Gassack-Schutzvorrichtungen oder sogenannte Airbags finden in Kraftfahrzeugen zunehmend Verbreitung. Der zum Füllen des Airbags notwendige Gasmassestrom wird derzeit üblicherweise durch Abbrennen eines festen Brennstoffs, z. B. Natriumacid erzeugt, wobei der Brennstoff von einer Zündpille gezündet wird. Alternativ sind Gasgeneratoren im Einsatz, die inner- halb einer Gaskammer eine feste Treibladung enthalten, wobei in der Gaskammer Gas unter hohem Druck gespeichert ist (Hybridgeneratoren). Bei Zündung der Treibladung, die eben- falls elektrisch mittels einer Zündpille erfolgt, entsteht an der Gaskammer an einer vorbestimmten Stelle ein Loch, durch das hindurch der Gassack bzw. Airbag aufgeblasen wird.

Das Druckniveau des Gassacks ist die für die Rückhaltewirkung maßgebliche Größe. Ist das Druckniveau zu gering, besteht die Gefahr, daß ein Fahrzeuginsasse trotz des Gassacks beispiels- weise auf ein Lenkrad aufprallt und sich Verletzungen zu- zieht. Ist das Druckniveau jedoch zu hoch, so kann dies zu Verletzungen von kleinen Personen, Kindern oder Säuglingen führen. Das Druckniveau, das der Gassack erreicht, ist somit eine kritische Größe.

Zusätzlich hat sich herausgestellt, daß bei geringen Tempera- turen, Unfällen mit starker Verzögerung und großen schweren und nicht angegurteten Fahrzeuginsassen die Gefahr besteht, daß der Gassackdruck nicht ausreicht, um das Durchschlagen

des Insassen auf Armaturenteile zu verhindern. Bei sehr hohen Temperaturen und kleinen, leichten und nicht angegurteten Fahrzeuginsassen besteht dagegen die Gefahr, daß der Insasse vom Airbag bei dessen Entfaltung verletzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern des Aufblasens eines Gassacks sowie eine Gassack- Unfallschutzvorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der die Verletzungsgefahr weiter vermindert wird.

Eine erste Lösung des das Verfahren betreffende Teils der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Temperatur des Gasgenerators, die entscheidenden Einfluß auf die Gasentwick- lung beim Abbrennen des Brennstoffs hat, gemessen und beim Aufblasen des Gassacks berücksichtigt. Die Temperatur kann, wenn der Gasgenerator geeignet angeordnet ist, die Umge- bungstemperatur sein ; wenn der Gasgenerator an einer Stelle des Fahrzeugs angeordnet ist, deren Temperatur von der der Umgebung erfahrungsgemäß deutlich unterschiedlich ist, muß die Temperatur des Gasgenerators unmittelbar, möglichst die des Brennstoffs, gemessen werden.

Für die Steuerung des Aufblasens in Abhängigkeit von der Tem- peratur gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Zündung bei niedriger Temperatur mit geringerer Verzöge- rung nach einem Unfall ausgelöst werden. Weiter werden die unterschiedlichsten Arten von Gassäcken an unterschiedlich- sten Stellen des Kraftfahrzeugs verwendet. Wenn solche Gas- säcke insgeamt porös ausgebildet sind oder mit Abströmöffnun- gen versehen sind, hängt der in ihnen entstehende Druck vom Massestrom des einströmenden Gases ab. Wenn dieser Massestrom bei hoher Temperatur zunimmt, kann dennoch ein temperatu-

runabhängiger Druck erzielt werden, indem beispielsweise eine Einströmöffnung in dem Gassack mit zunehmender Temperatur verkleinert wird und umgekehrt.

Der Anspruch 2 ist auf eine weitere Lösung des das Verfahren betreffenden Teils der Erfindungsaufgabe gerichtet. Es kann unmittelbar der Gasdruck gemessen werden und das Aufblasen in der Abhängigkeit vom Gasdruck derart erfolgen, daß, wenn der Gasdruckverlauf einen Sollverlauf unterschreitet, zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, wie beispielsweise Zuführen eines Reaktionsbeschleunigers zu dem Gasgenerator bzw. dem abbren- nenden Brennstoff.

Gemäß dem Anspruch 3 wird der Gassack der Reihe nach von meh- reren Gasgeneratoren aufgeblasen, so daß sich ein vorbestimm- ter Druckverlauf erzielen läßt, der durch temperatur- und/oder druckabhänige Wahl der Zündungen der einzelnen Gas- generatoren einem Sollverlauf entspricht.

Gemäß dem Anspruch 4 ist es zur Erreichen eines vorbestimmten Drucks im Gassack vorteilhaft, einen nachfolgenden Gasgenera- tor wegen der mit abnehmender Temperatur langsamer erfolgen- der Gaserzeugung mit abnehmender Temperatur zunehmend früher zu aktivieren, so daß der Temperaturabhängigkeit des Gass- troms tendenziell entgegengewirkt wird.

Der gemäß dem Anspruch 5 vorgesehene Reaktionsbeschleuniger kann sowohl bei temperaturabhängiger als auch bei druckabhän- giger Regelung des Betriebs des Gasgenerators eingesetzt wer- den.

Der Anspruch 6 kennzeichnet eine erste Ausführungsform einer Gassack-Unfallschutzvorrichtung zur Lösung des auf die Vor- richtung gerichteten Teils der Erfindungsaufgabe.

Die Ansprüche 7 bis 10 kennzeichnen vorteilhafte Ausführungs- formen der erfindungsgemäßen Unfallschutzvorrichtung.

Der Anspruch 11 kennzeichnet eine Ausführungsform der Gas- sack-Unfallschutzvorrichtung, bei der die Aufblaseinrichtung mehrere Gasgeneratoren enthält, die in Abhängigkeit von der Temperatur derart angesteuert werden, daß der Druck im Gas- sack eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit hat.

Die Eingriffsmöglichkeiten in die Gassack- Unfallschutzvorrichtung, mit denen einer Temperaturabhängig- keit des sich einstellenden Gassackdrucks aufgrund der Tempe- raturabhängigkeit des Abbrennens des Gas erzeugenden Brenn- stoffs und/oder des Gasdrucks in einem geschlossenen Behälter entgegengewirkt werden kann, sind vielfältig. Beispielsweise können Ausströmöffnungen aus dem Gasgenerator mit abnehmender Temperatur vergrößert werden oder Ausströmöffnungen aus dem Gassack mit abnehmender Temperatur verkleinert werden und/oder die Zündzeitpunkte der einzelnen Gasgeneratoren kön- nen verändert werden, wenn für einen Gassack mehrere Gasgene- ratoren verwendet werden.

Der Anspruch 12 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer weiteren Ausführungsform der Gassack-Unfallschutzvorrichtung, bei der der Betrieb der Aufblaseinrichtung abhängig vom Druckverlauf gesteuert wird.

Gemåß dem Anspruch 13 kann zur Regelung des Betriebs der Auf- blaseinrichtung ein Reaktionsbeschleuniger verwendet werden.

Der Anspruch 14 kennzeichnet eine weitere Lösung der der Er- findung zugrundeliegenden Aufgabe, die das Problem auf grund- sätzliche andere Weise dadurch löst, daß die Temperatur des Gasgenerators auf einem vorbestimmten Sollwert gehalten wird,

so daß definierte Gaserzeugungsbedingungen sichergestellt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich- nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu- tert.

Es stellen dar : Fig. 1 ein Diagramm zu Verdeutlichung der Temperatur- abhängigkeit des Gasmassestroms, Fig. 2 bis 4 Blockschaltbilder von drei verschiedenen Aus- führungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung, Fig. 6 einen Verlauf des Gasdrucks zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 5, und Fig. 7 schematische Details einer weiteren Ausfüh- rungsform einer Gassack- Unfallschutzvorrichtung.

Fig. 1 stellt den Druckaufbau innerhalb eines Gasgenerators, beispielsweise einer Kammer, innerhalb der fester Brennstoff abbrennt und von der das entstehende Gas in einen Gassack entweicht, in Abhängigkeit von der Temperatur dar. Dieser Druck ist bei entsprechend großer Überströmöffnung zwischen Gasgenerator und Gassack im wesentlichen gleich dem im Gas- sack herrschenden Druck, wobei sich versteht, daß dieser Druck wegen der Gasausströmung aus dem Gassack sich nur hält, wenn entsprechend viel Gas erzeugt wird.

Zum Zeitpunkt Null wird jeweils eine Zündpille im Gasgenera- tor gezündet. Wie ersichtlich, baut sich bei einer Anfang- stemperatur von 85°C des Festbrennstoffs bzw. der Zündpille innerhalb von 80 ms Druck von etwa 650 kPa auf. Bei einer Temperatur von 20°C baut sich innerhalb von 80 ms mit langsa- meren Anstieg ein Druck von etwa 500 kPa auf. Bei-40°C er- gibt sich nach 80 ms lediglich ein Druck von gut 400 kPa, der allerdings langsam weiter zunimmt. Diese starke Temperaturab- hängigkeit des sich aufbauenden Gasdrucks ist, wie eingangs erläutert, nachteilig und führt zu einer begrenzten Wirksam- keit des Gassacks im Falle eines Unfalls. Bei mehrstufigen Airbagmodulen, deren Airbag bzw. Gassack von mehreren Gasge- neratoren aufgeblasen wird, werden die den einzelnen Gasgene- ratoren zugeordneten Treibladungen zeitlich versetzt gezün- det, wodurch sich der Gasmassestrom und damit der Druck im Gassack einstellbar gestalten läßt. Durch Messung der Tempe- ratur kann entsprechend der Temperaturabhängigkeit des Druck- niveaus entgegengewirkt werden.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Zündpille und damit einer Treib- ladung innerhalb des Gasgenerators eines Airbag-Moduls.

Gemäß Fig. 2 ist innerhalb einer Treibladung 2 eine Zündpille 4 angeordnet. Die Zündpille 4, deren elektrisches Ersatz- schaltbild als Widerstand 6 dargestellt ist, ist mit Masse und einem Ausgang eines Steuergerätes 8 verbunden.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist an sich bekannt und wird daher nicht im einzelnen erläutert.

Eingängen 10 des Steuergeräts werden von Sensoren, unter de- nen insbesondere ein Beschleunigungssensor ist, Signale zuge- führt, aufgrund derer ein im Steuergerät 8 enthaltener Mikro-

prozessor errechnet, ob an die Zündpille 4 ein Zündimpuls vorbestimmten Energieinhaltes gesendet wird, aufgrund dessen die Zündpille 4 die Treibladung 2 zündet und der an einen Behälter mit der Treibladung angeschlossene, nicht darge- stellte Gassack aufgeblasen wird.

Erfindungsgemäß wird routinemäßig der Wert des Widerstandes der Zündpille 4 gemessen, der naturgemäß temperaturabhängig ist. Dazu wird, von dem Mikroprozessor des Steuergeräts 8 gesteuert, eine vorbestimmte konstante Spannung UMess an die Zündpille 4 gelegt und der Stromfluß IMess gemessen. Der Wi- derstand der Zündpille, kann auf diese Weise routinemäßig bestimmt werden, so daß die Temperatur der Zündpille 4 und damit der Treibladung 2 ermittelt werden kann.

Ein Vorteil der beschriebenen Vorrichtung ist, daß die ge- schilderte Hardware in üblichen Airbag-Einrichtungen vorhan- den sind, wobei über die Leitung zwischen Steuergerät 8 und Zündpille 4 routinemäßig eine Diagnose der Zündpille 4 im Hinblick auf Funktionsfähigkeit, Nichtfunktionsfähigkeit oder Zündpille abgebrannt bzw. gezündet erfolgt. Durch in das Steuergerät 4 implementierte Software ist der Diagnosebetrieb um die Ermittlung der Temperatur der Zündpille 4 bzw. der Treibladung 2 erweitert.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur der Treibladung. Für funktions- gleiche oder funktionsähnliche Bauteile sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet. Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von der der Fig. 2 dadurch, daß in die Treibladung 2 ein gesonderter Temperatursensor 12 in- tegriert ist, der mit einem weiteren Ausgang des Steuergerä- tes 8 über eine Temperaturmeßleitung 14 verbunden ist. Der Temperatursensor 12 kann beispielsweise ein Thermoelement, d. h. ein Widerstand mit starker Temperaturabhängigkeit, sein.

Das Meßprinzip ist ähnlich dem der Fig. 3. Bei konstanter, an dem Temperatursensor 12 liegender Spannung UMess hängt der durch den Temperatursensor 12 fließende Strom IMess von dessen Temperatur ab, so daß die Temperatur im Steuergerät 8 errech- net werden kann. Die Temperaturmessung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist genauer als die der Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Steuergerätes 8 mit angeschlossenen Zündpillen und Treibladungen : In einem Gassack 18 sind zwei Treibladungen 21 und 22 ange- ordnet, denen jeweils eine Zündpille 41 und 42 zugeordnet ist. Jede Zündpille 41 bzw. 42 enthält einen integrierten Schaltkreis (ASIC) 26 bzw. 28, der mit dem Steuergerät 8 über eine Datenleitung 30 verbunden ist. Über die als Kommunikati- ons-Bus ausgeführte Datenleitung 30 wird im Auslösefall von dem Steuergerät 8 an die Schaltkreise 26 bzw. 28 die codierte Information gesendet : Zünde Zündpille 41 und/oder 42. Dar- aufhin wird ein Schmelzwiderstand, der meist als integrierte Widerstandsbahn in dem integrierten Schaltkreis 26 bzw 28 ausgebildet ist, mit ausreichender Energie aus einer nicht dargestellten Energieversorgung der Zündpille, z. B. einem Kondensator, beaufschlagt.

Von den Schaltkreisen 26 und 28 werden an die Steuereinheit 8 die Informationen gesendet : Zündpille o. k. oder nicht o. k., Zündpille hat gezündet (ist abgebrannt) und Widerstand der Zündpille-eben der Widerstandwert des als Zündwiderstand auf dem integrierten Schaltkreis 26 bzw 28 integrierten Wi- derstands. Dabei kann aus dem Widerstand der Zündpille in der Steuereinheit 8 die Temperatur der Zündpille errechnet wer- den. Anhand der Temperaturinformation kann die zeitliche Auf- einanderfolge der Zündung der Zündpillen 41 und 42 derart gesteuert werden, daß im Gassack 18 ein vorbestimmter, von

der Ausgangstemperatur weitgehend unabhängiger Druckverlauf erzielt wird.

Alternativ oder zusätzlich zur vorbeschriebenen Widerstands- messung im integrierten Schaltkreis 26 und 28 kann jeder Schaltkreis 26 und 28 einen anders ausgebildeten Sensor zur Ermittlung der Temperatur der Zündpille aufweisen, die gleichzeitig im wesentlichen die Temperatur der zugehörigen Treibladung bzw. Temperatur des Gassacks 18 ist. Es kann auch eine andere Widerstandsbahn des integrierten Schaltkreises 26 bzw 28 als die Zündwiderstandsbahn zur Temperaturermittlung verwendet werden. Vorzugsweise wird eine Diode im integrier- ten Schaltkreis 26 bzw 28 zur Temperaturmessung verwendet, wobei der Diodenstrom als temperaturabhängige Größe gemessen wird. Die ermittelte Temperatur wird als codiertes Signal zur Steuereinheit 8 übermittelt.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Treibladung 52 von einer Zündpille 54 gezündet wird und zusätzlich ist ein Reaktionsbeschleuniger 56 vorgesehen, der beispielsweise mit einer eigenen, nicht dargestellten Zündpille, freisetzbar ist und im Bedarfsfall die Abbrandgeschwindigkeit der Treib- ladung 52 unterstützt. Ein integrierter Schaltkreis 58, zur Auslösung der Zündpille 54 und des Reaktionsbeschleunigers 56 ist über die Datenleitung 30 mit dem Steuergerät 8 verbunden.

Der integrierte Schaltkreis 58 weist einen Drucksensor 60 auf, der den Gasdruck innerhalb eines Gehäuses 62 mißt, an das der Gassack 18 angeschlossen ist. Der Drucksensor 60 kann dabei im Ausströmkanal oder abseits des Ausströmkanals des Gassacks angeordnet sein.

Die Funktion der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird anhand Fig. 6 erläutert. Die durchgezogene Kurve stelle einen Solldruckverlauf dar, wenn die Zündpille 54 zum Zeitpunkt to

gezündet wird. Wird nun im tatsächlichen Auslösefall ein Ist- druckverlauf gemäß der gestrichelten Kurve erreicht, so wird bei t, der Reaktionsbeschleuniger 56 aktiviert, so daß der Druck zunimmt und den Solldruckverlauf erreicht.

Es versteht sich, daß die Ausführungsform gemäß Fig. 5 eben- falls mehrstufig, wie die der Fig. 4 ausgebildet sein kann.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, die weitgehend der der Fig. 3 entspricht, mit dem Unterschied, daß der Temperatur- sensor 12 der Fig. 3 durch durch eim Temperierelement 70 er- setzt ist, mit dem die Temperatur der Treibladung 2, gesteu- ert vom Steuergerät 8, auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden kann. Dabei kann das Temperierelement 70 durch einen Heizwiderstand gebildet sein oder als ein Peltierelement aus- gebildet sein, mit dem geheizt oder gekühlt werden kann. Es versteht sich, daß das Temperierelement 70, über das gleich- zeitig die Temperaturmessung erfolgt, an einer Stelle sitzt, deren Temperatur maßgeblich für die Gasentwicklung ist.