Knieairbags. Kriterien für die Auslösung des Airbags. Airbag-Standorte

Bevor jeder Autohersteller ein neues Auto aufs Fließband bringt, führt er eine Reihe von Tests durch, darunter einen Crashtest, deren Ergebnisse einen Grad an Schutz für Fahrer und Passagiere bestimmen. Eines der wichtigsten Mittel zur passiven Sicherheit (SRS – Supplementary Restraint System) in einem Auto sind Airbags (auch bekannt als AirBag). Werfen wir einen genaueren Blick darauf, wo sich die Airbags in einem Auto befinden und wo sich die Airbagsensoren befinden.

Position des Airbags

Frontairbag

Erstens sind Autos mit einem Airbag für den Fahrer ausgestattet, da dieser bei einem Unfall dem größten Verletzungsrisiko ausgesetzt ist. Der Airbag befindet sich im Lenkrad, daher muss der Fahrer mindestens 25–30 cm vom Lenkrad entfernt sein, damit die Aktivierung des Airbags von Vorteil ist und keinen unnötigen Schaden verursacht. Oftmals verfügt die Basis auch über einen zweiten Airbag – für den Beifahrer auf dem Vordersitz. Es befindet sich im Armaturenbrett gegenüber dem Beifahrer und ist abschaltbar. Der Zweck dieser Airbags besteht darin, den Kopf und die Brust von Fahrer und Beifahrer bei einem Frontalaufprall (Frontalaufprall) zu schützen.

Seitenairbag und Kopfairbags

Diese Airbags befinden sich seitlich an den Vordersitzen und sollen das Becken und den Brustkorb von Fahrer und Beifahrer schützen. Seitenvorhänge öffnen sich auf Höhe der Seitenfenster der vorderen und hinteren Sitzreihe, um Kopf und Nacken bei einem Seitenunfall oder einem Fahrzeugüberschlag vor Stößen gegen die Fenster zu schützen. Sie befinden sich im vorderen und hinteren Teil der Kabine in Fenstersäulen.

Ein Satz von sechs Airbags wird in modernen Autos zur Norm, angefangen bei der B-Klasse, aber einige Autohersteller versuchen, ihre Autos so sicher wie möglich zu machen, indem sie mehr Plätze für die Platzierung von Airbags nutzen.

Knie-AirBag

Dieser Airbag hilft, Verletzungen an den Beinen des Fahrers zu vermeiden und befindet sich unter der Lenksäule. Einige Modelle verfügen zusätzlich über einen Knieairbag für den Beifahrer, der sich unter dem Handschuhfach befindet.

Zentraler Airbag

Der Zweck eines solchen Kissens besteht darin, die Köpfe von Fahrer und Beifahrer vor Stößen zu schützen
sich gegenseitig bei einem Seitenaufprall. Es befindet sich in der Armlehne der ersten Sitzreihe.

Riementasche

Ein solches Kissen wird in die Sicherheitsgurte der Fondpassagiere eingenäht, um Brust und Nacken des Passagiers zu schützen.

Airbag für Fußgänger

Der Zweck dieses Airbags besteht darin, den Kopf eines Fußgängers vor dem Aufprall auf die Windschutzscheibe zu schützen. Der Airbag schießt unter der Rückseite der Motorhaube hervor.

Standorte der Airbag-Sensoren

Airbag-Sensoren können sich je nach verbauten Airbags sowohl außerhalb als auch im Fahrzeuginneren befinden. Jeder Airbag ist mit einem eigenen Sensor verbunden, sodass sie unabhängig voneinander funktionieren. Bei Frontairbags befinden sich zwei Sensoren im Motorraum, meist an den Längsträgern, bei Seiten- und Mittelairbags in den Vordertüren. Für vordere Vorhänge – in der linken und rechten Säule Windschutzscheibe, für Heckvorhänge – im Bereich der Heckflügelbögen.

Laut Statistik sind Frontalzusammenstöße für etwa 50 Prozent aller Autounfälle verantwortlich. Dies zeigt, dass das Thema Airbag äußerst wichtig ist. Deshalb werden wir heute über dieses wirksame Mittel sprechen, um den Fahrer vor Verletzungen zu schützen.

Airbags sind nur eines der Mittel zur Erhaltung von Leben und Gesundheit

Wie wichtig sind Airbags?

Lange Zeit war der einzige Schutz der Sicherheitsgurt. Es gab viele Kontroversen darüber, aber schließlich wurde das Fahren mit angelegten Sicherheitsgurten im Straßenverkehr in allen Ländern zur Pflicht. Wie die Praxis gezeigt hat, rettete diese Maßnahme das Leben Tausender unglücklicher Autofahrer, die bei Kollisionen leicht hätten sterben können.

Airbags sind (zumindest in ihrer bekannten Form) erst seit relativ kurzer Zeit auf dem Markt und sind weiche Stützen, die die Folgen eines Unfalls lindern. Wurde erstmals patentiert aufblasbares Kissen für Flugzeuge - es konnte während des Zweiten Weltkriegs zurückgekauft werden. Und im achtzigsten Jahr wurde das erste Kissen für Autos auf den Markt gebracht.

Beachten Sie! Untersuchungen zufolge reduzieren moderne Airbags das Todesrisiko bei einem Frontalaufprall um etwa 30 Prozent.

In der Regel werden sie auf dem Fahrersitz und auf dem Beifahrersitz eingebaut, jedoch in letzten Jahren Zunehmend gibt es Automodelle, die mit sechs oder sogar acht Airbags ausgestattet sind, die alle Passagiere im Innenraum schützen (die Produkte sind zusätzlich in den Sitzen und Seitentüren verbaut).

Airbags – wie funktionieren sie?

Die Hauptfunktion dieser Schutzausrüstung besteht also darin, den direkten Kontakt von Fahrer und Passagieren zu verhindern Armaturenbrett, Lenkrad, Windschutzscheibe usw. Für maximale Sicherheit werden die Airbags genau dann ausgelöst, wenn bereits eine Kollision stattgefunden hat, aber bevor die Person mit dem Lenkrad in Berührung kommt. Typischerweise liegt dieser Zeitraum zwischen 15 und 30 Millisekunden. Ja, wir haben den Sicherheitsgurt nicht vergessen – er hilft auch, die Folgen eines Unfalls zu minimieren, aber in Kombination mit Airbags können Sie Verletzungen ganz vermeiden.

Beachten Sie! Oft ist der Airbag in der großen Lenknabe versteckt. Darüber hinaus eine Maschine, die mit dem beschriebenen ausgestattet ist Schutzausrüstung, unterscheidet sich von einem Auto ohne sie dadurch, dass die Lenkradwelle länger ist und die Form des Lenkgehäuses etwas verändert ist.

Aus konstruktiver Sicht besteht der Airbag aus folgenden Hauptelementen:

aufblasbarer Beutel (ein eigenartiger Name für einen Gasgenerator);
Kontrollleuchte;
ein elektrischer Sensor, der bei einem Aufprall ausgelöst wird.

Beim Einschalten der Zündung leuchtet die Warnleuchte nach etwa drei bis vier Sekunden auf. Und wenn es ausgeht, bedeutet das, dass mit dem Sicherheitssystem alles in Ordnung ist und es vollständig betriebsbereit ist. Wenn die Anzeige jedoch rot aufleuchtet, liegt ein Problem mit dem System vor und Sie sollten sich sofort an einen Autoservice wenden, um professionelle Hilfe zu erhalten.

Wie funktioniert ein Airbag?

Das Auslösen des Airbags selbst ist nicht kompliziert. In der Dynamik sollte es ungefähr so aussehen.

Bühne eins . Es kommt zu einer Kollision Fahrzeug mit einem Hindernis.

Stufe zwei . Dadurch wird der elektronische Sensor ausgelöst. Das System wird über den Unfall informiert und ergreift Maßnahmen.

Stufe drei . Ein Signal vom System erreicht den Zünder. Es explodiert, was zur Zerstörung der mit Gas gefüllten Eisenhülle des Zylinders führt. Darüber hinaus steht das Gas selbst dort übrigens unter einem Druck von bis zu 250 MPa. In der Regel handelt es sich dabei entweder um Ozon oder Argon.

Stufe vier . Das Kissen (es ist mehrschichtig und besteht aus Nylongewebe) ist mit Gas gefüllt. Seine Dicke beträgt üblicherweise 0,4 Millimeter.

Stufe fünf . Dann erhöht sich das Kissen und bricht durch spezielle Schlitze in der Modulabdeckung aus.

Stufe sechs . Sie öffnet sich. Oft dauert dies nach der Aktivierung des Sensors nicht mehr als 30 Millisekunden.

Stufe sieben . Der Fahrer schlägt mit dem Kopf auf das Kissen, das die Energie des Aufpralls absorbiert. Anschließend gibt es seinen Inhalt frei und beginnt zu fallen.

Beachten Sie! Das alles geht extrem schnell. Ein Airbag kann etwa 90 Prozent der gesamten Interaktionsenergie abbauen, der Rest, nämlich 10 Prozent, fällt jedoch immer noch beim Fahrer an.

Beachten Sie auch, dass jedes Automodell seine eigenen Einstellungen für diesen Schutz hat.

Sehen Sie, wie sich der Airbag entfaltet (Video):

Hauptvorteile von Airbags

Das wirksames Mittel Kopfschutz und Brust Person vor schweren Verletzungen.
Der Airbag ist komfortabler als ein Sicherheitsgurt, da er nicht regelmäßig angelegt/gelöst werden muss. Darüber hinaus ist das Kissen auch für andere unsichtbar.
Schließlich erfordern alle Kissen überhaupt keine besonderen Zusatzbedingungen.

Ein Wermutstropfen: Die Nachteile von Kissen

Mögliches falsch positives Ergebnis.
Wenn sich das Kissen mit Gas füllt, macht es viel Lärm.
Die Fähigkeit zum qualitativ hochwertigen Betrieb des verwendeten Produkts lange Zeit, wurde nur unzureichend untersucht.
Schließlich sind Airbags bei einem Seitenaufprall oder einem Fahrzeugüberschlag wirkungslos.

Es ist jedoch erwähnenswert, dass einige Nachteile bei mehr fehlen moderne Modelle Autos.

Welche Arten von Airbags gibt es?

Sagen wir gleich, dass es davon ziemlich viele gibt, deshalb werden wir uns nur mit den beliebtesten Sorten vertraut machen.

Frontairbags sind am gebräuchlichsten und werden sowohl für den Fahrer als auch für den Beifahrer eingebaut.
Es gibt auch Seitenkissen – sozusagen die nächste Stufe in der Entwicklung des Systems. Sie sollen den Beckenbereich und die Brust bei einem Seitenaufprall schützen.
Kopfkissen (Sie werden auch „Vorhänge“ genannt) sind erforderlich, um den Kopf bei einem Seitenaufprall vor Stößen auf feste Elemente zu schützen.
Knieschoner Reduzieren Sie die Wahrscheinlichkeit von Knieverletzungen (und dies ist bei einem Frontalaufprall nicht ungewöhnlich).
Sicherheitsgurt mit Airbag ausgestattet. Schützt die Brust vor Verletzungen.
Mittelkissen Sie sind erst vor relativ kurzer Zeit entstanden und sollen bei einem Überschlag oder Seitenaufprall einen Zusammenstoß zweier nebeneinander sitzender Personen verhindern. Darüber hinaus schützen diese Produkte den Nacken vor Verletzungen.

Was Sie beachten sollten: Sicherheitsvorkehrungen

Wie Sie wissen, nützen Airbags manchmal nicht nur, sondern schaden auch. Letzteres ist jedoch nur bei falscher Anwendung möglich. Was könnte das bedeuten?

Der Abstand zwischen dem Passagier und dem Airbag muss mindestens 25 Zentimeter betragen, da ihn sonst die Schutzausrüstung selbst beim Aufprall verletzen kann.
Wird ein Kind in einem speziellen Sitz vorne transportiert, muss es in Fahrtrichtung „schauen“ und der Sitz selbst – der Sitz – muss möglichst weit nach hinten geschoben werden.
Alle Passagiere müssen Sicherheitsgurte tragen. Ein befestigter Gürtel reduziert die Bewegungsgeschwindigkeit Ihres Körpers und leitet ihn auch dorthin, wo Sie ihn haben möchten – direkt auf das Kissen.
Ein Kissen schützt ein Kind nicht so gut wie einen Erwachsenen, daher sollte es auf dem Rücksitz und nur auf einem speziell ausgestatteten Sitz transportiert werden (dieser muss dem Alter des Babys entsprechen).
Das Umkehren der Position eines Kindersitzes auf dem Vordersitz ist nicht zulässig, wenn die Frontairbags aktiv sind.

Endeffekt

Bei richtiger Anwendung erhöhen Airbags die Überlebenschancen der Insassen erheblich und erleiden weniger Verletzungen. Dank dieser Erfindung werden jedes Jahr das Leben und die Gesundheit von Tausenden von Menschen gerettet. Versuchen Sie daher, die Funktionsfähigkeit und Stabilität des gesamten Sicherheitssystems Ihres Autos zu überwachen.

Sicherheit ist bei einem Neuwagen ein wesentlicher Bestandteil und keine Option. Es werden immer mehr neuartige Systeme und Technologien entwickelt. Betrachten wir das Funktionsprinzip, die Art und das Design von Airbags.

Der Inhalt des Artikels:

Ein Airbag ist heute als Option deutlich häufiger gefragt als beispielsweise eine Klimaanlage oder ein modernes Audiosystem. Der Hauptzweck von Airbags (in Autos auch Airbags genannt) besteht darin, den Aufprall der Passagiere und des Fahrers auf das Lenkrad, andere Körperteile und Fenster abzumildern. In der Regel wird es mit Sicherheitsgurten verwendet. Das Sicherheitssystem wurde erstmals 1953 eingeführt, als Walter Linderer sein Patent veröffentlichte.

Arten von Autoairbags

Moderne Autos verfügen in der Regel über mehrere Airbags. Bisher war nur ein Fahrerairbag verbaut, später kam auch ein Airbag für den Beifahrer hinzu. Bei aktuellen Modellen sind sie um den gesamten Umfang herum installiert verschiedene Orte Salon Kissen werden je nach Standort nach Typ unterteilt. An erster Stelle stehen die Frontairbags, gefolgt von Seitenairbags, Kopfairbags, Mittelairbags, Knieairbags und Fußgängerairbags. Letzte Option Wird außen zwischen Motorhaube und Windschutzscheibe installiert.

Frontal

Sie wurden erstmals 1981 in Mercedes-Benz-Fahrzeugen eingesetzt. In der Regel handelt es sich dabei um Frontairbags für Fahrer und Beifahrer. Der Beifahrer wiederum kann nach Belieben ausgeschaltet werden. Oft in moderne Autos Die Konstruktion sieht einen zweistufigen oder mehrstufigen Betrieb vor. Es hängt alles von der Komplexität des Unfalls ab (normalerweise adaptive Airbags). Der Fahrerairbag ist vorschriftsmäßig im Lenkrad verbaut, für den Beifahrer im oberen Teil der Frontplatte.

Seitenairbags

Der Hauptzweck von Seitenairbags wird darin gesehen, das Verletzungsrisiko für Becken, Brust und Bauchraum zu verringern. Ein Seitenaufprall ist in der Regel einer der unvorhersehbarsten und schmerzhaftesten. Volvo setzte 1994 erstmals Seitenairbags in seinen Fahrzeugen ein. Diese Art von Kissen wurde als optionale Option zu den Hauptkissen vorne eingebaut.

Typischerweise wird davon ausgegangen, dass sich die Seitenairbags an der Rückseite des Vordersitzes befinden. Allerdings findet man sie in modernen Autos auch in den Lehnen der Rücksitze. Als hochwertigste Airbags gelten Zweikammer-Airbags. Ihr unterer Teil ist steifer, um das Becken zu schützen, und der obere Teil ist weich, um die Brust zu schützen.

Vorhänge oder Kopfkissen

Dem Namen nach zu urteilen, ist ihr Hauptzweck klar. In der Liste der Automobilhersteller werden sie auch als Vorhänge aufgeführt. Im Falle eines Seitenaufpralls schützen die Vorhänge Ihren Kopf davor, gegen die Türscheibe zu stoßen. Der aller erste diese Technologie 1998 von Toyota verwendet.

Je nach Fahrzeugmodell kann es sich im vorderen Teil des Daches, auch zwischen den Säulen und im hinteren Teil des Kabinendachs befinden. Für die Beifahrer und Fondpassagiere ist Schutz geboten.

Knie

Der Name selbst spricht Bände über seinen Zweck: Der Schutz der Knie und Schienbeine vor Verletzungen ist im Falle eines Unfalls sehr wichtig. Befindet sich oft unter dem Lenkrad. Sie wurden erstmals 1996 in Kia-Autos eingebaut. Neben dem Fahrersitz sind sie auch für den Beifahrer unter dem Handschuhfach verbaut.

Zentrale Verteidigung

Seit 2009 verfügen Toyota-Autos über einen Zentralairbag. Der Hauptzweck besteht darin, den sekundären Aufprall der Passagiere bei Seitenkollisionen zu reduzieren. Befindet sich oft in der Armlehne zwischen der ersten Sitzreihe. Bei der hinteren Sitzreihe befindet es sich im mittleren Teil der Rückenlehne.

In modernen Autos, mit Ausnahme von Toyota, werden dieselben in Mercedes-Benz-Autos verwendet (Pre-Safe-Sicherheitssystem der zweiten Generation). So mildert dieser Airbag im Falle eines Seitenaufpralls den Rückstoß des Passagiers.

Fußgängerairbag

Seit 2012 führt Volvo in seinen Fahrzeugen Fußgängerairbags ein. Im Gegensatz zu allen oben genannten Optionen dieser Typ Es befindet sich außerhalb des Autos zwischen der Windschutzscheibe und der Motorhaube. Wenn also ein Fahrer einen Fußgänger anfährt, mildert der Airbag den Aufprall und verhindert schwere Verletzungen.

Mechanismusdesign

Das Gerät sieht aus wie eine Softshell und wird im richtigen Moment mit Gas gefüllt, im Set sind außerdem ein Gasgenerator und eine Steuerung enthalten. Das Kissen selbst besteht aus Nylongewebe; um das Kissen zu schmieren und während des Betriebs nicht zu brechen, wird Talkum oder Stärke verwendet. Beim Auslösen des Airbags sind sie häufig in der Luft zu sehen.

Der Hauptzweck des Gasgenerators besteht darin, das Kissen selbst mit Gas zu füllen. Es handelt sich also bereits um ein Airbagmodul. Gasgeneratoren unterscheiden sich voneinander in der Form (rohrförmig und rund), in der Art des Betriebs (mit zweistufigem und einstufigem Betrieb) und in der Art der Gasbildung (Hybrid- und Festbrennstoff).

Am gebräuchlichsten ist Festbrennstoff; er besteht aus einem Gehäuse, einer Zündpille und einer bestimmten Ladung. fester Brennstoff. Typischerweise wird der Kraftstoff durch eine Zündpille gezündet, wodurch Stickstoffgas entsteht.

Ein Hybrid-Gasgenerator besteht aus einer Zündpille, darunter eine Gasladung hoher Druck Argon oder komprimierter Stickstoff, Gehäuse und Feststofffüllung. Die Füllung des Kissens selbst erfolgt mit Druckgas, indem eine Ladung aus festem Brennstoff herausgedrückt wird.

Das Airbag-Steuersystem umfasst herkömmliche Stoßsensoren, eine zentrale Steuereinheit und einen Aktuator (Gasgenerator-Zündkapsel).

Arbeitsprinzip

Der Hauptstartpunkt für die Aktivierung ist ein Schlag. Je nachdem, welches Teil und welche Stärke der Schlag hat, nur die richtigen Kissen Sicherheit. Sobald es zu einem Aufprall kommt, werden die Aufprallsensoren aktiviert und Informationen über die Kraft und den Ort des Aufpralls an die zentrale Steuereinheit übermittelt. Die Einheit verarbeitet die empfangenen Daten und ermittelt die Notwendigkeit, bestimmte Airbags auszulösen, sowie deren Zeitpunkt und Stärke.

Parallel zu den Airbags werden Informationen an andere Sensoren und Systeme übermittelt, beispielsweise an ein Notbremssystem oder ein SOS-Signal. Wenn die Aufprallkraft nicht erheblich ist, können nur die Sicherheitsgurte oder auch in Kombination mit Airbags funktionieren.

Gepaart mit eingeschaltetem Signal verschiedene Systeme, wird ein Signal an den Gasgenerator des jeweiligen Airbags gesendet. Im Durchschnitt beträgt die Reaktionszeit der Airbags etwa 40 ms. Dank des Gasgenerators werden die Kissen entfaltet und aufgeblasen. Sobald das Kissen mit einer Person in Berührung kommt und funktioniert, platzt es und entleert sich.

Alle Autos verwenden immer Einweg-Airbags. Wenn es in der Kabine zu einem Brand kommt und die Temperatur 150–200 °C erreicht, werden die Airbags automatisch ausgelöst.

Bedingungen für die Auslösung

Als Hauptbedingungen für die Auslösung von Frontairbags kommen in Betracht:

Überschreiten der Aufprallschwelle (Kraft) bei einem Frontalaufprall;
eine plötzliche Kollision mit einem harten Teil bei hoher Geschwindigkeit (Bordstein, Gehweg, Boxenmauer usw.);
Feste Landung nach einem Autosprung;
Autounfall;
ein schräger oder direkter Schlag auf die Vorderseite des Autos.

Die Frontairbags werden nicht ausgelöst, wenn der Schlag fiel zur Seite oder nach hinten. In solchen Fällen funktionieren in der Regel die seitlichen und hinteren. Es gibt keinen Standard-Auslösealgorithmus; er wird häufig modifiziert und verbessert. Moderne Algorithmen berücksichtigen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Verzögerungsrate, Gewichtsveränderungen und den Standort des Passagiers. Einige Hersteller berücksichtigen die Kraft des Sicherheitsgurts und das Vorhandensein eines Kindersitzes in der Kabine.

Video zur Funktionsweise von Airbags:

Dies ist die vom Autor mit Kommentaren aus der russischen Praxis übersetzte Übersetzung des Artikels „ Kriterien für die Auslösung des Airbags", veröffentlicht 2014 von Kenneth Solomon und Jesse Kendall in The Forensic Examiner®, der offiziellen, von Experten begutachteten Fachzeitschrift des American College of Forensic Examiners, die als weltweit führende forensische Fachzeitschrift an Popularität und Anerkennung gewonnen hat.

Und da unsere Leute in der Bäckerei mit dem Taxi solche Zeitschriften nicht lesen, wird dieser Artikel über Pravoruba sowohl für Verkehrsunfallanwälte als auch für Autoexperten, die ihn lesen, nützlich sein. Für Anwälte – als Information für die Vernehmung von Autoexperten, die nicht lesen, um ihnen ihre leeren Schlussfolgerungen zu erklären, und für Autoexperten, die lesen – um keine Schlussfolgerungen zu ziehen, die auf schamanischen Ritualen basieren.

Einführung

Airbag-Steuermodule verwenden ausgefeilte Algorithmen, um Auslöseentscheidungen auf der Grundlage einer Einschätzung der Schwere des Aufpralls zu treffen, der mit Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit oder -verzögerung im Laufe der Zeit einhergeht. Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei den Steueralgorithmen um Know-how des Herstellers handelt, sind ihre tatsächlichen Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Verformungsschwellen (Wegschwellen) für die Auslösung des Airbags bei einem Unfall nicht bekannt. Autohersteller geben die Werte dieser Parameter und Algorithmen nicht bekannt und beschränken sich auf deklarative „ wischen“ oder „ein Schlag mit ausreichender Kraft“ in den Bedienungsanleitungen, aber die Händler kennen sie einfach nicht, während sie vor Kunden Auftritte mit dem Testen von Instrumentensteuermodulen durchführen.

Tatsächlich führen solche vagen, nichttechnischen Kriterien zu Blockaden bei der Geltendmachung rechtlicher Ansprüche von Autobesitzern, deren Airbags bei einem Unfall nicht oder ohne ersichtlichen Grund willkürlich ausgelöst wurden. Das schafft auch günstiger Boden für die betrügerische Inszenierung von Verkehrsunfällen, die darin besteht, Paneele mit ausgelösten Airbags auf ein praktisch unverformtes Auto zu „übertragen“.

Die für die Airbag-Auslösung erforderlichen technischen Parameterwerte können jedoch durch Untersuchung der Ergebnisse von Labor-Crashtests an Fahrzeugen bestimmter Hersteller ermittelt werden.

Ziele des Artikels

1. Informieren Sie sich und machen Sie sich mit der Funktionsweise des Airbag-Steuersystems und seiner Komponenten vertraut.
2. Informationen erhalten und verstehen, wann Airbags ausgelöst werden sollten oder nicht. Der Artikel enthält eine Einführung in Airbag-Steuersysteme und ihre Auslöseprozesse. eine kurze Geschichte Stoßsensoren. Beschreibt die Variablen, die in Airbag-Auslösealgorithmen verwendet werden, und bietet Vergleichsbeispiele unter Verwendung mehrerer proprietärer Steuerungssysteme. Es wird eine Methode gezeigt, um den Geschwindigkeits-, Verzögerungs- oder Verformungsbereich (Weg) abzuschätzen, der den Schwellenwert für die Airbagauslösung darstellt.

Airbag-Entfaltungsprozess

Der Zweck eines Airbags besteht darin, ein elastisches, weiches Polster zwischen den Insassen und dem Fahrzeuginnenraum bereitzustellen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Airbags innerhalb kurzer Zeit und vor dem Kontakt der Passagiere mit Gas vollständig gefüllt sein. Eine schnelle Auslösung des Airbags kann zu tödlichen Verletzungen bei Personen führen, wenn diese bereits während der Auslösung Kontakt mit dem Airbag haben. Daher müssen Airbags über ein Kontrollsystem verfügen, das eine Kollision korrekt erkennen kann. Gleichzeitig wird es so früh erkannt, dass der Airbag Zeit hat, sich sicher auszulösen.

Der Airbag wird ausgelöst, nachdem vom Airbag-Steuermodul ein elektrisches Signal zum Auslösen an den Zünder gesendet wurde. Dieses Signal löst aus chemische Reaktion, der einen Airbag aus Nylongewebe schnell mit Gas aufbläst. Das Gas enthält Staubpartikel aus dem Material, das zum Schmieren des Beutels verwendet wird (normalerweise Talkum und Maisstärke). Sobald das Kissen vollständig entfaltet ist, entweicht das Gas durch kleine Entlüftungsöffnungen. Die Löcher sind so dimensioniert und positioniert, dass sie das Volumen des Beutels verringern mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, abhängig vom Fahrzeugtyp.

Geschichte der Stoßsensoren

Frühe Airbag-Auslösesysteme verwendeten mechanische Sensoren zur Erkennung des Aufpralls und wurden dann etwa 1994 auf dem US-Markt aus dem Verkehr gezogen. Sensoren wie zum Beispiel „ Rolamit", enthielt Metallrollen, die durch eine Feder oder einen Magneten in der Standby-Position stabilisiert wurden.

Bei einem Aufprall über der vorgesehenen Schwelle konnte die Feder oder der Magnet die Metallmasse nicht mehr an Ort und Stelle halten. Die Masse bewegte sich und drückte gegen den Kontakt, wodurch ein elektrisches Signal an das Airbag-Steuermodul gesendet wurde. Mechanische Sensorsysteme neigen dazu, kleine Kollisionen ungenau zu interpretieren. Mechanische Sensoren haben bei Frontalkollisionen möglicherweise nicht genügend Bewegung, was zu einer verzögerten Reaktion führt. Moderne Stoßsensoren basieren mittlerweile auf mikroelektromechanischen Systemen (MEMS).

Neue Aufprallerkennungssysteme

Die neuen MEMS-Crashsensoren messen die Beschleunigung mit einem Beschleunigungsmesser, der einen kontinuierlichen Datenstrom an das Airbag-Steuermodul sendet. Beschleunigungsmesser sind normalerweise piezoelektrisch oder variabel kapazitive Sensoren. Der heute am häufigsten verwendete MEMS-Beschleunigungsmesser ist der ADXL-50 von Analog Devices.

Der Autor ist auf die Schlussfolgerungen völlig idiomatischer „nicht lesender“ Autoexperten gestoßen, in denen sie durch visuelle Inspektion oder organoleptische Methode eine Fehlfunktion des Stoßsensors feststellen. Ihre Logik beschränkt sich auf die primitive Kette „Es gab einen Schock – die Airbags haben nicht funktioniert – was bedeutet, dass der Schocksensor nicht funktioniert.“ Tatsächlich basieren die Testverfahren für solche Sensoren auf Algorithmen vom Typ Gauss-Newton (vom Justizministerium nicht genehmigt und daher von staatlichen Experten nicht als wissenschaftlich anerkannt) und erfordern spezielle Software und Ausrüstung. Beispiele für zahlreiche Tests sind auf YouTube zu sehen, offizielle Vorschriften zur Prüfung und Kalibrierung eines bestimmten Sensormodells finden Sie bei Bedarf auf der Website des Herstellers.

https://youtu.be/ycThnu3k_vc

Während sich die auf die elastischen Elemente gerichteten Massen aufgrund der Beschleunigung relativ zum Sensorkörper bewegen, rücken spezielle, an den Massen befestigte Platten näher an andere stationäre Platten heran. Eine Änderung des Abstands zwischen den Platten wirkt sich auf die Kapazität oder Haltefähigkeit des Sensors aus elektrische Ladung. Diese Kapazitätsänderung lässt sich leicht messen und dann in eine Spannungsänderung umwandeln. Die Spannungsänderung steht in direktem Zusammenhang mit der Trägheitskraft aufgrund der Beschleunigung, und der Messwert wird vom Airbag-Steuermodul als Beschleunigung interpretiert. Der Algorithmus des Steuermoduls kann anhand seines mathematischen Modells der zeitlichen Beschleunigungsimpulse bestimmen, ob eine Airbag-Auslösung erforderlich ist.

Entscheidungsprozess

Das Airbag-Steuermodul (ACM) empfängt ein kontinuierliches Signal von jedem MEMS-Sensor und zeichnet Daten für einen bestimmten Zeitraum nach einem bestimmten Ereignis auf. Mithilfe der Zentraleinheit (CPU) führt es algorithmische Berechnungen durch und gibt oder gibt den Befehl zum Auslösen des Airbags. Algorithmen zur Bestimmung der Aufprallschwere basieren auf der Schätzung eines oder mehrerer kinematischer Parameter (Beschleunigung, deren Ableitungen oder Integrale). Eine Liste davon ist in Tabelle 1 unten aufgeführt. Beispiele für Flussdiagramme für Entscheidungsalgorithmen sind in den folgenden Abbildungen dargestellt.

Tabelle 1.

Flussdiagramm eines Algorithmus unter Verwendung der Parameter Geschwindigkeitsänderung, Weg und Energiedichte.

Flussdiagramm eines Algorithmus unter Verwendung der Parameter: Verzögerung und Ruck (Push).

Flussdiagramm eines Algorithmus unter Verwendung der Parameter: Beschleunigung und Geschwindigkeitsänderung.

Algorithmusoptionen
Aufprallerkennungssysteme variieren stark zwischen den Patenten. Die meisten nach 1995 patentierten Systeme nutzen Delta-V, Beschleunigung oder Ruck als Parameter, um das Wecksystem zu aktivieren und die Airbags auszulösen. Neueste Systeme Dazu gehören auch Systeme zur Analyse der Anwesenheit von Passagieren und zur Analyse der Entfernung zum Passagier. Es gibt erhebliche Unterschiede in den Ansätzen, die zwischen 1995 und 2008 von mehreren Erfindern verfolgt wurden. Der Befehl zum Auslösen der Airbags hängt jedoch von einem oder mehreren der oben beschriebenen Sätze grundlegender kinematischer Parameter ab.

Wenn die Airbags auslösen

Laut der Position der National Highway Traffic Safety Administration des US-Verkehrsministeriums ( ist in der entsprechenden US-Norm verankert, die auch von einer Reihe namhafter ausländischer Automobilhersteller eingehalten wird), „Airbags sind im Allgemeinen so konzipiert, dass sie bei Frontal- und Frontalaufprallen ausgelöst werden, die mit einem Aufprall auf eine stationäre starre Barriere bei Geschwindigkeiten von etwa 8 bis 14 Meilen pro Stunde vergleichbar sind.“ Spezifische Grenzwerte werden von jedem Hersteller je nach Fahrzeuggröße und Struktursteifigkeit kalibriert. Das Kontrollsystem wird aktiviert, um zwischen Ereignissen wie dem Aufprall auf ein Schlagloch oder dem Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug zu unterscheiden. Dies tritt typischerweise auf, wenn innerhalb von 10 Millisekunden zwei aufeinanderfolgende Beschleunigungsimpulse von weniger als (ungefähr) -1 g bei kleinen Fahrzeugen oder weniger als (ungefähr) -2 g bei großen Fahrzeugen auftreten. Beim Aufwachen wird die Entscheidung getroffen, entweder die Airbags auszulösen oder zum Normalzustand zurückzukehren.

Aufgrund des Know-how-Standes sind die Steueralgorithmen und kinematischen Parameterwerte für die Airbag-Auslösung bei einer Kollision nicht bekannt. Unter Verwendung der NHTSA-Richtlinie für Airbags für die Auslösung eines Frontalaufpralls bei Geschwindigkeiten zwischen 8 und 14 Meilen pro Stunde kann der Bereich der kinematischen Schwellenwerte jedoch abgeschätzt werden bekannte Werte Steifigkeit von Fahrzeugen und deren Masse.

Schätzung von Schwellenwerten

Bei einer Kollision das Ausmaß der Verformung MIT(in Zoll) bei einer bestimmten Aufprallgeschwindigkeit V(in Meilen pro Stunde) hängt vom Steifigkeitsverhältnis des Fahrzeugs ab k(in lb/in) und sein Gewicht w(in Pfund) unter Verwendung der folgenden Gleichung:

Zeit vom Beginn des Aufpralls bis zum Erreichen des maximalen Impulses beim Aufprall:

Ersetzen der Beziehung im ersten Ausdruck LEBENSLAUF aus dem zweiten Ausdruck erhalten wir:

Fahrzeugsteifigkeit k kann aus Crashtest-Ergebnissen unter Berücksichtigung des Fahrzeuggewichts ermittelt werden M, Verformung C und Aufprallgeschwindigkeit V. Die Steifigkeit des Autos wird nach folgender Formel berechnet:

Tabelle 2 zeigt das entsprechende Spektrum der Verzögerungen und Verformungen (Verschiebungen) bei Frontalaufprall-Crashtests für mit Airbags ausgestattete Fahrzeuge unter Berücksichtigung der geschätzten Zeit für den maximalen Aufprallimpuls und für verschiedene Autos in Bezug auf Härte und Gewicht.

Tabelle 2

Es ist ersichtlich, dass kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Gewicht des Autos und seiner Steifigkeit besteht. Zwei Autos mit ähnlichem Gewicht können sehr viel haben unterschiedliche Bedeutungen Steifigkeit, wie aus einem Vergleich des 2010 Ford Fusion und des 2010 Toyota Prius hervorgeht. Beide Fahrzeuge haben ungefähr das gleiche Fahrzeuggewicht, allerdings ist die Frontsteifigkeit des Toyota Prius deutlich größer als die des Ford Fusion. Da das Ausmaß der Verformung und die Dauer des Aufpralls beim Ford Fusion größer sind, muss sich der Ford Fusion-Airbag auf eine geringere Verzögerungsrate aufblasen als beim Toyota Prius.

Wertevergleich

Die Bedingungen realer Kollisionen stimmen oft nicht mit denen eines Aufpralls auf eine starre stationäre Barriere überein. Dies muss beim Vergleich der Bereiche tatsächlicher (aus Crashtests) und berechneter Parameterwerte berücksichtigt werden. Die Aufpralldauer variiert nicht wesentlich mit der Aufprallgeschwindigkeit, sondern hängt stark von der Art des Aufpralls ab. Bei einem harten Aufprall, z. B. beim Aufprall auf einen Pfosten, bei dem nur ein Teil des Fahrzeugs deformiert wird, lösen die Airbags möglicherweise nicht aus. Airbags lösen manchmal nicht aus, wenn der Aufprall über einen längeren Zeitraum allmählich erfolgt, beispielsweise wenn ein Auto unter oder über ein anderes Objekt fährt. Bei Kollisionen, bei denen die relative Schwere der kollidierenden Fahrzeuge sehr unterschiedlich ist, werden Airbags möglicherweise nicht ausgelöst. Zum Beispiel eine Kollision zwischen der Vorderseite eines Autos und der Seite eines anderen Autos. Darüber hinaus können Kollisionen auftreten, während scharfe Kanten, führen nicht immer zur Auslösung von Airbags, da keine nennenswerte Verzögerung in Richtung der Fahrzeuglängsachsen (in der vom Aufprallsensor gemessenen Richtung) auftritt.

Beispiel: Airbags lösten nicht aus

Ein Beispiel für einen Aufprall, bei dem es zu einer erheblichen Geschwindigkeitsänderung kam, die Frontairbags jedoch nicht ausgelöst wurden, war ein Unfall zwischen einem 2007er Chevrolet Equinox und einem entgegenkommenden Harley-Davidson-Motorrad. Das Airbag-Steuermodul im Equinox registrierte eine maximale Geschwindigkeitsänderung von 9,27 Meilen pro Stunde. Dieser Wert liegt im Bereich von 8,0 bis 14,0 Meilen pro Stunde, bei dem die Airbags voraussichtlich ausgelöst werden (wie im Fall eines Frontalaufpralls mit einer starren, unbeweglichen Barriere). Die maximale Verzögerung betrug jedoch 3,27 g. Diese Verzögerung war deutlich geringer als der berechnete Wert im Einsatzbereich von 7,5g bis 13,2g, wie in der Tabelle oben dargestellt. Daher hätten die Frontairbags nicht ausgelöst werden dürfen.

Beispiel: Airbags ausgelöst

Ein Beispiel für einen Aufprall, der keine wesentliche Änderung der Geschwindigkeit zur Folge hatte, aber dennoch die Airbags auslöste, war ein Unfall mit einer Chevrolet Corvette aus dem Jahr 2007, der bei sehr hoher Geschwindigkeit mehrere Verkehrsschilder, Bäume und Verkehrspfosten traf. Das Fahrzeug prallte mit mehr als 60 Meilen pro Stunde auf das erste Objekt, und das Airbag-Steuermodul registrierte eine maximale Geschwindigkeitsänderung von 4,96 Meilen pro Stunde, was deutlich unter dem Bereich von 8,0 bis 14,0 Meilen pro Stunde liegt, in dem die Airbags voraussichtlich ausgelöst werden (wie in diesem Fall). beim Frontalaufprall auf ein hartes, stationäres Hindernis). Zum Glück für den Beifahrer und den Fahrer betrug die aufgezeichnete maximale Verzögerung beim Aufprall 11,3 g, was über dem geschätzten Schwellenwertbereich von 6,1 g bis 10,6 g aus der obigen Tabelle liegt. Daraufhin lösten die Airbags aus und retteten das Leben des Beifahrers und Fahrers.

Abschluss

Airbags müssen über ein Steuerungssystem verfügen, das Stöße richtig und früh genug erkennen kann, um die Airbags sicher auszulösen. Auslösesysteme verwenden typischerweise elektronische Sensoren, die dem Airbag-Steuermodul kontinuierlich die Fahrzeugbeschleunigung melden. Die Module verwenden komplexe Algorithmen, um Entscheidungen zur Airbag-Auslösung auf der Grundlage einer oder mehrerer kinematischer Variablen zu treffen. Aufgrund des „Know-how“-Status von Einsatzalgorithmen sind die in diesen Algorithmen verwendeten Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Verformungswerte unbekannt. Stattdessen können Bereiche von Aufprallgeschwindigkeiten, Verzögerungen oder Verformungen aus Crashtestdaten berechnet und dann verwendet werden Expertenbewertung ob die Airbags bei einer bestimmten Kollision hätten auslösen müssen.

LinksAnQuellen

1. Kollisionssicherheitsinstitut. (2011). Bosch Crash Data Retrieval System – Crash Data Retrieval. Kurshandbuch für Datenanalysten.
2. Huang, Mathew. (2002). Fahrzeugunfallmechanik. CRC-Presse.
3. National Highway Traffic Safety Administration des US-Verkehrsministeriums. (2003). Was Sie über Airbags wissen müssen – DOT HS 809 575.

Über die Autoren

Jesse Kendall erhielt einen Bachelor of Science in Bauingenieurwesen von der University of Vermont in Burlington, Vermont. Sein Ingenieurpraktikum absolvierte er in Denver, Colorado, wo er im Baugewerbe arbeitete Beratungsfirmen, bevor er in sechs Bundesstaaten ein lizenzierter professioneller Ingenieur wurde. Mit über fünfzehn Jahren Erfahrung im Bauingenieurwesen lebt und arbeitet Jesse Kendall heute in Kalifornien am Institute for Risk and Safety Analysis, wo er sich auf forensische Technik und Unfallrekonstruktion spezialisiert hat.

Dr. Solomon erhielt seinen BS-, MS- und PhD-Abschluss in Maschinenbau von Los Angeles. Dr. Solomon verfügt außerdem über professionelle Ingenieurlizenzen. Dr. Solomon forscht seit mehr als 40 Jahren auf dem Gebiet der Unfallrekonstruktion und Biomechanik und hat mehr als 200 wissenschaftliche Veröffentlichungen in internationalen Fachzeitschriften, Berichten und Präsentationen veröffentlicht. Er und seine Co-Autoren haben 13 Bücher geschrieben. Er war als Senior Fellow bei der RAND Corporation tätig und unterrichtete an der Fakultät der RAND Graduate School, der University of California, der University of Southern California, der Naval Postgraduate School, der George Mason University und der Orange County Sheriff's Academy .

Autoairbags (allgemeiner internationaler Name: Airbag) sollen den Aufprall von Fahrer und Passagieren auf das Lenkrad, Karosserieelemente und Fenster abmildern Autounfall. Sie werden in Verbindung mit Sicherheitsgurten verwendet. Airbags gehen auf die Veröffentlichung des Patents von Walter Linderer im Jahr 1953 zurück.

Arten von Airbags

Moderne Personenkraftwagen verfügen über mehrere Airbags, die an verschiedenen Stellen im Fahrzeuginneren angebracht sind. Je nach Standort gibt es unterschiedliche die folgenden Typen Airbags: Front-, Seiten-, Kopf-, Knie- und Zentralairbag.

Erste Frontairbags wurden 1981 in Mercedes-Benz-Fahrzeugen eingesetzt. Für Fahrer und Beifahrer gibt es einen Frontairbag. Der Frontairbag des Beifahrers ist in der Regel abschaltbar. Eine Reihe von Frontairbag-Ausführungen arbeiten je nach Unfallschwere zwei- oder sogar mehrstufig (sog adaptive Airbags). Der Fahrer-Frontairbag befindet sich im Lenkrad, der Beifahrerairbag im oberen rechten Teil der Frontverkleidung.

Entwickelt, um das Risiko von Verletzungen des Beckens, der Brust usw. zu verringern Bauchhöhle im Falle eines Unfalls. Volvo ist ein Pionier beim Einsatz von Seitenairbags und bietet diese seit 1994 als Option an. Seitenairbags werden üblicherweise in der Rückenlehne des Vordersitzes eingebaut. Viele Autos sind mit Seitenairbags für die Rücksitze ausgestattet. Die fortschrittlichsten Seitenairbags verfügen über ein Zweikammer-Design. Es besteht aus einem härteren unteren Teil zum Schutz des Beckens und einem weicheren Oberer Teil- für die Brust.

(ein anderer Name ist Sicherheitsvorhänge) dienen, wie der Name schon sagt, dem Schutz des Kopfes bei einem Seitenaufprall. Toyota begann 1998 mit dem Einbau von Kopfairbags. Je nach Fahrzeugmodell befindet es sich im vorderen Teil des Daches, zwischen den Säulen und im hinteren Teil des Daches. Die Airbags schützen die Passagiere in der vorderen und hinteren Sitzreihe.

Schützt die Knie und Schienbeine des Fahrers vor Verletzungen. Befindet sich unter dem Lenkrad. Erstmals 1996 bei Kia-Fahrzeugen eingesetzt. Einige Modelle sind mit einem Beifahrer-Knieairbag ausgestattet, der unter dem Handschuhfach eingebaut ist.

Im Jahr 2009 bot Toyota an Zentralairbag, das die Schwere von Sekundärverletzungen der Passagiere bei einem Seitenaufprall verringern soll. Befindet sich in der Armlehne der ersten Sitzreihe, dem zentralen Teil der Rückenlehne Rücksitz. Mercedes-Benz plant, in seinem Pre-Safe-System der zweiten Generation zentrale Airbags für die vordere und hintere Sitzreihe einzusetzen.

Airbags reichen jetzt über die Kabine hinaus Personenkraftwagen. Volvo bietet seit 2012 Fußgängerairbags für seine Autos an.

Airbag-Gerät

Der Airbag besteht aus einer mit Gas gefüllten elastischen Hülle, einem Gasgenerator und einem Steuersystem.

Das Kissen selbst besteht aus Nylongewebe. Zur Schmierung des Airbags wird Talkum oder Stärke verwendet, die beim Auslösen des Airbags in der Luft in der Kabine zu beobachten ist.

Der Gasgenerator dient zum Befüllen der Kissenhülle mit Gas. Hülle und Gasgenerator bilden zusammen das Airbagmodul. Die Konstruktionen von Gasgeneratoren unterscheiden sich durch ihre Form ( gewölbt und röhrenförmig), aufgrund der Art der Arbeit ( mit einstufigem und zweistufigem Betrieb), nach der Methode der Gasbildung ( Festbrennstoff und Hybrid).

Ein Festbrennstoff-Gasgenerator besteht aus einem Gehäuse, einer Zündpille und einer Festbrennstoffladung. Die Ladung ist eine Mischung aus Natriumazid, Kaliumnitrat und Siliziumdioxid. Die Zündung des Kraftstoffs erfolgt durch die Zündpille und geht mit der Bildung von Stickstoffgas einher. Ein Hybridgasgenerator besteht aus einem Gehäuse, einer Zündpille, einer Feststoffbrennstoffladung und einer Hochdruckgasladung (komprimierter Stickstoff oder Argon). Der Airbag ist mit Druckgas gefüllt, das durch eine Treibladung aus Festbrennstoff freigesetzt wird.

Das Airbag-Steuersystem vereint traditionelle Komponenten – Aufprallsensoren, ein Steuergerät und einen Aktuator ( Gasgenerator-Zündkapsel).

Wie Airbags funktionieren

Bei einem Aufprall werden die Airbags aktiviert. Abhängig von der Aufprallrichtung werden nur bestimmte Airbags aktiviert. Überschreitet die Aufprallkraft ein voreingestelltes Maß, übermitteln die Aufprallsensoren ein Signal an das Steuergerät. Nach der Verarbeitung der Daten aller Sensoren ermittelt das Steuergerät die Notwendigkeit und den Zeitpunkt der Aktivierung von Airbags und anderen Komponenten des passiven Sicherheitssystems.

Abhängig von der Art und Schwere des Unfalls können beispielsweise nur die Gurtstraffer oder die Gurtstraffer zusammen mit den Airbags ausgelöst werden. Das Steuergerät liefert ein elektrisches Signal zur Aktivierung der Gasgeneratoren der jeweiligen Airbags. Die Auslösezeit des Airbags beträgt ca. 40 ms. Der Gasgenerator sorgt für die Ausdehnung und das Aufblasen des Kissens mit Gas. Nach dem Kontakt mit einer Person reißt das Kissen und entleert sich.

Airbags sind Einweggeräte. Im Falle eines Fahrzeugbrandes (die Temperatur im Innenraum steigt auf 150–200 °C) werden alle Airbags automatisch ausgelöst.

Auslösebedingungen

Die Frontairbags werden ausgelöst, wenn folgenden Bedingungen:

Überschreiten der Kraft eines Frontalaufpralls um einen bestimmten Wert;
einen harten, haltbaren Gegenstand treffen ( Bordsteinkante, Gehwegkante, Grubenmauer);
harte Landung nach einem Sprung;
Autounfall;
schräger Schlag auf die Vorderseite des Autos.

Bei einem Heckaufprall, Seitenaufprall oder Überschlag werden die Frontairbags nicht ausgelöst.

Voraussetzung für die Auslösung der Seiten- und Kopfairbags ist, dass die Seitenaufprallkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Algorithmen zur Auslösung von Airbags werden ständig verbessert und komplexer. Moderne Algorithmen berücksichtigen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit, mit der es abbremst, das Gewicht des Passagiers und seinen Standort, die Verwendung eines Sicherheitsgurts und das Vorhandensein eines Kindersitzes.