DE10221467A1 - Schutzvorrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs zum Schutz lebender Objekte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs zum Schutz lebender Objekte, insbesondere Fußgänger oder Tiere, bei einem Zusammenstoß mit dem Fahrzeug, bestehend aus einer energieabsorbierenden nachgiebigen Auffangfläche, die in Abhängigkeit von einem Signal eines Sensors in Wirkposition aufgerichtet wird, wobei die Auffangfläche näherungsweise senkrecht zur Fahrrichtung aufrichtbar ist und eine vorgegebene Gegenkraft gegen ein Umbiegen in Richtung des Frontbereichs des Fahrzeugs aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs zum Schutz lebender Objekte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Eine derartige Schutzvorrichtung ist beispielsweise der DE-OS 27 37 876 zu entnehmen. Dort wird in einem bezüglich der Fahrtrichtung flachen Neigungswinkel über den Fronthauben- und Windschutzscheibenbereich ein folien- oder netzartiges Auffangelement gespannt, welches aus reissfestem und energieabsorbierenden Material besteht. Dadurch kann der vom Objekt zu überwindende Deformationsweg erhöht werden. Die Härte des Aufpralls des Objektes auf dieses Auffangelement ist jedoch bedingt durch Differenzgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Objekt weiterhin sehr hoch. Der Energieabbau kann nur durch die energieabsorbierenden Eigenschaften des Materials erreicht werden und ist daher wie auch der Deformationsweg sehr begrenzt.
• Darüber hinaus sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der EP 1 078 826 A1, Motorhauben bekannt, die unmittelbar vom dem Aufprall eines Fußgängers auf das Fahrzeugs aufgerichtet werden, um den Deformationsweg bis zum Erreichen des starren Motorblocks zu erhöhen.
• Die DE-OS 26 13 748, EP 1 024 063 A2, JP 0 8183423 beschreiben Airbags im Außenbereich des Fahrzeugs zum Fußgängerschutz, wobei diese sich jeweils flach über die Fahrzeugkarosserie legen und durch ihre begrenzte Deformierbarkeit energieabsorbierend wirken.
• Aus der DE-OS 24 55 258 ist zudem eine mittels Gasgeneratoren aufblasbare senkrecht zur Fahrrichtung angeordnete Fangfläche vorgesehen, die beim Auftreffen des Fußgängers auf die Motorhaube ausgelöst wird und ein Herunterfallen zurück auf die Fahrbahn verhindern soll.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Schutzvorrichtung zum Schutz lebender Objekte bei einem Zusammenstoß vorzustellen, die insbesondere einfach und wirkungsvoll ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Es ist eine Auffangfläche vorgesehen, die näherungsweise senkrecht zur Fahrrichtung aufrichtbar ist und eine vorgegebene Gegenkraft gegen ein Umbiegen in Richtung der Windschutzscheibe aufweist. Das Objekt wird also sehr frühzeitig erfasst. Dank der vorgebbaren Gegenkraft ist das Auftreffen auf die Auffangfläche hinsichtlich eines möglichen Verletzungsrisikos dimensionierbar und kann die Gegenkraft so gewählt werden, dass schwerwiegende Verletzungen ausgeschlossen werden können. Aufgrund des langen Rückstellweges bis zum eigentlichen Aufprall im Bereich der Motorhaube und Windschutzscheibe kann das Objekt in Summe stärker abgebremst werden als bei bekannten Vorrichtungen und trifft damit, wenn überhaupt, mit deutlich geringerer Differenzgeschwindigkeit auf das Fahrzeug auf.
• Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und einer einzigen Figur näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:
• Figur senkrechte Auffangfläche zum Auffangen des Objektes frühzeitig vor dem Aufprall auf das Fahrzeug
• Die einzige Figur zeigt ein sich in Fahrtrichtung X auf einen Fußgänger 4 zu bewegendes Fahrzeug 3. Mit Y ist die dazu senkrechte Achse parallel zur Ebene der Fahrbahn 5 quer zur Fahrtrichtung x bezeichnet und mit Z die Achse senkrecht zur Fahrbahnebene. Mittels eines nicht näher gezeigten Sensors wird der Nahbereich des Fahrzeugs 3 auf einen unmittelbar und unvermeidbar bevorstehenden Zusammenstoß mit einem lebenden Objekt 4 überwacht. Als Sensoren kommen dabei neben optischen auch elektromagnetische oder kapazitive Sensorsysteme oder deren Kombinationen in Betracht. Zudem können auch für andere Systeme wie Ultraschallsensoren oder Radarsensoren genutzt werden, die bereits als Einparkhilfe oder zur aktiven Abstandsfahrregelung vorgesehen sind. Zumindest einige dieser Sensoren sind dabei aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften auch in der Lage, selektiv lebende von anderen Objekten zu unterscheiden, sei es aufgrund deren Abmaßen und Außenformen oder deren abweichenden elektrostatischen oder elektromagnetischen Eigenschaften.
• Erkennt ein solcher Sensor einen unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoß, vorzugsweise beschränkt nur bei lebenden Objekten 4, so wird ein Signal erzeugt, das bereits unmittelbar vor dem eigentlichen Zusammenstoß des Fußgängers 4 mit dem Fahrzeug 3 eine Aktivierung der Schutzeinrichtung 2 einleitet.
• Der Fußgänger wird noch vor dem Aufprall auf das Fahrzeug 3 von der Auffangfläche 2 abgefangen, die beim Zusammenstoß näherungsweise senkrecht zur Fahrbahnebene, also in z-Achse, noch vor der Motorhaube und der Windschutzscheibe vorgesehen ist. Insbesondere kommt eine hervorstellbare beziehungsweise aufrichtbare netzartige Gewebestruktur in Betracht, oder aber netzförmig miteinander verbundene Luftschläuche, die jeweils dem Fahrer des Fahrzeuges 3 noch eine zumindest begrenzte Sicht in Fahrtrichtung x erlauben. Die Auffangfläche 2 erstreckt näherungsweise über den gesamten Frontbereich des Fahrzeug bis in Höhe der Gesamtfahrzeugoberkante, zumindest aber der Höhe eines erwachsenen Fußgängers zuzüglich eines Sicherheitsfaktors bedingt alleins chon aufgrund des Abrolleffekts.
• Diese Auffangfläche 2 ist zudem entsprechend einer vorgegebenen Gegenkraft elastisch nachgebend, um die kinetische Energie des Fußgängers 4 aufzunehmen und diesen dennoch vor dem Aufprall auf die Motorhaube und Windschutzscheibe des Fahrzeuges 3 zu schützen bzw. die Relativgeschwindigkeit herabzusetzen. Die Gegenkraft F der Auffangfläche 2 nimmt vorzugsweise mit zunehmendem Umbiegen entgegen der Fahrtrichtung x zu. Vorzugsweise ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche die Gegenkraft der Auffangfläche mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder Differenzgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Objekt erhöht, bspw. durch Erhöhen des Luftdrucks in den Luftkammern eines airbagähnlichen Auffangsystems, wobei die Massenträgheit der Auffangfläche eine Mindestgröße der Gegenkraft bildet.
• Die Auffangfläche ist vorzugsweise in einer Ruheposition vor dem Auslösen im Bereich der Stoßstange angeordnet, bspw. bei einer netzartigen Auffangfläche 2a zusammengerollt und zum Auslösen in die zur Fahrtrichtung näherungsweise senkrechte Wirkposition entrollbar.
• Die Auffangfläche 2 weist an ihren Seiten längs zur Fahrtrichtung x Erhöhungen 2b auf, die ein seitliches Wegrollen des Objekts 4 von der Auffangfläche 2 verhindern. Zudem kann ein oberer Rand 2c ein Hinwegrutschen über die Auffangfläche hinaus verhindern.
• Die Auffangfläche 2 besteht bspw. aus mehreren miteinander mechanisch verbundenen Kammern, die im Frontbereich des Fahrzeugs zunächst zusammengerollt sind und im Bedarfsfall bspw. mittels pyrotechnischer Gasgeneratoren füllbar und so entrollbar sind. Um ein seitliches Wegrollen zu verhindern, können die Luftkammern mit einem für zumindest einen Teil der Luftkammern voneinander abweichenden Luftdruck auffüllbar sein. Alternativ kann ein ein schäumendes Material zum Auffüllen der Luftkammern vorgesehen werden oder die Luftkammern im aufgerollten Zustand mit einem Stoff gefüllt werden, welcher durch Einwirkung eines Zündsignals schlagartig sein Volumen vergrößert.
• Zusätzlich ist vorzugsweise eine Vorrichtung vorgesehen, mit der das Objekt untergriffen oder/und ausgehoben wird, beispielweise eine Vorrichtung gemäß der DE 101 43 448 oder ähnlicher Anordnungen. Alternativ oder ergänzend ist eine Vorrichtung vorgesehen, mit der das Objekt vor oder bei einem Aufprall zurück auf die Fahrbahn geschützt wird, die ebenfalls in der DE 101 43 448 sowie dem dort beschriebenen Stand der Technik entnehmbar ist.

Claims (9)

1. Schutzvorrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs (3) zum Schutz lebender Objekte (4), insbesondere Fußgänger oder Tiere, bei einem Zusammenstoß mit dem Fahrzeug, bestehend aus einer energieabsorbierend nachgiebigen Auffangfläche, die in Abhängigkeit von einem Signal eines Sensors in Wirkposition aufgerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche näherungsweise senkrecht (z) zur Fahrrichtung (x) aufrichtbar ist und eine vorgegebene Gegenkraft (F) gegen ein Umbiegen in Richtung des Frontbereich des Fahrzeugs (3) aufweist.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auffangfläche näherungsweise über den gesamten Frontbereich des Fahrzeug bis in Höhe der Gesamtfahrzeugoberkante erstreckt.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche in einer Ruheposition vor dem Auslösen im Bereich der Stoßstange angeordnet ist.

4. Schutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft (F) der Auffangfläche (2) mit zunehmendem Umbiegen entgegen der Fahrtrichtung zunimmt.

5. Schutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, welche die Gegenkraft der Auffangfläche mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder Differenzgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Objekt erhöht.

6. Schutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche (2) netzartig (2a) aufgebaut ist und in der Ruheposition vor dem Auslösen zusammengerollt und zum Auslösen in die zur Fahrtrichtung näherungsweise senkrechte Wirkposition entrollbar ist.

7. Schutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche (2)

a) an ihren Seiten längs zur Fahrtrichtung Erhöhungen (2b) aufweist, die ein seitliches Wegrollen des Objekts (4) von der Auffangfläche (2) verhindern und/oder

b) am oberen Rand eine Erhöhung (2c) aufweist, die ein Hinwegrutschen über die Auffangfläche (2) hinaus verhindern.

8. Schutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche (2) aus mehreren miteinander mechanisch verbundenen in Fahrtrichtung gerichteten Luftkammern besteht, die im Frontbereich des Fahrzeugs zunächst zusammengerollt sind und im Bedarfsfall füllbar und so entrollbar sind.

9. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche im entrollten Zustand an ihren Seitenrändern längs der Fahrtrichtung Luftkammern mit größeren Querschnitt (2b) als in der Mitte aufweist.