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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 101 28 967 C1 beschrieben, eine Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeugs zur Verringerung der Verletzungsintensität eines Fußgängers bei einem Frontaufprall bekannt. Das Fahrzeug umfasst eine aufklappbare Fronthaube, eine der Fronthaube zugeordnete frontseitige Verriegelungseinrichtung, eine der Fronthaube zugeordnete heckseitige Scharniereinrichtung und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Frontaufpralls eines Fußgängers. Die Scharniereinrichtung überführt beim Ansprechen der Sensoreinrichtung die Fronthaube aus ihrer geschlossenen Position in eine angehobene und zur Heckseite hin verschobene Position. Die Verriegelungseinrichtung lässt diese Bewegung der Fronthaube zu. Das unterhalb der Fronthaube befindliche Frontende des Kraftfahrzeugs weist in dem Bereich, der von der angehobenen und zur Heckseite hin verschobenen Fronthaube freigegeben wird, eine Abgleitfläche auf.
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In der
DE 102 52 560 A1 wird eine Vorrichtung zum Personenaufprallschutz für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Ein Aufstellmechanismus zum frontscheibenseitigen Aufstellen der Fronthaube aus der Schließstellung in eine angehobene Kollisionsstellung umfasst mindestens eine zwischen jeweiligen Anschlussteilen der Karosserie und der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs auslösbare vorgespannte Hubfeder. Die mechanische Hubfeder ist im ausgelösten Zustand unter Einleitung von Querkräften durch die Fronthaube quer zu ihrem Hubweg frei federnd ausbiegbar.
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Aus der
DE 102 61 870 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem bei einer Fußgängerkollision aus einer Normalstellung in eine angehobene Stellung bewegbaren Deckel oder Deckelteil, einer Vorrichtung zum Anheben des Deckels oder Deckelteils vor oder bei der Fußgängerkollision sowie einer Vorrichtung zur Rückführung des Deckels oder Deckelteils aus der angehobenen Stellung in die Normalstellung bekannt. Entweder ist eine Steuereinheit zur Steuerung der beiden Vorrichtungen mit mindestens einem Sensor zur Erkennung einer potentiellen oder tatsächlichen Folgekollision verbunden und spricht auf ein Signal vom Sensor an, um den Deckel oder Deckelteil vor oder während der Folgekollision in die Normalstellung zurückzuführen oder alternativ werden bei der Folgekollision auf das Kraftfahrzeug einwirkende Kräfte mittels eines Seilzugs auf den Deckel oder Deckelteil umgelenkt, um diesen in die Normalstellung zurückzuführen.
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In der
DE 10 2006 011 927 A1 wird ein pyrotechnischer Aktuator beschrieben. Der pyrotechnische Aktuator weist ein zylindrisches Gehäuse auf, das an beiden Enden offen ist, und eine elektrische Zündungsvorrichtung, die so angeordnet ist, dass sie einen Öffnungsbereich des zylindrischen Gehäuses an einem Ende verschließt. In das zylindrische Gehäuse sind axial beweglich ein Kolben und eine Kolbenstange eingesetzt. In einer Umfangsfläche des zylindrischen Gehäuses ist ein Gasauslassanschluss vorgesehen. Der Gasauslassanschluss ist vor einer Betätigung durch den Kolben blockiert und wird durch die Bewegung des Kolbens nach der Aktivierung geöffnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs zur Verringerung der Verletzungsintensität eines Fußgängers bei einem Frontaufprall umfasst erfindungsgemäß zumindest ein Strukturelement, welches in einem in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor einer Frontscheibe befindlichen Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist und bei einem erfassten Aufprall eines Fußgängers aktivierbar und automatisch zumindest über Teilbereichen von A-Säulen des Fahrzeugs, d. h. über Teilbereichen eines seitlichen Scheibenrahmens der Frontscheibe, positionierbar ist.
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Dadurch sind A-Säulen des Fahrzeugs, welche den seitlichen Scheibenrahmen bilden, derart abdeckbar, dass eine Aufprallenergie des Fußgängers absorbierbar und dadurch reduzierbar ist und der Fußgänger insbesondere vor Verletzungen geschützt ist, welche aus einem direkten Aufprall auf den sehr harten Scheibenrahmen resultieren würden. Dabei dient das Strukturelement oder dienen bevorzugt zwei Strukturelemente, welche jeweils eine A-Säule des Fahrzeugs abdecken, insbesondere dazu, einen direkten Hautkontakt des Fußgängers mit harten und scharfkantigen Fahrzeugteilen und daraus resultierende Verletzungen zu vermeiden oder zumindest deutlich zu reduzieren.
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Durch diese Maßnahmen ist ein so genannter HIC-Wert oder Kopfbelastungswert reduzierbar, d. h. es ist bei einem Frontaufprall eines Fußgängers mit einer wesentlich geringeren Schwere von Kopfverletzungen zu rechnen. Das Strukturelement oder die Strukturelemente ist/sind in einem nicht aktivierten Zustand vorzugsweise innerhalb oder unterhalb einer Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet. Da das Strukturelement oder die Strukturelemente sehr leicht ausgebildet und deformierbar ist/sind, sind Anforderungen bezüglich einer Verformbarkeit der Motorhaube, um auf diese Weise eine Aufprallenergie des Fußgängers bei einem Aufprall auf die Motorhaube zu absorbieren, nicht beeinträchtigt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Sicherheitseinrichtung zur Verringerung der Verletzungsintensität eines Fußgängers bei einem Frontaufprall.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einer Sicherheitseinrichtung zur Verringerung der Verletzungsintensität eines Fußgängers bei einem Frontaufprall. Die Sicherheitseinrichtung umfasst zwei Strukturelemente 2, welche bei einem erfassten Aufprall eines Fußgängers aktivierbar und durch eine rotatorische Bewegung automatisch zumindest über Teilbereichen von A-Säulen 3 des Fahrzeugs 1, d. h. über Teilbereichen eines seitlichen Scheibenrahmens einer Frontscheibe 4 des Fahrzeugs 1, positionierbar sind.
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Die Strukturelemente 2 sind in aktivierter Stellung dargestellt, in welcher sie die A-Säulen 3 des Fahrzeugs 1 bedecken, und zusätzlich durch gestrichelte Linien in einer Ausgangsstellung dargestellt, in welcher sie in oder unter einer Motorhaube 5 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Beispielsweise sind die Strukturelemente 2 zwischen einer Außenhülle der Motorhaube 5 und einer inneren Verkleidung der Motorhaube 5 angeordnet. Derartige innere Verkleidungen dienen beispielsweise einer Geräuschdämmung eines Motorraums des Fahrzeugs 1 und/oder einer Abstützung und Stabilisierung der Motorhaube 5 gegen Verwindungen und Verformungen. Die Strukturelemente 2 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie insbesondere in ihrer Ausgangsstellung, aber bevorzugt auch in aktivierter Stellung und während ihrer Aktivierung andere Funktionen des Fahrzeugs 1, insbesondere eine Scheibenwischerfunktion, nicht beeinträchtigen.
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Die Strukturelemente 2 sind beispielsweise aus Schaumstoff, aus Kunststoff, welcher glasfaserverstärkt sein kann, oder aus Metall, zum Beispiel aus dünnem Stahlblech gebildet. Die Strukturelemente 2 können eine homogene Struktur aufweisen oder in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ausgebildet sein, um entsprechend der abgedeckten Bereiche des Fahrzeugs 1 unterschiedliche Aufprallenergieabsorptionen zu ermöglichen. So können sie Strukturelemente 2 beispielsweise direkt über der jeweiligen A-Säule 3 verstärkt gepolstert oder durch eine entsprechende Ausformung und Materialauswahl stärker energieabsorbierend ausgebildet sein als in angrenzenden Bereichen der Frontscheibe 4.
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Die Strukturelemente 2 können beispielsweise als Hohlkörper ausgebildet sein. Um die Strukturelemente 2 in Ausgangsstellung in einem relativ geringen Bauraum in der Motorhaube 5 oder unter der Motorhaube 5 positionieren zu können, sind die hohlkörperförmigen Strukturelemente 2 in einer vorteilhaften Ausführungsform aufblasbar ausgebildet, wobei sie beispielsweise direkt nach einem Verlassen ihrer Ausgangsstellung aufblasbar sind. Auf diese Weise sind die Strukturelemente 2 Bauraum sparend in oder unter der Motorhaube 5 anordbar und durch die aktivierten, aufgeblasenen und über den A-Säulen 3 positionierten Strukturelemente 2 ist eine sehr hohe Energieabsorption eines auf die A-Säulen 3 aufprallenden Fußgängers ermöglicht.
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Durch die Strukturelemente 2 sind im aktivierten Zustand die A-Säulen 3 des Fahrzeugs 1, welche den seitlichen Scheibenrahmen bilden, derart abdeckbar, dass eine Aufprallenergie des Fußgängers absorbierbar und dadurch reduzierbar ist und der Fußgänger insbesondere vor Verletzungen geschützt ist, welche aus einem direkten Aufprall auf den sehr harten Scheibenrahmen resultieren würden. Dabei dienen die Strukturelemente 2 insbesondere dazu, einen direkten Hautkontakt des Fußgängers mit harten und scharfkantigen Fahrzeugteilen und daraus resultierende Verletzungen zu vermeiden oder zumindest deutlich zu reduzieren.
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Durch diese Maßnahmen ist ein so genannter HIC-Wert oder Kopfbelastungswert reduzierbar, d. h. es ist bei einem Frontaufprall eines Fußgängers mit einer wesentlich geringeren Schwere von Kopfverletzungen zu rechnen. Da die Strukturelemente 2, welche im nicht aktivierten Zustand, d. h. in ihrer Ausgangsstellung innerhalb oder unterhalb der Motorhaube 5 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, sehr leicht ausgebildet und deformierbar sind, sind durch diese Strukturelemente 2 Anforderungen bezüglich einer Verformbarkeit der Motorhaube 5, um auf diese Weise eine Aufprallenergie des Fußgängers bei einem Aufprall auf die Motorhaube 5 zu absorbieren, nicht beeinträchtigt.
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Zur Positionierung der Strukturelemente 2 über den A-Säulen 3 sind diese mittels hier nicht näher dargestellter Strukturelementaktuatoren aus ihrer Ausgangsstellung in Richtung der A-Säulen 3 schwenkbar. Diese Strukturelementaktuatoren weisen beispielsweise zumindest ein Federelement oder einen Gasgenerator oder Druckgasspeicher für eine pyrotechnische Aktivierung auf. Mittels derartiger Strukturelementaktuatoren sind die Strukturelemente 2 durch eine rotatorische Bewegung über den A-Säulen 3 positionierbar.
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Dabei können die Strukturelemente 2 derart plastisch oder elastisch verformbar ausgebildet sein, dass sie auf die Frontscheibe 4 und danach auf die A-Säulen 3 aufgleiten und sich dabei einer Form der A-Säulen 3 näherungsweise anpassen. Beispielsweise können die Strukturelemente 2 in Teilbereichen an der A-Säule 3 anliegen und in anderen Teilbereichen einen vorgegebenen Abstand zur jeweiligen A-Säule 3 aufweisen. Dadurch können sich die Strukturelemente 2 bei einem Aufprall des Fußgängers ausreichend verformen, um Aufprallenergie zu absorbieren.
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Die Sicherheitseinrichtung ist vorzugsweise reversibel oder zumindest teilreversibel ausgebildet, um sie beispielsweise nach einer möglichen Falschaktivierung oder nach einem nur leichten Zusammenstoß mit einem Fußgänger, bei welchem die Sicherheitseinrichtung nicht beschädigt wurde, wieder verwenden zu können und dazu in ihre Ausgangsstellung zurück bewegen zu können. Bei einer Aktivierung der Strukturelemente 2 mittels Federelementen ist eine volle Reversibilität der Sicherheitseinrichtung möglich, d. h. die Strukturelemente 2 sind beispielsweise lediglich in ihre Ausgangsstellung zurückzuschieben und dadurch die Federelemente erneut zu spannen. Bei einer pyrotechnischen Aktivierung ist lediglich eine Teilreversibilität möglich, d. h. auch hier sind die Strukturelemente 2 in ihre Ausgangsstellung zurückzuschieben, es sind jedoch verbrauchte Gasgeneratoren gegen neue auszutauschen, um eine Einsatzfähigkeit der Sicherheitseinrichtung wieder herzustellen. Vorzugsweise bewegen sich die Strukturelemente 2 selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurück, um bei einer Aktivierung ohne einen Fußgängeraufprall schnell eine ungehinderte Sicht für einen Fahrzeugführer wieder herzustellen.
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Die Motorhaube 5 des Fahrzeugs 1 ist zudem vorzugsweise als eine so genannte aktive Motorhaube 5 ausgebildet. Diese aktive Motorhaube 5 ist bei einem erfassten Aufprall des Fußgängers in einem der Frontscheibe 4 zugewandten Bereich anhebbar. Auf diese Weise ist durch die Motorhaube 5 ein Aufprall des Fußgängers auf die Frontscheibe 4 und angrenzende Bereiche, insbesondere auf Scheibenwischer, Wischerachsen und Wischerarme vermeidbar oder zumindest reduzierbar.
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Des Weiteren ist durch die angehobene Motorhaube 5 ein erhöhter Freiraum zwischen der Motorhaube 5 und einem Motor des Fahrzeugs 1 geschaffen, so dass eine größere Verformung der Motorhaube 5 ermöglicht ist, um eine Aufprallenergie des Fußgängers zu absorbieren. Motorhaubenaktuatoren zur Aktivierung der aktiven Motorhaube 5 weisen ebenfalls beispielsweise Federelemente oder Gasgeneratoren auf.
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Die aktive Motorhaube 5 und die Strukturelemente 2 können unabhängig voneinander aktivierbar sein oder sind bevorzugt miteinander gekoppelt und dadurch mit einer gemeinsamen Energiequelle aktivierbar, um Kosten, einen benötigten Bauraum und ein Gewicht benötigter Bauteile zu reduzieren. Beispielsweise sind dazu die Motorhaubenaktuatoren und die Strukturelementaktuatoren mit demselben Gasgenerator als Energiequelle verbunden oder in anderen Ausführungsbeispielen mechanisch miteinander gekoppelt. Dies ermöglicht eine koordinierte Bewegung der aktiven Motorhaube 5 und der Strukturelemente 2. Sind die Strukturelemente 2 als aufblasbare Hohlkörper ausgebildet, so ist der Gasgenerator auch zum Aufblasen der Strukturelemente 2 verwendbar.
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Durch die Kopplung der aktiven Motorhaube 5 und der Strukturelemente 2 und die dadurch ermöglichte koordinierte Bewegung ist zunächst die Motorhaube 5 entriegelbar und anhebbar, so dass ein ausreichender Freiraum zwischen der Motorhaube 5 und einer Scheibenwurzel der Frontscheibe 4 geschaffen ist. Unmittelbar danach sind die Strukturelemente 2 unter der Motorhaube 5 oder aus der Motorhaube 5 in Richtung der A-Säulen 3 herausschwenkbar und über den A-Säulen 3 positionierbar, so dass diese Bereiche des seitlichen Scheibenrahmens abgedeckt sind und ein direkter Kontakt des Fußgängers mit diesen Bereichen des Fahrzeugs 1 vermieden ist. Alternativ ist/sind beispielsweise die Motorhaube 5 zu entriegeln, die Strukturelemente 2 herauszuschwenken und durch das Abstützen der Strukturelemente 2 auf den A-Säulen 3 die Motorhaube 5 anzuheben.
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Die aktive Motorhaube 5 kann auch derart mit den Strukturelementen 2 gekoppelt sein, dass die Bewegung der aktiven Motorhaube 5 auf die Strukturelemente 2 umlenkbar ist, so dass durch die Bewegung der Motorhaube 5 die Strukturelemente 2 in Richtung der A-Säulen 3 schwenkbar sind.
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In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann zwischen den Strukturelementen 2 ein flexibles Abdeckelement angeordnet sein, welches sich durch die Bewegung der Strukturelemente 2 in Richtung der A-Säulen 3 zwischen den Strukturelementen 2 aufspannt und auf diese Weise untere Scheibenbereiche der Frontscheibe 4, d. h. eine so genannte Scheibenwurzel mit einer darunter angeordneten Instrumententafel sowie Scheibenwischer mit Wischerarmen und Wischerachsen, einen unteren Scheibenrahmen und einen Wasserkasten abdeckt, welcher zur Ableitung von Regenwasser dient. Auf diese Weise ist auch in diesen Bereichen des Fahrzeugs 1 eine Aufprallenergie des Fußgängers absorbierbar und dadurch reduzierbar und der Fußgänger ist auch vor Verletzungen geschützt, welche aus einem direkten Aufprall auf diese Bereiche des Fahrzeugs 1 resultieren würden. Auch dieses zusätzliche Abdeckelement dient insbesondere dazu, einen direkten Hautkontakt des Fußgängers mit derartigen harten und scharfkantigen Fahrzeugteilen und daraus resultierende Verletzungen zu vermeiden oder zumindest deutlich zu reduzieren, wodurch der HIC-Wert oder Kopfbelastungswert weiter reduzierbar ist und bei einem Frontaufprall eines Fußgängers mit einer wesentlich geringeren Schwere von Kopfverletzungen zu rechnen ist.
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Das Abdeckelement ist beispielsweise als ein Netz ausgebildet, welches an den Strukturelementen 2 befestigt ist und durch diese über der Frontscheibe 4 aufspannbar ist. Durch dieses Netz ist der aufprallende Fußgänger abfangbar, wobei durch eine Dehnung des Netzes eine Aufprallenergie absorbierbar ist.
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Durch die Netzstruktur des Abdeckelementes ist eine gute Sicht des Fahrzeugführers bei aktivierten Strukturelementen 2 und zwischen diesem aufgespanntem Netz sichergestellt, da ausreichend Sichtöffnungen vorhanden sind. Auf diese Weise ist auch bei aktivierten Strukturelementen 2 weiterhin eine Kontrolle des Fahrzeugführers über das Fahrzeug 1 sichergestellt. Eine Grobmaschigkeit oder Feinmaschigkeit des netzförmigen Abdeckelementes ist auf die Sichterfordernisse des Fahrzeugführers und auf die Energieabsorptionserfordernisse zum Schutz des Fußgängers abzustimmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10128967 C1 [0002]
- DE 10252560 A1 [0003]
- DE 10261870 A1 [0004]
- DE 102006011927 A1 [0005]
