DE102012211129A1

DE102012211129A1 - Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012211129A1
Application number: DE102012211129A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Köstler; Markus Springsklee; Walter Meierhofer; Udo Ivenz; Steffen Viering
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Insbesondere hat eine Sicherheitsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung einen aufblasbaren Airbag, der derart angepasst ist, dass er sich im aufgeblasenen Zustand zum Schutz einer aufprallenden Person über eine Außenseite einer Frontscheibe und/oder eine Außenseite einer A-Säule des Kraftfahrzeugs erstreckt, einen Gasgenerator zum Aufblasen des Airbags und ein steuerbares Gasauslassventil zum Auslassen von Gas aus dem aufgeblasenen Airbag. Ferner weist die Sicherheitsvorrichtung eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Gasauslassventilöffnungszeitpunkts auf der Grundlage zumindest eines Signals einer Personenerfassungseinrichtung und eine Gasauslassventilsteuereinrichtung auf, die angepasst ist, das Gasauslassventil entsprechend des berechneten Gasauslausventilöffnungszeitpunkts zu öffnen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die zum Teil nachstehend auch Schutzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs für Fußgänger genannt ist. Die Sicherheitsvorrichtung hat einen aufblasbaren Airbag, der nachstehend zum Teil auch Fußgängerschutz-Airbag genannt ist. Der aufgeblasene Airbag erstreckt sich im aufgeblasenen Zustand über eine Außenseite einer Frontscheibe und/oder eine Außenseite einer A-Säule des Kraftfahrzeugs.
Für einen besseren Schutz der Insassen eines Kraftfahrzeugs bei einem Unfall ist es seit einiger Zeit bekannt, Airbags einzusetzen. Solche Airbags sind beispielsweise bekannt aus der DE 10 2008 005 272 A1 , der DE 10 2008 039 675 A1 und der DE 10 2009 036 333 A1 . Um beispielsweise das sanftere Abbremsen eines Kopfes beim Aufprall auf einen Fahrer-Airbag zu erreichen, ist es bekannt, ein Ventil in dem Gassack des Airbags nach einer vorgegebenen Zeit nach Auslösung des Airbags zu öffnen, so dass beim Aufprall des Kopfes auf den Airbag das Gas durch das Ventil ausströmen kann. Dies ist problemlos möglich, da bei einem solchen Airbag die Bedingung, die für den Zeitpunkt der Öffnung des Ventils ausschlaggebend sind – das Ventil darf nicht zu früh öffnen, da dann die Luft schon zu einem großen Teil aus dem Airbag entwichen ist, so dass beim Aufprall des Kopfes die Abbremsung desselben nur unvollständig geschehen kann, aber es darf auch nicht zu spät geöffnet werden, da ansonsten der Airbag nicht nachgibt und somit ein hoher Beschleunigungswert wegen des kurzen Abbremswegs für den Kopf vorliegt –, wie beispielsweise der Abstand zwischen Kopf und Lenkrad zum Zeitpunkt des Aufpralls (dieser kann nur in sehr geringem Umfang aufgrund unterschiedlicher Sitzeinstellungen variieren), der Aufprallwinkel und der Aufprallort des Kopfes auf den Airbag (auch hier kann nur eine geringe Variation aufgrund der Sitzeinstellung und der Größe des Sitzinsassen) vorliegen.
Anders ist die Situation hinsichtlich eines Schutzes für einen Fußgänger, der von einem Kraftfahrzeug erfasst wird. Bei einem Frontalzusammenstoß wird der Fußgänger von der Vorderseite des Kraftfahrzeugs in Bewegung versetzt und schlägt – zumindest bei geringen Geschwindigkeiten im Bereich bis 60 km/h – zuerst mit der Schulter oder einem anderen Teil des Rumpfes beziehungsweise der oberen Extremitäten auf die Frontklappe des Kraftfahrzeugs auf, bevor der Kopf in Abhängigkeit von der Länge der Frontklappe und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sowie weiterer Faktoren im hinteren Bereich der Frontklappe oder auf der Frontscheibe aufschlägt. Um die Auswirkungen auf den Fußgänger zu verringern, ist es bekannt, einen Fußgängerschutz-Airbag zu verwenden, der im aufgeblasenen Zustand den Bereich der Frontklappe, wo diese an die Windschutzscheibe anschließt, sowie zumindest den unteren Teil der Windschutzscheibe über die zu schützende Breite des Kraftfahrzeugs überdeckt. Der Verbraucherschutz (zum Beispiel Euro NCAP) prüft dabei den HPC-Wert, der ein Maß für die Belastung des Kopfes beim Aufprall angibt. Die Meßmethode für diesen HPC-Wert (oder auch HIC-Wert – Head Injury Critereon) erfolgt so, dass ein runder Prüfkörper unter einem vorgegebenen Winkel und Geschwindigkeit auf den Fußgängerschutz-Airbag geschossen wird. Beim Aufschlag auf diesen drückt er diesen ein. Dabei wird die Beschleunigung über die Zeit gemessen und dann nach einer vorgegebenen Berechnungsformel der HPC-Wert ermittelt. Der Prüfkörper, der den Kopf darstellt, wird dabei aufgrund der physikalischen Kräfte in Rotation versetzt und wieder aus dem Fußgängerschutz-Airbag herausgeschleudert. Durch die dabei auftretende Rotation wird Energie abgebaut. Die Folge ist, dass die Verbraucherschutzforderungen zwar erfüllt werden, wenn man den Prüfkörper unter der vorher genannten Meßmethode verwendet, bei einem Realunfall die Folgen für den Fußgänger dennoch gravierend sein können. Dies ist der Fall, da der Kopf durch die nachfolgende Masse des Körpers angeschoben und festgehalten wird, so dass er nicht in eine Rotation versetzt werden kann. Durch dieses „Nachschieben” der Körpermasse werden die Grenzwerte der Belastung auf die Halswirbel unter Umständen überschritten.
Die Problematik beim Fußgängerschutz-Airbag bezüglich des Energieabbaus kann mit einem herkömmlichen Airbag, wie er für die Insassen eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, nicht zufrieden stellend erreicht werden, da mit der in diesen Airbags vorgesehenen Öffnung, durch die Gas unter Druck abströmen kann und die Körperbeschleunigung somit abgebaut und nicht gespeichert wird, nicht gelöst werden. Dies folgt daraus, dass die Aufprallzeiten aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeuggeometrie, des Erstkontaktpunktes und der Körpergröße zu stark variieren. Somit können die tatsächlich notwendigen HPC-Werte nicht durch eine solche Anwendung erreicht werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sicherheitsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug mit einem aufblasbaren Airbag, der derart angepasst ist, dass er sich im aufgeblasenen Zustand zum Schutz einer aufprallenden Person über eine Außenseite einer Frontscheibe und/oder eine Außenseite einer A-Säule des Kraftfahrzeugs erstreckt, zu schaffen, die eine auf den Fußgänger wirkende Aufprallenergie verringern kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Insbesondere hat eine Sicherheitsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung einen aufblasbaren Airbag, der derart angepasst ist, dass er sich im aufgeblasenen Zustand zum Schutz einer aufprallenden Person über eine Außenseite einer Frontscheibe und/oder eine Außenseite einer A-Säule des Kraftfahrzeugs erstreckt, einen Gasgenerator zum Aufblasen des Airbags und ein steuerbares Gasauslassventil zum Auslassen von Gas aus dem aufgeblasenen Airbag. Ferner weist die Sicherheitsvorrichtung eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Gasauslassventilöffnungszeitpunkts auf der Grundlage zumindest eines Signals einer Personenerfassungseinrichtung und eine Gasauslassventilsteuereinrichtung auf, die angepasst ist, das Gasauslassventil entsprechend des berechneten Gasauslausventilöffnungszeitpunkts zu öffnen.
Durch die Berechnung des Gasauslassventilöffnungszeitpunkts und entsprechender Ansteuerung des Gasauslassventils kann der Airbag geeignet entlüftet werden, so dass eine Belastung für die Person, insbesondere für einen Kopf und eine Halswirbelsäule der Person, bei einem Aufprall auf den Airbag geeignet verringert werden kann und. Aufprallenergie bei einer geringeren Belastung der Person abgebaut werden kann. Insbesondere wird mit einem Öffnen des Gasauslassventils zu einem richtigen Zeitpunkt eine belastende Federwirkung des Airbags auf die Person gemindert.
Bei der Person kann es sich um einen Fußgänger oder einen Fahrradfahrer handeln. Der Airbag der Sicherheitsvorrichtung wird insbesondere aufgeblasen, wenn die Person von einer Vorderseite des Kraftfahrzeugs erfasst wird, d. h. das Kraftfahrzeug frontal mit der Person kollidiert.
Gemäß einer Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Gasauslassventilsteuereinrichtung angepasst, den Gasauslassventilöffnungszeitunkt zusätzlich auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann einen Einfluss darauf haben, wann die Person auf den Airbag prallt und insbesondere auf den Zeitpunkt, wann die das Gasauslassventil günstigstenfalls zu öffnen ist, um eine bestmögliche, schonende Absorption der Aufprallenergie für die Person zu erzielen.
Ein relevanter Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem die Sicherheitsvorrichtung wirksam sein kann, kann zum Beispiel ein Bereich zwischen einschließlich 20 und 60 km/h sein. Ein berechneter Gasauslassventilzeitpunkt wird dabei zum Beispiel bei 20 km/h ein anderer als bei zum Beispiel 40 km/h sein.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der Gasauslassventilöffnungszeitunkt ein Zeitpunkt ist, bei dem oder kurz vor dem die aufprallende Person eine bei geschlossenem Gasauslassventil im Wesentlichen maximale Eintauchtiefe in den Airbag erreichen würde.
Wenn die aufprallende Person auf den aufgeblasenen Airbag trifft, würde unter der Annahme, dass kein Gas durch das Gasauslassventil entweicht, d. h. das Gasauslassventil geschlossen bleibt, die Person eine bestimmte maximale Eintauchtiefe in dem Airbag erreichen und dann von dem Airbag zurückgefedert werden, wobei dann die Belastung der Person sehr hoch wäre. Um diese hohe Belastung beim Einfedern in den Airbag zu verhindern, wird das Gasauslassventil bei oder besser etwas vor Erreichen dieser maximalen Eintauchtiefe geöffnet. Die maximale Eintauchtiefe ist also eine theoretische Eintauchtiefe, die es nur bei geschlossene Gasauslassventil gäbe. Da das Gasauslassventil jedoch zum Gasauslassventilöffnungszeitpunkt geöffnet wird, ist die tatsächliche Eintauchtiefe größer und kann bis zu einem Berühren der Frontscheibe oder der A-Säule reichen.
Bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann desweiteren die Personenerfassungseinrichtung derart angepasst sein, dass sie eine aufprallende Person in unmittelbarer Nähe des bereits aufgeblasenen Airbags erfasst.
Dies erhöht eine Genauigkeit der Berechnung des optimalen Gasauslassventilöffnungszeitpunkts. Je kürzer die Zeitspanne zwischen der Personenerfassung und dem Aufprallen der Person ist, umso besser kann der Gasauslassventilöffnungszeitpunkt vorausberechnet werden. Unmittelbare Nähe kann zumindest bedeuten, dass sich die Person bereits im Bereich einer hinteren Hälfte einer Frontklappe befindet. Unmittelbare Nähe kann beispielsweise auch ein Abstand von weniger als 50 cm oder weniger als 30 cm der Person zum aufgeblasenen Airbag bedeuten.
Bevorzugt weist bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Personenerfassungseinrichtung eine Bilderfassungs- und verarbeitungseinrichtung auf, die beispielsweise im Bereich der Frontscheibe angeordnet ist und die angepasst ist, eine Person kurz vor und/oder bei einem Kontaktieren des aufgeblasenen Airbags durch die Person zu erfassen.
Die Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Kamera sein, die in einem oberen Bereich der Frontscheibe angeordnet ist, und auch für andere Zwecke verwendet werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist die Personenerfassungseinrichtung einen Sensor auf, der an der Frontklappe angeordnet ist und der angepasst ist, ein Auftreffen der Person auf der Frontklappe nahe einem frontscheibenseitigen Ende der Frontklappe zu erfassen. Der Sensor kann alternativ oder zusätzlich auch an einem Verstellmechanismus der Frontklappe angeordnet sein. Letzteres ist insbesondere bei einer sogenannten aktiven Frontklappe vorteilhaft, die im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger angehoben wird.
Insbesondere kann dabei die Personenerfassungseinrichtung angepasst sein, eine Verformung der Frontklappe und/oder eine Abwärtsbewegung der Frontklappe und/oder eine Annäherung an eine Frontklappenaußenhaut zu erfassen.
Zum Beispiel kann in der Frontklappe bzw. an der Frontklappe ein Dehnmessstreifen als Sensor angeordnet sein. Eine Abwärtsbewegung könnte durch einen Beschleunigungssensor erfasst werden. Die Annäherung kann beispielsweise über Ultraschall oder Radar erfasst werden. Die Annäherung kann ferner über Änderung der Kapazität erfasst werden.
Grundsätzlich kann die Personenerfassungseinrichtung auch unterschiedliche Sensoren mit unterschiedlichen Meßprinzipien aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist die Personenerfassungseinrichtung einen Sensor auf, der an einer Airbaghülle und/oder in der Airbaghülle eingearbeitet ist und der angepasst ist, ein Berühren und/oder Verformen der Airbaghülle durch die aufprallende Person zu erfassen.
Dies ermöglicht eine Personenerfassung, die einem optimalen Gasauslassventilöffnungszeitpunkt besonders zeitnah ist, so dass dieser besonders genau bestimmt bzw. errechnet werden kann.
Beispielsweise kann dieser Sensor elektrisch leitende Fäden aufweisen, die durch die aufprallende Person reißbar sind und ein Reißen der elektrisch leitenden Fäden elektrisch erfasst werden kann. Die elektrisch leitenden Fäden können in der Airbaghülle eingearbeitet, z. B. eingewebt sein. Ferner können die elektrisch leitenden Fäden Innen oder Außen an der Airbaghülle angebracht sein.
Alternativ oder zusätzlich können die elektrisch leitenden Fäden auch angepasst sein, eine kapazitive Änderung durch die aufprallende Person zu erfassen.
Gemäß einer Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung mit dem Sensor ist ein Seil oder Band derart an der Airbaghülle angeordnet, dass bei dem Auftreffen der Person eine Relativbewegung zwischen der Airbaghülle und dem Seil oder Band erfolgt und dass der Sensor die Relativbewegung des Seils oder Bands erfasst. Unter dem Begriff Seil ist dabei auch eine Schnur zu verstehen.
Bevorzugt ist dabei die Airbaghülle derart ausgebildet, dass die Airbaghülle bei dem Auftreffen der Person auf die aufgeblasene Airbaghülle dehnbar ist, und das Seil oder Band ist derart angeordnet, dass es durch das Auftreffen der Person auf die Airbaghülle im Wesentlichen nicht dehnbar ist.
Der Begriff „dehnbar” ist dabei insbesondere relativ auszulegen, d. h. die Airbaghülle ist dehnbarer als das Seil oder Band. Hierdurch ist eine Relativbewegung zwischen der Airbaghülle und dem Seil oder Band möglich. Wenn eine Person auf den aufgeblasenen Airbag bzw. die aufgeblasenen Airbaghülle trifft, wird ein Druckanstieg innerhalb des Airbags erzeugt, der dazu führt, dass sich die Airbaghülle etwas dehnt. Wenn das Seil oder Band nicht bzw. weniger gedehnt wird, erfolgt eine Relativbewegung zwischen Seil oder Band und der Airbaghülle, da das Seil oder Band an der Airbaghülle angeordnet ist.
Insbesondere ist das Seil oder Band an der Airbaghülle anliegend angeordnet. Das Seil oder Band kann beispielsweise innerhalb der Airbaghülle oder außerhalb der Airbaghülle über Führungen angeordnet sein. Das Seil oder Band kann aber auch in die Airbaghülle eingearbeitet angeordnet sein, insbesondere wenn die Airbaghülle aus einem Gewebe besteht oder wenn die Airbaghülle überlappende Abschnitte hat, zwischen denen das Seil oder Band beweglich angeordnet sein kann.
Bevorzugt ist bei der Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung das Seil oder Band an einem ersten Ende an der Airbaghülle fixiert und ist an einem zweiten Ende mit dem Öffnungsmechanismus des Gasauslassventils in Verbindung.
Durch die Fixierung des Seils oder Bands an einem ersten Ende kann das zweite Ende des Seils oder Bands eine definierte Relativbewegung zwischen der Airbaghülle und dem Seil oder Band ermöglichen. Die Relativbewegung des zweiten Endes ist umso größer je länger das Seil oder Band ist. Eine größere Relativbewegung erleichtert eine Öffnung des Öffnungsmechanismus.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind mehrere von den vorstehend beschriebenen Seilen oder Bändern an der Airbaghülle angeordnet.
Bevorzugt sind die Seile oder Bänder parallel zueinander angeordnet. Die Seile oder Bänder können dabei insbesondere in einem Abstand zueinander angeordnet sein, der geeignet ist, dass bei einem Aufprall des Kopfes der Person zumindest zwei oder drei nebeneinanderliegende Seile oder Bänder erfasst werden.
Besonders bevorzugt sind in dem Fall, in dem mehrere Seile oder Bänder an der Airbaghülle angeordnet sind, die Seile oder Bänder abwechselnd an deren einem Ende oder an deren anderen Ende an der Airbaghülle fixiert. Mit anderen Worten sind die Seile oder Bänder an entgegengesetzten Enden fixiert.
Gemäß einer Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Personenerfassungseinrichtung angepasst sein, eine Größe der Person vor und/oder bei einem Erstkontakt der Person mit dem Kraftfahrzeug zu erfassen. Ferner kann die Berechnungseinrichtung angepasst sein, auf Grundlage der Größe der Person den Gasauslassventilöffnungszeitpunkt zu berechnen. Zusätzlich zur Größe kann der Gasauslassventilöffnungszeitpunkt zusätzlich insbesondere auf Grundlage einer Fahrzeuggeometrie berechnet werden. Größe und Fahrzeuggeometrie haben einen Einfluss darauf, wann die Person auf die Frontscheibe/A-Säule bzw. den Airbag trifft. Zur Fahrzeuggeometrie zählen beispielsweise die Länge einer Frontklappe und/oder eine Krümmung eines Stossfängers in Richtung der Breite des Kraftfahrzeugs.
Ein Erstkontakt der Person mit dem Kraftfahrzeug ist der erste Kontakt bei einer Kollision und ist normalerweise ein Kontakt der Person mit dem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Stoßfängers. Ein zweiter Kontakt der Person kann dann der Kontakt mit der Fronthaube und der Frontscheibe bzw. dem Airbag sein.
Bevorzugt ist bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Personenerfassungseinrichtung angepasst, zusätzlich zu der Größe der Person einen Ort eines Erstkontakts der Person zu erfassen. Insbesondere kann ein Ort des Erstkontakts in Richtung einer Fahrzeugbreite erfasst werden. Ferner ist die Berechnungseinrichtung angepasst, auf Grundlage der Große der Person und des Orts des Erstkontakts den Gasauslassventilöffnungszeitpunkt zu berechnen. Zusätzlich kann in Kombination mit einem Ort des Erstkontakts eine Fahrzeuggeschwindigkeit zur Berechnung des Gasauslassventilöffnungszeitpunkts durch die Berechnungseinrichtung herangezogen werden.
Wenn die Größe der Person bekannt ist, kann der optimale Gasauslassventilöffnungszeitpunkt genauer berechnet werden. Insbesondere ist unter anderem von der Größe der Person (und ebenso von der Fahrzeuggeschwindigkeit) abhängig, wann die Person auf den Airbag treffen wird. Wenn die Größe der Person bekannt ist, dann kann die Personenerfassung auch zu einem früheren Zeitpunkt, der früher als der Zweitkontakt der Person mit dem Kraftfahrzeug ist, erfolgen.
Bevorzugt kann die Personenerfassungseinrichtung die Größe der Person mittels einer Bilderfassungs- und verarbeitungseinrichtung, also einer Kamera mit einer entsprechenden Bildverarbeitung, erfassen. Die Kamera kann sich im Bereich der Frontscheibe, aber auch in einem vorderen Bereich, zum Bespiel im Bereich einer Kühleröffnung oder des Stoßfängers, befinden.
Die vorstehend beschriebenen unterschiedlich weitergebildeten Personenerfassungseinrichtungen können auch miteinander geeignet in einer Personenerfassungseinrichtung kombiniert sein, um die Genauigkeit der Berechnungen eines optimalen Gasauslassventilzeitpunkts weiter zu erhöhen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist die Sicherheitsvorrichtung eine Airbagaktivierungseinrichtung auf, die angepasst ist, den Airbag auf der Grundlage eines Signals einer Kollisionserfassungseinrichtung, die eine Kollision und/oder eine bevorstehende Kollision der Person mit dem Kraftfahrzeug erfasst, zu aktivieren.
Insbesondere ist mit der Kollisionserfassung eine Erfassung des vorstehend beschriebenen Erstkontakts gemeint. Eine Aktivierung des Airbags bedeutet, dass dieser ausgelöst wird, indem der Gasgenerator aktiviert wird. Der Gasgenerator kann Gas auf pyrotechnischem Weg generieren oder hat ein geeignetes Gas unter Druck gespeichert.
Die Kollisionserfassungseinrichtung ist im Grunde eine erste Erfassungseinrichtung mit zumindest einem ersten Sensor oder einer ersten Sensorik und die Personenerfassungseinrichtung ist eine zweite Erfassungseinrichtung mit zumindest einem zweiten Sensor oder einer zweiten Sensorik.
Die Kollisionserfassungseinrichtung kann einen Sensor aufweisen, der an einem vorderen Bereich, insbesondere einem Stoßfänger, des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Ein Beispiel hierfür ist ein Druckschlauch über den nicht nur eine Kollision an sich, sondern auch der Ort der Kollision erfasst werden kann.
Die vorstehende Aufgabe wird ferner durch eine Schutzeinrichtung an der Frontklappe eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Sensor gelöst, der einen Zusammenstoß eines Objekts mit dem Kraftfahrzeug erfassen kann und dann ein Signal an eine Einrichtung weiter leitet, die einen Fußgängerschutz-Airbag aufblasen kann, der sich zwischen dem hinteren Ende der Frontklappe und der Frontscheibe befindet und der über ein gesteuertes Auslassventil entlüftet werden kann, wobei an der Frontklappe in einem Anprallbereich der sich in der an die Frontscheibe anschließenden Hälfte der Frontklappe befindet, ein zweiter Sensor angeordnet ist, der einen Aufprall des Objekts in dem Anprallbereich erfassen kann und dann ein Entlüftungssignal an das Auslassventil weiter leitet und dieses Auslassventil geöffnet wird.
Bei Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung gibt der erste Sensor bevorzugt beim Zusammenstoß des Objekts mit dem Kraftfahrzeug ein Ausstellsignal an eine Ausstellvorrichtung ab, die zumindest den hinteren Bereich der Frontklappe anhebt.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Fußgängerschutz-Airbag im aufgeblasenen Zustand über den Schutzbereich der Frontscheibe mit Säulen und die gesamte Breite des Haubenspaltes (Klappenspaltes).
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung kann der erste Sensor nur Signale abgeben, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen 20 und 60 km/h liegt.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung wird das Entlüftungssignal zum Öffnen des Auslassventils des Fußgängerschutz-Airbags zwischen 10 und 60 ms, nachdem der zweite Sensor den Aufprall des Objekts im Anprallbereich erfasst hat, abgegeben.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung hängt die Zeit zwischen Erfassung des Aufpralls durch den zweiten Sensor und Abgabe des Entlüftungssignals zum Öffnen des Auslassventils des Fußgängerschutz-Airbags von der Länge der Frontklappe und der Fahrzeuggeschwindigkeit ab.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung ist der zweite Sensor ein Schalter oder ein Sensor.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung ist der zweite Sensor ein Sensorfeld, deren Einzelsensoren so über den Anprallbereich verteilt sind, dass der Ort des Aufpralls des Objekts und/oder seine Bewegungsrichtung relativ zur Frontklappe bestimmbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung detektiert der zweite Sensor oder Schalter eine Verformung der Frontklappe detektiert.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung detektiert der zweite Sensor oder Schalter eine Abwärtsbewegung der Frontklappe.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung detektiert der zweite Sensor oder Schalter eine Annäherung an die Frontklappenaußenhaut.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung hängt die Zeit zwischen Erfassung des Aufpralls durch den zweiten Sensor und Abgabe des Entlüftungssignals zum Öffnen des Auslassventils des Fußgängerschutz-Airbags von dem detektierten Ort des Aufpralls des Objekts und/oder seiner Bewegungsrichtung relativ zur Frontklappe ab.
Gemäß einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung hängt die Zeit zwischen Erfassung des Aufpralls durch den zweiten Sensor und Abgabe des Entlüftungssignals zum Öffnen des Auslassventils des Fußgängerschutz-Airbags von der Geometrie und dem Innendruck des Fußgängerschutz-Airbags ab.
Dadurch, dass sich ein zweiter Sensor in der hinteren Hälfte der Frontklappe befindet, die an die Frontscheibe anschließt, der einen Aufprall eines Objekts (im Folgenden als Fußgänger bezeichnet) in dem Anprallbereich erfassen kann – wobei immer zuerst der Schulterbereich oder die Arme auf dem Anprallbereich aufschlagen und in enger zeitlicher Folge der Aufprall des Kopfes erfolgt –, ist ein guter Indikator dafür gegeben, wann die Entlüftung des Fußgängerschutz-Airbags nach Detektion dieses Aufpralls erfolgen muss. Dabei ist dieser zeitliche Abstand zwischen Detektion des Aufpralls des Objekts im Anprallbereich und dem Aufschlagen des Kopfes auf den Fußgängerschutz-Airbag zwar nur geringfügig abhängig von der Größe des sondern vorwiegend von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (die bekannt ist). Somit kann genau zum richtigen Zeitpunkt ein Entlüftungssignal an das Auslassventil des Fußgängerschutz-Airbags weiter geleitet werden, und dieses so geöffnet werden, dass ein Rebound für den Kopf ausgeschlossen wird und somit geringere Belastung für die Halswirbel gegeben sind. Damit wird die Sicherheit für den Fußgänger erhöht.
Kurzbeschreibung der Figuren:
1 ist eine schematische Seitenansicht eines vorderen Bereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitsvorrichtung zum Zeitpunkt eines Aufpralls eines Fußgängers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Draufsicht auf den vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitsvorrichtung mit einem aufgeblasenen Fußgängerschutz-Airbag gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist eine schematische Seitenansicht eines vorderen Bereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitsvorrichtung zum Zeitpunkt eines Aufpralls eines Fußgängers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Draufsicht auf den vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitsvorrichtung mit einem aufgeblasenen Fußgängerschutz-Airbag gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
5 ist eine schematische Draufsicht auf einen Airbag einer Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
6 ist eine schematische Draufsicht auf den vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitsvorrichtung mit einem aufgeblasenen Fußgängerschutz-Airbag gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
7 ist eine schematische Perspektivansicht eines Airbags der Sicherheitsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Perspektivansicht des Airbags der Sicherheifsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine Person auf den Airbag aufgetroffen ist.
Nachstehend erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren.
Zunächst ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsvorrichtung bzw. Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
1 zeigt die Situation kurz nachdem ein Kraftfahrzeug, das in 1 nur schematisch mit den für die Erfindung relevanten Teilen dargestellt ist, von links kommend ein Objekt 11, d. h. eine aufprallende Person gemäß der vorliegenden Erfindung, das im weiteren als Fußgänger 11 bezeichnet wird – da es im Wesentlichen darum geht, einen zusätzlichen Schutz für Fußgänger 11 zu gewährleisten, die von einem Kraftfahrzeug erfasst werden –, schon mit seiner Schulter 12 auf eine Frontklappe 3 aufgeschlagen ist.
Somit geht der Darstellung gemäß 1 der Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs, das von links kommt, mit dem Fußgänger 11 voraus. Hierbei wird der Fußgänger 11 von dem rechten Ende des Kraftfahrzeugs – im dargestellten Fall handelt es sich hierbei um einen Kühlergrill 2 – erfasst. Ein solcher Zusammenstoß wird durch einen im Bereich des Kühlergrills 2 angeordneten ersten Sensor 1, d. h. durch eine erfindungsgemäße Kollisionserfassungseinrichtung, detektiert.
Nachdem der erste Sensor 1 den Zusammenstoß mit dem Fußgänger 11 erfasst hat, übermittelt er ein Signal an ein Steuergerät 5, das die nötigen Maßnahmen einleitet, um einen Fußgängerschutz-Airbag 7 aufzublasen. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Signal zum Aufblasen des Fußgängerschutz-Airbags 7 nur dann erfolgt, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt des Zusammenstoßes z. B. zwischen 20 und 60 km/h liegt.
Bevor das Aufblasen des Fußgängerschutz-Airbags 7 erfolgt, wird aufgrund eines Ausstellsignals nach Detektion des Zusammenstoßes mittels des ersten Sensors 1 eine Ausstellvorrichtung (nicht dargestellt) betätigt, die zumindest den hinteren Bereich der Frontklappe 3 soweit ausstellt, dass ein genügend großer Haubenspalt 6 bzw. Klappenspalt zwischen dem hinteren Ende der Frontklappe 3 und dem unteren Ende der Frontscheibe 10 gegeben ist, so dass durch diesen Haubenspalt 6 der Fußgängerschutz-Airbag 7, der sich unterhalb der Frontklappe 3 nahe des Haubenspaltes 6 befindet, aufgeblasen werden kann und sich im aufgeblasenen Zustand sowohl über den Schutzbereich der Frontscheibe/Säulen 10 als auch über den Haubenspalt 6 (siehe 2) ausbreitet. Dabei erstreckt sich der Fußgängerschutz-Airbag 7 über den zu schützenden Bereich sowohl der Frontscheibe 10 samt Säulen als auch den Haubenspalt 6, um dem Fußgänger 11, egal wo sein Kopf 13 aufschlägt, einen möglichst hohen Schutz zu bieten. Das Ausstellen der Frontklappe 3 kann zusätzlich auch noch im vorderen Teil erfolgen, so dass sich die gesamte Frontklappe 3 nach oben verschiebt. Ein solcher Mechanismus ist beispielsweise aus der DE 10 2005 017 992 A1 bekannt.
In dem Bereich der Frontklappe 3, in dem die Schulter 12 des Fußgängers 11 beziehungsweise sein Arm auf der Frontklappe 3 aufschlägt, wird als Anprallbereich 4 bezeichnet. Dieser liegt in der hinteren, der Frontscheibe 10 zugewandten Hälfte der Frontklappe 3. Regelmäßig befindet sich dieser Bereich eher im hinteren Drittel als zur Mitte der Frontklappe 3 hin. Dies hängt jedoch auch von der Länge der Frontklappe 3 ab, also welches Kraftfahrzeug-Modell vorliegt.
In diesem Anprallbereich 4 ist ein zweiter Sensor 9 einer erfindungsgemäßen Personenerfassungseinrichtung angeordnet, der den Aufprall des Objekts 11 in diesem Bereich detektiert. Kurz nachdem der Fußgänger 11 mit seiner Schulter 12 oder anderer Extremitäten im Anprallbereich 4 auf der Frontklappe 3 aufschlägt, wird sein Kopf 13 ebenfalls am Kraftfahrzeug – dies kann im hinteren Bereich der Frontklappe 3 oder im unteren Bereich der Frontscheibe 10 der Fall sein – aufschlagen. In diesem Bereich ist bereits der Fußgängerschutz-Airbag 7 aufgeblasen, so dass der Kopf 13 auf diesem Bereich der Frontscheibe 10 samt Säulen bzw. Haubenspalt 6 aufschlägt. Um allerdings möglichst geringe Beschleunigungskräfte beim Abbremsen des Kopfes 13 durch den Fußgängerschutz-Airbag 7 zu erzielen, wie dies bei den Fahrer-Airbags (siehe Ausführungen in der Einleitung bei der Diskussion des Standes der Technik) der Fall ist, wird ein Entlüftungssignal an ein Auslassventil 8, d. h. ein erfindungsgemäßes Gasauslassventil, des Fußgängerschutz-Airbags 7 gesendet. Aufgrund dieses Entlüftungssignals öffnet das Auslassventil 8 und der Kopf 13 kann abgebremst in den Fußgängerschutz-Airbag eintauchen.
Als zweiter Sensor 9 kann im Grunde jeder Sensor verwendet werden, der den Aufprall einer Masse auf der Klappe 3 im zu überwachenden Bereich erlaubt. Solche Sensoren sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise handelt es sich um einen Schalter oder um einen Sensor. Der zweite Sensor 9 kann dabei auch als ein Sensorfeld ausgebildet sein, deren Sensoren so über den Anprallbereich 4 verteilt sind, dass der Ort des Aufpralls des Fußgängers 11 und/oder seine Bewegungsrichtung relativ zur Frontklappe 3 bestimmt werden können. Dabei kann eine Verformung der Frontklappe 3, eine Abstandsänderung der Frontklappenaußenhaut zum Innenblech, ein Niederdrücken der Frontklappe 3 oder eine Annäherung an die Frontklappe 3 (analog einer Parkdistanzkontrolle) detektiert werden. Dadurch kann eine exakte Bestimmung des Zeitpunkts erfolgen, wann optimal das Entlüftungssignal an das Auslassventil 8 des Fußgängerschutz-Airbags 7 gegeben wird, da der Aufprallort und die Aufprallrichtung des Kopfes 13 am Fußgängerschutz-Airbag 7 noch genauer vorausberechnet werden können. Durch eine solche Anpassung der Zeit zwischen Erfassung des Aufpralls durch den zweiten Sensor 9 und Abgabe des Entlüftungssignals an das Auslassventil 8 kann somit individuell auf die Gegebenheiten des gerade vorliegenden Zusammenstoßes abgestimmt werden. Der zweite Sensor 9 kann dabei so eingestellt sein, beziehungsweise sein Signal so ausgewertet werden, dass die Schwingung aufgrund des Ausstellens der Frontklappe 3 mit anschließendem Ausschwingvorgang noch nicht dazu führt, dass ein Entlüftungssignal abgegeben wird, dieses vielmehr erst beim Aufprall der Schulter 12 erfolgt.
Die Zeitspanne zwischen dem Aufprall des Objekts 11 im Anprallbereich 4 und dem Öffnen des Auslassventils 8 des Fußgängerschutz-Airbags 7 liegt regelmäßig im Bereich zwischen 10 und 60 Millisekunden. Je nach Fahrzeug-Geschwindigkeit wird der Zeitpunkt des Ausströmens festgelegt. Es ist auch möglich, die Zeit zwischen Erfassung des Aufpralls durch den zweiten Sensor 9 und der Abgabe des Entlüftungssignals zum Öffnen des Auslassventils 8 des Fußgängerschutz-Airbags 7 von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig zu machen. Dadurch wird eine variable Größe eliminiert, die in das tatsächliche Zeitintervall zwischen Aufprall der Schulter 12 und des Kopfes 13 einfließt, so dass eine bessere Einstellung auf den individuell vorliegenden Zusammenstoß gewährleistet ist.
In 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In 3 ist analog zu 1 eine schematische Seitenansicht eines Moments, in dem ein Fußgänger 11 auf eine Frontklappe 3 eines Kraftfahrzeugs auftrifft und kurz davor ist einen Airbag 7 zu kontaktieren. Der Airbag 7 wurde auf der Grundlage einer Erfassung einer frontalen Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger 11 durch eine Kollisionserfassungseinrichtung 1 an einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs ausgelöst und aufgeblasen. Analog dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ebenso die Fronthaube angehoben. Wie zu erkennen ist, erstreckt sich der Airbag 7 lediglich über einen unteren Bereich der Frontscheibe 10, der ein für den Fußgänger 11 kritischer Bereich ist.
An einer Innenseite einer Frontscheibe 10, zum Beispiel in einem Bereich, in dem gewöhnlich ein Rückspiegel angeordnet ist, ist eine Kamera 14 als eine Bilderfassungseinrichtung angeordnet, die mit einer Bildverarbeitungseinrichtung zusammenwirkt. Die Bildverarbeitungseinrichtung kann erkennen, wenn – aus der Perspektive der Kamera 14 – ein Fußgänger 11, insbesondere dessen Kopf, oberhalb des Airbags 7 auftaucht und diesen berührt oder in kürzester Zeit berühren wird.
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf den vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs mit der Frontscheibe 10, der Fronthaube 3, dem aufgeblasenen Airbag 7 und der Kollisionserfassungseinrichtung 1 in dem Stoßfänger. Ferner ist schematische ein Kameraerfassungsbereich 16 eingezeichnet, innerhalb jenem die Kamera den Fußgänger erfasst.
Aufgrund einer Information der Bilderfassungs- und verarbeitungseinrichtung der Personenerfassungseinrichtung kann eine Berechnungseinrichtung der Sicherheitsvorrichtung einen optimalen Gasauslassventilöffnungszeitpunkt berechnen und die Sicherheitsvorrichtung ein Gasauslassventil derart ansteuern, dass es zu diesem Zeitpunkt geöffnet wird, um die Aufprallenergie für den Fußgänger bestmöglich abzubauen. Insbesondere erfolgt die Personenerfassung in unmittelbarer Nähe des Airbags, so dass der optimale Gasauslassventilöffnungszeitpunkt mit hinreichender Genauigkeit berechnet werden kann.
Weiterhin ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsvorrichtung bzw. Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, wobei hauptsächlich die Unterschiede zu dem ersten und zweiten Ausführungsbespiel erläutert sind.
Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen erfolgt die Personenerfassung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel durch Sensoren 15 die in einer Airbaghülle eines Airbags 7 eingearbeitet sind. Insbesondere handelt es sich dabei um Sensoren, die aus leitfähigen Fäden 15 bestehen und eine Berührung des Airbags 7 durch den Fußgänger erfassen können. Die leitfähigen Fäden 15 sind dabei über einen gesamten dem Fußgänger zugewandten Teil des Airbags 7 eingewebt oder daran angebracht.
Hierdurch kann durch eine Berechnungseinrichtung besonderes zuverlässig ein optimaler Gasauslassventilzeitpunkt errechnet werden.
Nachstehend ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitseinrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel erfolgt im Gegensatz zu dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel eine Personenerfassung nicht in unmittelbarer Nähe eines Airbags 7 bei einem Zweitkontakt eines Fußgängers mit einem Kraftfahrzeug sondern bereits zu einem Zeitpunkt eines Erstkontakts des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeug oder vor dem Erstkontakt des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeug.
Eine Personenerfassungseinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel hat eine Kamera 17 als eine Bilderfassungseinrichtung, die den Fußgänger (ist in 6 nicht gezeigt) zum Zeitpunkt des Erstkontakts oder davor erfassen kann. Die Kamera 17 kann beispielsweise an einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, wie in 6 gezeigt ist. Mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung kann dabei die Sicherheitseinrichtung eine Größe des Fußgängers ermitteln. Die Größe des Fußgängers hat einen großen Einfluss darauf, wann der Fußgänger nach dem Erstkontakt auf den Airbag trifft und damit wann der optimale Gasauslassventilöffnungszeitpunkt ist. Damit kann die Berechnungseinrichtung den Gasauslassventilöffnungszeitpunkt hinreichend genau vorausberechnen, obwohl die Personenerfassung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zu einem verhältnismäßig frühen Zeitpunkt der Kollision des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeug erfolgt.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Kollisionserfassungseinrichtung 1 in dem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Kollisionserfassungseinrichtung 1 erfasst eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger, aufgrund dessen der Airbag 7 ausgelöst wird. Alternativ kann der Airbag 7 aber auch aufgrund der Erfassung durch die Personenerfassungseinrichtung, d. h. durch die Kamera 17, den Airbag auslösen. In diesem alternativen Fall ist die Personenerfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine Kollisionserfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die separate Sensorik 1 für die Kollisionserfassung wäre dann nicht notwendig.
Weiterhin ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ein Kollisionsbereich in drei Bereiche I, II und III – einem linken Bereich, einem mittleren Bereich und einem rechten Bereich – eingeteilt, wobei die Personenerfassungseinrichtung mit der Kamera 17 oder auch die Kollisionserfassungseinrichtung 1 erfassen können, in welchem dieser drei Bereiche der Fußgänger erfasst wird.
Diese Information fließt in die Berechnung des Gasauslassventilöffnungszeitpunkts ein, um dem optimalen Gasauslassventilöffnungszeitpunkt noch näher zu kommen. Der Zeitpunkt eines Zweitkontakts bzw. eines Kontakts des Fußgängers mit dem Airbag 7 unterscheidet sich nämlich abhängig davon, ob der Fußgänger in dem rechten, mittleren oder linken Bereich erfasst wird.
Die unterschiedlichen Personenerfassungseinrichtungen des ersten bis fünften Ausführungsbeispiels können auch miteinander kombiniert werden, um eine noch größere Genauigkeit einer Berechnung eines optimalen Gasauslassventilzeitpunkts zu erzielen.
Nachstehend ist ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitseinrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. Ebenso wie in dem dritten Ausführungsbeispiel erfolgt die Personenerfassung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel durch Sensoren an der Airbaghülle.
7 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Airbags 7 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Airbag 7 ist ein Teil der Sicherheitsvorrichtung, wobei beispielsweise ein Gasgenerator nicht dargestellt ist. Ebenso wenig sind eine Frontklappe und das Kraftfahrzeug dargestellt.
Ein Aufprallbereich des Airbags 7 besteht aus einer Airbaghülle, die aus einem Gewebe ausgebildet ist. Ferner ist an der Airbaghülle ein ebenso aus Gewebe ausgebildeter Gaseinlasskanal 29 angeordnet, durch den von dem Gasgenerator generiertes Gas nach innerhalb der Airbaghülle eingebracht werden kann.
An einer Außenseite der Airbaghülle sind Seile 25 und 26 parallel zueinander angeordnet. Die Seile 25 und 26 erstrecken sich über eine gesamte Breite des Airbags. Mit anderen Worten sind die Seile 25 und 26 in einer Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Die Seile 25 sind jeweils an einem linken Ende 51 an dem Airbag fixiert. Die Seile 26 sind jeweils an einem rechten Ende 62 an der Airbaghülle fixiert. Ein rechtes Ende der Seile 25 ist ein freies Ende 52. Ein linkes Ende der Seile 26 ist ein freies Ende 61. Die Seile 25 und 26 sind über ihre Länge an der Airbaghülle geeignet beweglich gegenüber der Airbaghülle geführt angeordnet. Z. B. können die Seile 25 und 26 durch an der Airbaghülle fixierte Schlaufen verlaufen. Die Seile 25 und 26 sind abwechselnd zueinander angeordnet.
Eine Relativbewegung der freien Enden 52 der Seile 25 gegenüber der Airbaghülle sind mit einem nicht gezeigten Sensor erfassbar. Ebenso ist eine Relativbewegung freien Enden 61 der Seile 26 sind mit einem nicht gezeigten Sensor erfassbar.
Unter Bezugnahme auf 8 ist nun eine Funktion der Sicherheitsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Insbesondere ist in 8 schematisch der Zustand gezeigt, in dem eine Person 27, z. B. mit ihrem Kopf, ungefähr auf eine Mitte des Airbags 7 aufgetroffen ist. Durch das Auftreffen der Person 27 erhöht sich der Druck innerhalb der Airbaghülle und das Material der Airbaghülle wird dabei etwas gedehnt, da das Gewebe der Airbaghülle bis zu einem gewissen Grad elastisch ist. Da die Seile 25 und 26 jedoch nur an einem Punkt der Airbaghülle fixiert sind, hat das Auftreffen der Person 27 keinen Einfluss auf eine Dehnung der Bänder 25 und 26. Mit anderen Worten beeinflusst eine Druckerhöhung innerhalb der Airbaghülle eine Länge der Seile 25 und 26 im Wesentlichen nicht.
Jedoch erfolgt durch die Dehnung der Airbaghülle eine Relativbewegung zwischen dem lose geführten Seil 25 bzw. 26 und der Airbaghülle. Insbesondere erfährt das freie Ende 52 des Seils 25 gegenüber der Airbaghülle eine Relativbewegung d1, wie in 8 gezeigt ist. Ebenso erfährt das freie Ende 61 des Seils 26 eine Relativbewegung d2 gegenüber der Airbaghülle. Die Relativbewegungen d1 und d2 werden über den nicht gezeigten Sensor erfasst. Das Signal des Sensors wird wiederum durch die Berechnungseinrichtung des optimalen Gasauslassventilöffnungszeitpunkts verwendet. Entsprechend des berechneten Gasauslassventilöffnungszeitpunkts wird daraufhin das Gasauslassventil geöffnet, so dass Gas aus der Airbaghülle ausströmen kann, so dass ein sogenannter „Rebound-Effekt” auf den Körper der auftreffenden Person 27, das bedeutet eine Rückfederwirkung, verhindert wird und die Aufprallenergie der Person 27 möglichst optimal abgebaut werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008005272 A1 [0002]
DE 102008039675 A1 [0002]
DE 102009036333 A1 [0002]
DE 102005017992 A1 [0073]

Claims

Sicherheitsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug mit einem aufblasbaren Airbag (7), der derart angepasst ist, dass er sich im aufgeblasenen Zustand zum Schutz einer aufprallenden Person (11) über eine Außenseite einer Frontscheibe (10) und/oder eine Außenseite einer A-Säule des Kraftfahrzeugs erstreckt, einem Gasgenerator zum Aufblasen des Airbags und einem steuerbaren Gasauslassventil zum Auslassen von Gas aus dem aufgeblasenen Airbag (7), wobei die Sicherheitsvorrichtung eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Gasauslassventilöffnungszeitpunkts auf der Grundlage zumindest eines Signals einer Personenerfassungseinrichtung (9; 14; 15; 17) und eine Gasauslassventilsteuereinrichtung aufweist, die angepasst ist, das Gasauslassventil entsprechend des berechneten Gasauslausventilöffnungszeitpunkts zu öffnen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1, wobei die Gasauslassventilsteuereinrichtung angepasst ist, den Gasauslassventilöffnungszeitunkt zusätzlich auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei der Gasauslassventilöffnungszeitunkt ein Zeitpunkt ist, bei dem oder kurz vor dem die aufprallende Person (11) eine bei geschlossenem Gasauslassventil im Wesentlichen maximale Eintauchtiefe in den Airbag (7) erreichen würde.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Personenerfassungseinrichtung (9; 14; 15) angepasst ist, eine aufprallende Person (11) in unmittelbarer Nähe des bereits aufgeblasenen Airbags (7) zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Personenerfassungseinrichtung (14) eine Bilderfassungs- und verarbeitungseinrichtung aufweist, die beispielsweise im Bereich der Frontscheibe (10) angeordnet ist und die angepasst ist, eine Person (11) kurz vor und/oder bei einem Kontaktieren des aufgeblasenen Airbags (7) durch die Person (11) zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die Personenerfassungseinrichtung (9) ein Sensor aufweist, der an einer Frontklappe (3) und/oder an einem Verstellmechanismus der Frontklappe (3) angeordnet ist und der angepasst ist, ein Auftreffen der Person (11) auf der Frontklappe (3) nahe einem frontscheibenseitigen Ende der Frontklappe (3) zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 6, wobei die Personenerfassungseinrichtung angepasst ist, eine Verformung der Frontklappe (3) und/oder eine Abwärtsbewegung der Frontklappe (3) und/oder eine Annäherung an eine Frontklappenaußenhaut zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Personenerfassungseinrichtung einen Sensor (15) aufweist, der an einer Airbaghülle und/oder in der Airbaghülle eingearbeitet ist und der angepasst ist, ein Berühren und/oder Verformen der Airbaghülle durch die aufprallende Person (11) zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 8, wobei der Sensor (15) elektrisch leitende Fäden aufweist, die durch die aufprallende Person (11) reißbar sind und/oder die angepasst sind, eine kapazitive Änderung durch die aufprallende Person (11) zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 8, wobei ein Seil oder Band derart an der Airbaghülle angeordnet ist, dass bei dem Auftreffen der Person eine Relativbewegung zwischen der Airbaghülle und dem Seil oder Band erfolgt, und der Sensor die Relativbewegung des Seils oder Bands erfasst.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei die Personenerfassungseinrichtung (17) angepasst ist, eine Größe der Person (11) vor und/oder bei einem Erstkontakt der Person (11) mit dem Kraftfahrzeug zu erfassen, und die Berechnungseinrichtung angepasst ist, auf Grundlage der Größe der Person (11) und zusätzlich insbesondere auf Grundlage einer Fahrzeuggeometrie den Gasauslassventilöffnungszeitpunkt zu berechnen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 11, wobei die Personenerfassungseinrichtung (17) angepasst ist, zusätzlich zu der Größe der Person (11) einen Ort eines Erstkontakts der Person (11) zu erfassen, und die Berechnungseinrichtung angepasst ist, auf Grundlage der Größe der Person (11) und des Orts des Erstkontakts den Gasauslassventilöffnungszeitpunkt und insbesondere zusätzlich abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 11 oder 12, wobei die Personenerfassungseinrichtung (17) angepasst ist, die Größe der Person (11) mittels einer Bilderfassungs- und verarbeitungseinrichtung zu erfassen.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, wobei die Sicherheitsvorrichtung eine Airbagaktivierungseinrichtung aufweist, die angepasst ist, den Airbag (7) auf der Grundlage eines Signals einer Kollisionserfassungseinrichtung (1), die eine Kollision und/oder eine bevorstehende Kollision der Person (11) mit dem Kraftfahrzeug erfasst, zu aktivieren.
Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 14, wobei die Kollisionserfassungseinrichtung (1) einen Sensor aufweist, der an einem vorderen Bereich, insbesondere einem Stoßfänger, des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.