DE10057941A1

DE10057941A1 - Energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10057941A1
Application number: DE2000157941
Authority: DE
Inventors: Horst Friedrich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug mit einem Außenblech und einer diese versteifenden Unterstruktur und zwischen diesen angeordneten Airbags, die durch von wenigstens einem Gasgenerator freigesetztes Gas beaufschlagbar und entfaltbar sind, derart, daß das Außenblech angehoben wird. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Fronthaube so zu gestalten, daß diese das Verletzungsrisiko für einen Aufprallpartner weiter herabsetzt. Dazu sind die Airbags als Airbagschläuche (4) ausgebildet und in Airbagsegmente (5) unterteilt, oder es sind mehrere Airbags nebeneinander angeordnet, und diese und die Airbagsegmente (5) sind jeweils separat mit Gas beaufschlagbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug zur Aufnahme von Aufprallenergie, die bei einem Zusammenprall mit einem Fußgänger eingebracht wird.

Fronthauben an Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße "fußgängerfreundlich" gestaltet, derart, daß diese den Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers (Aufprallpartner) energieabsorbierend aufnehmen, um die Schwere seiner Verletzungen zu reduzieren. Dazu ist es aus der DE 196 15 744 C1 bekannt, einem vorbestimmten Außenhautbereich des Karosserieteiles eine Gassackvorrichtung zuzuordnen, durch die dieser dem Aufprallpartner entgegen verlagerbar ist. Der Außenhautbereich ist dabei gegenüber der übrigen Außenhaut des Karosserieteiles geschwächt und plastisch verformbar. Auf der Innenseite des Außenhautbereiches ist eine wenigstens die Stabilität der übrigen Außenhaut aufweisende und den Aufprallbereich umschließende Stützschale angeordnet, die fest mit der Außenhaut verbunden ist und mit dieser einen Hohlraum ausbildet, in dem eine pyrotechnische Treibladung untergebracht ist, die bei einer Aufprallbelastung den Hohlraum und damit den Außenhautbereich nach außen, dem Aufprallpartner entgegen, aufwölbt. Es entsteht ein relativ großer Verformungsweg zum Abbau der Aufprallenergie. Der Aufprallbereich kann dabei eine reduzierte Wandstärke aufweisen, damit dieser ausreichend plastisch verformbar ist, und die Stützschale kann auf ihrer dem Außenhautbereich abgewandten Seite an einer fahrzeugfesten Funktionseinheit abgestützt sein. Durch die Aufwölbung des Aufprallbereiches nach außen wird ein zeitiger, energieverzehrender Kontakt des Aufprallpartners mit der Fahrzeugkarosserie erzielt, bevor dieser mit den massiven Teilen des Fahrzeugs in Berührung kommt. Im Hinblick auf ein komplexes Unfallgeschehen ist es jedoch nicht sicher, daß der Aufprallpartner tatsächlich auf den vorbestimmten Außenhautbereich aufprallt.

Mit der DE-Anmeldung, Aktenzeichen 100 14 832.8, ist auch schon ein Sicherheitssystem mit einer Airbageinrichtung mit zumindest einem befüllbaren Airbag vorgeschlagen worden, das die Fronthaube eines Kraftfahrzeuges bei einer Kollision mit einem Aufprallpartner aus ihrer geschlossenen Ausgangslage in eine zumindest im Bereich der Frontscheibe angehobene Position verlagert. Die Airbageinrichtung kann dabei auch bei einer aus einem Außen- und einem Innenblech gebildeten Fronthaube zwischen diesen angeordnet sein und nur das Außenblech bei einer Kollision, von unten her aufpralldämpfend abgestützt, anheben, wodurch die Härte des Aufpralls eines Fußgängers auf die Fronthaube reduziert wird. Die Airbageinrichtung weist dazu mehrere in Fahrzeugquerrichtung angeordnete Airbags umfassen, die schlauchartig ausgebildet und so befüllbar sind, daß die Fronthaube frontscheibenseitig mehr angehoben wird als im Bereich des Frontends. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß nicht nur zusätzlicher Deformationsweg für das Außenblech zur Verfügung gestellt wird, sondern auch Gaspolster zur Energieaufnahme. Beide Effekte reduzieren das Verletzungsrisiko für den Aufprallpartner.

Ferner ist mit der DE-Anmeldung, Aktenzeichen 100 22 094.0, ein energieabsorbierendes Karosserieteil an einem. Fahrzeug mit einer äußeren und einer am Fahrzeugaufbau abgestützten biegesteifen inneren Wandung und unter der äußeren Wandung ausgebildeten Kammern mit deformierbaren Kammerwänden vorgeschlagen worden, die durch von wenigstens einem Gasgenerator freigesetztes Gas beaufschlagbar sind, so daß die gesamte äußere Wandung bei einer Aktivierung des Gasgenerators von der inneren Wandung weggedrückt und somit angehoben wird. Dabei können die Kammerwände mit Sollbruchlinien versehen und in der jeweiligen Kammer ein Airbagschlauch angeordnet sein. Auch bei dieser Lösung wird das Verletzungsrisiko für den Aufprallpartner reduziert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine energieabsorbierende Fronthaube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß diese das Verletzungsrisiko für einen Aufprallpartner weiter herabsetzt.

Diese Aufgabe wird bei einer energieabsorbierenden Fronthaube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer energieabsorbierenden Fronthaube an einem Fahrzeug mit einem Außenblech und einer versteifenden Unterstruktur und zwischen diesen angeordneten Airbags, die durch von Gasgeneratoren freigesetztes Gas zur Anhebung des Außenbleches beaufschlagbar und entfaltbar sind, die Airbags als Airbagschläuche ausgebildet und in Segmente unterteilt sind, oder daß jeweils mehrere Airbags nebeneinander angeordnet sind, und daß diese und die Airbagsegmente sensorgesteuert und jeweils unfallsituationsgerecht mit Gas beaufschlagbar sind. Damit ist es möglich, an einer durch Sensoren prognostizierten Aufschlagzone eines Aufprallpartners auf der Fronthaube eine sensorgesteuerte Deformationskennung einzustellen und die Aufschlagzone an die Härte des Aufschlages und die aufzunehmende Aufprallenergie anzupassen und das Außenblech gegenüber der am Fahrzeugaufbau in bekannter Weise fixierten Unterstruktur, partiell vorbestimmt, anzuheben. Dadurch kann das Verletzungsrisiko für den Aufprallpartner reduziert werden. Die Einstellung der spezifischen Deformationskennung wird dabei sensorgesteuert durch eine separate Befüllung der Airbagsegmente bzw. Airbags vorgenommen.

In steuerungstechnisch vorteilhafter Weise kann jedem Aibagsegment bzw. jedem Airbag ein sensorgesteuerter Gasgenerator zugeordnet sein. Insbesondere kommen Pre-Crash-Sensoren zum Einsatz, die die Gestalt und annähernd auch die Masse des Aufprallpartners erfassen und in deren Abhängigkeit über eine elektronische Steuerung entsprechende Signale an die Gasgeneratoren zu deren Aktivierung liefern. Dabei können die eingesetzten Gasgeneratoren mehrere Stufen aufweisen, so daß ein Airbagsegment bzw. Airbag unterschiedlich beaufschlagbar ist. Alternativ dazu kann mehreren Airbagsegmenten bzw. Airbags ein gemeinsamer Gasgenerator zugeordnet sein, der jeweils über ein sensorgesteuertes Ventil mit diesen verbunden ist, über das die Druckbeaufschlagung geregelt wird.

Um die Deformationskennung von vornherein an unterschiedliche Gruppen von Aufprallpartnern anzupassen, insbesondere an Erwachsene und Kinder, deren Kopf bei einem Unfall in unterschiedlichen Bereichen der Fronthaube aufschlägt - der Erwachsenenkopf frontscheibennaher und der Kinderkopf frontendnaher - ist es sinnvoll, die Airbagschläuche bzw. die nebeneinander angeordneten Airbags in Fahrzeugquerrichtung anzuordnen. Auch können die auf das Außenblech wirkenden maximalen Querschnitte bei einer Gasbeaufschlagung derselben vom Frontend zur Frontscheibe hin zunehmen, um zu erreichen, daß das Außenblech bei voller Entfaltung der Airbagsegmente bzw. Airbags im Bereich der Frontscheibe und damit im Erwachsenenkopfaufschlagbereich mehr angehoben wird als am Frontend.

Zur Stabilisierung des Außenblechs können vorteilhaft Stützstege an der Unterstruktur ausgebildet sein, die sich zwischen den Airbagschläuchen bzw. Reihen von Airbags zum Außenblech erstrecken und mit diesem verbunden sind. Um zu verhindern, daß sich die Fronthaube bei einem Unfall völlig von der Unterstruktur löst, sind Fangbänder vorgesehen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung ist eine Fronthaube eines Fahrzeugs dargestellt, die ein deformierbares Außenblech 1 und als Unterstruktur ein Innenblech 2 und zwei diese in Fahrzeugquerrichtung verbindende Stützstege 3 aufweist. Zwischen den beiden Blechen 1 und 2 sind in Fahrzeugquerrichtung Airbagschläuche 4 runden Querschnitts, die in jeweils drei Airbagsegmente 5 unterteilt sind, und Gasgeneratoren 6 angeordnet, wobei jedem Airbagsegment 5 ein separat ansteuerbarer Gasgenerator 6 zugeordnet ist. Die Gasgeneratoren 6 sind in bekannter Weise über ein Steuergerät durch am Frontend angeordnete Pre-Crash-Sensoren (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von der wahrgenommenen Masse und der Gestalt eines Aufprallpartners aktivierbar und in der Zeichnung im aktivierten Zustand dargestellt, wobei jedes Airbagsegment 5 maximal entfaltet ist, so daß das Außenblech entlang eines Airbagschlauches 4 gleichmäßig abgestützt ist und eine vorbestimmte Deformationskennung besitzt. Der Durchmesser der Airbagschläuche 4 nimmt vom Frontend zur Frontscheibe hin zu, wodurch das Außenblech 1 im Bereich derselben gegenüber dem Innenblech 2 stärker abgehoben ist als im Bereich des Frontends. Die Stützstege 3 sind vom Außenblech 1 entlang zwischen diesen (1 und 3) gegebenen Klebestellen 7, die zugleich als Sollbruchstellen ausgebildet sind, gelöst, wobei Fangbänder 8 das Außenblech 1 am Innenblech 2 zurückhalten.

Im nichtaktivierten Zustand der Airbagsegmente 5 sind das Außenblech 1 und das Innenblech 2 an ihren Rändern in bekannter Weise miteinander verbunden, wobei im Abstand von den Seitenrändern die Stützstege 3 greifen und das Außenblech 1 stabilisieren. In Abhängigkeit von der Unfallsituation und der Größe und Masse des Aufprallpartners, signalisiert durch die Pre-Crash-Sensoren, kann beispielsweise als Aufschlagbereich mit einer vorbestimmten Aufprallgeschwindigkeit des Aufprallpartners nur der Seitenrandbereich der Fronthaube prognostiziert werden, so daß anstelle aller Airbagsegmente 5 lediglich die in diesem Seitenrandbereich liegenden Airbagsegmente 5 - oder auch nur ein Airbagsegment 5 - aktiviert werden, was bedeutet, daß das Außenblech 1 nur in diesem Bereich vom Innenblech 2 abgehoben und gebogen sowie durch die Airbagsegmente 5 gestützt wird und seine Deformationskennung unfallsituationsbedingt einstellt, wobei beim Einsatz von Mehrstufen-Gasgeneratoren mehrere Deformationskennungen im Bereich eines Airbagsegmentes 5 einstellbar sind. Der Aufstellweg des Außenblechs 1 entspricht dem minimal zur Verfügung stehenden Deformationsweg des Außenblechs 1 und der Gas-Innendruck in den aktivierten Airbagsegmenten 5 der Deformationskraft.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Außenblech

2

Innenblech

3

Stützsteg

4

Airbagschlauch

5

Airbagsegment

6

Gasgenerator

7

Klebestelle

8

Fangband

Claims

1. Energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug mit einem Außenblech und einer dieses versteifenden Unterstruktur und zwischen diesen angeordneten Airbags, die durch von Gasgeneratoren freigesetztes Gas zur Anhebung des Außenblechs beaufschlagbar und entfaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Airbags als Airbagschläuche (4) ausgebildet und in Airbagsegmente (5) unterteilt oder das jeweils mehrere Airbags nebeneinander angeordnet sind, und daß diese und die Airbagsegmente (5) sensorgesteuert jeweils separat mit Gas beaufschlagbar sind.

2. Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Airbagsegment (5) bzw. jedem Airbag ein sensorgesteuerter Gasgenerator (6), insbesondere ein Mehrstufengasgenerator, oder mehreren Airbagsegmenten (5) bzw. Airbags ein gemeinsamer, jeweils über ein sensorgesteuertes Ventil mit diesen verbundener Gasgenerator zugeordnet ist.

3. Fronthaube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgeneratoren (6) mit die Gestalt des Aufprallpartners erfassenden Pre-Crash- Sensoren zur Steuerung der Gasbeaufschlagung gekoppelt sind.

4. Fronthaube nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Airbagschläuche (4) bzw. die nebeneinander angeordneten Airbags in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind.

5. Fronthaube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Außenblech (1) wirkende Querschnitt der Airbagschläuche (4) bzw. Airbags vom Frontend zur Frontscheibe hin zunimmt.

6. Fronthaube nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Airbagschläuchen (4) bzw. Reihen von nebeneinander angeordneten Airbags an der Unterstruktur Stützstege (3) für das Außenblech (1) angeordnet sind.

7. Fronthaube nach Anspruch 1, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenblech (1) und der Unterstruktur (Innenblech 2) Fangbänder (8) angeordnet sind.

8. Kraftfahrzeug mit einer Fronthaube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.