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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung an einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs zum Schutz von Fußgängern oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Sicherheitseinrichtungen sind allgemein bekannt, um bei einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger, einem Radfahrer oder dergleichen eine Beeinträchtigung des Unfallopfers möglichst zu vermeiden.
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Eine bekannte, gattungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 28 21 156 A1 und der
DE 26 13 748 bekannt. Diese Sicherheitseinrichtungen umfassen ein Airbagmodul, das jeweils wenigstens einen Gasgenerator und einen damit gekoppelten, auf der Fronthaube aufblasbaren Airbag umfaßt.
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Ein derartiger Airbag ist stets für eine bestimmte Aufprallsituation ausgelegt. Problematisch hierbei ist, dass wenn der Haubenairbag zu weich ausgelegt ist, die Gefahr besteht, dass z. B. ein Erwachsener mit bestimmten Körperteilen, z. B. mit dem Kopf, auf die Haube durchschlagen kann. Wird der Haubenairbag andererseits zu hart ausgelegt, ist die Energieabsorptionskennung z. B. für ein Kind mit geringerer Masse falsch, so dass unter Umständen keine Energieabsorption stattfindet.
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In Verbindung mit Insassenschutzvorrichtungen ist aus der
US 3 614 127 ein im aufgeblasenen Zustand fingerartiger Mehrkammerairbag als Insassenschutz für ein Kraftfahrzeug bekannt, der eine Vielzahl von hintereinandergeschalteten Kammern aufweist, die jeweils durch Trennwände voneinander beabstandet sind, wobei in den Trennwänden Durchströmöffnungen ausgebildet sind, damit Gas von der einen Kammer in die nächste Kammer gelangen kann. Diese Durchströmöffnungen werden mit jeder Trennwand zum Fahrzeuginnenraum hin kleiner, so dass im Falle eines Unfalls und einer Aktivierung der Sicherheitseinrichtung die hinteren, d. h. dem Armaturenbereich mehr zugeordneten Kammern eher voll aufgeblasen werden als die vorderen, dem Insassen zugewandten Kammern. Eine sanfte, weiche Energieabsorption soll hier dadurch erreicht werden, dass im Falle eines Unfalls z. B. die vorderste Kammer kaum, die dahinter liegende nur halb und die wiederum dahinter liegende Kammer dagegen voll aufgeblasen ist. Da die Kammern hier lediglich kaum oder nur unvollständig aufgeblasen sind, ist eine sanfte Abfederung nicht oder nur sehr schlecht möglich, da diese bei einem Aufprall in Sekundenbruchteilen ohne wesentliche Energieabsorption vom Insassen zusammengedrückt werden und dann quasi mit den anderen voll befüllten Kammern „auf Block gehen”. Dadurch erfolgt ein nach wie vor unerwünscht harter Aufprall. Weiter ist hierbei nachteilig, dass ein derartiger fingerartiger Airbag speziell für den Insassenschutz abgestimmt ist, wobei der Airbag durch unkontrollierte Insassenbewegungen zudem ggf. sogar noch wegdrückbar ist. Insgesamt ist ein derartiger Aufbau daher nur wenig praktikabel.
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Ein ähnlicher Aufbau eines Mehrkammerairbags für einen Insassenschutz ist auch aus der
DE 42 35 761 A1 bekannt. Dort ist ein Mehrkammerairbag mit zwei Gaskammern vorgesehen, wobei eine innere Gaskammer großvolumig sowie ballonförmig aufgeblasen ist und mit einer relativ dazu sehr kleinvolumigen äußeren Gaskammer zum Fahrzeuginsassen hin über Auslässe verbunden ist. Weiter kann zusätzlich zur ersten äußeren Kammer auch noch eine zweite äußere kleinvolumige Gaskammer zur Frontscheibe hin vorgesehen sein. Diese äußeren Gaskammern sind gegenüber der inneren Gaskammer mit einem geringeren Druck aufblasbar und damit aufprallweicher. Auch ein derartiger Aufbau ist speziell auf die Erfordernisse im Insassenbereich abgestimmt sowie insgesamt relativ hoch bauend ausgebildet. Die äußeren Kammern sind hier relativ klein ausgebildet, so dass lediglich eine geringe Energieabsorption über diese möglich ist und der Insasse bereits nach kurzer Zeit mit noch erheblicher Restaufprallenergie auf die ballonförmige innere Kammer aufprallt, so dass insgesamt ein relativ harter Aufprall gegeben ist. Eine sanfte Energieabsorption für unterschiedliche Aufprallgegebenheiten ist somit auch hier nicht oder nur sehr schlecht möglich.
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Weiter ist aus der
DE 196 28 837 A1 ein Mehrkammerairbag bekannt, bei dem die Kammern jeweils separat ausgebildet sind und miteinander durch Verkleben, Vernähen oder Verschweißen verbunden sind. Jede dieser Kammern ist mit einer separaten Gaslanze befüllbar. Ein derartiger Mehrkammerairbag ist insgesamt relativ aufwendig herzustellen und daher insgesamt wenig praktikabel. Auch hier entsteht wiederum ein insgesamt relativ hochbauender Aufbau, der speziell auf einen Einsatz im Insassenbereich sowie am Fahrzeugfrontend abgestimmt ist.
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In der
DE 197 44 817 A1 ist allgemein und ohne nähere Angaben ein Airbag beschrieben, der mehrkammrig ausgebildet ist.
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Weiter ist aus der
DE 43 06 615 A1 ein Einkammerairbag als Insassenschutzvorrichtung beschrieben, bei dem die Gasausströmöffnungen so ausgebildet sind, dass das in den Einkammerairbag einströmende Gas erst dann aus dem Airbag austritt, wenn der Druck im Airbag durch den Aufprall eines Fahrzeuginsassen erhöht wird. Die Gasausströmöffnungen werden hier durch zwei oder mehrere überkreuzt mit Abstand voneinander angeordnete, kreisringförmige Durchbrüche kleineren Durchmessers gebildet, wobei diese Durchbrüche durch schmale, das Airbaggewebe durchdringende Spalte derart miteinander verbunden sind, dass in der Airbagwand freischwingende Klappen ausgebildet werden. Eine Verwendung in Verbindung mit einem Mehrkammerairbag ist hier nicht vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung an einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs zum Schutz von Fußgängern oder dergleichen zu schaffen, mit der bei einem Aufprall eines Unfallopfers auf eine Fronthaube zur Reduzierung der Gefahr von Beeinträchtigungen eine gute Energieabsorption auch bei unterschiedlichen Aufprallsituationen, insbesondere Unfallopfern mit unterschiedlicher Größe und/oder Gewicht gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 ist der Haubenairbag als sich matratzenartig großflächig erstreckender Mehrkammer-Haubenairbag ausgebildet, der eine im aufgeblasenen Zustand auf der Fronthaube aufliegende Hochdruckkammer und eine in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen unmittelbar darüberliegende Niederdruckkammer aufweist.
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Die Hochdruckkammer ist mit dem Gasgenerator gekoppelt und von der Niederdruckkammer durch eine im aufgeblasenen Zustand in etwa horizontal verlaufende Trennwand, in der wenigstens eine Überströmöffnung ausgebildet ist, getrennt.
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Im Bereich der Niederdruckkammer ist wenigstens eine Niederdruckkammer-Ausströmöffnung und im Bereich der Hochdruckkammer wenigstens eine druckgesteuerte Hochdruckkammer-Ausströmöffnung ausgebildet.
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Bei einem Unfall ist durch den Gasgenerator zum Aufbau eines relativ hohen Drucks Gas in die Hochdruckkammer einblasbar, wobei die druckgesteuerten Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen in dieser Phase geschlossen sind. Die Niederdruckkammer ist vorzugsweise in Abhängigkeit von der Anzahl, dem Volumen und der Geometrie der wenigstens einen Überströmöffnung und/oder der Größe und Geometrie der Niederdruckkammer und/oder der Intensität und Menge des Gasmassenstroms von der Hochdruckkammer in die Niederdruckkammer, mit einem niedrigeren Druck als die Hochdruckkammer aufblasbar.
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Damit wird erreicht, dass bei einem Aufprall eines Unfallopfers im Fronthaubenbereich zunächst wenigstens ein Teil der Aufprallenergie durch die Niederdruckkammer unter Ausströmung von Gas durch die Niederdruckkammer-Ausströmöffnungen absorbierbar ist und gegebenenfalls ein weiterer Teil der Aufprallenergie durch die Hochdruckkammer absorbierbar ist, wobei in Abhängigkeit vom Druckanstieg in der Hochdruckkammer über einen bestimmten vorgebbaren Schwellwert wenigstens ein Teil der druckgesteuerten Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen so öffenbar sind, dass ein Durchschlagen auf die Fronthaube weiterhin verhinderbar ist.
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Mit einem derartigen Aufbau einer Sicherheitseinrichtung an einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs wird ein Gesamtsystem geschaffen, mit dem eine Aufprallenergieabsorption möglich ist, die optimal auf das Aufprallverhalten eines Unfallopfers im Bereich einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs abgestimmt ist. So wird z. B. bei einem Unfallopfer, z. B. einem Erwachsenen, der eine bestimmte Größe und Gewicht aufweist, zunächst ein Teil der Aufprallenergie durch die Niederdruckkammer auf relativ sanfte Weise absorbiert, bevor dieser auf die mit höherem Druck aufgeblasene Hochdruckkammer trifft. Durch den aufprallbedingten Druckanstieg in der Hochdruckkammer können dann bei Überschreiten eines bestimmten Druckschwellwertes die druckgesteuerten Ausströmöffnungen in der Hochdruckkammer geöffnet werden, so dass auch die restliche Aufprallenergie insgesamt relativ sanft absorbiert werden kann. Dabei ist stets sicherzustellen, dass z. B. der Kopf nicht auf die Haube durchschlägt. Insgesamt wird hier somit bei einem solchen Aufprallfall eine optimale und günstige Energieabsorptionskennung erreicht.
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Anderenfalls kann z. B. bei einem Aufprall eines Unfallopfers mit geringerem Gewicht und geringerer Größe, z. B. einem Kind, der Großteil oder sogar die gesamte Energie ggf. bereits durch die Niederdruckkammer alleine auf relativ sanfte Weise absorbiert werden. Somit wird auch für einen derartigen Aufprall eine insgesamt günstige Energieabsorptionskennung erreicht.
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Insgesamt ist daher festzustellen, dass mit einem derartigen Aufbau einer Sicherheitseinrichtung an einer Fronthaube eine für eine Vielzahl unterschiedlicher Aufprallsituationen geeignete Maßnahme für eine Aufprallenergieabsorption mit einer günstigen Kennung erzielt werden kann, indem der Mehrkammer-Haubenairbag einen unterschiedlich starken Aufprall auch unterschiedlich abfedern kann. Der Haubenairbag kann im nicht aktivierten Zustand z. B. zusammengefaltet im Wasserkastenbereich angeordnet sein und sich dabei für eine schnelle Entfaltung vorzugsweise über in etwa die gesamte Vorderwagenbreite erstrecken. Alternativ sind jedoch auch andere Einbauorte möglich, z. B. im Bereich des Frontends oder seitlich im Kotflügelbereich.
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Grundsätzlich ist es hier zwar möglich, dass oberhalb der Niederdruckkammer wenigstens eine weitere Niederdruckkammer ausgebildet ist, die von der jeweils darunterliegenden Niederdruckkammer durch eine Trennwand mit wenigstens einer Durchströmöffnung getrennt ist, wobei die Durchströmöffnungen in den einzelnen Trennwänden zur Regulierung des Drucks eine unterschiedliche Größe und Geometrie aufweisen können, vorzugsweise von der untersten Trennwand ausgehend stets kleiner ausgebildet sind. Ein derartiger Aufbau ist jedoch insgesamt relativ hochbauend und daher für den Einsatz als Sicherheitseinrichtung an einer Fronthaube ggf. weniger geeignet. Eine zweikammrige Ausführungsform ist daher die bevorzugte Ausführungsform.
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In vorteilhafter Weise erstreckt sich der Haubenairbag über wenigstens die gesamte Fronthaube, um Aufprallenergie im Fall eines Aufpralls durch ein Unfallopfer im gesamten Bereich der Fronthaube absorbieren zu können.
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Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Hochdruckkammer und/oder die Niederdruckkammer in mehrere Kammern unterteilt sind. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass das Gas in der Hochdruck- und der Niederdruckkammer bei Belastung nicht einfach innerhalb des Mehrkammer-Haubenairbags verdrängt wird, sondern eine hohe Standfestigkeit aufweist.
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Bevorzugt trennt die Trennwand den Mehrkammer-Haubenairbag so, dass die unmittelbar übereinanderliegenden Kammern ein in etwa gleiches Aufblasvolumen aufweisen. Vorzugsweise verläuft die Trennwand hier somit in einem in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen mittleren Bereich. Dadurch wird ein insgesamt günstiges Aufblasverhalten des Mehrkammer-Haubenairbags auf einfache Weise erreicht. Grundsätzlich können die beiden Kammern aber auch unterschiedliche Aufblasvolumen bzw. unterschiedliche Höhen aufweisen, z. B. um eine spezielle Anpassung an bestimmte Fahrzeugaufbauten zu erzielen.
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Um sicherzustellen, dass der Mehrkammer-Haubenairbag im aufgeblasenen Zustand in Fahrzeughochachsenrichtung nicht zu hoch auf der Fronthaube aufgeblasen ist, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der Mehrkammer-Haubenairbag im aufgeblasenen Zustand in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen eine Höhenerstreckung bis in etwa zu einem unteren Windschutzscheibendrittel oder niedriger aufweist. Damit wird auf jeden Fall sichergestellt, dass ein Unfallopfer auf den Fronthaubenbereich oberhalb des Mehrkammer-Haubenairbags für eine Energieabsorption gelangen kann.
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Ein besonders vorteilhafter Fußgängerschutz ergibt sich, wenn sich der großflächige Mehrkammer-Haubenairbag in Fahrzeuglängsrichtung gesehen bis wenigstens in einen unteren Frontscheibenbereich und/oder bis wenigstens über einen vorderen Haubenkantenbereich erstreckt. Ebenso kann sich der großflächige Mehrkammer-Haubenairbag in Fahrzeugquerrichtung bis wenigstens über einen seitlichen Kotflügelbereich erstrecken.
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Das Airbagmodul ist mit einer Sensoreinrichtung gekoppelt, um eine tatsächliche oder drohende Kollision zu erfassen. Damit wird ein rechtzeitiges Aktivieren des Mehrkammer-Haubenairbags in Verbindung mit einer hohen Funktionssicherheit erreicht. Dabei ist es Vorteilhaft, die Sensoreinrichtung als eine Early- oder Pre-Crash-Sensoreinrichtung auszubilden, um den Mehrkammer-Haubenairbag vor dem Aufprall eines Unfallopfers zu aktivieren.
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Bevorzugt ist der Mehrkammer-Haubenairbag aus einem Gewebematerial hergestellt. Die Trennwand kann grundsätzlich aus einem unterschiedlichen Material hergestellt sein, ist jedoch vorzugsweise ebenfalls aus einem Gewebematerial hergestellt.
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Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt schematisch und beispielhaft ein Kraftfahrzeug 1, an dem eine Sicherheitseinrichtung 2 an einer Fronthaube 3 zum Schutz von Fußgängern, Radfahrern oder dergleichen angeordnet ist.
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Diese Sicherheitseinrichtung 2 umfaßt ein Airbagmodul 4, das in der einzigen Figur im aktivierten Zustand dargestellt ist. Das Airbagmodul 4 umfaßt einen fahrzeugseitig angeordneten Gasgenerator 5 sowie einen Mehrkammer-Haubenairbag 6, der sich im dargestellten, aufgeblasenen Zustand matratzenartig sowie großflächig über die gesamte Fronthaube 3 erstreckt.
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Der Mehrkammer-Haubenairbag 6 weist im aufgeblasenen Zustand eine auf der Fronthaube 3 aufliegende Hochdruckkammer 7 sowie eine in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen unmittelbar darüberliegende Niederdruckkammer 8 auf.
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Die Hochdruckkammer 7 ist mit dem Gasgenerator 5 gekoppelt und von der Niederdruckkammer 8 durch eine im aufgeblasenen Zustand in etwa horizontal verlaufende Trennwand 9 getrennt. Wie dies aus der 1 weiter ersichtlich ist, sind in der Trennwand 9 mehrere, hier lediglich beispielhaft und schematisch dargestellte Überströmöffnungen 10 ausgebildet.
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Die Trennwand 9 trennt den Mehrkammer-Haubenairbag 6 so, dass die unmittelbar übereinanderliegenden Kammern 7, 8 ein in etwa gleiches Aufblasvolumen aufweisen.
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Wie dies der einzigen Figur weiter entnommen werden kann, sind im Bereich der Niederdruckkammer 8 mehrere Niederdruckkammer-Ausströmöffnungen 11 und im Bereich der Hochdruckkammer 7 mehrere druckgesteuerte Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen 12 ausgebildet.
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Das Airbagmodul 4 ist mit einer hier nicht dargestellten Early- oder Pre-Crash-Sensoreinrichtung zur Erfassung einer drohenden oder tatsächlichen Kollision gekoppelt.
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Die Funktionsweise der Erfindung wird ebenfalls anhand der einzigen Figur näher erläutert:
Bei einer durch die Early- oder Pre-Crash-Sensoreinrichtung erfassten drohenden oder tatsächlichen Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit einem Fußgänger aktiviert die Sensoreinrichtung den Gasgenerator 5, der dann Gas zuerst in die Hochdruckkammer 7 einbläst. Die druckgesteuerten Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen 12 sind so ausgelegt, dass sie in dieser Einblasphase geschlossen sind. Dadurch wird die Hochdruckkammer mit einem relativ hohen Druck aufgeblasen.
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Im weiteren Verlauf des Einblasens von Gas gelangt in Abhängigkeit von der Anzahl, der Größe und Geometrie der Überströmöffnungen 10 und/oder der Größe und Geometrie der Niederdruckkammer 8 und/oder der Intensität und Menge des vom Gasgenerator 5 erzeugten Gasmassenstroms Gas von der Hochdruckkammer 7 in die Niederdruckkammer 8, die mit einem niedrigeren Druck als die Hochdruckkammer 7 aufgeblasen wird.
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Gelangt nun das mit dem Kraftfahrzeug 1 kollidierende Unfallopfer, z. B. ein Erwachsender, in den Bereich oberhalb des aufgeblasenen Mehrkammer-Haubenairbags 6 erfolgt eine erste Energieabsorption durch die Niederdruckkammer 8 relativ sanft, bedingt zum einen durch die Möglichkeit des Entweichens von Gas aus den Niederdruckkammer-Ausströmöffnungen 11 und/oder zum anderen durch die mit einem gegenüber der Hochdruckkammer 7 mit niedrigerem Druck aufgeblasene Niederdruckkammer 8. Gelangt der Erwachsene nach dieser ersten Energieabsorptionsphase z. B. mit dem Kopf in den Bereich der Hochdruckkammer, kann der Rest der Aufprallenergie durch die Hochdruckkammer 7 absorbiert werden. Wird der Druck auf die Hochdruckkammer aufprallbedingt dabei so hoch, dass ein bestimmter Druckschwellwert überschritten wird, können die entsprechend dem Druckschwellwert ausgelegten, druckgesteuerten Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen 12 geöffnet werden, wodurch Gas aus der Hochdruckkammer 7 in die Umgebung ausströmen kann, so dass auch in dieser Phase eine relativ sanfte Aufprallenergieabsorption möglich ist. Die druckgesteuerten Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen 12 werden dabei so ausgelegt, dass die Körperteile nicht auf die relativ aufprallharte Fronthaube 3 durchschlagen können.
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Bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit z. B. einem Kind, kann die Energieabsorption dabei so ablaufen, dass die Aufprallenergie im großen und ganzen nahezu vollständig durch die Niederdruckkammer 8 relativ sanft absorbiert werden kann. Eine ggf. noch vorhandene Restaufprallenergie kann dann auch wie oben beschrieben, über die Hochdruckkammer 7 absorbiert werden.
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Mit einem derartigen Aufbau wird eine optimale Anpassung des Mehrkammer-Haubenairbags an einen unterschiedlich starken Aufprall mit einem einzigen Aufbau geschaffen.
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Dadurch wird vermieden, dass der Mehrkammer-Haubenairbag 6 entweder zu weich ausgelegt ist, so dass keine Gefahr gegeben ist, dass ein Erwachsener auf die Fronthaube 3 durchschlägt. Andererseits wird auch hier vermieden, dass der Mehrkammer-Haubenairbag 6 so hart ausgelegt ist, dass die Kennung falsch für z. B. einen Aufprall eines Kindes ist.
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Um ein Hin- und Herdrücken der Luft in den Kammern 7, 8 zu vermeiden, kann die Hochdruckkammer 7 und/oder die Niederdruckkammer 8 in der Art einer Luftmatratze in mehrere Kammern unterteilt sein.
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Wie dies in der 1 weiter schematisch ersichtlich ist, weist der Mehrkammer-Haubenairbag 6 im aufgeblasenen Zustand in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen eine Höhenerstreckung auf, die in etwa bis zu einem unteren Windschutzscheibendrittel des Kraftfahrzeugs 1 oder niedriger reicht, damit auf jeden Fall sichergestellt ist, dass ein mit dem Kraftfahrzeug 1 kollidierender Fußgänger, Radfahrer oder dergleichen in den Bereich oberhalb des aufgeblasenen Mehrkammer-Haubenairbags 6 gelangen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Sicherheitseinrichtung
- 3
- Fronthaube
- 4
- Airbagmodul
- 5
- Gasgenerator
- 6
- Mehrkammer-Haubenairbag
- 7
- Hochdruckkammer
- 8
- Niederdruckkammer
- 9
- Trennwand
- 10
- Überströmöffnungen
- 11
- Niederdruckkammer-Ausströmöffnungen
- 12
- Hochdruckkammer-Ausströmöffnungen
