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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
und betrifft insbesondere eine Sicherheitsvorrichtung, die in Verbindung
mit einem Sitz in dem Fahrzeug vorgesehen ist, wobei vor dem Sitz
ein Airbag angeordnet ist, um Schutz für den Insassen auf dem Sitz
zu bieten, und wobei auf dem Sitz ein Kindersicherheitssitz angeordnet
sein kann.
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Ein
grosser Anteil von Kraftfahrzeugen, so wie Kraftwagen, ist mit Airbags
ausgerüstet,
um die Insassen des Fahrzeuges im Falle eines möglichen Unfalles zu schützen. Es
ist üblich
vor dem Vordersitz eines Fahrzeuges einen Airbag in das Armaturenbrett
des Fahrzeuges einzubauen, so dass der Airbag, wenn er auf eine
erfasste Unfallsituation anspricht und aufgeblasen wird, vor dem
Insassen des Sitzes angeordnet ist.
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Wenn
ein Kindersitz auf dem Vordersitz befestigt ist, sollte das Aufblasen
des Airbags, wenn der Kindersitz ein rückwärts ausgerichteter Kindersitz
ist, abgeschaltet sein und sollte mindestens, wenn der Kindersitz
ein vorwärts
ausgerichteter Kindersitz ist, mit einem weniger aggressiven Verhalten
als normal aufgeblasen werden. Der Grund dafür liegt darin, dass falls der
Airbag aufgeblasen wird, wenn ein rückwärts ausgerichteter Kindersitz
auf dem Fahrzeugsitz angeordnet ist, der Airbag, der gerade aufgeblasen
wird, mit der Rückenlehne
des Kindersitzes in Eingriff kommen und demzufolge den rückwärts ausgerichteten
Kindersitz zum hinteren Teil des Fahrzeuges bewegen wird, so wie
sich der Airbag aufbläst.
In einigen Fällen
kann der Insasse des Kindersitzes, durch diese plötzliche
Bewegung des Sitzes, aus dem Kindersitz herausgeschleudert werden
oder kann sogar noch aus dem hinteren Fenster des Fahrzeuges geschleudert
werden. Wenn der Kindersitz vorwärts
ausgerichtet ist, wird das Gesicht des Insassen des Kindersitzes
tatsächlich
ziemlich nahe an dem Armaturenbrett sein, in dem der Airbag aufbewahrt
wird. Wenn der Airbag mit einem aggressiven Verhalten aus dem Armaturenbrett
herausschnellt, könnte
er den Insassen des Kindersitzes körperlich treffen und verletzen.
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Es
ist ganz normal, einen Kindersitz auf einem gewöhnlichen Sitz in einem Kraftfahrzeug
zu sichern, indem der Sitzgurt verwendet wird, der auf einem Gurtaufrollmechanismus
in dem Fahrzeug zum Gebrauch für
einen normalen Insassen auf dem normalen Sitz vorgesehen ist. Ein
normaler Gurtaufroller, der als ein ELR (Emergency Locking Retractor,
im Notfall sperrender Gurtaufroller) bezeichnet werden kann, arbeitet
derart, dass der Gurt ohne Widerstand von der Gurtwelle herausgezogen
und auf die Gurtwelle des Gurtaufrollers wieder aufgewickelt werden kann,
es sei denn, eine Notfallsituation wurde erfasst – beispielsweise
durch Erfassung einer festgelegten Beschleunigung des Fahrzeuges
oder einer festgelegten Herausziehgeschwindigkeit des Gurtes aus dem
Gurtaufroller – und
in diesem Fall sperrt der Gurtaufroller, um zu verhindern, dass
weiterer Sicherheitsgurt ausgezogen werden kann. Jedoch sind heutzutage
viele Gurtaufroller mit einem zweiten Betriebsmodus versehen – dem sogenannten
ALR (Automatic Locking Retractor) automatisch sperrenden Gurtaufroller
Modus.
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Ein
Gurtaufroller, welcher den ALR-Modus beinhaltet, kann auf dieselbe
Weise funktionieren wie ein ELR-Gurtaufroller, bis fast der gesamte
Sicherheitsgurt herausgezogen ist, und dann wird sich der Betriebsmodus ändern, so
dass, wenn der Sicherheitsgurt einmal positioniert ist, der Gurt
so blockiert wird, daß nichts
mehr aus dem Gurtaufroller herausgezogen werden, allerdings auf
den Gurtaufroller wieder aufgerollt werden kann. Einige Arten der ALR-Gurtaufroller
können
mit einem manuell zu betätigenden
Schalter versehen sein, um von dem ELR-Modus zu dem ALR-Modus zu
wechseln. Wenn ein Sicherheitsgurt verwendet wird, um einen Kindersitz
anzuordnen, insbesondere einen rückwärts ausgerichteten
Kindersitz, sollte tatsächlich
das gesamte Gurtband von der Gurtwelle des Gurtaufrollers herausgezogen
werden, so dass wenn die geeignete Art von ALR-Gurtaufroller verwendet wird, der Gurtaufroller
in den automatisch sperrenden Modus geht. Demzufolge, wenn erst
einmal das Gurtband, welches das Kind in der Position sichert, in
der gewünschten
Stellung angeordnet wurde, sperrt der Gurtaufroller wirkungsvoll,
um zu verhindern, dass weiteres Gurtband herausgezogen wird. Als
Alternative kann der Gurtaufroller manuell in den ALR-Modus geschaltet
werden, wenn der Kindersitz in Stellung gebracht worden ist. Es
könnte
angemessen sein, manuell auf den ALR-Modus umzuschalten, wenn ein
vorwärts
ausgerichteter Kindersitz in der Position befestigt wird.
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Es
wurde vorgeschlagen (vergleiche
DE 144 17 064 A1 , ein Steuerungssignal von
einem ALR-Gurtaufroller für
einen Fahrzeugsitz zu verwenden, wenn er in dem automatisch sperrenden
Modus ist, um das Betriebsverhalten des Airbags, der dem Sitz zugeordnet
ist, zu unterdrücken
oder zu steuern. Demzufolge, wenn ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz
befestigt ist, und der Sicherheitsgurt fast vollständig aus
dem Gurtaufroller herausgezogen ist, wird der Airbag in einer Unfallsituation
nicht aufgeblasen, oder er wird nicht vollständig aufgeblasen, wodurch das
Risiko vermindert wird, dass der Airbag selbst Verletzungen an dem
Insassen des Kindersitzes verursacht.
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Wenn
jedoch ein Erwachsener den Sitz benutzt, der mit der Airbaganordnung
nach
DE 44 17 064 A1 ausgestattet
ist, der so gross ist, dass der Sicherheitsgurt weit genug aus dem
Gurtaufroller herausgezogen ist, um den Gurtaufroller in den automatisch
sperrenden Modus zu schalten, oder wenn der Gurtaufroller aus irgendeinem
anderen Grund in dem automatisch sperrenden Modus sein sollte, dann
wird das Betriebsverhalten des Airbags so gesteuert werden, dass
der Airbag in einer Unfallsituation nicht aufgeblasen, oder nicht
vollständig
aufgeblasen wird. Dies ist absolut unerwünscht, da der Airbag dann nicht
den angemessenen Schutz für
den Insassen den Sitzes bietet.
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In
der
DE 198 14 678
A1 ist vorgeschlagen, zur Erfassung einer auf einem Sitz
sitzenden Person beziehungsweise zur Feststellung, ob auf dem Sitz ein
Kindersitz angeordnet ist, einen Sitzzustandsensor in Verbindung
mit einem Abstandsensor anzuordnen, wobei ebenfalls am Gurtaufroller überwacht wird,
ob sich der Gurtaufroller im ALR- oder ELR-Status befindet. Wird das Vorhandensein
eines Kindersitzes auf einem Sitz des Kraftfahrzeuges festgestellt,
so wird das Aufblasen des Airbags ganz abgeschaltet beziehungsweise
verhindert. In allen anderen Fällen
wird das Aufblasverhalten des Airbags in Abhängigkeit von der jeweils festgestellten
Sitzposition des Fahrzeuginsassen gesteuert.
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Die
in der
DE 695 32 971
T2 beschriebene Sicherheitsausrüstung für ein Fahrzeug umfasst eine Sitzbelegungserkennungseinrichtung,
ein Gurtanlegeerfassungsmittel, ein Kinderrückhaltesystem-Erfassungsmittel,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor sowie eine Gasgeneratorsteuerung
für den Airbag.
Auch hierbei verhindert die Gasgeneratorsteuerung ein Aufblasen
des Airbags, wenn das Kinderrückhaltesystem-Erfassungsmittel
erfasst, dass ein Kinderrückhaltesystem
auf dem Sitz befestigt ist. Dies gilt auch dann, wenn eine Verzögerung des Fahrzeuges
aufgrund einer abrupten Temporeduzierung einen vorgegebenen Richtwert
erreicht. Dabei erfolgt eine entsprechende Steuerung des Aufblasverhaltens
des Airbags in allen Fällen,
in denen kein Kindersitz eingesetzt ist, in Abhängigkeit von entsprechend vorgegebenen
Geschwindigkeitsrichtwerten.
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Aus
der
DE 698 34 433
T2 ergibt sich schließlich
noch ein mit einer ALR-ELR-Umschaltung ausgerüsteter Gurtaufroller, der zusätzlich mit
einer Kraftbegrenzungseinrichtung (Energiemanagementmechanismus)
versehen ist. Das Zusammenwirken eines derart ausgebildeten Gurtaufrollers
mit einem Airbag ist allerdings nicht angesprochen.
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Die
vorliegende Erfindung soll eine verbesserte Sicherheitsvorrichtung
schaffen.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug geschaffen, umfassend
einen Sitz für
einen Insassen des Fahrzeuges, einen Airbag, der so ausgestaltet ist,
dass er in einer Unfallsituation aufgeblasen werden kann, um Schutz
für den
Insassen des Sitzes zu gewähren,
wobei der Airbag ein erstes Betriebsverhalten und ein zweites, weniger
aggressives Betriebsverhalten aufweist, einen Sicherheitsgurt zum Gebrauch
durch den Insassen des Sitzes, wobei der Sicherheitsgurt mit einem
Gurtaufroller ausgestattet ist, der zwischen einem ELR-Betriebsmodus
und einem ALR-Betriebsmodus
wechseln kann, wobei erste Einrichtungen vorgesehen sind, um festzustellen, ob
der Gurtaufroller in dem ALR-Betriebsmodus ist, und zweite Einrichtungen,
um festzustellen, ob die Rückhaltekraft
auf den Sitz unterhalb eines ersten Grenzwertes liegt, wobei die
ersten und zweiten Einrichtungen mit Vorrichtungen in Verbindung
stehen, welche das Entfaltungsverhalten des Airbags während einer
Unfallsituation steuern, so dass, wenn der Gurtaufroller in dem
ALR-Betriebsmodus und wenn die Rückhaltekraft
auf den Sitz geringer als der erste Grenzwert ist, der Airbag mit
dem zweiten, weniger aggressiven Betriebsverhalten entfaltet wird.
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In
einer Ausführungsform
wird der Airbag in dem zweiten Betriebsverhalten überhaupt
nicht aufgeblasen. In einer alternativen Ausführungsform wird der Airbag
bei dem zweiten Betriebsverhalten, verglichen mit dem ersten Betriebsverhalten,
nur teilweise aufgeblasen. Bei dem zweiten Betriebsverhalten wird der
Airbag, verglichen mit dem ersten Betriebsverhalten, relativ langsam
aufgeblasen.
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In
einer Ausführungsform
liegt der erste Grenzwert bei ungefähr 60 kg.
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Vorteilhaft
sind Einrichtungen vorgesehen, um festzustellen, ob die Rückhaltekraft
auf den Sitz unterhalb eines zweites Grenzwertes liegt, welcher niedriger
ist, als der erste Grenzwert, und um zu bewirken, dass die Einrichtungen,
die das Entfaltungsverhalten des Airbags steuern, bewirken, dass
der Airbag sich in dem zweiten, weniger aggressiven Betriebsverhalten
entfaltet, wenn die Rückhaltekraft
auf den Sitz unterhalb des zweiten Grenzwertes liegt.
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Vorzugsweise
liegt der zweite Grenzwert bei ungefähr 35 kg.
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In
einer Ausführungsform
werden ein Ausgang der ersten Einrichtungen, welche feststellen,
ob der Gurtaufroller in dem ALR-Betriebsmodus ist, und der Ausgang
von den zweiten Einrichtungen, die feststellen, ob die Rückhaltekraft
auf den Sitz unterhalb eines ersten Grenzwertes liegt, an ein UND-Schaltelement weitergeleitet,
dessen Ausgang an ein ODER-Schaltelement
weitergeleitet wird, wobei ein zweiter Eingang in das ODER-Schaltelement
der Ausgang der Einrichtungen ist, die feststellen, ob die Rückhaltekraft
auf den Sitz unterhalb des zweiten Grenzwertes liegt, wobei der
Ausgang des ODER-Schaltelementes an die Einrichtungen weitergeleitet
wird, welche das Entfaltungsverhalten des Airbags steuern.
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Die
ersten und die zweiten Grenzwerte können festgelegte Grenzwerte
sein, aber in einigen Ausführungsbeispielen
können
die Grenzwerte variabel sein.
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Damit
die Erfindung besser verstanden werden kann und damit deren weitere
Merkmale besser erkannt werden können,
wird die Erfindung nun beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung,
welche teilweise eine schematische Darstellung und teilweise ein
Blockdiagramm ist, beschrieben.
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Ein
Fahrzeug, in welches ein Sicherheitssystem in Übereinstimmung mit der Erfindung
eingebaut ist, ist mit einem herkömmlichen Sitz 1 versehen,
der über
eine Rückenlehne 2 und
eine Sitzfläche 3 verfügt. Der
Sitz ist auf dem Boden des Fahrzeuges mittels gewichtserfassender
Elemente 4 befestigt. Diese Elemente können piezoresistive Elemente
sein, wie Dehnungsmessgeräte,
obwohl jegliche Elemente verwendet werden können, die in der Lage sind,
ein Ausgangssignal zu produzieren, das dem gesamten Gewicht des
Sitzes und des Insassen auf dem Sitz entspricht (oder dem Gewicht
des Sitzes und jeglicher Rückhaltekraft,
die auf den Sitz einwirkt, entspricht). Die gewichtserfassenden
Elemente werden mit einer gewichtsberechnenden Vorrichtung 5 verbunden,
die so ausgelegt ist, das Gewicht des Insassen auf dem Sitz, oder
die Grössenordnung
jeglicher Rückhaltekraft,
die auf den Sitz einwirkt, zu berechnen.
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Der
Sitz 1 ist mit einem Dreipunkt-Sicherheitsgurt 6 herkömmlicher
Ausgestaltung ausgestattet, welcher einen am Boden befestigten Gurtaufroller 7 umfasst,
der ein ALR-Gurtaufroller
ist, welcher in den automatisch sperrenden Modus übergeht,
sobald mindestens eine festgelegte Sicherheitsgurtlänge aus
dem Gurtaufroller 7 herausgezogen wurde, oder welcher manuell
auf den ALR-Modus eingestellt werden kann.
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Der
dargestellte Sitz 1 ist ein Vordersitz des Fahrzeuges und
ist demzufolge so angeordnet, dass sich das Armaturenbrett 8 des
Fahrzeuges genau vor dem Sitz befindet. Ein Airbag 9 mit
einem dazugehörigen
Aufblasgenerator ist innerhalb des Armaturenbrettes befestigt.
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Der
Gurtaufroller 7 ist mit einem Sensor 10, der so
ausgestaltet ist, dass er erfasst, ob der Gurtaufroller in dem automatisch
sperrenden Modus ist, und mit einem Logik-Schaltelement 11 versehen,
das ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der automatisch sperrende Modus
erfasst wurde. Das Ausgangssignal wird zu einem Eingang eines UND-Schaltelementes 13 übertragen,
dessen anderer Eingang durch den Ausgang eines Gewichtsumwandlers 14 gespeist
wird, welcher ein Signal von der gewichtsberechnenden Vorrichtung 5 empfängt und
welcher einen Ausgang zur Verfügung
stellt, wenn das erfasste Gewicht oder die Rückhaltekraft unterhalb einer
vorbestimmten Grenze M1 liegt, beispielsweise 60 kg, welches der
maximalen Belastung entspricht, die in Kombination von dem Kindersitz,
dem Kind und der von dem Sicherheitsgurt erzeugten Rückhaltekraft entstehen
kann. Der Ausgang des UND-Schaltelementes 13 ist als ein
Eingang eines ODER-Schaltelementes 15 angeschlossen,
wobei dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines zweiten Gewichtsumwandlers 16 verbunden
ist, welcher ebenfalls einen Eingang aufweist, der an dem Ausgang
der gewichtberechnenden Vorrichtung 5 angeschlossen ist und
welcher einen Ausgang zur Verfügung
stellt, wenn das erfasste Gewicht unterhalb einer vorbestimmten
Grenze M2 liegt, welche niedriger als M1 ist und welche demzufolge
35 kg betragen kann, was das maximale Gewicht des Kindersitzes und
des Kindes darstellt. Der Aus gang des ODER-Schaltelementes 16 wird
an eine Steuereinheit 17 übertragen, welche die Entfaltung
des Airbags 9 steuert.
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Der
Airbag 9 wird ein normales Betriebsverhalten, mit dem der
Airbag in einer Unfallsituation entfaltet wird, aufweisen, um einen
normalen Insassen des Sitzes zu schützen. Der Airbag wird auch
ein abgeändertes,
weniger aggressives Betriebsverhalten aufweisen, bei dem der Airbag,
im Vergleich zu dem normalen Betriebsverhalten, nur teilweise aufgeblasen
wird, oder mit einer langsameren Aufblasrate, als bei dem normalen
Betriebsverhalten, aufgeblasen wird, oder bei dem der Airbag überhaupt
nicht aufgeblasen wird.
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Wenn
der Gurtaufroller 7 in dem ALR-Modus ist und wenn die Rückhaltekraft
auf den Sitz 1 weniger als M1 beträgt, welche in diesem Beispiel
60 kg ist, wird der Airbag nur das abgeänderte Betriebsverhalten aufweisen.
Diese Bedingungen werden vorliegen, wenn ein Kindersitz, wie der
Kindersitz 18, in dem sich ein Kind 19 befindet,
auf dem Sitz 1 positioniert ist, da der Gurtaufroller in
dem ALR-Modus sein wird, entweder wegen der Sicherheitsgurtlänge, die
herausgezogen wurde, oder weil der Gurtaufroller so geschaltet wurde,
dass er in diesem Modus ist, und das Gewicht des Sitzes und des
Kindes weniger als 35 kg betragen wird, und die zusätzliche
Rückhaltekraft,
die auf den Kindersitz durch die Wirkung des Sicherheitsgurtes 6 und
den zugeordneten Gurtaufroller aufgebracht wird, bis zu 25 kg betragen
wird. Demzufolge wird der Airbag bei einem Unfall mit einem auf
dem Sitz vorhandenen Kindersitz nur das abgeänderte Betriebsverhalten aufweisen.
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Wenn
ein Kindersitz auf dem Sitz 1 angeordnet ist, und aus irgendeinem
Grund der Gurtaufroller nicht in dem ALR-Modus ist, vorausgesetzt,
dass das erfasste Gewicht weniger als M2 ist, in dem gegebenen Beispiel
35 kg, dann wird der Airbag wiederum, in einer Unfallsituation nur
den geänderten
Betrieb erbringen, da der Ausgang des ODER-Schaltelementes 16 bewirken
wird, dass die Airbag-Steuerung 17 den Betrieb des Airbags
in dieser Weise abändern wird.
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Eine
typische erwachsene Person hat ein Gewicht von über 60 kg, und ein grosser
Erwachsener sogar ein noch grösseres
Gewicht. Wenn sich ein Erwachsener, der ein grösseres Gewicht als M1 aufweist,
in diesem Beispiel 60 kg, auf dem Sitz befindet, und der Gurtaufroller
aus irgendeinem Grund in dem ALR-Modus ist, dann wird der Airbag 9 in
einer Unfallsituation mit dem normalen Betriebsverhalten entfaltet
werden. Wenn sich eine kleine erwachsene Person, die ein Gewicht
zwischen 35 und 60 kg aufweisen kann, auf dem Sitz befindet, würde diese
den ALR-Modus sehr wahrscheinlich nicht zufällig aktivieren, und demzufolge
würde der
Airbag weiterhin in einer Unfallsituation mit dem normalen Betriebsverhalten
entfaltet werden. Demzufolge kann durch die Erfassung, ob der Gurtaufroller
in dem ALR-Betriebsmodus ist, und auch durch die Erfassung des Gewichtes
oder der Rückhaltekraft,
die auf den Sitz aufgebracht wird, die Entfaltung des Airbags in
einer Unfallsituation so gesteuert werden, dass der Airbag entsprechend,
unter Berücksichtigung
des Insassentyps auf dem Sitz, entfaltet werden kann. Es wäre nicht
angemessen, einfach nur das Gewicht des Insassen zu erfassen, um
das Betriebsverhalten des Airbags zu bestimmen, da die gesamte Beladung,
die ein Kind in einem Kindersitz aufbringt, der stramm festgezogen
ist, eine Last von bis zu 60 kg ausmachen kann, was wiederum dem
Gewicht eines kleinen Erwachsenen entspricht. Wenn sich in dem angeführten Beispiel
irgend jemand auf dem Sitz befindet, der ein Gewicht von mindestens
35 kg und bis zu 60 kg aufweist, und sich auf dem Sitz befindet,
ohne dass der ALR-Modus aktiviert ist, oder wenn sich irgend jemand
mit einem Gewicht von über
60 kg auf dem Sitz befindet, unabhängig ob der ALR aktiviert ist,
oder nicht, dann wird der Airbag in einer Unfallsituation mit dem
normalen Betriebsverhalten entfaltet werden.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der
Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser
Unterlagen können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander
für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.