DE3809074C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem aufblasbaren Aufprallschutzkissen mit den weiteren Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Grundsätzlich entfaltet ein Aufprallschutzkissen (Airbag) dann seine optimale Wirkung, wenn der Fahrzeuginsasse unmittelbar vor dem Frontal­ zusammenstoß eine "normale" Haltung im Fahrzeugsitz einnimmt. Davon kann aber nicht immer ausgegangen werden. So findet man gerade auf der Beifahrerseite häufig die Situation vor, daß der Fahrzeuginsasse aus verschiedenerlei Gründen sich gerade nach vorne zur Armaturentafel ge­ beugt hat. Auch bei auf dem Beifahrersitz sitzenden Kindern ist ein ähnliches Verhalten besonders dann häufig zu beobachten, wenn diese nach längeren Fahrten doch relativ unruhig werden. Gerade in solchen Situationen ist dann der Abstand zwischen dem Körper des Fahrzeugin­ sassen, insbesondere dem Kopf, und der das zunächst zusammengefaltete Aufprallschutzkissen beinhaltenden Armaturentafel relativ klein.

Kommt es nun in einer solchen Situation zu einem das Sicherheitssystem auslösenden Aufprall des Kraftfahrzeuges, so kann es durchaus passie­ ren, daß das auf den Fahrzeuginsassen auftreffende Schutzkissen bei diesem äußerst schwerwiegende Verletzungen hervorruft.

Dies läßt sich auch durch die Aufteilung des Entfaltungsvorganges in zwei Stufen nicht mildern (vgl. DE-OS 27 45 620), da diese in doch äußerst kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgen.

Aus der DE-OS 25 16 185 ist weiterhin eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge bekanntgeworden, bei der eine Vielzahl von gaserzeugenden Einheiten vorhanden ist, wobei wenigstens ein lastabhängiger Schalter dem Fahrzeugsitz zugeordnet ist, dahingehend, daß eine Abweichung von einer normalen Sitzposition durch einen Sitzschalter signalisiert wird, der bei unbesetztem Sitz nur das Auslösen einer ersten Aufblasstufe ermöglicht. Die lastabhängigen Schalter sind zwischen der oberen Schicht des Postermaterials und der Verkleidung des Fahrzeugsitzes angebracht.

Die ist mit wesentlichen Nachteilen verbunden. Zunächst müssen, um die Sitzfläche in ihrer Gesamtheit zu erfassen, mehrere großflächige Schalter vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es wohl unumgänglich, daß dadurch Einschränkungen im Sitzkomfort hinzunehmen sind. Letztlich stützen sich die Schalter auch am weichen Sitzpolster ab, so daß durch diese nachgiebige Auflagefläche Ungenauigkeiten hinsichtlich des Ansprechverhaltens hervorgerufen werden können.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein solches Sicherheitssystem in der Weise weiterzubilden, daß stets ein zuverlässiges Erfassen der Belegung eines Fahrzeugsitzes bei unterschiedlichen Sitzpositionen des Fahrzeuginsassen ohne Beeinträchtigung des Sitzkomforts möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Sicherheitssystem mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Zwar beschreibt auch die der DE-OS 38 02 159 zugrunde liegende nachveröffentlichte ältere deutsche Patentanmeldung eine die Sitzposition eines Fahrzeuginsassen berücksichtigende Schalteinrichtung für Aufprallschutzsysteme. Hierzu wird mittels Weggebern die Position eines Fahrzeugsitzes und seiner Teile erfaßt und eine Distanz von einem Oberflächenpunkt eines Sitzteiles zu einem fahrzeugfesten, dem Sitzteil gegenüberliegenden Punkt ermittelt, an dem ein berührungslos arbeitender Entfernungsmeßsensor angeordnet ist. Dieser erfaßt mittels eines Impulsecho-Laufzeitverfahrens die Entfernung einer sich in Richtung des Oberflächenpunktes auf den Sitz befindlichen Oberfläche. Die Erfindung gemäß Patentanspruch 1 ist durch diesen Stand der Technik allerdings nicht vorweggenommen.

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem ermöglicht das Aufblasen des Aufprallschutzkissens in Abhängigkeit von der jeweils gegebenen Situation (Belegung des Fahrzeugsitzes). Ist der Fahrzeugsitz unbesetzt, so unterbleibt auch ein Aktivieren des Aufprallschutzkissens, so daß dieses für eine eventuelle Weiterverwendung noch zur Verfügung steht. Dadurch werden auch die ansonsten beim explosionsartigen Aufblasen entstehenden Beschädigungen des Gehäuses sowie umliegender Teile, beispielsweise der Armaturentafel, vermieden. Die Anwendung ist auch bei Sicherheitsvorrichtungen zum Schutz der Fahrzeuginsassen auf den Fondsitzen empfehlenswert.

Weitere Einzelheiten gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor. Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung bzw. Zuordnung der Elemente des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems und

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktionsweise der Steuerschaltung.

Fig. 1 zeigt schematisch die Umrisse eines Kraftfahrzeuges 1 mit einem Fahrzeugsitz 2 samt zugehöriger Rückenlehne 3 und aufgesetzter Kopfstütze 4. Die Halterung des Fahrzeugsitzes 2 am Fahrzeugboden 5 ist als Schienenfüh­ rung ausgebildet, bestehend aus, in Fahrtrichtung 6 gesehen, links- und rechtsseitig am Sitz 2 angeordneten Gleitschienen 7, die in am Fahrzeugboden 5 befestigten Schienenführungen 8 längsbeweglich geführt sind. Damit kann ein Fahrzeuginsasse 9 den Fahr­ zeugsitz 2 entsprechend den persönlichen Wünschen einstellen sowie auch die Neigung der Rückenlehne 3 über einen zusätzlichen Verstellmechanis­ mus 10 beeeinflussen.

An jeder Gleitschiene 7 sind je ein vorderer sowie ein hinterer, Druck­ kräfte F₁ und F₂ messender Sensor 11 und 12 angebracht. Dadurch ergibt sich in der Summe F₁+F₂ die Gewichtskraft, die sich aus dem Gewicht von Fahrzeugsitz 2, Rücklehne 3, Kopfstütze 4 und dem Fahrzeuginsassen 9 zusammensetzt. Die Anordnung der Sensoren 11 und 12 ist dabei so gewählt, daß ihr beidseitiger Abstand von einer Schwerpunktlinie S des Sitz­ systems (unter Einbeziehung des korrekt sitzenden Fahrzeuginsassen 9 und bei mittlerer Stellung der Neigung der Rückenlehne 3) in etwa gleich ist (a=b). Die Wirkungslinien der Kräfte F₁ und F₂ verlaufen entsprechend auch pa­ rallel zur Schwerpunktlinie S.

Die von den Sensoren 11 und 12 ermittelten Meßwerte werden über eine Lei­ tung 13 einer Steuerschaltung 14 zugeführt, die sie in der in Fig. 2 gezeigten Weise verarbeitet. Die Steuerschaltung 14 ihrerseits wiederum steht mittels geeigneter Leitungsverbindungen 16 und 17 mit einem in einer Armaturentafel 19 oder Lenkrad des Kraftfahrzeuges 1 integrierten Mehr­ fachgeneratorsystem 19 in Verbindung, welches ein Aufprallschutzkissen 20 enthält. Das Generatorsystem 19 enthält die im Stand der Technik bekannten Funktionselemente, um das Aufprallschutzkissen 20 beim Auf­ treten einer mittels Sensoren ermittelbaren Fahrzeugverzögerung in Stufen zu entfalten. In Fig. 1 ist das Aufprallschutzkissen in einer räumlichen Ausdehnung gezeigt, die beim Wirksamwerden sämtlicher Auf­ blas-Stufen eintritt. Es ist daraus ersichtlich, daß beim explosions­ artigen Aufblasen ein relativ weit nach vorne gebeugter Fahrzeuginsasse 9 mit voller Wucht vom Aufprallschutzkissen 20 getroffen werden würde und dabei erhebliche Verletzungen davontragen könnte. Anders hingegen würde es sich bei einem nur teilweise gefüllten Aufprallschutzkissen 20 verhalten, wie dies in Fig. 1 in gestrichelter Linie angedeutet ist. In diesem Falle würde das Aufprallschutzkissen 20 wenigstens den Kopf des Fahr­ zeuginsassen 9 vor einem Aufschlagen auf die Armaturentafel 18 oder auf die Windschutzscheibe 23 bewahren.

Die Funktionsweise der Steuerschaltung 14 ist in Fig. 2 verdeutlicht. ln das darin enthaltende elektronische Steuersystem werden zunächst ständig die von den Sensoren 11 und 12 ermittelten Druckkräfte F₁ und F₂ eingelesen. Darüberhinaus wird eine Konstante (X) einbezogen, die ein auf den Fahrzeugsitz (2) abgestelltes kleines Zusatzgewicht (z. B. Gepäckstück) berücksichtigt. Die Konstante (X) ist auf jeden Fall gering (z. B. 5-10 kg) anzusetzen, damit nicht auch ein auf dem Fahr­ zeugsitz 2 sich befindender Fahrzeuginsasse 9 in diesen Toleranzbereich fällt.

Erfolgt nun ein Frontalzusammenstoß, so wird dies von einem beispiels­ weise innerhalb des Generatorsystems 19 vorgesehenen Verzögerungs-Sen­ sor erkannt und die entsprechenden Signale über die Steuerleitung 15 an die Steuerschaltung 14 weitergegeben. Dieses Signal ist in Fig. 2 durch die Verzweigung 24 verdeutlicht. Falls nun die Summe aus F₁ und F₂ innerhalb des Toleranzbereiches von X liegt (Verzweigung 25), so erfolgt keine Zündung des Generatorsystems 19, das Aufprallschutz­ kissen 20 verbleibt somit zusammengefaltet innerhalb seines Gehäuses.

Befindet sich allerdings ein Fahrzeuginsasse 9 auf dem Fahrzeugsitz 2 (F₁+F₂ X) und ist er relativ weit nach vorne gebeugt (F₁ < F₂), wie dies durch die Verzweigung 26 angedeutet ist, so erfolgt bei einem Un­ fall (Verzweigung 24) eine Teilzündung (Operation 27) des Generatorsys­ tems 19, was zur Folge hat, daß das Aufprallschutzkissen 20 nur teil­ weise gefüllt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß bei einem mehrstufigen Generatorsystem 19 lediglich eine einzige Stufe ge­ zündet wird.

Ist die letztgenannte Bedingung (Verzweigung 26) nicht erfüllt, was dann der Fall ist, wenn der Fahrzeuginsasse 9 sich in normaler Sitzpo­ sition auf dem Fahrzeugsitz 2 befindet und sich gegebenenfalls an die Rückenlehne 3 anlehnt (F₂ ist dann stets größer als F₁), so erfolgt bei einem Unfall (Verzweigung 24) im Generatorsystem 19 durch die Leis­ tungsverbindung 16 die Zündung sämtlicher Stufen und somit das volle Entfalten des Aufprallschutzkissen 20 (Operation 28).

Claims (5)

1. Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem aufblasbaren Aufprallschutzkissen zum Schutz eines Fahrzeuginsassen beim Aufprall des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis, wobei mit einer das Auslösen des Sicherheitssystems bewirkenden Steuerschaltung gekoppelte Mittel vorgesehen sind, die die Belegung eines Fahrzeugsitzes durch einen Fahrzeuginsassen und dessen Sitzposition erfassen und in Zusammenwirken mit der Steuerschaltung ein teilweises oder vollständiges Füllen des Aufprallschutzkissens einleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel die Sitzlastverteilung (F₁, F₂) als Funktion der Insassen-Sitzposition aufnehmende Kraft-Sensoren (11und 12) sind, und daß die Sensoren (11 und 12) in einer mit dem Fahrzeugboden (5) verbundenen Halterung (7, 8) des Fahrzeugsitzes (2) mit Abstand (a+b) voneinander angeordnet sind.

2. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (11 und 12) auf die Steuerschaltung (14) in an sich bekannter Weise derart einwirken, daß bei einem in Fahrtrichtung (6) relativ weit nach vorne verlagerten Fahrzeuginsassen (9) lediglich ein teilweises Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) erfolgt, während bei einer die normale Sitzposition charakterisierenden Schwerpunktlage ein vollständiges Aufblasen eingeleitet wird.

3. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (11 und 12) im vorderen sowie im hinteren Bereich des Fahrzeugsitzes (2) an dessen Gleitschienen (7) in der Weise angeordnet sind, daß ihr jeweiliger Abstand (a bzw. b) von einer Schwerpunktlinie (S) des Sitzsystems unter Einbeziehung des darauf in normaler Sitzhaltung befindlichen Fahrzeuginsassen (9) bei mittlerer Stellung der Neigung der Rückenlehne (3) in etwa gleich ist.

4. Sicherheitssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Steuerschaltung (14) eine Konstante (X) vorgesehen ist, die ein gegebenenfalls auf dem Fahrzeugsitz (2) abgestelltes Zusatzgewicht als Gewichtskraft-Toleranzbereich berücksichtigt.

5. Sicherheitssystem nach den Patentansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Auftreten einer bestimmten, einen Unfall charakterisierenden Fahrzeugverzögerung als Grundvoraussetzung und beim Vorliegen der Bedingung (F₁+F₂ < X) kein Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) erfolgt, daß bei Einhaltung der Bedingungen (F₁+F₂ X) und (F₁ < F₂) lediglich ein teilweises Aufblasen des Aufprallschutzkissens (20) erfolgt, und daß bei Vorliegen der Bedingungen (F₁+F₂ X) und (F₁ F₂) das Aufprallschutzkissen (20) vollständig aufgeblasen wird.