DE10213907C1 - Gassackeinrichtung mit Radarsteuerung - Google Patents

Abstract

Eine Gassackeinrichtung mit einem mittels einer Aufblasvorrichtung aufblasbaren Gassack und mit einer Steuervorrichtung zum Steueren des Aufblasverhaltens in Abhängigkeit von der über eine Erfassungseinrichtung festgestellten Position des Fahrzeuginsassen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung aus wenigstens einer, auf der Basis eines hochfrequenten Signals arbeitenden Radareinheit (12, 17) mit einer nachgeschalteten Auswerteeinheit (13) für die Radarsignale besteht, die mit der Steuervorrichtung (14) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gassackeinrichtung mit einem mittels einer Aufblasvorrichtung aufblasbaren Gassack und mit einer Steuervorrichtung zum Steuern des Aufblasverhaltens in Abhängigkeit von der über eine Erfassungseinrichtung festgestellten Position des Fahrzeuginsassen, wobei die Erfassungseinrichtung aus wenigstens einer, auf der Basis eines hochfrequenten Signals arbeitenden und eine fahrzeugseitig montierte statische Antenneneinheit umfassenden Radareinheit mit einer nachgeschalteten Auswerteeinheit für die Radarsignale besteht, die mit der Steuervorrichtung verbunden ist.

Eine Gassackeinrichtung mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 196 37 108 A1 beschrieben; hierbei ist vorgesehen, daß am Fahrzeug, und zwar in dem oberhalb der vorderen Windschutzscheibe verlaufenden Dachholmbereich, eine Sendeeinrichtung für Radarstrahlen angeordnet ist, wobei im Armaturenbrett und am Lenkrad mehrere Empfangsvorrichtungen angeordnet sind. An dem von dem Fahrzeuginsassen anzulegenden Sicherheitsgurt ist an wenigstens einer geeigneten Stelle ein strahlenreflektierendes Material angebracht, so daß die von der Sendeeinrichtung ausgehenden Radarstrahlen von den entsprechenden Materialbereichen des Sicherheitsgurtes in Richtung des Armaturenbretts reflektiert und von den dort angeordneten Empfangsvorrichtungen aufgenommen werden. Mit dieser Anordnung ist eine kontinuierliche Überwachung der Sitzposition des Fahrzeuginsassen möglich, indem der Abstand der angeschnallten Person zu Sender bzw. Empfänger ermittelt wird. Die so ermittelten Daten werden in die Steuerung des Aufblasverhaltens eines Gassackes umgesetzt.

Mit der bekannten Anordnung ist der Nachteil verbunden, daß die räumlich getrennte Anordnung der Sendevorrichtung und der Empfangsvorrichtungen einen entsprechenden Bau- und Installationsaufwand erfordern. Es kommt hinzu, daß die Ermittlung des jeweiligen Abstandes des Fahrzeuginsassen zu Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen aufwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gassackeinrichtung mit den gattungsgemäßen Merkmalen einfacher auszugestalten.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 4; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sieht in einer ersten Ausführungsform vor, daß die aus einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne bestehende statische Antenneneinheit am Ansatz des Gassackes am Airbagmodul angeordnet ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß Sende- und Empfangsantenne gemeinsam in Form einer Antenneneinheit an dem Ansatz des Gassackes am Airbagmodul angeordnet sind, womit in vorteilhafter Weise eine Vormontage der Radareinheit bei der Produktion des Airbagmoduls möglich ist, so daß im Rahmen der Endmontage lediglich das Airbagmodul an der zugeordneten Stelle im Fahrzeug einzusetzen ist. Ferner ist es im Gegensatz zu der im Stand der Technik lediglich praktizierten Abstandsmessung nunmehr möglich, auch die Position des sich entfaltenden Gassackes zu erfassen, so daß mittels der erfindungsgemäß eingesetzten Radartechnik auch dynamische Einflüsse in die Steuerung des Aufblasverhaltens des Gassackes einbezogen werden können. So ist es möglich, bei Einsatz der Erfindung beispielsweise die Auslösung bzw. Zündung der einzelnen Stufen eines Mehrkammergasgenerators als Aufblasvorrichtung nicht nur in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeuginsassen und/oder des Gassackes, sondern auch von der Dynamik des Unfallgeschehens, d. h. von den Positionsänderungen von Fahrzeuginsassen und/oder Gassack zu steuern. Weiterhin kann im Rahmen weiterer technischer Möglichkeiten das Aufblasverhalten des Gassackes beeinflußt werden, indem beispielsweise eine Abströmöffnung im Gassack geöffnet oder deren Querschnitt geändert wird.

Die Grundlage für die Steuerung des Aufblasverhaltens des Gassackes wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verbessert, wenn der Gassack an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Gewebefläche eine metallisierte, die von der statischen Antenneneinheit ausgesandten bzw. empfangenen Radarsignale teils durchlassende, teils reflektierende Teilbeschichtung aufweist. Hierbei werden einerseits von der statischen Antenne ausgesandte Radarsignale von den metallischen Teilen der Teilbeschichtung reflektiert, so daß über die Erfassung der von der Teilbeschichtung reflektierten Radarsignale auf die Änderung der Lage des Gassackes bei dessen Aufblasen geschlossen werden kann; ein anderer Teil der von der statischen Antenneneinheit ausgesandten Radarsignale geht durch die metallisierte Teilbeschichtung des Gassackgewebes hindurch und wird von dem Insassen reflektiert und kann ebenso wieder durch die metallisierte Teilbeschichtung zurück zur statischen Antenneneinheit reflektiert werden. Damit ist gleichermaßen eine Erfassung der Lageveränderung von Fahrzeuginsassen und Gassack gegeben.

Ein gleicher Effekt ist dadurch zu erreichen, daß nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Radareinheit zusätzlich zu der fahrzeugseitig montierten statischen Antenneneinheit eine an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Gewebefläche angebrachte zweite dynamische Antenneneinheit aufweist. Hierbei erfaßt die statische Antenne die Ausbreitung des Gassackgewebes, während die an dem Gassackgewebe angebrachte dynamische Antenne auf den Fahrzeuginsassen ausgerichtet ist und dessen Position detektiert.

In einer alternativen Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß die Radareinheit eine an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Gewebefläche des Gassackes angebrachte dynamische Antenneneinheit umfaßt, die auf einem Teil ihrer Erstreckung von einer zum Armaturenbrett des Fahrzeuges gerichteten Abschirmung und auf einem anderen Teil ihrer Erstreckung von einer zum Fahrzeuginsassen gerichteten Abschirmung abgedeckt ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß sowohl die Position des Gassackes als auch die Position des Fahrzeuginsassen mit einer einzigen Antenneneinheit bestimmt werden kann.

Die Anordnung eines allerdings lediglich auf lokale Druckänderungen ansprechenden und daher nicht mit einer Antenneneinheit zusammenwirkenden Sensors ist aus der DE 198 27 135 A1 bekannt.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die dynamische Antenneneinheit als flexible, mit dem Gewebe des Gassacks zu verbindende Patch-Antenne ausgebildet ist.

Im Hinblick auf einen wirkungsvollen Einsatz der erfindungsgemäß vorgesehenen Radareinheit kann vorgesehen sein, daß jede Antenneneinheit aus einer Senderantenne und aus zwei Empfangsantennen besteht.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Auswerteeinheit für die Radarsignale Fahrzeugdaten wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeuglage und/oder Deformationswert des Fahrzeuges berücksichtigt sind, wobei nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Auswerteeinheit als selbstlernendes neuronales Netz ausgebildet sein kann.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Radareinheit einen Generator umfaßt, der ein hochfrequentes Signal an die Antenneneinheit weiterleitet. Hierbei ist es in besonderer Weise zweckmäßig, wenn der Generator für eine Benutzung bei weiteren Radarsignal-Anwendungen, wie Einparkhilfen, eingerichtet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gassackeinrichtung mit einer zugeordneten, eine statische Antenneneinheit aufweisenden Radareinheit in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 mit einer zusätzlich am Gassackgewebe angebrachten metallisierten Teilbeschichtung,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 mit einer zusätzlichen, am Gassackgewebe angeordneten Patch-Antenneneinheit,

Fig. 4 eine Gassackeinrichtung mit einer am Gassackgewebe angeordneten, zum Armaturenbrett wie zum Fahrzeuginsassen ausgerichteten Antenneneinheit,

Fig. 5 eine aus einer Sendeantenne und zwei Empfangsantennen bestehende Antenneneinheit in einer schematischen Darstellung.

Wie sich zunächst aus der schematischen Darstellung in Fig. 1 entnehmen läßt, ist als Aufblasvorrichtung ein vorzugsweise als mehrstufiger Gasgenerator ausgebildeter Gasgenerator 10 angeordnet; an den Gasgenerator 10 ist ein in unterschiedlichen Aufblasstadien dargestellter Gassack 11 angeschlossen. Am Ansatz des Gassackes 11 an einem nicht weiter dargestellten Airbagmodul ist eine statische Antenneneinheit 12 angebracht, die über eine entsprechende Signalleitung mit einer Auswerteeinheit 13 verbunden ist. Die Auswerteeinheit 13 ist mit einer Steuervorrichtung 14 gekoppelt, die Eingangsleitungen 14a, 14b für die Einspeisung entsprechender Fahrzeugparameter wie Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuglage und/oder Deformationswert des Fahrzeuges aufweist, und von der eine Steuerleitung zum Gasgenerator 10 führt, um dessen Arbeitsverhalten zu steuern.

Die entsprechend Fig. 5 beispielsweise ebenfalls aus einer Sendeantenne und zwei Empfangsantennen bestehende statische Antenneneinheit 12 sendet mit ihrer Sendeantenne hochfrequente Radarsignale aus, die von dem Gassackgewebe reflektiert und von den Empfangsantennen aufgenommen werden. Die Steuerung der Antenneneinheit mit der Aussendung wie auch der Aufnahme der Radarsignale erfolgt von einer Auswerteeinheit 13 aus, die mit einer Steuervorrichtung 14 gekoppelt ist, so daß die in die Auswerteeinheit rückgeführten Radarsignale mit den in die Steuervorrichtung 14 eingespeisten Fahrzeugdaten abgeglichen werden können.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Gassackgewebe des Gassackes 11 eine metallisierte Teilbeschichtung 16 angebracht, deren kleine metallische Patches derart angeordnet sind, daß ein Teil der von der statischen Antenneneinheit 12 ausgesandten Radarsignale reflektiert wird, während ein anderer Teil der Radarsignale die zwischen den Metallpatches bestehenden Lücken durchdringt und bis zu dem Fahrzeuginsassen 15 durchlaufen kann, und von diesem reflektiert ebenfalls durch die Teilbeschichtung 16 wieder zur statischen Antenneneinheit 12 zurückgelangt. Auf diese Weise ist mit einer einzigen Antenneneinheit 12 möglich, sowohl die Positionsänderung des sich entfaltenden Gassackes 11 als auch des Fahrzeuginsassen 15 zu bestimmen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist wiederum eine statische Antenneneinheit 12 für die Erfassung der Positionsänderung des Gassackes 11 vorgesehen, während auf dem Gassackgewebe nun eine zum Fahrzeuginsassen 15 gerichtete Patch-Antenneneinheit 17 angeordnet ist, die ihrerseits ebenfalls und zusätzlich zu der statischen Antenneneinheit 12 an die Auswerteeinheit 13 angeschlossen ist.

Zur Vereinfachung der in Fig. 3 dargestellten Erfassung der Positionsänderungen von Gassack 11 und Fahrzeuginsassen 15 ist in dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel nur eine einzige Antenneneinheit 17 an dem Gassackgewebe angebracht, wobei ein Teil der Erstreckung der Antenneneinheit 17 mittels einer Abschirmung 18 zum Fahrzeug bzw. dessen Armaturenbrett abgeschirmt ist, so daß die von diesem Teil der Patch-Antenne 17 ausgehenden Radarsignale in Richtung auf den Fahrzeuginsassen 15 laufen bzw., von diesem reflektiert, aufgenommen werden. Ein anderer Teil der Erstreckung der Patch-Antenne 17 ist über eine Abschirmung 19 zum Fahrzeuginsassen 15 hin abgeschirmt, so daß die von diesem Teil der Antenneneinheit 17 abgehenden Radarsignale zum Armaturenbrett laufen und von hier reflektiert werden. Auch mit dieser Anordnung ist gleichermaßen eine Erfassung der Positionsänderungen von Gassack 11 und Fahrzeuginsassen 15 möglich.

Wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, kann eine einzelne Antenneneinheit aus einer Sendeantenne 20 und zwei Empfangsantennen 21 bestehen, wobei jede Antenne aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Metallpatches 23 besteht. Entsprechende Signalverbindungen 22 sorgen für die Verbindung der Sendeantenne 20 bzw. der Empfangsantenne 21 mit der Radar-Auswerteeinheit 13.

Die Auswerteeinheit 13 kann unter Einbeziehung der Steuervorrichtung 14 als selbstlernendes neuronales Netz ausgebildet sein, wobei im Rahmen experimenteller Untersuchungen gewonnene realistische Daten als Grundlage in das neuronale Netz eingegeben sind.

Claims (10)

1. Gassackeinrichtung mit einem mittels einer Aufblasvorrichtung aufblasbaren Gassack und mit einer Steuervorrichtung zum Steuern des Aufblasverhaltens in Abhängigkeit von der über eine Erfassungseinrichtung festgestellten Position des Fahrzeuginsassen, wobei die Erfassungseinrichtung aus wenigstens einer, auf der Basis eines hochfrequenten Signals arbeitenden und eine fahrzeugseitig montierte statische Antenneneinheit umfassenden Radareinheit mit einer nachgeschalteten Auswerteeinheit für die Radarsignale besteht, die mit der Steuervorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne bestehende statische Antenneneinheit (12) am Ansatz des Gassackes (11) am Airbagmodul angeordnet ist.

2. Gassackeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassack (11) an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Gewebefläche eine metallisierte, die von der statischen Antenneneinheit (12) ausgesandten bzw. empfangenen Radarsignale teils durchlassende, teils reflektierende Teilbeschichtung (16) aufweist.

3. Gassackeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radareinheit zusätzlich zu der fahrzeugseitig montierten statischen Antenneneinheit (12) eine an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Gewebefläche angebrachte zweite dynamische Antenneneinheit (17) aufweist.

4. Gassackeinrichtung mit einem mittels einer Aufblasvorrichtung aufblasbaren Gassack und mit einer Steuervorrichtung zum Steuern des Aufblasverhaltens in Abhängigkeit von der über eine Erfassungseinrichtung festgestellten Position des Fahrzeuginsassen, wobei die Erfassungseinrichtung aus wenigstens einer, auf der Basis eines hochfrequenten Signals arbeitenden und eine fahrzeugseitig montierte statische Antenneneinheit umfassenden Radareinheit mit einer nachgeschalteten Auswerteeinheit für die Radarsignale besteht, die mit der Steuervorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Radareinheit eine an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Gewebefläche des Gassackes (11) angebrachte dynamische Antenneneinheit (17) umfaßt, die auf einem Teil ihrer Erstreckung von einer zum Armaturenbrett des Fahrzeuges gerichteten Abschirmung (18) und auf einem anderen Teil ihrer Erstreckung von einer zum Fahrzeuginsassen (15) gerichteten Abschirmung (19) abgedeckt ist.

5. Gassackeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamische Antenneneinheit (17) als flexible, mit dem Gewebe des Gassacks (11) zu verbindende Patch- Antenne ausgebildet ist.

6. Gassackeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenneneinheit aus einer Senderantenne (20) und aus zwei Empfangsantennen (21) besteht.

7. Gassackeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichent, daß in der Auswerteeinheit (13) für die Radarsignale Fahrzeugdaten wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeuglage und/oder Deformationswert des Fahrzeuges berücksichtigt sind.

8. Gassackeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichent, daß die Auswerteeinheit (13) als selbstlernendes neuronales Netz ausgebildet ist.

9. Gassackeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radareinheit einen Generator umfaßt, der ein hochfrequentes Signal an die Antenneneinheit (12, 17) weiterleitet.

10. Gassackeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für eine Benutzung bei weiteren Radarsignal- Anwendungen, wie Einparkhilfen, eingerichtet ist.