用于调节车辆的安全气囊的填充的方法和设备以及安全气囊系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于调节车辆的安全气囊的填充的方法、一种相应的设备、一种用于在车辆发生碰撞时保护车辆乘员的安全气囊系统以及一种相应的计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]几乎所有现代车辆中均有典型的烟火安全气囊系统。在碰撞时挡住乘员的真正空气袋以热气体填充。该气体产生于气体发生器中的药片状材料的燃烧反应。
[0003]充气过程取决于材料的(主要是表面)的化学性质和几何形状。可以通过以下方式“自适应”匹配安全气囊:点燃材料的第二载荷和/或打开袋中或发生器中的阀，从而气体逸出或者甚至完全不导入袋中。
[0004]替代地，可以使用冷气体安全气囊，所述冷气体安全气囊可以以处于压力下的容积中的气体填充袋。
[0005]此外，还存在具有冷气体组分和烟火组分的混合系统。
【发明内容】
[0006]在此背景下，借助本发明提出根据主权利要求所述的一种用于调节车辆的安全气囊的填充的方法、一种使用该方法的设备、一种用于在车辆发生碰撞时保护车辆乘员的安全气囊系统以及一种相应的计算机程序产品。有利的构型由相应的从属权利要求和以下的说明书得出。
[0007]可以通过与安全气囊的冷气体发生器耦合的、可以打开和关闭的阀控制安全气囊的以及发生器的气体容积，以便有利地改善安全气囊的保护功能。这样的阀同样可以用在烟火安全气囊系统或者混合安全气囊系统上，只要存在用于压力储存的适当的装置。
[0008]在此提出的方案允许相对较小的排出口，因为通过气体质量流量的精细建模，根本不会出现太高的压力。
[0009]根据在此提出的方法，可以将在碰撞之后存在的气体剩余容积用于乘员的延长的保护作用，所述气体剩余容积由冷气体发生器中或者其他压力储存器中的气体的节约的和合适的处理与小的排出口以及通过安全气囊材料的小的渗透性引起的小的损失组合地得出。
[0010]气体发生器不仅能够在首次碰撞过程期间、而且在首次碰撞之后也能体现保护功能性。这当考虑以下状况时是特别重要的:在首次碰撞之后存在一次或多次另外的碰撞的可能性或者通过底盘耦合输入冲击(例如在离开道路时)的可能性。根据在此提出的方案，可以通过有利的附加气垫保护可能在第一次碰撞中受伤的或者在此之后更易受伤的乘员。借助这样的可以自适应控制的气垫能够最优地利用减小乘员的动能所需的缓冲空间(Ride-Down-Space)，也称作生存空间。
[0011]一种用于调节车辆的安全气囊的填充的方法具有以下步骤:
[0012]在气体的主容积以第一气体质量流量从气体发生器通过阀流入空气袋中之后关闭所述安全气囊的气体发生器的布置在至所述安全气囊的空气袋的接口上的阀；并且
[0013]打开所述阀，以便使所述气体的剩余容积以第二气体质量流量从所述气体发生器通过所述阀导入所述空气袋中，其中，所述第二气体质量流量小于所述第一气体质量流量。
[0014]可以在时间上先后多次执行打开阀的步骤。在阀的两次彼此相继的打开过程之间可以分别完全地或者部分地关闭阀。因此，第二气体质量流量可以是脉冲式气体质量流量，其平均小于第一气体质量流量。因此，也能够实现阀的多次打开和关闭。这具有以下优点:可以在较长的时间上维持确定的平均气体流量。
[0015]主容积可以大于剩余容积。因此，整体上通过第一气体质量流量流入空气袋中的质量可以大于整体上通过第二气体质量流量流入空气袋中的质量。此外，在第二气体质量流量期间平均每单位时间流入空气袋中的质量可以小于在第一质量流量期间流入空气袋中的质量。
[0016]根据所述方法的调节尤其可以涉及将气体从气体发生器供给到空气袋中。所述气体发生器可以是在压力下储存冷气体的容器，冷气体可以通过所打开的阀从容器流入到与容器相连的空气袋中。所述阀可以是截止阀，其构造用于允许或者中止气体流从气体发生器进入空气袋中并且调整气体的体积流的大小。气体的主容积尤其可以具有比气体的剩余容积更大的规模。气体质量流量可以代表在预先确定的时段中根据阀的预先确定的打开截面从气体发生器流入空气袋中的气体容积大小。气体质量流量越大，则能够越快地、越大规模地给空气袋充气。空气袋可以由适当的尽可能气密的塑料材料制成并且可以具有多个小的流出口。在借助阀的根据本发明的打开气体剩余容积作为第二气体质量流流入到空气袋中并且平缓地和局部地重新展开空气袋之前，基于通过待保护的车辆乘员的身体靠在空气袋上而引起的压力升高，以第一气体质量流量导入空气袋中的主气体容积可以通过所述流出口至少部分地再次从空气袋排出。
[0017]根据该方法的一种实施方式，可以基于代表空气袋的第一填充状态的第一传感器信号实施关闭的步骤，可以基于代表空气袋的第二填充状态的第二传感器信号实施打开的步骤。在第一填充状态中，空气袋可以充分地以气体填充，以便在车辆的碰撞中适当地接收、支撑乘员的身体。在第二填充状态中，通过由于乘员的身体靠在空气袋上使气体从空气袋中的排出口流出的方式，空气袋能够以如此程度排空，使得显示气体的剩余容积的导入以实现“缓冲空间”。可以有利地通过简单实施形式的最不同的传感器提供第一和第二传感器信号。结合安全气囊的空气袋的填充状态的传感，可以通过安全气囊的全自适应控制策略实现安全气囊压力和因此约束力最优地匹配于碰撞和乘员或者有危险的人员。
[0018]为此，所述方法可以具有求取存在于空气袋中的第一气体压力以便生成第一传感器信号的步骤。所述方法还可以具有求取存在于所述空气袋中的第二气体压力(210)以便产生所述第二传感器信号的步骤。作为对于填充状态的直接传感的替代的可能性，可以实施间接传感。一方面可能的是，例如通过事先在试验中创建的表格从阀打开时间的持续时间直接推断安全气囊的填充状态。替代地，也可以测量气体存储器中的压力并且由压力下降推断所流出的气体量，从而又推断安全气囊的填充状态。能够通过将座椅位置、体重、身高等的乘员个体特征包括在内来进一步改善间接测量的质量。
[0019]在打开所述阀的步骤中所述气体的剩余容积导入空气袋中引起所述空气袋的深度在五厘米和十厘米之间的增大。因此，能够在真正发生碰撞之后通过简单的方式借助附加的气垫实现所谓的“缓冲空间”，以便甚至更好地保护乘员并且主要是更长时间地防止碰撞引起的受伤。
[0020]一种用于调节车辆的安全气囊的填充的设备具有以下特征:
[0021]关闭装置，其用于在气体的主容积以第一气体质量流量从气体发生器通过阀流入空气袋中之后关闭所述安全气囊的气体发生器的布置在至所述安全气囊的空气袋的接口上的阀；和
[0022]打开装置，其用于打开所述阀，以便使所述气体的剩余容积以第二气体质量流量从所述气体发生器通过所述阀导入所述空气袋中，其中，所述第二气体质量流量小于所述第一气体质量流量。
[0023]所述设备被构造来在相应的装置中实施或实现根据本发明的方法的步骤。通过本发明的以设备形式的实施变型方案也可以快速和高效地解决本发明所基于的任务。
[0024]设备在此可以理解为处理传感器信号并且据此输出控制信号的电设备。所述设备可以具有按硬件方式和/或按软件方式构造的接口。在按硬件方式的构造中，接口例如可以是所谓的系统ASIC的包括所述设备的最不同功能的一部分。然而，也可能的是，接口是单独的集成电路或至少部分地由分立部件组成。在按软件方式的构造中，接口可以是软件模块，其例如与其他软件模块共存在微控制器上。
[0025]一种用于车辆的安全气囊系统，其用于在所述车辆发生碰撞时保护乘员或人员，所述安全气囊系统具有以下特征:
[0026]具有空气袋和气体发生器的安全气囊；和
[0027]用于调节车辆的安全气囊的填充的设备，其中，所述设备与所述安全气囊的气体发生器耦合。
[0028]安全气囊、传感器单元和所述设备例如可以通过总线系统相互耦合。传感器单元可以构造用于检测空气袋的第一填充状态，在所述第一填充状态中空气袋具有适合于为车辆乘员提供直接碰撞保护的填充。传感器单元还可以构造用于检测空气袋的第二填充状态，在所述第二填充状态中空气袋在碰撞过程中已经再次排空并且可以以剩余容积填充以形成“缓冲空间”。
[0029]安全气囊系统可以具有与空气袋耦合的传感器单元，所述传感器单元构造用于将代表空气袋的第一填充状态的第一传感器信号以及代表空气袋的第二填充状态的第二传感器信号提供给所述设备。
[0030]具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，所述程序代码可以储存在机器可读的载体，如半导体储存器、硬盘储存器或光学储存器上并且用于当在计算机或设备上执行程序时根据先前描述的实施方式之一来实施所述方法。
【附图说明】
[0031]以下将根据附图示例性地详细阐述本发明。示出:
[0032]附图1示出根据本发明的一种实施例的、车辆的安全气囊系统的原理示意图；
[0033]附图2A示出附图1中的设备的第一工作原理示意图；
[0034]附图2B示出附图1中的设备的第二工作原理示意图；
[0035]附图3示出根据本发明的一种实施例的用于调节车辆的安全气囊的方法流程图。
[0036]在本发明的优选实施例的后续描述中，对于在不同附图中示出并且起类似作用的元件使用相同的或类似的参考标记，其中不重复描述这些元件。
【具体实施方式】
[0037]附图1示出用于在车辆发生碰撞时保护车辆乘员的安全气囊系统的一种实施例。示出车辆100，在所述车辆中安装有根据本发明的安全气囊系统102。安全气囊系统102包括具有空气袋106和气体发生器108的安全气囊104。安全气囊104在此构造为前部安全气囊并且相应地布置在车辆10