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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die zum Schutz von fahrzeugäußeren Verkehrsteilnehmern, insbesondere von Fußgängern oder Fahrradfahrern, bei einem Frontalaufprall dient, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Nachfolgend ist die Erfindung der Einfachheit halber unter Bezugnahme auf die Fußgänger beschrieben, ohne jedoch die Erfindung alleine auf den Schutz von Fußgängern zu beschränken.
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Um Schutzpotenzial für den Bereich der Windschutzscheibe, des Scheibenrahmens und der A-Säulen bei einer Fahrzeug-Fußgänger-Kollision zu bieten, können die unvermeidbar harten Strukturen durch ein externes Airbagsystem (sog. Scheibenairbag für den Fußgängerschutz) abgedeckt werden. Um die Anforderungen der an die Funktionssicherheit eines solchen Schutzsystems zu gewährleisten, darf das Sichtfeld des Fahrers bei einer Fehlauslösung und in dem Kollisionsfall nicht für längere Zeit verdeckt werden. Es entsteht daher ein Zielkonflikt zwischen der Schutzwirkung für äußere Verkehrsteilnehmer und der aktiven Sicherheit des Fahrzeugführers.
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Eine gattungsgemäße Sicherheitsvorrichtung beschreibt die
DE 100 59 223 A1 , die zumindest ein extern des Kraftfahrzeugs vor der Windschutzscheibe angeordnetes Airbagmodul betrifft, das über einen Precrash-Sensor aktivierbar ist. Der Luftsack des Airbagmoduls ist dabei so ausgeführt, dass für die Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs ein Sichtfeld an der Windschutzscheibe frei bleibt. Ein derartiges Sichtfeld nach Auslösung des Airbagmoduls ist wichtig, um das gegebenenfalls noch in Bewegung befindliche Kraftfahrzeug manövrieren zu können.
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Durch die
DE 43 20 226 B4 ist eine weitere, nicht gattungsgemäße Sicherheitsvorrichtung mit einem Airbagmodul und einem Precrash-Sensor bekannt, bei der das Airbagmodul vor dem Stoßfänger des Kraftfahrzeuges positioniert ist. Das Airbagmodul bzw. dessen Luftsack ist über ein steuerbares Ventil mit einer Unterdruckquelle des Kraftfahrzeuges verbindbar. Die Steuerung ist derart, dass bei ausgelöstem Airbagmodul bzw. entfaltetem Luftsack dieser mit der Unterdruckquelle verbunden wird und quasi in seine Ausgangsposition „zurückgesaugt” wird. Damit soll erreicht werden, dass das Airbagmodul gegebenenfalls nochmals verwendbar bzw. aktivierbar ist (z. B. wenn zunächst eine Fehlauslösung vorlag).
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Sicherheitsvorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, dass bei Einsetzbarkeit eines in der Herstellung und Konfiguration einfacheren Airbagmoduls eine zuverlässige Schutzfunktion und Einstellung eines Not-Sichtfeldes an der Windschutzscheibe gegeben ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass am Airbagmodul eine Rückzugeinrichtung vorgesehen ist, die den Luftsack unmittelbar nach dessen Entfaltung zumindest teilweise in eine das Sichtfeld freigebende Position zurückführt. Durch eine Rückzugeinrichtung kann das Airbagmodul zunächst so ausgelegt werden, dass bei einer einfachen Konstruktion eine optimale Schutzfunktion erzielbar ist, bei der alle relevanten Bereiche der Windschutzscheibe und der seitlichen Dachholme teilweise oder durchgehend abgedeckt sind. Innerhalb eines noch vernachlässigbaren Zeitintervalls wird über die Rückzugeinrichtung der Luftsack gezielt so zurückgeführt, dass er zumindest das erforderliche Sichtfeld an der Windschutzscheibe freigibt. Das Zeitintervall kann weniger als eine Sekunde betragen.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung kann für einen einmaligen Einsatz ausgelegt sein. D. h. die Sicherheitsvorrichtung ist nach einer unfallbedingten Auslösung auszuwechseln, und zwar im Unterschied zur oben genannten Sicherheitsvorrichtung gemäß der
DE 43 20 226 B4 , die für einen mehrmaligen Einsatz ausgelegt ist.
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Die Erfindung betrifft also eine Rückzugvorrichtung für einen ausgelösten Scheibenairbag, welche ein Freihalten des fahrerseitigen Sichtfeldes ermöglicht. Wie bereits erwähnt, wird das Sichtfeld durch die vom System ausgeübte Schutzfunktion in einem Zeitfenster von ca. 1 Sekunde durch den Airbag teilweise verdeckt. Dieser wird unmittelbar danach durch die Rückzugvorrichtung nach unten in Richtung Haube gezogen. Für diese Vorrichtung können die physikalischen Wirkprinzipien durch ein elastisches Fangband sowie den Unterdruck realisiert werden, wie weiter unten ausführlich beschrieben ist. Die Gravitation wirkt dabei unterstützend, bringt jedoch aufgrund der geringen Masse des Airbags nur eine unzureichende Kraft auf. Das System wird auf diese Weise in Richtung Haube zusammengezogen.
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Die Rückzugeinrichtung kann baulich besonders einfach durch elastische Zugmittel gebildet sein. Diese greifen am zumindest einen Luftsack des Airbagmoduls an und fördern den Luftsack gegen die nachlassende Wirkung der austreibenden Gaskraft zurück.
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Die elastischen Zugmittel können gegebenenfalls außerhalb des Luftsacks vorgesehen sein. Eine Anordnung innerhalb des Luftsacks hat jedoch den Vorteil eines besseren Handlings des Airbagmoduls und schließt vermehrt Fehlmontagen wie Verletzungen, Verzwängungen der Zugmittel, etc. aus. Zudem sind die innerhalb des Luftsacks angeordneten Zugmittel vor äußeren Einflüssen, etwa Witterung, geschützt, die zu einer vorzeitigen Alterung der Zugmittel führen können.
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Das zumindest eine Airbagmodul bzw. dessen Luftsack kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im aktivierten Zustand die seitlichen Dachholme und die Windschutzscheibe teilweise oder vollständig abdecken. Insbesondere kann die Windschutzscheibe im Vergleich zu den Dachholmen in geringerer Höhe abgedeckt sein, Die elastischen Zugmittel können dabei derart am Luftsack angreifen, dass sie in der Rückzugfunktion die seitlichen, höheren Abschnitte des Luftsacks einklappen, z. B. nach innen unten einklappen. Die vorgeschlagene Konfiguration des Luftsacks im aktivierten Zustand bietet erfahrungsgemäß einen hohen Schutz insbesondere für den Kopfaufprall eines Fußgängers z. B. bei einer Frontalkollision. Vorteile ergeben sich insbesondere, wenn das Airbagmodul nur für eine teilweise Abdeckung der Dachholme und der Windschutzscheibe ausgelegt ist. In diesem Fall ist – im Vergleich zu einer vollständigen Abdeckung – lediglich ein geringeres Luftsackvolumen erforderlich. Das geringere Luftsackvolumen ermöglicht eine besonders schnelle und wirksame Rückzugfunktion mit Freigabe eines Sichtfeldes.
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Besonders bevorzugt können dazu mehrere, z. B. vier elastische Rückzugbänder vorgesehen sein, von denen zwei seitlich außen im Bereich der Dachholme und zwei weiter innenliegend jeweils an der Außenperipherie des aktivierten Luftsacks angreifen. Gegebenenfalls können die Rückzugmittel aber auch so ausgelegt sein, dass sie nur ein „Einklappen” des Luftsacks auf der Fahrerseite des Kraftfahrzeugs bewirken.
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Die Rückzugbänder können dabei bevorzugt mittig des Kraftfahrzeugs unterhalb des oberen Randes der Fronthaube angebunden und bei aktiviertem Luftsack schräg nach außen oben ausgerichtet sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die elastischen Rückzugmittel der Rückzugeinrichtung bei aktiviertem Luftsack eine ungleiche Rückzugkraft ausüben, wobei die Rückzugkraft auf der Seite der Bedienungsperson höher ausgelegt ist und somit praktisch vorrangig ein Sichtfeld auf der Fahrerseite schafft.
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Schließlich kann in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung das zumindest eine Airbagmodul bzw. dessen Luftsack an eine Unterdruckquelle des Kraftfahrzeugs angeschlossen sein und über ein unmittelbar bei gezündetem Airbagmodul aufsteuerbares Ventil mit Unterdruck beaufschlagt werden. Die Unterdruckquelle kann durch den Ansaugunterdruck einer Brennkraftmaschine oder durch eine im Kraftfahrzeug betriebene Unterdruckpumpe gebildet sein.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der skizzenhaften Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Frontansicht eines PKW mit einem vor der Windschutzscheibe und unter der Fronthaube angeordneten Sicherheitsvorrichtung mit einem Crash-Sensor, einem Airbagmodul im aktivierten Zustand und einer durch Rückzugmittel gebildeten Rückzugeinrichtung;
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2 die Sicherheitsvorrichtung nach 1 mit durch die Rückzugmittel zurückgeführtem Luftsack und freigegebenem Sichtfeld an der Windschutzscheibe; und
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3 eine zur 1 alternative Sicherheitsvorrichtung mit einer an den Luftsack des Airbagmoduls über ein steuerbares Ventil angeschlossenen Unterdruckquelle.
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In der 1 ist ein PKW 1 üblicher Bauart dargestellt, mit einer Windschutzscheibe 2, die u. a. zwischen einer Fronthaube 3 und einem Dach 4 mit seitlichen Dachholmen 5 angeordnet ist.
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Unter der Fronthaube 3 ist eine Sicherheitsvorrichtung angeordnet, die sich im Wesentlichen aus einem Airbagmodul 6, zumindest einem Crash-Sensor 7 und einem elektronischen Steuergerät 8 zusammensetzt. Der Crash-Sensor 7 kann beispielhaft ein Kontaktsensor sein, wie er bereits bei sogenannten aktiven Hauben angewendet wird. Der Kontaktsensor kann als ein Beschleunigungssensor oder ein Kontaktschlauch im Stoßfängerbereich des Fahrzeugs angeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Precrash-Sensor verwendet werden. In Kombination mit dem oben erwähnter Kontaktsensor kann mit dem Precrash-Sensor die Auslösesicherheit der Sicherheitsvorrichtung erhöht werden.
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Über das Airbagmodul 6 – das soweit nicht beschrieben bekannter Bauart sein kann – kann durch einen zwischen dem hinteren Ende der Fronthaube 3 und der anschließenden Windschutzscheibe 2 gebildeten Querspalt (nicht dargestellt) ein Luftsack 9 ausgetrieben werden, der, wie aus 1 ersichtlich ist, im aktivierten Zustand I (1) mit Abschnitten 9a die seitlichen Dachholme 5 teilweise oder nahezu vollständig und die Windschutzscheibe 2 im mittleren Abschnitt 9b über ca. 2/3 ihrer Höhe von außen abdeckt. Alternativ kann auch die Windschutzscheibe 5, wie auch die Dachholme 5, nahezu vollständig abdeckbar sein.
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Dies führt dazu, dass bei aktiviertem Airbagmodul 6 mit z. B. pyrotechnisch ausgetriebenem Luftsack 9 das nach vorne gerichtete Sichtfeld für eine Bedienungsperson weitgehendst verdeckt ist. Der Luftsack 9 kann in bekannter Weise eine Abblaseinrichtung aufweisen (nicht dargestellt), die ein gezieltes Abblasen des ausgetriebenen Gases aus dem Luftsack 9 steuert.
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Über den Crash-Sensor 7 und das Steuergerät 8 wird in bekannter Weise ermittelt, ob ein vor dem PKW sich befindliches Hindernis, insbesondere ein Fußgänger, unter Berücksichtigung der momentanen Fahrgeschwindigkeit des PKW und anderer Kriterien zu einer potentiellen Kollision führen könnte und in diesem Fall das Airbagmodul 6 aktiviert.
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Im Luftsack 9 (1) ist eine Rückzugeinrichtung in Form von hier beispielhaft vier Zugmitteln bzw. elastischen Bändern 10, 11 integriert. Bei ausgetriebenem Luftsack 9 sind die Zugmittel 10, 11 mit einer Zugspannung beaufschlagt, die geringer ist als die auf den Luftsack 9 im Moment der Zündung ausgeübte Gaskraft, Dies führt dazu, dass sich zunächst der Luftsack 9 wie in 1 dargestellt regulär entfalten kann und seine Schutzfunktion erfüllt.
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Die zwei äußeren Bänder 10 der Rückzugeinrichtung sind an den seitlichen Abschnitten 9a des Luftsacks 9 und die Bänder 11 im mittleren Abschnitt 9b jeweils an dessen oberer Peripherie befestigt. Ferner sind die Bänder 10, 11 am zentral angeordneten Airbagmodul 6 befestigt, verlaufen also von deren gemeinsamer Befestigungsstelle jeweils schräg nach außen oben.
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Die bei ausgetriebenem Luftsack 9 gemäß 1 erreichte Zugspannung der Bänder 10, 11 unterstützt wesentlich eine schnelle und gezielte Rückführung des Luftsacks 9 in eine nach unten abgeklappte und teilweise eingezogene Position II (2), die insbesondere ein ausreichendes Sichtfeld für die Bedienungsperson des PKW sicherstellt.
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Durch eine geeignete Auslegung der Rückzugeinrichtung 10, 11 kann erreicht werden, dass ein ausreichendes Sichtfeld bereits innerhalb einem Zeitintervall von 1 Sek. nach Zündung des Airbagmoduls 6 vorliegt, so dass das Kraftfahrzeug 1 sicher steuerbar ist.
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Die 3 zeigt skizzenhaft eine alternative Sicherheitsvorrichtung, die nur soweit beschrieben ist, als sie sich wesentlich von der 1 unterscheidet. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Gemäß der 3 ist die Rückzugeinrichtung 12 für den Luftsack 9 des Airbagmoduls 6 durch eine Unterdruckquelle (z. B. eine motorisch betriebene Unterdruckpumpe 13) und ein steuerbares Ventil 14 gebildet. Das Ventil 14 ist in einer mit der Unterdruckpumpe 13 verbundenen Leitung 15 angeordnet, welche Leitung 15 andererseits an den Luftsack 9 angeschlossen ist.
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Das Ventil 14 ist steuerungstechnisch mit dem elektronischen Steuergerät 8 verbunden.
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Mit dem Aktivieren des Airbagmoduls 6 oder geringfügig verzögert dazu wird das Ventil 14 angesteuert und verbindet die Unterdruckpumpe 13 mit dem bereits ausgetriebenen Luftsack 9, so dass dann zusätzlich zu dem Abblasventil (nicht dargestellt) im Airbagmodul 6 die Austriebsgase abgeführt und der Luftsack 9 wie in 2 dargestellt beschleunigt zurückgeführt wird. Gegebenenfalls kann das nicht dargestellte Abblasventil am Luftsack 9 gänzlich entfallen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Gegebenenfalls kann der Luftsack 9 mehrere Kammern aufweisen und es kann nur eine ein definiertes Sichtfeld freigebende Rückzugeinrichtung (Bänder 10, 11 oder 12) in einer der Kammern vorgesehen sein.
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Die elastischen Bänder 10, 11 können in ihrer Rückzugkraft derart unterschiedlich ausgelegt sein, dass vorrangig ein Sichtfeld nur auf der Fahrerseite des PKW 1 hergestellt wird. In diesem Fall werden die Zugkräfte von den elastischen Bändern 10, 11 mit Bezug auf die Längsmittelachse des Fahrzeugs nicht symmetrisch, sondern asymmetrisch eingeleitet, d. h. hauptsächlich in die sichtfeldrelevante Fahrerseite. Schließlich können die elastischen Bänder 10, 11 auch außerhalb des Luftsacks 9 oder aber teils innerhalb, teils außerhalb positioniert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Windschutzscheibe
- 3
- Fronthaube
- 4
- Dach
- 5
- Dachholme
- 6
- Airbagmodul
- 7
- Crash-Sensor
- 8
- Steuergerät
- 9
- Luftsack
- 10
- Elastisches Band
- 11
- Elastisches Band
- 12
- Rückzugeinrichtung
- 13
- Unterdruckpumpe
- 14
- Ventil
- 15
- Leitung
- I
- aktivierter Zustand
- II
- Freigabeposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10059223 A1 [0003]
- DE 4320226 B4 [0004, 0008]
