DE102020120476A1

DE102020120476A1 - Sicherheitsvorrichtung im Fußraum eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020120476A1
Application number: DE102020120476.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Jakobs; Franz Fürst; Walter Krönes; Christoph Grundheber
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung in einem Fußraum (8) eines Kraftfahrzeuges als Schutz von Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalles, mit einem Airbagsystem (2), das mindestens einen aufblasbaren Airbag aufweist, der im aktivierten Zustand derart ausgeformt ist, dass er Füße (3) und Beine (5) des Fahrzeuginsassen schützt. Das Airbagsystem (1) weist einen Airbag (2) als Schutz für die Füße (3) und einen Zusatzairbag (4) als Schutz für die Beine (5) des Fahrzeuginsassen auf, wobei der Zusatzairbag (4) für die Beine (5) zum Fahrzeuginneren gerichtet vor dem Airbag (2) für die Füße (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung im Fußraum eines Kraftfahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Eine Sicherheitsvorrichtung der eingangs erwähnten Art ist in der DE 10 2009 055 837 A1 offenbart. Ähnliche Sicherheitsvorrichtungen sind auch aus der DE 197 27 598 A1 und der DE 10 2015 110 728 A1 bekannt.
Airbagsysteme als Sicherheitsvorrichtung im Falle einer Kollision bzw. eines Unfalls zum Schutz der Fahrzeuginsassen sind seit langem bekannt. Zusätzlich zu einem in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs angeordneten Airbag ist es auch bekannt, ein Airbagsystem im Fußraum eines Kraftfahrzeugs anzuordnen, um im Falle einer Kollision bzw. eines Unfalls auch die Füße und Beine eines Fahrzeuginsassen zu schützen.
Im Zuge der Weiterentwicklung von Fahrzeugen sind jedoch bei einem pilotierten bzw. autonomen Fahren, bei dem sich der Fahrer in einer Ruheposition befindet, die bekannten Airbagsysteme im Fußraum nur bedingt geeignet. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich der Fahrer bei einer abgesenkten Rückenlehne und mit einem in Längsrichtung weit nach hinten geschobenen Sitz auf dem Sitz bequem macht. In diesem Fall besteht bei einem Unfall ein erhöhtes Risiko des Fahrers aufgrund seiner flachen Liegeposition, da es in dieser Position dazu kommen kann, dass der Fahrer unter dem Beckengurt durchtaucht und deshalb Verletzungen erleiden kann. Weiterhin können die bekannten Rückhaltemittel bzw. Airbags insbesondere Füße und Knie des Insassen in einem derartigen Fall nicht ausreichend schützen.
Normalerweise wird versucht, den Insassen mit einem Gurtstraffer des Sicherheitsgurts sehr stark an die Verzögerung des Fahrzeugs anzukoppeln. Dabei führt auch unter anderem eine frühe Ankopplung der Füße zu einer Abstützung, die wiederum dazu führt, dass die Unter- und Oberschenkel abgewinkelt werden und somit der Oberkörper des Insassen in eine Rotation versetzt wird. Haben die Füße jedoch kein Gegenlager bzw. keine Abstützung, kann diese Drehung des Oberkörpers nicht stattfinden und der Insasse hängt im Gurt fest. Ein weiterer Punkt sind erhöhte Acetabulumskräfte, die auftreten können, wenn bei einem Unfall bzw. einer Kollision die Beine und Füße nicht rechtzeitig an einem definierten Punkt zurückgehalten werden können, da durch die Massenträgheit der Beine bei der schnellen, nach vorne gerichteten Bewegung im Falle eines Unfalls starke Zugkräfte auf die Hüftgelenke auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung im Fußraum eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die auch im Falle eines pilotierten Fahrens den Fahrer und auch andere Fahrzeuginsassen schützt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Airbagsystems mit einem Airbag als Schutz für Füße und einem weiteren Zusatzairbag als Schutz für die Beine des Fahrzeuginsassen sind der Fahrer und auch andere Fahrzeuginsassen wesentlich besser vor Verletzungen geschützt.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatzairbag, der näher an dem Fahrzeuginsassen angeordnet ist als der Airbag für die Füße bzw. der in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs betrachtet hinter dem Airbag für die Füße angeordnet ist, kann der Freiraum zwischen den Füßen und diesem Airbag geschlossen werden, so dass verhindert werden kann, dass die Beine mit hoher Geschwindigkeit zu weit nach vorne rutschen. Durch den Zusatzairbag ergibt sich außerdem ein Dämpfungselement für die Beine, wodurch deren Masse abgedämpft und damit die Oberschenkelknochen entlastet werden. Auf diese Weise können Acetabulumskräfte vermieden bzw. wenigstens stark reduziert werden. Erfindungsgemäß werden die Füße durch den Zusatzairbag in ihrer Bewegung nach vorne gestoppt und der Insasse erfährt die gewünschte Drehung des Oberkörpers bzw. eine entsprechende Rotation, ähnlich einem Klappmesser.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die beiden Airbags im nicht aufgeblasenen Zustand im Fußraum des Fahrzeugs unter einer Abdeckung im Fahrzeugboden angeordnet sein. Auf diese Weise beanspruchen sie unnötigen Bauraum und sind auf einfache Weise in das Fahrzeug integriert.
Alternativ ist es auch möglich, die beiden Airbags im nicht aufgeblasenen Zustand im unteren Bereich des Armaturengehäuses anzuordnen. Auch auf diese Weise können sie ohne lange Wege aktiviert und bei ihrer Aktivierung in die notwendige Position gebracht werden.
Um gegebenenfalls eine Auslösung der beiden Airbags unabhängig voneinander zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn die beiden Airbags jeweils mit einem Gasgenerator zu deren Aktivierung versehen sind.
Dabei kann außerdem vorgesehen sein, dass die beiden Gasgeneratoren unabhängig voneinander aktivierbar sind.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, mit nur einem bzw. einem gemeinsamen Gasgenerator zu agieren, der entsprechend gesteuert wird.
Über separate Gasleitungen mit Steuerventilen können dann entsprechend die beiden Airbags ebenfalls unabhängig voneinander angesteuert werden.
Der Zusatzairbag für die Beine kann in vorteilhafter Weise über einen Sitzpositionssensor ansteuerbar sein. Durch die Erfassung der Position des Sitzes können die beiden Airbags noch exakter aktiviert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Fußraum des Kraftfahrzeugs eine Lichtschranke oder ein ähnliches System angeordnet ist, die eine Auslösung des Zusatzairbags für die Beine bei fehlendem Freiraum verhindert. Auf diese Weise wird vermieden, dass es zu einer Auslösung kommt, wenn sich im Entfaltungsbereich des Zusatzairbags Gegenstände oder Tiere befinden.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Airbagsystem nicht nur für den Fahrer und den Beifahrer einsetzbar, sondern auch für Fahrzeuge, die in den hinteren Sitzreihen mit sogenannten Luxussitzen versehen sind und auf diese Weise nach vorne mehr Freiraum besitzen. Gleiches ist auch möglich für entsprechende „Luxusbusse“.
Grundsätzlich ist es auch möglich, den Zusatzairbag ohne den Airbag für die Füße einzusetzen. In diesem Fall kann die Abstützung zum Beispiel über die Pedale erfolgen.
Das erfindungsgemäße Airbagsystem ist auf der Fahrerseite sowohl mit Pedalen möglich, die sich in ihrer Normalposition befinden, als auch mit weggeklappten Pedalen.
Es ist auch möglich, dass sich das Airbagsystem über den Ausbreitungsweg selbst steuert. Beispielsweise kann der Airbag mehrere Kammern aufweisen und sich in bestehende Freiräume selbst gesteuert entfalten.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:

1 den Fußraum eines Kraftfahrzeugs mit einem in einem Fußbodenbelag integrierten Airbagsystem;
2 den Fußraum eines Kraftfahrzeugs mit aktiviertem Airbag als Schutz für Füße und Fersen;
3 den Fußraum eines Kraftfahrzeugs mit dem in 2 dargestellten Airbag und einem aktivierten Zusatzairbag; und
4 den Fußraum eines Kraftfahrzeugs, wobei nur der Zusatzairbag aktiviert ist.

Wie aus der 1 ersichtlich ist, ist in einem Fußraum 8 eines Kraftfahrzeugs in einem Fußbodenbelag unter einer Abdeckung ein Airbagsystem 1 im nicht aufgeblasenen bzw. nicht aktivierten Zustand angeordnet. Das Airbagsystem 1 weist einen Airbag 2 als Schutz für Füße 3 (siehe 2) und Fersen eines Fahrzeuginsassen und einen Zusatzairbag 4 (siehe 3) als Schutz für Beine 5 des Fahrzeuginsassen auf.
Im Aufbau des Fahrzeugs sind unter der Abdeckung auch zwei Gasgeneratoren 6 und 7 zur Aktivierung der beiden Airbags 2, 4 angeordnet.
Die 2 zeigt die Situation im Fußraum 8 des Fahrzeugs mit dem aktivierten Airbag 2 für die Füße 3.
3 zeigt die Situation im Fußraum 8 des Fahrzeugs bei einem autonomen bzw. pilotierten Fahren, wobei ein Sitz 9 sich in einer weit nach hinten geschobenen Position befindet. Um die Füße 3 des Insassen an einer zu schnellen und zu weit nach vorne gerichteten Bewegung zu hindern, ist in diesem Fall auch der Zusatzairbag 4 aktiviert. Er befindet sich zum Fahrzeuginneren gerichtet vor dem Airbag 2 für die Füße 3. Mit anderen Worten, der Zusatzairbag 4 für die Beine 5 ist näher an dem Fahrzeuginsassen angeordnet als der Airbag 2 für die Füße 3. Auf diese Weise wird der Fußraum 8 als Freiraum zwischen dem Sitz 9 und dem Airbag 2 reduziert und ein Aufschlag der Füße 3 auf ein Pedal 10 bzw. den Airbag 2 vermieden. Der Zusatzairbag 4 dämpft entsprechend rechtzeitig die Bewegung des Fußes 3 bzw. der Beine 5.
Die Stellung von Pedalen 10 im Fußraum 8 ist dabei unabhängig von der Aktivierung der beiden Airbags 2 und 4. Sie können sowohl in ihrer Normalposition verbleiben oder sich auch im weggeklappten Zustand befinden.
Wie dargestellt, ist für jeden der beiden Airbags 2 bzw. 4 ein Gasgenerator 6 bzw. 7 vorgesehen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, durch eine entsprechende Ausgestaltung mit nur einem Gasgenerator 6 bzw. 7 zu operieren. In diesem Fall sind entsprechend zwei Gasleitungen mit Steuerventilen (nicht dargestellt) vorgesehen.
Zur Vermeidung einer Aktivierung des Zusatzairbags 4 im Falle, dass sich Gegenstände oder Tiere in seinem Entfaltungsbereich befinden, ist im Fußraum 8 eine Lichtschranke 11 oder ein ähnliches System angeordnet. Da deren Ausgestaltung und Einsatz grundsätzlich bekannt ist, ist die Lichtschranke 11 in den Figuren nur prinzipmäßig dargestellt.
Die 4 zeigt einen Zustand der Aktivierung des Zusatzairbags 4 ohne gleichzeitige oder vorangegangene Aktivierung des Airbags 2. Dabei kann die Abstützung zum Beispiel über die Pedale 10 erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009055837 A1 [0002]
DE 19727598 A1 [0002]
DE 102015110728 A1 [0002]

Claims

Sicherheitsvorrichtung in einem Fußraum (8) eines Kraftfahrzeuges als Schutz von Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalles, mit einem Airbagsystem (1), das mindestens einen aufblasbaren Airbag aufweist, der im aktivierten Zustand derart ausgeformt ist, dass er Füße (3) und Beine (5) des Fahrzeuginsassen schützt, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagsystem (1) einen Airbag (2) als Schutz für die Füße (3) und einen Zusatzairbag (4) als Schutz für die Beine (5) des Fahrzeuginsassen aufweist, wobei der Zusatzairbag (4) für die Beine (5) näher an dem Fahrzeuginsassen angeordnet ist als der Airbag (2) für die Füße (3).
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Airbags (2,4) im nicht aufgeblasenen Zustand im Fußraum des Fahrzeuges unter einer Abdeckung im Fahrzeugboden angeordnet sind.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Airbags (2,4) im nicht aufgeblasenen Zustand im unteren Bereich des Armaturengehäuses angeordnet sind.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Airbags (2,4) jeweils mit einem Gasgenerator (6,7) zur deren Aktivierung versehen sind.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gasgeneratoren (6,7) unabhängig voneinander aktivierbar sind.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Airbags (2,4) durch einen gemeinsamen Gasgenerator (6 bzw. 7) aktivierbar sind.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Gasgenerator (6 bzw. 7) mit wenigstens zwei Gasleitungen mit Steuerventilen versehen ist, durch die die beiden Airbags (2,4) unabhängig voneinander aktivierbar sind.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzairbag (4) für die Beine (5) über einen Sitzpositionssensor ansteuerbar ist.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fußraum des Kraftfahrzeuges eine Lichtschranke (11) angeordnet ist, die eine Auslösung des Zusatzairbags (4) für die Beine (5) bei fehlendem Freiraum verhindert.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzairbag (4) ohne den Airbag (2) für die Füße (3) einsetzbar ist.