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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Seitenairbag für ein Fahrzeug,
einem Insassenschutzsystem mit einem solchen Seitenairbag sowie
von einem Betriebsverfahren für einen solchen Seitenairbag
nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Bei
Seitenkollisionen kommt es für den Insassen eines Fahrzeugs
auf beiden Fahrzeugseiten, also auf der stosszugewandten, als auch
auf der stossabgewandten Seite häufig zu schweren bis hin zu
tödlichen Verletzungen. Bestimmt man die Häufigkeit
von Seitenkollisionen, bei denen mindestens eine Person auf der
stoßzugewandten Fahrzeugseite sitzt, so sind dies ca. 70%,
bei denen eine erhöhte Verletzungswahrscheinlichkeit vorliegt.
Betrachtet man die stossabgewandte Fahrzeugseite, so zeigt sich
dass bei ca. 65% mindestens eine Person auf der stossabgewandten
Fahrzeugseite gesessen hat.
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Derzeit
werden in der Fahrzeugtechnik diverse Rückhaltesysteme
beziehungsweise Strukturlösungen eingesetzt, um die Folgen
von Seitenkollisionen zu mindern. Dazu gehören vor allem
Seitenairbags, wie beispielsweise Curtainairbags, Kopfairbags oder
kombinierte Kopf-Thoraxairbags oder spezielle Versteifungen in der
Fahrzeugstruktur, wie beispielsweise im Schweller oder Seitenaufprallschutzsysteme.
Diese Systeme haben bei einer Seitenkollision die Aufgabe zum einen,
den Insassen vor einem Kontakt mit intrudierenden Fahrzeugteilen
an der direkten Stoßseite zu schützen und zum
anderen, einen Teil der Bewegungsenergie des Insassen zu dissipieren.
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Typischerweise
dient der Thoraxairbag oder der kombinierte Kopf-Thoraxairbag, der
an der Sitzaußenseite, der B-Säule oder immer öfter
im Türbereich verbaut wird, als erster Prallschutz für
den Insassen des Fahrzeugs. Die Auslösezeiten für
diese Airbageinheiten liegen üblicherweise im Bereich von 4–10
ms nach dem Kontakt des Fahrzeugs mit einem Hindernis bzw. nach
einem Crash. Die Aufblaszeiten variieren je nach Luftsackvolumen
und eingesetzter Gasgeneratortechnik zwischen 10 und 20 ms. Im optimalen
Fall dürfte ein solches Schutzsystem 15 ms nach Detektion
des Crashs über seine hundertprozentige Schutzwirkung verfügen.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
199 04 739 A1 wird beispielsweise eine Sicherheitsvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug mit einem Seitenairbag beschrieben.
Der beschriebene Seitenairbag kann mittels wenigstens eines bei
einem sensierten Fahrzeugaufprall aktivierbaren Gasgenerators aufgeblasen
werden. Hierbei ist der Seitenairbag als kombinierter Becken- und/oder
Thoraxairbag ausgeführt, bei welchem ein unterhalb des
Thoraxairbags liegender Beckenairbag zeitlich vor dem Thoraxairbag
aufblasbar ist. Vorzugsweise kann der Beckenairbag härter
als der Thoraxairbag aufgeblasen werden. Damit wird eine Sicherheitsvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug mit einem Seitenairbag geschaffen,
die auf Belastungsmöglichkeiten eines Insassen und einen
Ablauf eines Seitenaufpralls mit guter Abstützfunktion
abgestimmt ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Seitenairbag für ein Fahrzeug
mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat
demgegenüber den Vorteil, dass ein Zusatz-Seitenairbag
so in einem Fahrzeugsitz angeordnet ist, dass sich der Zusatz-Seitenairbag
in Richtung des zu schützenden Insassen aufbläst
und den auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen flächig von
einer Fahrzeugseitenwand in Richtung Fahrzeugmitte wegdrückt.
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Ein
bevorzugtes Insassenschutzsystem für ein Fahrzeug mit den
Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 umfasst einen
solchen erfindungsgemäßen Seitenairbag mit einem
Haupt-Seitenairbag und einem Zusatz-Seitenairbag, welche mittels
wenigstens einem Gasgenerator aufblasbar sind, der bei einem erkannten
Fahrzeugaufprall aktivierbar ist.
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Bei
einem bevorzugten Betriebsverfahren für einen Seitenairbag,
welcher einen Haupt-Seitenairbag und einen Zusatz-Seitenairbag umfasst,
mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 wird
der Zusatz-Seitenairbag in Richtung des zu schützenden
Insassen aufgeblasen, und der auf dem Fahrzeugsitz sitzende Insasse
wird dadurch flächig von einer Fahrzeugseitenwand in Richtung
Fahrzeugmitte wegdrückt, wobei der Zusatz-Seitenairbag bei
vorliegenden ersten Auslösekriterien zeitlich vor dem Haupt-Seitenairbag
aufgeblasen wird oder bei vorliegenden zweiten Auslösekriterien
nicht aufgeblasen wird, und wobei der Haupt-Seitenairbag nach seiner
Aktivierung in dem durch die Bewegung des Insassen vergrößernden
Freiraum zwischen dem Insassen und der Fahrzeugseitenwand ausgebreitet wird.
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Ausführungsformen
der Erfindung schützen den Insassen bei Seitenkollisionen
und/oder hohen dynamischen Fahrzeugseitenbewegungen mittels des
Zusatz-Seitenairbags positionsabhängig vor dem Kontakt
mit Strukturteilen des Innenraums. Hierbei bewirkt der Zusatz-Seitenairbag,
dass der Insasse möglichst lange vor dem Kontakt mit Strukturteilen bzw.
im Crashfall vor intrudierenden Strukturteilen geschützt
wird. Daher wird der Insasse in einer ersten Phase des Seitenaufpralls
in vorteilhafter Weise durch den Zusatz-Seitenairbag in Crashrichtung
bewegt, um den Schutzraum zu vergrößern. Anschließend
wird der gesamte Raum durch den Haupt-Seitenairbag gefüllt.
Damit wird der Insasse möglichst früh an die Fahrzeugbewegung
angekoppelt und hat in vorteilhafter Weise gegenüber dem
Standardfall einen zusätzlichen Überlebensraum
gewonnen. Der Hauptvorteil der Erfindung liegt somit darin, dass
der Überlebensraum des Insassen in einem Seitencrash künstlich
vergrößert wird. Damit verbunden sind niedrigere
Insassenbelastungswerte für den Oberkörperbereich,
wie Abdomen, Rippen, Arme usw. Ein weiterer Vorteil ist der höhere
Schutz des Insassen vor intrudierenden Strukturen gegenüber
dem Stand der Technik.
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Ein
weiterer Vorteil ist der stärkere Fokus der erfindungsgemäßen
Ausführungsformen für einen realen Crashfall.
In Standardcrashtests (Seitencrash) wird üblicherweise
ein EuroSid 2 (ES2-re) oder SID2s Dummy verwendet, der im Vergleich
zu einem typischen Insassen nicht über realistische Arme
verfügt. Insbesondere spiegeln die verkürzten
Dummyarme nicht die Realität eines typischen Insassen während
des Unfallgeschehens wieder, bei dem oft der Arm auf der Armauflage
der Fahrzeugtür abgelegt wird und somit den Aufblasvorgang
des Seitenairbags behindern könnte. Diese Dummyarme werden
im Crashtest so positioniert, dass sich der Seitenairbag optimal
aufblasen und damit positionieren kann. Damit sind im Vergleich
zu einem realen Crash niedrigere Dummybeschleunigungswerte und damit eine
niedrigere Verletzungsschwere erzielbar.
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In
diesem Sinn lassen sich Ausführungsformen der Erfindung
auch vorteilhaft in Crashs mit y-Komponente, d. h. mit einer Beschleunigungskomponente
in Querrichtung des Fahrzeugs, wie beispielsweise Offset-Crashs,
Crashs mit großen Massenunterschieden oder bei typischen
Schrägcrashs, einsetzen. Dabei kann durch den Einsatz von
Ausführungsformen der Erfindung ein zusätzlicher
Puffer in y-Richtung geschaffen werden und damit ein Teil der y-Beschleunigung
kompensiert werden. Beispielhaft kann im Fall eines Low-Offset-Crashs
die typische Insassenbewegung in Richtung A-Säule optimiert
werden, die zumeist am Frontairbag vorbeiführt. Durch Ausführungsformen
der Erfindung wird sich der Insasse eher in Richtung des Frontairbags bewegen,
womit sich auch die Schutzwirkung des Frontairbags bei diesen Crasharten
in vorteilhafter Weise erhöhen lässt.
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Im
Vergleich zu bekannten Systemen erhöhen Ausführungsformen
der Erfindung den Insassenschutz im Falle eines Seitencrashs deutlich,
da die schützende Sitzteilstruktur eine direkte Ankopplung zwischen
Fahrzeugsitz und Insasse gewährleistet.
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Ein
weiterer Vorteil der Ausführungsformen der Erfindung liegt
darin, dass keine zusätzliche Sensorik, wie beispielsweise
eine Pre-Crash-Sensorik zur Auslösung erforderlich ist,
die beispielsweise Umfeld-, Radar-, Video-, Ultraschallsensoren,
kapazitive Sensoren usw. umfasst. Zur Aktivierung des erfindungsgemäßen
Seitenairbags ist die bereits bekannte im Fahrzeug verbaute Sensorik
ausreichend.
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Typischerweise
soll durch Ausführungsformen der Erfindung der Schutzraum
im Bereich des Insassenoberkörpers besonders erweitert
werden, daher ist der Seitenairbag von der Höhenausrichtung (z-Richtung)
so zu verbauen, dass möglichst eine große Fläche
zwischen Schulter und Becken (Arm, Rippen, Abdomen) abgedeckt werden
kann.
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Zusammenfassend
ist damit der zur Verfügung stehende Schutzraum deutlich
größer und im Idealfall in der gesamten Breite
zwischen Seitenstruktur und Insassen durch den erfindungsgemäßen Seitenairbag
ausgefüllt. Durch das frühe „Wegschießen” wird
der Insasse künstlich auch früher an die Fahrzeugbeschleunigung
angekoppelt. Eine frühe Ankopplung des Insassen ist unabhängig
von der Crashrichtung generell ein positives Merkmal und ist auch
die primäre Zielrichtung aller Sicherheitssystementwickler.
Durch diese frühe Ankopplung kann gewährleistet
werden, dass sich die Kollisionsenergie stärker über
die Stoßdauer abbauen kann und damit zu einer geringeren
Spitzenbelastung für den Insassen führt. Der zweite
positive Aspekt ist, dass durch das „Wegschießen” des
Insassen zwischen Tür und Insasse ein größerer Überlebensraum
geschaffen werden kann.
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Durch
die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen
des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Seitenairbags
für ein Fahrzeug und des im unabhängigen Patentanspruch
8 angegebenen Insassenschutzsystem möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass der Zusatz-Seitenairbag bei vorliegenden ersten
Auslösekriterien zeitlich vor dem Haupt-Seitenairbag aufblasbar
ist oder bei vorliegenden zweiten Auslösekriterien nicht
aufblasbar ist. Somit decken Ausführungsformen der Erfindung
in vorteilhafter Weise je nach Crashschwere zwei Ausführungsformen
ab. Im Falle eines schwächeren Seitencrashs, d. h. bei
einem Crash mit abschätzbar geringer Intrusion, welcher durch
das Vorliegen der zweiten Auslösekriterien repräsentiert
wird, wird der Zusatz-Seitenairbag nicht genutzt und somit wird
die Schutzwirkung eines aus dem Stand der Technik bekannten Systems
abgebildet. Im Falle eines stärkeren Seitencrashs, d. h.
bei einem Crash mit abschätzbar sehr großer Intrusion, welcher
durch das Vorliegen der ersten Auslösekriterien repräsentiert
wird und in welchem eine Erweiterung des Schutzraumes erforderlich
ist, wird die erfindungsgemäße Zusatzfunktion
des Zusatz-Seitenairbags genutzt und der Insasse von der Fahrzeugseitenwand
in Richtung Fahrzeugmitte wegbewegt.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seitenairbags
ist der Haupt-Seitenairbag so im Fahrzeugsitz und/oder in der Fahrzeugseitenwand
angeordnet, dass sich der Haupt-Seitenairbag nach seiner Aktivierung
in dem durch die Bewegung des Insassen vergrößerten
Freiraum zwischen dem Insassen und der Fahrzeugseitenwand ausbreitet.
Zudem können zwischen dem Zusatz-Seitenairbag und dem Haupt-Seitenairbag
Ventilmittel und/oder Verteilungsmittel zur Einstellung der Gaszufuhr
in den Haupt-Seitenairbag und/oder in den Zusatz-Seitenairbag angeordnet
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seitenairbags
sind der Haupt-Seitenairbag und der Zusatz-Seitenairbag als zwei
separate Airbags ausgeführt, denen jeweils ein Gasgenerator oder
eine Stufe eines Stufengasgenerators zugeordnet ist.
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In
alternativer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Seitenairbags können der Haupt-Seitenairbag und der Zusatz-Seitenairbag
jeweils als Kammer eines Mehrkammerairbags ausgeführt werden,
wobei der Haupt-Seitenairbag und der Zusatz-Seitenairbag durch die
Ventilmittel von einander getrennt sind. Die Ventilmittel können
beispielsweise als Tether ausgeführt werden, welcher einen
Querschnitt eines Übergangs zwischen dem Zusatz-Seitenairbag
und dem Haupt-Seitenairbag reduziert und das Aufblasen des Haupt-Seitenairbags
verzögert.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems
ist der Zusatz-Seitenairbag beispielsweise in einer der Fahrzeuginnenwand
zugewandten Sitzflanke des Fahrzeugsitzes angeordnet, und der Haupt-Seitenairbag
ist beispielsweise in der der Fahrzeuginnenwand zugewandten Sitzflanke des
Fahrzeugsitzes und/oder in der Fahrzeugseitenwand angeordnet.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Insassenschutzsystems mit einem erfindungsgemäßen
Seitenairbag für ein Fahrzeug.
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2 zeigt
eine schematische Perspektivdarstellung eines Fahrzeugs mit einem
erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem gemäß 1.
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3 zeigt
eine detailliertere Perspektivdarstellung einer Fahrerseite im Fahrzeug
aus 2.
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4 bis 7 zeigen
jeweils eine schematische Schnittdarstellung der Fahrerseite aus 3 mit
einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Seitenairbags in verschiedenen Auslösephasen.
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8 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Insassenschutzsystems mit einem erfindungsgemäßen
Seitenairbag für ein Fahrzeug.
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9 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung der Fahrerseite aus 3 mit
dem zweiten Ausführungsbeispiel eines Seitenairbags des
erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems aus 8.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Wie
aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst ein
dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel eines Insassenschutzsystems 2 für
ein Fahrzeug 1, eine Auswerte- und Steuereinheit 30 und
eine Crashsensorik 32, die einen oder mehrere Sensoren
umfasst, die beispielsweise zu einer oder mehren Sensoreinheiten
zusammengefasst sind und deren Signale von der Auswerte- und Steuereinheit 30 zur
Erkennung eines Aufpralls mit einem Objekt und/oder zur Erkennung
eines Überschlags des Fahrzeugs 1 ausgewertet
werden, um anschließend Insassenschutzmittel zu aktivieren,
von denen beispielhaft ein Seitenairbag 10 dargestellt
ist. Für die einzelnen Sensoren können die verschiedensten
Sensorprinzipien, wie beispielsweise Beschleunigungs-, Druck-, Körperschallsensoren,
piezoelektrische, kapazitive und/oder optische Sensoren usw. benutzt
werden. Zudem sind vorausschauende Sensorsysteme, so genannte Precrashsensorsysteme,
bekannt, die beispielsweise Video- oder Radarsensoren aufweisen, um
einen bevorstehenden Kontakt mit einem Objekt zu erkennen und eine
Objektklassifikation durchzuführen, wobei für
den erfindungsgemäßen Seitenairbag 10 im
Ver gleich zu herkömmlichen verbauten Seitenairbags keine
zusätzlichen Sensoren erforderlich sind.
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Wie
aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst der Seitenairbag 10 im
dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen Gasgenerator 11,
einen Haupt-Seitenairbag 12, Ventilmittel 18 und
einen Zusatz-Seitenairbag 14. Der Gasgenerator 11 wird
bei einem erkannten Fahrzeugaufprall von der Auswerte- und Steuereinheit 30 aktiviert.
Die Ventilmittel 18 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
zur Einstellung der Gaszufuhr in den Zusatz-Seitenairbag 14 und
in den Haupt-Seitenairbag 12 zwischen dem Zusatz-Seitenairbag 14 und
dem Haupt-Seitenairbag 12 angeordnet. Wie aus 2 und 3 weiter
ersichtlich ist, sind im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
der Zusatz-Seitenairbag 14 und der Haupt-Seitenairbag 12 in
einer Sitzflanke 3.3 eines Fahrzeugsitzes 3, 5 angeordnet,
welche einer Fahrzeuginnenwand 9 zugewandt ist. Hierbei
können der Zusatz-Seitenairbag 14 und/oder der
Haupt-Seitenairbag 12 in der der Fahrzeuginnenwand 9 zugewandten
Sitzflanke 3.3 einer Sitzlehne 3.1 bzw. einer Sitzfläche 3.2 des
Fahrzeugsitzes 3, 5 angeordnet werden. 3 zeigt
beispielhaft die Anordnung des Seitenairbags 10 auf der
Fahrerseite 7 des Fahrzeugs 1.
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Die
Ausführungsformen der Erfindung sind denkbare Alternativen
bzw. Ergänzungen zu vorhandenen Rückhaltesystemen
bei Seitenkollisionen. Sie können in den meisten Frontsitzen
und u. U. in Rücksitzen, die über eine Sitzbelegungserkennung und/oder
eine Insassenpositionserfassung verfügen, eines Fahrzeuges
eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Form bieten sich Fahrdynamik-/Schalen-/Sportsitze in
Sportfahrzeugen naturgemäß an. Solche Sitze sind
mittlerweile weit verbreitet und werden auch in Fahrzeugen der unteren
Mittelklasse eingesetzt.
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In
einem ersten in 4 bis 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel sind der Haupt-Seitenairbag 12 und
der Zusatz-Seitenairbag 14 jeweils als Kammer eines Mehrkammerairbags 10 ausgeführt, wobei
der Haupt-Seitenairbag 12 und der Zusatz-Seitenairbag 14 durch
die Ventilmittel 18 von einander getrennt sind. Die Ventilmittel 18 sind
beispielsweise als Tether ausgeführt, welcher einen Querschnitt
eines Übergangs zwischen dem Zusatz-Seitenairbag 14 und
dem Haupt-Seitenairbag 12 reduziert und das Aufblasen des
Haupt-Seitenairbags 12 verzögert. Der Zusatz-Seitenairbag 14 ist
so im Fahrzeugsitz 3 angeordnet, dass er sich in Richtung
des zu schützenden Insassen 20 aufbläst
und den auf dem Fahrzeugsitz 3 sitzenden Insassen 20 flächig
von der Fahrzeugseitenwand 9 in Richtung Fahrzeugmitte
wegdrückt.
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Die 4 bis 7 zeigen
jeweils eine schematische Schnittdarstellung der Fahrerseite 7 aus 3 mit
einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Seitenairbags 10 in verschiedenen Auslösephasen.
In der bevorzugten in 4 bis 7 dargestellten
Ausführungsform wird ein bestehender Verbauraum eines herkömmlichen
Thoraxairbag im Fahrzeugsitz 3 inklusive seiner Geometrie
genutzt. Ausgangspunkt ist allerdings ein im Endzustand dicker als
ein Thoraxairbag ausgeführter Haupt-Seitenairbag 12,
welcher längs aus der Sitzflanke 3.3 aufgeblasen
wird. Wesentlich ist, dass sich der erfindungsgemäße
Seitenairbag 10 mit dem Zusatz-Seitenairbag 14 zuerst
aggressiv zwischen einer Innenseite des Fahrzeugsitzes 3 und
dem Insassen 20 aufbläst und sich mit dem Haupt-Seitenairbag 12 in
einem späteren Zustand zwischen dem Insassen 20 bzw.
dem Fahrzeugsitz 3 und einer Fahrzeugstruktur 9 entfaltet,
welche hier einer Türinnenverkleidung bzw. einer Fahrzeugseitenwand
entspricht. Um den erfindungsgemäßen Seitenairbag 10 richtig
zu entfalten kann beispielsweise der vordere Teil der Sitzflanke 3.3 in
Fahrzeuglängsrichtung abgeklappt, d. h. in Richtung der
Fahrzeugstruktur 9 an der Hinterseite eines Seitenairbagmoduls 16 bewegt werden,
in dem der Seitenairbag 10 mit dem Haupt-Seitenairbag 12 und
dem Zusatz-Seitenairbag 14 im zusammengefalteten Zustand
angeordnet ist. Damit kann auch ein zusätzlicher Lastpfad
zur Ankopplung des Insassen 20 an die Fahrzeugbewegung
erstellt werden.
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Die
Kombination der Zusatz-Schutzfunktion und der Standard-Seitenairbagfunktion
innerhalb des Luftsackes 10 wird mittels eines Multikammersystems
realisiert, bei dem in einer in 4 dargestellten
ersten Phase die dem Insassen 20 zugewandten Kammern des
Zusatz-Seitenairbags 14 zuerst mit Gas gefüllt
werden, und in weiteren in 5 bis 7 dargestellten
Phasen werden insassenabgewandte bzw. strukturzugewandte Kammern
des Haupt-Seitenairbags 12 über interne Ventile
befüllt. Der Aufblasvorgang erfolgt mittels eines entsprechenden
schaltbaren Gasgenerators 11, der in der ersten Phase den
entsprechenden Zusatz-Seitenairbag 14 befüllt
und in den folgenden Phasen den Haupt-Seitenairbag 12 befüllt,
welcher die Standardseitenairbagfunktion abbildet. Der Übergang
des Gases vom Zusatz-Seitenairbag 14 zum Haupt- Seitenairbag 12 kann
beispielsweise mittels als Tether ausgeführten Ventilmitteln 18 geregelt
werden. Diese Tether 18 reduzieren den Querschnitt des
eben erwähnten Übergangs zwischen dem Zusatz-Seitenairbag 14 und
dem Haupt-Seitenairbag 12. Sie verursachen letztendlich
eine künstliche Verzögerung beim Entfalten des
Haupt-Seitenairbags 12, so dass wie gewünscht
der Zusatz-Seitenairbag 14 vor dem Haupt-Seitenairbag 12 aufgeblasen
wird. Durch die Positionierung und die Gestaltung des Tethers 18 kann
der erfindungsgemäße Seitenairbag 10 durch Beeinflussung
von Aufblaszeiten, Aufblasvolumina und/oder Aufblasgeschwindigkeiten
auf jedes Fahrzeug und somit auf jede Kundenanforderung adaptiert
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 4 bis 7 wird nachfolgend
der chronologische Ablauf eines Entfaltens des integrierten Seitenairbag 10 beschrieben.
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Die
in 4 dargestellte erste Phase zeigt den Zustand des
Seitenairbags 10 ca. 10 ms nach einer Kollision. Zu diesem
Zeitpunkt hat eine Intrusion bereits stattgefunden, jedoch nur im
Außenbereich des Fahrzeugs 1, eine Türinnenverkleidung 9 wurde jedoch
noch nicht nach innen bewegt und der integrierte Seitenairbag 10 beginnt
sich zu entfalten, wobei der kleinvolumige Zusatz-Seitenairbag 14 zuerst aufgeblasen
wird. Der Insasse 20 beginnt hier vom Aufprallort „weggeschossen” zu
werden.
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Eine
in 5 dargestellte zweite Phase zeigt den Zustand
des Seitenairbags 10 ca. 15 ms nach der Kollision. Zu diesem
Zeitpunkt kommt die Intrusion beim Insassen 20 an bzw.
die Türinnenverkleidung 9 kommt auf den Insassen 20 zu.
Zudem ist der Zusatz-Seitenairbag 14 voll aufgeblasen und
bleibt voll aufgeblasen, so dass der Insasse 20 nicht in
seine ursprüngliche Position zurück gelangen kann.
Der Haupt-Seitenairbag 12 des Seitenairbags 10 wird weiterhin
aufgeblasen.
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Eine
in 6 dargestellte dritte Phase zeigt den Zustand
des Seitenairbags 10 ca. 20 ms nach der Kollision. Zu diesem
Zeitpunkt sind sowohl der Zusatz-Seitenairbag 14 als auch
der Haupt-Seitenairbag 12 des Seitenairbags 10 voll
aufgeblasen und bieten den optimalen Schutz für den Insassen 20.
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Eine
in 7 dargestellte vierte Phase zeigt den Zustand
des Seitenairbags 10 ca. 25 ms nach der Kollision. Zu diesem
Zeitpunkt ist die „Wegschießfunktion” des
Zusatz-Seitenairbags 14 abgeschlossen und der Insassenschutz
wird vom Haupt-Seitenairbag 12 gewährleistet.
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Zusammenfassend
ist damit der zur Verfügung stehende Schutzraum deutlich
größer und im Idealfall in der gesamten Breite
zwischen der seitlichen Fahrzeugstruktur 9 und dem Insassen 20 durch den
kombinierten Seitenairbag 10 ausgefüllt. Durch das
frühe „Wegschießen” wird der
Insasse 20 künstlich auch früher an die
Fahrzeugbeschleunigung angekoppelt. Die frühe Ankopplung
des Insassen 20 ist unabhängig von der Crashrichtung
generell ein positives Merkmal und repräsentiert auch die
primäre Zielrichtung aller Sicherheitssystementwickler.
Durch diese frühe Ankopplung kann gewährleistet
werden, dass sich die Kollisionsenergie stärker über
die Stoßdauer abbauen kann und damit zu einer geringeren Spitzenbelastung
für den Insassen 20 führt. Ein zweiter
positiver Aspekt besteht darin, dass durch das „Wegschießen” des
Insassen 20 ein größerer Überlebensraum
zwischen der seitlichen Fahrzeugstruktur 9 und dem Insassen 20 geschaffen
werden kann. Bei einem Seitencrash befindet sich der Insasse 20 bei der
beginnenden Intrusion aufgrund der sich verformenden Tür
nicht mehr ausreichend vom Kollisionspunkt entfernt, wodurch der Überlebensraum
deutlich geringer wird. Bereits an dieser Stelle kann der erfindungsgemäße
Seitenairbag 10 seine Vorteile zeigen, in dem der Insasse 20 im
gleichen Moment in Richtung Fahrzeugmitte wegbewegt wird und so
ein ausreichender Überlebensraum für den Insassen
länger beibehalten werden kann.
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Kernaufgabe
bei der Auslegung eines solchen Systems ist es einen Ausgleich zu
finden zwischen der notwendigen Aggressivität des Zusatz-Seitenairbags 14 inklusive
den damit verbundenen Nachteilen bei den Insassenbelastungen und
der möglichen Erhöhung des Überlebensraums
inklusive den damit verbundenen niedrigeren Insassenbelastungen.
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Wie
aus 8 und 9 ersichtlich ist, umfasst das
dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Insassenschutzsystems 2' für
ein Fahrzeug 1 analog zum ersten Ausführungsbeispiel
die Auswerte- und Steuereinheit 30 und die Crashsensorik 32, die
einen oder mehrere Sensoren umfasst, die beispielsweise zu einer
oder mehren Sensoreinheiten zusammengefasst sind und deren Signale
von der Auswerte- und Steuereinheit 30 zur Erkennung eines Aufpralls
mit einem Objekt und/oder zur Erkennung eines Überschlags
des Fahrzeugs 1 ausgewertet werden, um anschließend
Insassenschutzmittel zu aktivieren, von denen beispielhaft ein Seitenairbag 10' dargestellt
ist. Wie aus 8 weiter ersichtlich ist, umfasst
der Seitenairbag 10' im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
einen Stufengasgenerator 11, einen Haupt-Seitenairbag 12',
Verteilungsmittel 13 und einen Zusatz-Seitenairbag 14'.
Der Stufengasgenerator 11' wird bei einem erkannten Fahrzeugaufprall
von der Auswerte- und Steuereinheit 30 aktiviert. Die Verteilungsmittel 13 sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel zur Einstellung der
Gaszufuhr in den Zusatz-Seitenairbag 14' und in den Haupt-Seitenairbag 12' mit
dem Zusatz-Seitenairbag 14' und dem Haupt-Seitenairbag 12' gekoppelt.
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In
dem zweiten in 8 und 9 dargestellten
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäße Insassenschutzsystems 2' sind
der Haupt-Seitenairbag 12' und der Zusatz-Seitenairbag 14' als
zwei separate Airbags ausgeführt, denen jeweils ein Gasgenerator 11 oder
eine Stufe des Stufengasgenerators 11' über die
entsprechenden Verteilungsmittel 13' zugeordnet ist.
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Wie
aus 9 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiel der Zusatz-Seitenairbag 14' und
der Haupt-Seitenairbag 12' in einer einer Sitzflanke 3.3'
eines Fahrzeugsitzes 3' angeordnet, welche der Fahrzeuginnenwand 9' zugewandt
ist. Hierbei können der Zusatz-Seitenairbag 14' und/oder
der Haupt-Seitenairbag 12' in der der Fahrzeuginnenwand 9' zugewandten
Sitzflanke 3.3' einer Sitzlehne 3.1' bzw. einer
Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 3' angeordnet werden. 9 zeigt
beispielhaft die Anordnung des Seitenairbags 10' auf der
Fahrerseite 7' des Fahrzeugs 1. Alternativ kann der
Haupt-Seitenairbag 12' bei einer nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung in der der Fahrzeuginnenwand 9' angeordnet
werden.
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Der
Zusatz-Seitenairbag 14' wird so innerhalb der Sitzflanke 3.3'
der Sitzlehne 3.1' eingebaut, dass dieser sich in Richtung
des Insassen 20 aufblasen kann und diesen flächig
in Richtung Fahrzeugmitte wegdrückt. Der standardmäßige
Haupt-Seitenairbag 12' wird wie üblich gefeuert
und entfaltet. Allerdings ist es von Vorteil, wenn der Haupt-Seitenairbag 12' auf
den Zusatz-Seitenairbag 14' abgestimmt wird. Das bedeutet,
dass beispielsweise das Aufblasvolumen des Haupt-Seitenairbags 12' entsprechend
vergrößert wird, um den zusätzlich generierten Schutzraum
auszufüllen. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel
wird der Zusatz-Seitenairbag 14' zeitlich vor dem Haupt-Seitenairbag 12' aufgeblasen. Über
entsprechende Zusatzfunktionen, wie beispielsweise Venting usw.,
kann eine derartige Anpassung des Haupt-Seitenairbags 12' einfach
umgesetzt werden.
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Insgesamt
ist unabhängig von der Ausführungsvariante bei
der Auslegung der Systeme darauf zu achten, dass durch das aggressive
Wegbewegen des Insassen durch die Zusatz-Funktionalität
keine erhöhten Belastungswerte auftreten. Aus geometrischen
Gründen ist der Einsatz des erfindungsgemäßen
Seitenairbags insbesondere bei Sportsitzen interessant. Ein Vorteil
des erfindungsgemäßen Seitenairbags 10, 10' besteht
darin, dass je nach Crashschwere zwei Ausführungsformen
abgedeckt werden können. So kann im Falle eines schwächeren
Seitencrashs mit einer geringen Intrusion der Zusatz-Seitenairbag 14, 14' des
Seitenairbags 10, 10' durch eine entsprechende
Ansteuerung des Gasgenerators 11, 11' bzw. der
Verteilungsmittel 13' bzw. Ventilmittel 18 nicht
genutzt werden und somit nur die Schutzwirkung des Haupt-Seitenairbags 12, 12' genutzt
werden, welches ein aus dem Stand der Technik bekanntes System abbildet.
Im Falle eines stärkeren Seitencrashs, bei dem eine sehr
große Intrusion abgeschätzt wird und eine Erweiterung
des Schutzraumes erforderlich ist, wird der Zusatz-Seitenairbag 14, 14' des
erfindungsgemäßen Seitenairbags 10, 10' durch eine
entsprechende Ansteuerung des Gasgenerators 11, 11' bzw.
der Verteilungsmittel 13' bzw. der Ventilmittel 18 genutzt.
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Durch
Ausführungsformen der Erfindung wird der Insasse in der
ersten Phase des Seitenaufpralls durch den Zusatz-Seitenairbag in
die Crashrichtung bewegt, um den Schutzraum zu vergrößern. Anschließend
wird der gesamte Raum durch den Haupt-Seitenairbag gefüllt.
Damit wird der Insasse an die Fahrzeugbewegung angekoppelt und es
ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung
des verfügbaren Schutzraumes bzw. Aufblasraumes für den
Seitenairbag gegenüber dem Standardfall, wodurch zusätzlicher Überlebensraum
gewonnen wird. Dadurch wird der Insasse bei Seitenkollisionen und/oder
hohen dynamischen Fahrzeugseitenbewegungen in vorteilhafter Weise
positionsabhängig möglichst lange vor dem Kontakt
mit Strukturteilen des Innenraums bzw. im Crashfall vor intrudierenden Strukturteilen
geschützt.
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Im
Vergleich zu heutigen Systemen erhöht sich durch Ausführungsformen
der Erfindung der Insassenschutz bei einem Seitencrash deutlich,
da die schützende Sitzteilstruktur eine direkte Ankopplung zwischen
Sitz und Insassen gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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