Method for controlling ventilation unit of restraining device, particularly gas bag with inflator unit, involves opening ventilation unit after switching time for releasing inflator unit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Entlüftungseinrichtung einer Rückhaltevorrichtung, insbesondere eines Gassacks mit Gasgenerator nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Airbags in Kraftwagen werden üblicherweise mit einer festen Aufblasrate entfaltet, und entleeren sich in der Folge durch die Porosität des Gassackes und durch vorgesehene Entlüftungsöffnungen in Abhängigkeit vom Impuls des auf den Airbag auftreffenden Fahrzeuginsassen. Solche Systeme erlauben keine Anpassung der Rückhaltewirkung des Airbags an unterschiedlich schwere Unfälle. Um eine derartige Anpassung zu ermöglichen, sind Airbags mit ansteuerbaren Entlüftungseinrichtungen bekannt. Die Entlüftungseinrichtungen können dabei einfach schaltbar ausgebildet sein oder eine kontinuierliche Durchflussregelung aufweisen.

Aus der DE102004057064DE 10 2004 057 064 A1A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern einer Entlüftungseinrichtung eines Fahrzeuggassacks mit Gasgenerator bekannt, wobei die Entlüftungseinrichtung eine Schaltzeit nach Auslösen des Gasgenerators geöffnet wird. Die Schaltzeit wird dabei durch insassenbelastungsrelevante Parameter beeinflusst. Die Beeinflussung erfolgt dabei im Wesentlichen durch Insassenposition, Gewicht, Unfallschwere, Unfallschwere und Temperatur.

Solche Verfahren berücksichtigen nicht, dass sich die Insassenposition im Unfallverlauf bereits in den wenigen Millisekunden bis zur Auslösung des Airbags verändert, da der Insasse durch die Verzögerung des Fahrzeugs sich nach vorne verlagert.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzuentwickeln, dass die Position des Insassen vor dem Unfall und Positionsänderungen des Insassen im Unfallverlauf mit berücksichtigt werden können und die Rückhaltewirkung der Rückhaltevorrichtung entsprechend angepasst werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein derartiges Verfahren zum Ansteuern einer Entlüftungseinrichtung einer Rückhaltevorrichtung, insbesondere eines Gassacks mit Gasgenerator, beruht darauf, die Entlüftungseinrichtung nach einer Schaltzeit nach einem Auslösen des Gasgenerators zu öffnen, wobei die Schaltzeit t in Abhängigkeit von Insassenbelastungsrelevanten Parametern bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die insassenbelastungsrelevanten Parameter eine Insassenvorverlagerung umfassen. Das Verfahren passt die Rückhaltewirkung der Rückhaltevorrichtung somit an die Positionsveränderung des Insassen an, welche erst durch den Unfall verursacht wird. Die Rückhaltewirkung ist somit gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verbessert.

Darüber hinaus können die insassenbelastungsrelevanten Parameter eine Insassenposition und/oder eine Sitzposition und/oder einen Abstand des Insassen zum Gassack und/oder ein Insassengewicht umfassen. Damit wird eine besonders präzise Anpassung der Rückhaltewirkung an die individuellen Gegebenheiten die für den jeweiligen Unfall spezifisch sind, ermöglicht. Die Insassenvorverlagerung wird bevorzugt über einen Gurtbandauszug bestimmt. Dies ermöglicht eine besonders einfache und robuste Detektion der Änderung der Insassenposition im Verlaufe des Unfalls. Für die Detektion wird ein direkt vom Sitzinsassen beeinflusster Parameter, nämlich der Gurtbandauszug, verwendet, sodass eine besonders präzise Detektion verglichen mit lediglich mittelbaren Detektionsverfahren möglich ist.

Alternativ ist es möglich, die Insassenvorverlagerung über eine zweifache Integration eines Beschleunigungssignals zu bestimmen. Ein solches Beschleunigungssignal wird vom Crashsensor der Rückhaltevorrichtung ohnehin geliefert. Im Vergleich zu einer direkten Detektion wird jedoch Genauigkeit verloren.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Gasgenerator mit zwei Stufen verwendet, wobei die Schaltzeit t eine Mindestzeit nach dem Zünden der ersten Stufe nicht unterschreitet. Damit wird gewährleistet, dass eine Mindestschwelle der Rückhaltewirkung der Rückhaltevorrichtung nicht unterschritten wird.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass bei einem zweistufigen Gasgenerator die Schaltzeit t eine Mindestzeit zum Zünden der zweiten Stufe nicht unterschreitet, also erste und zweite Stufe vor dem Öffnen der Absträuöffnung gezündet werden. Auch so wird eine Mindestrückhaltewirkung sichergestellt, wobei die Auswahl der konkreten Mindestzeit und die Wahl zwischen Festlegen der Mindestzeit nach der ersten oder der zweiten Stufe von der konkreten Ausführungsform des Gasgenerator und der jeweils von den Stufen produzierten Gasmengen abhängt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Entlüftungseinrichtung erst nach dem Aktivieren eines schaltbaren Gurtkraftbegrenzers geöffnet wird. Damit wird die Abstimmung zwischen schaltbaren Gurtkraftbegrenzer und Rückhaltevorrichtung verbessert. Der schaltbare Gurtkraftbegrenzer hat so lange ein hohes Kraftniveau, bis der Insasse beim Crash sich soweit vorverlagert hat, dass der Airbag seine maximale Rückhaltewirkung entfalten kann. Dann wird durch die schaltbare Abströmöffnung die Rückhaltewirkung des Airbags weiter moduliert.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Entlüftungseinrichtung unmittelbar nach dem Zünden des Gasgenerators geöffnet wird, falls ein vorgegebener Mindestabstand zwischen einem Sitz und dem Gassack unterschritten wird. Damit kann bei besonders geringer Entfernung zwischen Sitzinsassen und Gassack gewährleistet werden, dass die Entfaltung des Gassackes weicher als normal erfolgt, so dass entfaltungsbedingte Verletzungen des Insassen vermieden werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Entlüftungseinrichtung unmittelbar nach dem Zünden des Gasgenerators und vor dem Aktivieren des schaltbaren Gurtbegrenzers geöffnet wird, falls ein vorgegebener Mindestabstand zwischen einem Sitz und dem Gassack unterschritten wird. Auch hier werden Verletzungen des Insassen durch den sich entfaltenden Gassack bei besonders kurzen Abständen vermieden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Schaltzeit um einen vorgegebenen Betrag erhöht, falls der Insasse nicht angegurtet ist. Die Rückhaltewirkung der Rückhaltevorrichtung wird so erhöht, um die fehlende Rückhaltewirkung des Gurtes zu kompensieren.

Weiterhin können die insassenbelastungsrelevanten Parameter die Crashschwere, den Unfallverlauf und die Unfallart umfassen. Insgesamt werden also äußere Parameter, wie die Verzögerung, die spezifische Natur des Unfalls mit inneren Parametern wie der Insassenposition und Sitzposition und dergleichen kombiniert. Beispielsweise ergibt sich so bei einer hohen Fahrzeugverzögerung und damit schneller Vorverlagerung des Insassen eine kurze Schaltzeit, bei geringer Fahrzeugverzögerung und einer damit einhergehenden langsamen Vorverlagerung eine längere Schaltzeit, bei Sitz- oder Insassenposition vorne eine kurze und bei Sitzposition bzw. Insassenposition hinten eine längere Schaltzeit. Für jede Kombination aus Unfallverlauf und Insassen- bzw. Sitzposition, gegebenenfalls noch Insassengewicht, können so optimale Zwischenwerte für die Schaltzeit ermittelt werden.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

2 ein Ablaufdiagramm für ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit Berücksichtigung von Sitzposition und mehrstufigen Gasgenerator;

3 ein Ablaufdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Berücksichtigung der Sitzposition mit Auslösung nach der ersten Stufe eines mehrstufigen Gasgenerators;

4 ein Ablaufdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Berücksichtigung der Gasgeneratorzündung;

5 ein Ablaufdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit Anpassung der Schaltzeiten an weitere Parameter;

6 ein Ablaufdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Berücksichtigung von Sitzposition und Gasgeneratorauslösung;

7 ein Ablaufdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit zusätzlicher Ansteuerung eines schaltbaren Gurtkraftbegrenzers;

8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Berücksichtigung der Gasgeneratorauslösung bei Verwendung eines schaltbaren Gurtkraftbegrenzers,

9 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei welchem unterschiedliche Schwellenwerte in Abhängigkeit der Information eines Sitzpositionssensors verwendet werden.

In einem ersten Funktionsblock B10 des in 1 dargestellten Verfahrens wird kontinuierlich ein Crashsensor eines Kraftwagens abgefragt. Solange der Crashsensor keinen Crash detektiert, wird die Insassenvorverlagerung IVV definitionsgemäß auf null gesetzt. Der Funktionsblock B10 ist allen dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemeinsam und soll daher nur anhand der 1 diskutiert werden. Durch das kontinuierliche Nullsetzen der Insassenvorverlagerung wird sichergestellt, dass Offsetfehler des Beschleunigungssensors nicht integriert werden und somit nicht zu einer Verfälschung der vorhergesagten Insassenvorverlagerung IVV führen.

Detektiert der Crashsensor im Funktionsblock B10 einen Unfall, so wird eine theoretische Insassenvorverlagerung IVV im Verfahrensschritt S10 durch doppelte Integration über die vom Crashsensor gemessene Beschleunigung bestimmt. Im folgenden Verfahrensschritt S12 wird ein Gurtschlosssensor GSS abgefragt, um so festzustellen, ob der Sitzinsasse angeschnallt ist. Ist dies der Fall, wird Schritt S14 geprüft, ob die Insassenvorverlagerung einen ersten Schwellenwert S1 überschreitet. Ist dies der Fall, wird im Schritt S16 die schaltbare Abströmöffnung geöffnet, um den Airbag so zu entlüften. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Verfahren zum Funktionsblock B10 zurück, berechnet in der Folge im Schritt S10 eine neue Insassenvorverlagerung und durchläuft wiederum die Gurtschlussprüfung. Ist der Insasse nicht angeschnallt, wird anstelle des Verfahrensschrittes S14 der Verfahrensschritt S18 durchgeführt und geprüft, ob die Insassenvorverlagerung IVV einen zweiten Schwellenwert S2 überschreitet. Die Schwellenwerte S1 und S2 können dabei dergestalt angepasst werden, dass die Rückhaltewirkung des Airbags auf den jeweiligen Anschnallzustand des Sitzinsassen optimiert wird. Bei Überschreiten des Schwellenwertes S2 wird wiederum die schaltbare Abströmöffnung im Schritt S16 geöffnet. Bei Nichtüberschreiten des Schwellenwertes S2 kehrt das Verfahren – wie auch beim angeschnallten Zustand des Insassen – wieder zum Funktionsblock B10 zurück und aktualisiert die Insassenvorverlagerung. Die gezeigte Schleife wird also solange durchlaufen, bis der jeweilige Schwellenwert für den angeschnallten bzw. nicht angeschnallten Zustand des Sitzinsassen erreicht ist und die schaltbare Abströmöffnung des Airbags geöffnet wird.

2 stellt eine alternative Ausführungsform des Verfahrens dar. Wieder wird der Funktionsblock B10 durchlaufen und die Insassenvorverlagerung auf Null gesetzt, bis der Crashsensor einen Crash detektiert. Auch hier wird wieder im Verfahrensschritt S10 die theoretische Insassenvorverlagerung IVV aus doppelter Integration der gemessenen Beschleunigung bzw. Verzögerung berechnet. Im Gegensatz zum in 1 gezeigten Verfahren wird hier in einem zusätzlichen Verfahrensschritt S20 ein Sitzpositionssensor SPS abgefragt. Hierbei wird festgestellt, ob der Fahrzeugsitz sich in einer vorderen Position befindet. Zusätzlich zu der Abfrage des Sitzpositionssensors SPS wird wiederum der Gurtschlusssensor GSS im Verfahrensschritt S12 bzw. S12' abgefragt. Das Verfahren unterscheidet also zwischen vier Zuständen: Sitz vorne, Insasse angeschnallt; Sitz vorne Insasse nicht angeschnallt; Sitz hinten, Insasse angeschnallt, Sitz hinten, Insasse nicht angeschnallt. In Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Kombination wird im Verfahrensblock B12 geprüft, ob die Insassenvorverlagerung IVV eine der jeweiligen Kombination zugeordnete Schwelle S1, S2, S3, S4 überschreitet. Ist dies jeweils nicht der Fall, so kehrt das Verfahren wie bereits bei 1 geschildert zum Funktionsblock B10 zurück. Bei Überschreitung des jeweiligen Schwellenwertes erfolgt vor Auslösung der schaltbaren Abströmeinrichtung eine zusätzliche Abfrage im Funktionsblock B14, ob die zweite Gasgeneratorstufe bereits gezündet hat. Erst nach Zünden der zweiten Gasgeneratorstufe wird die schaltbare Abströmöffnung geöffnet. Ist die Zündung noch nicht erfolgt, so kehrt das Verfahren wiederum zum Funktionsblock B10 zurück, und durchläuft die Schleife, bis sowohl die Insassenvorverlagerung den jeweiligen Schwellenwert S1 bis S4 überschritten hat und die zweite Gasgeneratorstufe gezündet hat.

Die in 3 dargestellte Ausführungsform des Verfahrens entspricht der in 2 gezeigten. Die beiden Verfahren unterscheiden sich lediglich im Funktionsblock B14 bzw. B14'. Während in 2 die Auslösung der schaltbaren Abströmöffnung von der Zündung der zweiten Stufe eines mehrstufigen Gasgenerators abhängig gemacht wird, wird in der in 3 gezeigten Ausführungsform die Auslösung der schaltbaren Abströmöffnung vom Zünden der ersten Stufe eines mehrstufigen Gasgenerators abhängig gemacht.

Die Schwellwerte S1 bis S4 haben bei einem leichten Crash andere Werte, wenn nur eine Gasgeneratorstufe gezündet wird.

Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht den beiden vorher besprochenen. Der Verfahrensablauf unterscheidet sich lediglich dadurch, dass der Funktionsblock B14 bzw. B14' vollständig entfällt. Es erfolgt also keine Abfrage, ob der Gasgenerator gezündet hat. Die Abströmöffnung kann somit auch frühzeitig geöffnet werden, um bereits den Aufblasvorgang des Airbags weniger hart zu gestalten. Dies kann bei besonders leichten Unfallereignissen oder bei deutlichen out-of-position-Situationen des Insassen förderlich sein. Die in 5 gezeigte Ausführungsform des Verfahrens entspricht der in 1 gezeigten. Die Abfrage des Gurtschlossschalters GSS in Verfahrensschritt S20 und die Überprüfung der Schwellenwerte S1 und S2 in den Schritten S14 und S18 wird hier lediglich durch den Funktionsblock B14 ergänzt. Es wird also zusätzlich geprüft, ob der Gasgenerator bereits ausgelöst hat. Erst nach Auslösen des Gasgenerators wird dann im Verfahrensschritt die schaltbare Abströmöffnung geöffnet. Damit kann sicher gestellt werden, dass eine vorgegebene Minderrückhaltewirkung gewährleistet ist. Weiterhin kann – was im Ablaufdiagramm nicht dargestellt ist – eine Anpassung der Schwellenwerte S1 und S2 erfolgen. Die Anpassung kann dabei in Abhängigkeit des Crashverlaufs, der Crashart, (volle oder Teilüberdeckung oder schräger Crash) der Fahrzeugbeschleunigung, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Zeit ab Crashbeginn, der Sitzlängsposition, der Insassenposition sowie weiterer belastungsrelevanter Parameter erfolgen.

Die in 6 gezeigte Ausführungsform entspricht wiederum der in 5 gezeigten. Auch hier werden die Schwellenwerte S1 und S2 in Abhängigkeit der genannten Parameter dynamisch verändert. Der Funktionsblock B14, der eine Abfrage der Auslösung des Gasgenerators umfasst, entfällt in der in 6 gezeigten Ausführungsform, so dass die schaltbare Abströmöffnungen im Verfahrensschritt S16 unabhängig vom Zustand des Airbags geöffnet werden kann, um so beispielsweise eine besonders weiche Entfaltung des Airbags bei leichten Crashereignissen zu gewährleisten.

7 zeigt das Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens, welches im Wesentlichen dem in 5 gezeigten entspricht. Die Auslösung der schaltbaren Abströmöffnung wird allerdings im Funktionsblock B14' nicht von der Zündung der ersten Stufe, sondern von der Zündung der zweiten Stufe des Gasgenerators abhängig gemacht. Ein weiterer Unterschied findet sich im Verfahrensschritt S20. Wird bei der Überprüfung des Gurtschlosssensors festgestellt, dass der Insasse angeschnallt ist, so verzweigt das Verfahren. Parallel zur Überprüfung in Schritt S18, ob die Insassenvorverlagerung IVV den zweiten Schwellenwert S2 überschreitet, wird der Funktionsblock B16 ausgeführt. Hier wird geprüft, ob die Insassenvorverlagerung IVV einen dritten Schwellenwert S3 überschreitet. Ist dies der Fall, so wird zusätzlich zu einer eventuellen Auslösung der schaltbaren Abströmöffnung im Schritt S16 ein schaltbarer Gurtbegrenzer aktiviert. Freigabe des schaltbaren Gurtkraftbegrenzers kann zusätzlich erst nach dem Zünden eines Gurtstraffers erfolgen. Dies ermöglicht eine besonders gute Abstimmung des Rückhalteverhaltens von Gurt und Airbag.

Das in 8 gezeigte Verfahren entspricht wiederum dem in 7 gezeigten. Auch hier ist ein Funktionsblock B16 vorhanden, in welchem bei angeschnalltem Sitzinsassen überprüft wird, ob die Insassenvorverlagerung IVV einen dritten Schwellenwert überschreitet, in welchem Fall ein schaltbarer Gurtkraftbegrenzer aktiviert wird.

Im in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird analog zu 2 ein Sitzpositionssensor abgefragt und festgestellt, ob der Fahrzeugsitz sich in einer vorderen Position befindet. Abhängig davon verzweigt das Verfahren in zwei alternative Funktionsblöcke B20 und B22. Die beiden Funktionsblöcke B20 und B22 entsprechen dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel beginnend mit dem dortigen Schritt S20. Je nach Information des Sitzpositionssensors werden jedoch unterschiedliche Schwellenwerte für die Insassenvorverlagerung benutzt, um so die Information des Sitzpositionssensors zu integrieren und sitzpositionsabhängig optimale Schaltzeiten zu bestimmen.

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

• - DE 102004057064 A1 [0003]