Gurtauszugssperre (13) ange steuert wird und der Schultergurt entriegelt wird.

Die Entriegelung des Schultergurtes soll nur während der Wirk zeit des Luftsackes (12) bestehen. Dies wird durch ein Zeit glied (7) erreicht, das nach der Wirkzeit des Luftsackes (12) über ein ODER-Glied (17) den Rücksetzeingang (R) des zweiten Kippgliedes (9) ansteuert. Dies bewirkt ein Ausgangssignal (Q 2) am zweiten Kippglied (9), das dem Ausgangssignal (Q 1) entgegen gesetzt ist. Somit sind am UND-Glied (20) nicht beide Be dingungen gleichzeitig erfüllt, was zu einer Verriegelung der Gurtauszugssperre (13) führt.

Gleichzeitig mit der Ansteuerung der Gurtauszugssperre (13) wird über die Steuerleitung (L 6) ein drittes Kippglied (10) angesteuert, das die Gurtklemmvorrichtung (14) am Gurtschloß betätigt. Die Rücksetzeingänge (R) der Kippglieder (8, 10) und der Setzeingang (S) sind über eine Steuerleitung (L 8) mit einer Rücksetzeinrichtung (21) verbunden.

Die Ansteuerung des Beckengurtstraffers (15) und des Schulter gurtstraffers (16) bei Vorliegen des zweiten Stellwertsignales (S 2) erfolgt über die ODER-Glieder (18, 19). Das ODER-Glied (18) liegt in einer Steuerleitung (L 7), die von der Steuer leitung (L 2) abzweigt. Somit wird der Beckengurtstraffer (15), die Gurtklemmvorrichtung (14) und der Luftsack (12) gleich zeitig ausgelöst. Von der Steuerleitung (L 7) zweigt eine Steuerleitung (L 9) ab, die über das Zeitglied (7) und das ODER- Glied (17) mit dem Rücksetzeingang (R) des Kippgliedes (9) ver bunden ist. Am Ausgang des Zeitgliedes (7) zweigt die Steuer leitung (L 10) ab, über die ein Steuersignal an den Schulter gurtstraffer (16) weitergeleitet wird.

Bei Vorliegen eines Schwellwert-Signales (S 3) am Sensor (1) und bei geschlossenem Schaltkontakt (5) wird über die Steuerleitung (L 3) und das ODER-Glied (17) der Rücksetzeingang (R) des Kipp gliedes (9) angesteuert. Dies führt, da beim Schwellwert-Signal (S 2) die Gurtauszugssperre entriegelt war, wieder zu deren Verriegelung. Über eine von der Steuerleitung (L 3) abzweigende Steuerleitung (L 11) wird ein Steuersignal über das ODER-Glied (19) an den Schultergurtstraffer (16) geleitet. Das neben dem dritten Schwellwert-Signal (S 3) auch vorliegende zweite Schwell wert-Signal (S 2) bewirkt, wie oben schon beschrieben wurde, die Ansteuerung des Luftsackes (12), der Gurtklemmvorrichtung (14) und des Beckengurtstraffers (15).

Bei Vorliegen eines vierten Schwellwert-Signales (S 4), das einen Überschlag des Fahrzeuges anzeigt, und bei gleichzeitig geschlossenem Schaltkontakt (6) des Schaltgliedes (2) wird über die Steuerleitung (L 4) und das ODER-Glied (17) der Rücksetz eingang (R) des zweiten Kippgliedes (9) angesteuert. Hierdurch liegen wiederum verschiedene Ausgangssignale (Q 1, Q 2) an den Kippgliedern (8, 9) vor, wodurch die Verriegelung der Gurtaus zugssperre (13) sichergestellt ist. Über die von der Steuer leitung (L 4) abzweigende Steuerleitung (L 12) und das ODER- Glied (18) wird der Beckengurtstraffer (15) angesteuert. In gleicher Weise erfolgt über die Steuerleitung (13), die von der Steuerleitung (L 4) abzweigt, und das ODER-Glied (19) die An steuerung des Schultergurtstraffers (16).

Es ist auch möglich, das Insassen-Rückhaltesystem mit lediglich einem Gurtstraffer auszurüsten.

Die vorstehend beschriebene Gurtklemmvorrichtung (14) kann in einfacher Weise durch ein beweglich an der Schloßzunge angeord netes Halteteil für den Sicherheitsgurt erreicht werden. In der Schloßzunge ist eine Ausnehmung vorgesehen, über der das Halte teil angeordnet ist. Der Sicherheitsgurt wird durch die Ausneh mung und um das Halteteil geführt. Wird nun das Halteteil bei spielsweise elektromechanisch angesteuert, so wird der Sicher heitsgurt im Randbereich der Ausnehmung zwischen dem Halteteil und der Schloßzunge verklemmt.

Die vorstehend beschriebene ansteuerbare Gurtauszugssperre (13) kann durch eine elektrisch angesteuerte Kupplung realisiert werden. Es kann die völlige Abkupplung des Gurtaufrollers von der Verriegelung vorgesehen sein. Weiterhin ist es auch möglich, eine Rutschkupplung vorzusehen, mit der es möglich ist, das Gurtband gegen eine einstellbare Kraft auszuziehen.

Claims

1. Insassen-Rückhaltesystem, insbesondere für Kraftfahr zeuge, mit mindestens einem Sicherheitsgurt, an dem ein Gurt straffer vorgesehen ist, mit mindestens einem Luftsack (Air bag), mit mindestens einem die Funktionsstellung des Sicher heitsgurtes erfassenden Schaltglied, das im Gurtschloß ange ordnet ist, und mit einem Sensor, der von der wirksamen Ge schwindigkeitsänderung des Fahrzeuges abhängige Schwellwert- Signale abgibt, wobei die Ansteuerung des Luftsackes und des Gurtstraffers abhängig von der Funktionsstellung des Sicher heitsgurtes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine ansteuer bare Gurtklemmvorrichtung (14) am Gurtschloß und eine ansteuer bare Gurtauszugssperre (13) für den Schultergurt vorgesehen ist, daß der Sensor (1) mindestens drei verschiedene Schwell wert-Signale (S 1, S 2, S 3) abgibt und daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, die bei angelegtem Sicherheitsgurt und bei Erreichen des zweiten Schwellwert-Signales (S 2), das bei mittleren bis schweren Unfällen erreicht wird, den Luftsack (12) auslöst, die Gurtklemmvorrichtung (14) arretiert und die Gurtauszugssperre (13) während der Wirkzeit des Luftsackes (12) löst, und die bei angelegtem Sicherheitsgurt und bei Erreichen des dritten Schwellwert-Signales (S 3), das bei sehr schweren Unfällen erreicht wird, die Gurtauszugssperre (13) arretiert.

2. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit beim Vorliegen des zweiten Schwellwert-Signales (S 2) einen Beckengurtstraffer (15) ansteuert und nach der Wirkzeit des Luftsackes (12), die Gurt auszugssperre (13) arretiert und einen Schultergurtstraffer (16) betätigt.

3. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) ein viertes Schwell wert-Signal (S 4) abgibt, das einen Überschlag des Fahrzeuges anzeigt.

4. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit bei Vorliegen des vierten Schwellwert-Signales (S 4) den Beckengurt- und Schultergurt straffer (15, 16) ansteuert und die Gurtauszugssperre (13) arretiert.

5. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht angelegtem Sicher heitsgurt und bei Vorliegen des ersten Schwellwert-Signales (S 1) der Luftsack (12) ausgelöst wird.

6. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (2) im Gurt schloß einen ersten Schaltkontakt (3) besitzt, der bei ange legtem Sicherheitsgurt eine erste Steuerleitung (L 1) unter bricht, die mit einem das erste Schwellwert-Signal (S 1) ab gebenden Ausgang (1 a) des Sensors (1) verbunden ist und über die der Luftsack (12) angesteuert wird.

7. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (2) weitere Schaltkontakte (4, 5, 6) besitzt, die in weiteren Steuerlei tungen (L 2, L 3, L 4) angeordnet sind, die mit weiteren Ausgängen (1 b, 1 c, 1 d) des Sensors (1) verbunden sind.

8. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Gurtauszugs sperre (13) des Schultergurtes zwei Kippglieder (8, 9) vorge sehen sind, deren Ausgänge über ein UND-Glied mit der Gurtaus zugssperre (13) verbunden sind.

9. Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im rückgesetzten Zustand an den Ausgängen der Kippglieder (8, 9) logisch invertierte Ausgangssignale (Q 1, Q 2) vorliegen.

10. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Setzeingang (S) des ersten Kippgliedes (8) mit der zweiten Steuerleitung (L 2) verbunden ist und der Rücksetzeingang (R) des zweiten Kippgliedes (9) über ein Zeitglied (7) angesteuert wird.

11. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtklemmvorrichtung (14) über ein drittes Kippglied (10) gesteuert wird, dessen Setz eingang (S) über eine Steuerleitung (L 6) mit der zweiten Steuerleitung (L 2) verbunden ist.

12. Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzeingänge (R) des ersten Kippgliedes (8) und des dritten Kippgliedes (10) und der Setzeingang (S) des zweiten Kippgliedes (9) mit einer Rücksetz einrichtung (21) ansteuerbar sind.