DE10160188A1 - Triggering airbag in vehicle, involves adapting gas pressure produced by gas generator to gas generator temperature determined from ambient and internal temperatures, engine operating period - Google Patents

Abstract

The method involves detecting the external temperature, the internal temperature and the engine operating period, determining the temperature of a gas generator for the airbag in a controller based on the detected data and adapting the gas pressure produced by the gas generator to the determined gas generator temperature. AN Independent claim is also included for the following: a system for triggering an airbag in a vehicle.

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. The present invention relates to an impact protection system for Vehicle occupants of a motor vehicle in which a gas generator is under pressure standing propellant gas for inflating an airbag (airbag) generated.

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. In the context of the present invention, the term “airbag” all impact protection systems equipped with an inflated gas bag understand e.g. B. provided in the steering wheel and dashboard driver or Passenger airbags, sidebags, etc.

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. The gas generators used in airbag systems are nowadays predominantly pyrotechnic in nature and work in such a way that by one Current pulse an igniter is ignited in the gas generator. Hot meet Particles on the surface of a tablet mostly present Fuel that then ignites and burns in a combustion chamber. there there is a sufficient amount of gas and a sufficient gas pressure to Inflate the airbag. In addition, there are hybrid gas generators in which Propellant gas is stored in a compressed gas container, which is by means of a Bursting membrane is closed. The bursting membrane is used to trigger the airbag broken up by an ignition charge, so that the propellant gas from the Pressure tank flows out and fills the airbag. Furthermore there are liquid gas Gas generators that have a pressurized gas container filled with liquid gas. to The LPG is triggered by an ignition charge ignited, which creates compressed gas that is directed into the airbag.

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. The function of these known gas generators is temperature-dependent, so that Varying relatively widely at different ambient temperatures Inflation times for the airbag, pressures in the gas generator and gas pressures in the airbag arise. Those occurring inside a motor vehicle Temperature fluctuations can be between -35 ° C and + 85 ° C, so that the The nature and impact characteristics of the inflated airbag also varies widely.

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. In view of this, DE 195 41 796 A1 proposes a gas generator for passive restraint systems whose gas pressure fluctuations caused by different ambient operating temperatures are caused, are reduced. For this purpose, the one described in DE 195 41 796 A1 Gas generator has a thermocouple located in the immediate vicinity of the Metal body of the gas generator is located. This thermocouple is used to heat or to the metal body according to the requirements cool and thus the gas generator to a certain operating temperature that is independent of the environmental ambient temperature. With in other words, the gas generator is air-conditioned.

Die EP 0 773 146 A2 beschreibt einen Gasgenerator eines Aufprallschutzsystems für 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. EP 0 773 146 A2 describes a gas generator Impact protection system for vehicle occupants, which uses a pressurized propellant to Inflation of the airbag generated, being on the way of the propellant to Airbag a deflection device for influencing the flow path of the Airbag flowing propellant gas is provided. This will make the path of Gas flow lengthened or shortened, so that the pressure in the air bag essential gas temperature can be kept variable and by corresponding control of the deflection device can vary. To determine the Ambient temperature of the gas generator is a temperature sensor provided, which is connected to a control device.

Die US-A-5,056,815 und korrespondierende DE 39 24 500 C1 offenbaren eine temperaturabhängige Steuerung des von einem Gasgenerator abgegebenen Gasdrucks. US-A-5,056,815 and corresponding DE 39 24 500 C1 disclose one temperature-dependent control of the output from a gas generator Gas pressure.

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. It is an object of the present invention, improved methods and To provide systems for deploying an airbag in motor vehicles, at where the ambient temperature is taken into account and no additional ones Components are required. This task is carried out with the characteristics of Claims resolved.

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. The invention is based on the basic idea of in the vehicle to use existing data and the temperature of the Gas generator to determine a corresponding adjustment of the Generator generated gas pressure to realize the environmental conditions. For this purpose, with (preferably existing) temperature sensors for outdoor and indoor temperature determination (e.g. for automatic air conditioning) as well as with a Device detects the operating time of the engine. The data collected will a control device (e.g. computer) for further processing fed. The control device determines based on the exterior and Internal temperature and the operating time of the engine the temperature of the Airbag inflator. With the help of the determined temperature of the gas generator the gas pressure generated by the gas generator is adjusted.

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. The operating time of the engine is in determining the temperature of the Gas generator in addition to the outside and inside temperature a factor because of this Operating time on the cooling caused by the air conditioning system or Heating of the vehicle interior using defined gradients on the Temperature of the gas generator can be closed. An adaptation of the The temperature of the gas generator is therefore also dependent on the operating time of the engine dependent.

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 Fig. 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 Fig. 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. The gas pressure generated by the gas generator is preferably adapted to the determined temperature of the gas generator by accessing characteristic curves stored in the motor vehicle for the respective temperature of the gas generator. A suitable characteristic field is shown by way of example in FIG. 1. Depending on the operating time of the engine (ordinate) and the outside temperature (abscissa), various characteristic curves for the front passenger, side and driver airbags are shown. The diagram also has a characteristic curve for the internal temperature. As can be seen from Fig. 1, the characteristic curves between approximately -35 ° C and approximately + 25 ° C are shown. The inside temperature of the vehicle rises relatively quickly in the first ten minutes from -35 ° C to approx. + 25 ° C and then remains largely constant. The temperatures of the driver and front passenger airbags are largely parallel. In the initial 70 to 80 minutes of operation of the engine, they increase approximately linearly from approximately -35 ° C to approximately 20 ° C. The two curves then approach each other at around 25 ° C, ie the inside temperature of the vehicle. In the example shown, the characteristic curve of the side airbag in the door also begins at around -35 ° C and then in principle runs linearly up to around + 10 ° C. Then the temperature of the side airbag remains constant at around + 15 ° C.

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. In general, for example, at high outside temperatures "Power" of the gas generator is reduced and at low outside temperatures the "power" of the gas generator increases. For example, a two- or multi-stage gas generator can be provided.

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. The method or system according to the invention is advantageously also for Motor vehicles with several airbag modules can be used, since this too If no further sensors are required, but rather to the im Existing vehicle data can be accessed. Thus in this Case based on the recorded outside and inside temperature as well as the Travel time determined the temperature of each gas generator of each airbag and an individual adjustment of the respective by the gas generators generated gas pressures for the individual airbags performed.

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. Compared to known airbag systems in which the ambient temperature is taken into account, has the inventive method and system in particular the advantage that temperature compensation without additional Components (e.g. temperature sensor for the gas generator) is made. This allows costs to be reduced and at the same time maximum security realize.

Claims (8)

1. 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. 1. A method for triggering an airbag in motor vehicles with the steps: a) detecting the outside temperature, the inside temperature and the operating time of the engine of the motor vehicle; b) determining the temperature of a gas generator of the airbag on the basis of the data acquired in step a); and c) adapting the gas pressure generated by the gas generator to the temperature of the gas generator determined in step b). 2. 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. 2. The method according to claim 1, wherein the detection of the outside temperature, the internal temperature and the operating time of the engine according to step a) by accessing information available in the motor vehicle. 3. 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. 3. The method of claim 1 or 2, wherein adjusting the by the Gas generator generated gas pressure according to step c) by accessing characteristics stored in the motor vehicle for the respective temperature of the Gas generator takes place. 4. 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. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein in step b) Temperatures of several gas generators from several airbags can be determined and in step c) an individual adjustment of the respective by the Gas generators produce gas pressures for the individual airbags. 5. 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. 5. System for triggering an airbag in motor vehicles with a sensor to measure the outside temperature, a sensor to measure the Internal temperature in the motor vehicle, a device for determining the Operating time of the engine, a gas generator for generating the Gas pressure for the airbag and a control device for determining the Temperature of the gas generator based on the outside and Internal temperature and the operating time of the engine and to adjust the the gas generator generated gas pressure to the temperature of the Gas generator. 6. System nach Anspruch 5, wobei der Gasgenerator zwei- oder mehrstufig ausgebildet ist. 6. System according to claim 5, wherein the gas generator in two or more stages is trained. 7. 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. 7. The system of claim 5 or 6, wherein the control means further has a memory in which characteristics for the ignition of the Gas generator stored depending on the temperature of the gas generator are, the control device adjusting the gas pressure the temperature of the gas generator based on the corresponding Characteristic curve for the respective temperature. 8. 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. 8. System according to any one of claims 5 to 7, wherein a plurality of airbags with corresponding gas generators are provided and the Control device is designed such that the temperatures of all Gas generators are determined and an individual adjustment of the respective gas pressures generated by the gas generators for the individual Airbags.