专利摘要:
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung (S) für ein Fahrzeug zum Schützen eines kollidierenden Objekts (H) enthält ein Kollisionsvorhersagemodul (7), das ein Warnsignal liefert, wenn das Kollisionsvorhersagemodul (7) eine Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Objekt (H) vorhersagt, oder ein Kollisionserkennungsmodul, das ein Kollisionssignal liefert, wenn das Kollisionserkennungssignal die Kollision erkennt, einen Airbag (21), der sich entweder auf einer Haube (11) des Fahrzeugs oder einer Außenseite von dessen Windschutzscheibe (12) entfaltet, wenn die Kollision von dem Kollisionserkennungsmodul (7) vorhergesagt oder von dem Kollisionserkennungsmodul erkannt wird, eine Kamera (3) zum Aufnehmen eines Bilds vor dem Fahrzeug sowie einen Monitor (4), der in einer Kabine des Fahrzeugs angeordnet ist. In der Vorrichtung zeigt der Monitor (4) das von der Kamera (3) aufgenommene Bild an, wenn der Monitor (4) das Warnsignal oder das Kollisionssignal erhält.
公开号:DE102004012478A1
申请号:DE102004012478
申请日:2004-03-15
公开日:2004-10-07
发明作者:Nobuyoshi Wako Asanuma;Akio Wako Takahashi
申请人:Honda Motor Co Ltd;
IPC主号:B60R21-00
专利说明:
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtungfür ein Fahrzeugzum Schützeneines kollidierenden Objekts, wie etwa eines Fußgängers, die eine auf das Objektwirkende Impulskraft absorbiert, wenn das Fahrzeug damit kollidiert,und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die in der Lage ist,einem Fahrer Sicht zu bieten, wenn während der Kollision mit einemObjekt sich ein Airbag entweder auf der Haube des Fahrzeugs oderaußerhalbdessen Windschutzscheibe entfaltet.
[0002] Eine Hauben-Airbagvorrichtung, dieeinen Airbag auf der Haube eines Fahrzeugs entfaltet, wenn ein Sensoreine Kollision mit einem Fußgänger erfasst,ist z.B. in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 7-125605 und 8-183422 als Vorrichtungfür einFahrzeug zum Schützeneines kollidierenden Objekts bekannt.
[0003] Der Airbag ist an dem vorderen Abschnittder Haube in einer gefalteten Konfiguration angeordnet, sodass ersich von dem vorderen Abschnitt zur Windschutzscheibe hin entfaltenkann. Der Airbag, der sich überdie gesamte Haube entfaltet, schütztden Fußgänger vorder zweiten Kollision mit der Haube, wenn er mit dem Fahrzeug kollidiert.Der Airbag, der einen dünnerenMittelabschnitt und einen dickeren hinteren distalen Abschnitt sowiezwei dickere seitliche distale Abschnitte aufweist, kann als wirksamer Absorberdienen, wenn er entfaltet wird.
[0004] Es gibt auch eine Kollisionsabsorptionsvorrichtungvom Typ mit angehobener Haube, die die Haube eines Fahrzeugs aufspringenlässt,sodass diese als Dämpferfür denSchutz eines kollidierenden Fußgängers dienenkann. In diesem Zusammenhang wird die Haube um etwa 100 mm angehoben, wenneine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger durcheinen Sensor erfasst wird.
[0005] Die in der japanischen Patentanmeldungen 8-183422offenbarte Haubenairbagvorrichtung, bei der die Dicke eines Airbagsim entfalteten Zustand etwa 100 bis 200 mm beträgt, ist nicht in der Lage,die auf den Fußgänger wirkendeImpulskraft ausreichend zu absorbieren.
[0006] Andererseits ist die Kollisionsabsorptionsvorrichtungvom Typ mit angehobener Haube, deren Hubweg an dem rückwärtigen distalenAbschnitt der Haube etwa 100 mm beträgt, nicht in der Lage, für eine ausreichendeDämpfungzu sorgen, um die Impulskraft zu absorbieren.
[0007] Diese herkömmlichen Techniken haben ein gemeinsamesProblem darin, dass sie bei mittlerer bis hoher Fahrgeschwindigkeitdes Fahrzeugs keinen ausreichenden Absorptionseffekt aufbieten können, weilsie im Hinblick auf die Dämpfungnur wenig Leistung bringen. Zur Überwindungdieses Problems könnteeine möglicheLösungdarin liegen, die Abmessung des Airbags und den Hubweg der Haubezu vergrößern. Weiljedoch jede Modifikation zu einer Größenzunahme der Vorrichtungführt,ist deren Anwendung unter Berücksichtigungeiner immer zunehmenden Komponentendichte im Motorraum schwierig.
[0008] Ein anderes Problem besteht darin,dass, wenn die Größe des Airbagsoder der Hubweg vergrößert wird,die Sicht eines Fahrers blockiert wird, weil der Airbag oder dieHaube der Windschutzscheibe gegenüber liegen.
[0009] Unter diesen Umständen ist eine Vorrichtung für ein Fahrzeugzum Schützeneines kollidierenden Objekts erforderlich, das nicht nur in derLage ist, die auf das Objekt, wie etwa einen Fußgänger, wirkende Impulskraftzu absorbieren, sondern auch einem Fahrer ausreichend Sicht zu bieten,wenn eine Kollision stattfindet.
[0010] Gemäß einem Aspekt der Erfindungwird eine Vorrichtung fürein Fahrzeug zum Schützeneines kollidierenden Objekts angegeben, umfassend: ein Kollisionsvorhersagemodul,das ein Warnsignal liefert, wenn das Kollisionsvorhersagemodul eine Kollisiondes Fahrzeugs mit dem Objekt vorhersagt, oder ein Kollisionserkennungsmodul,das ein Kollisionssignal liefert, wenn das Kollisionserkennungsmoduldie Kollision erkennt; einen Airbag, der sich auf einer Haubedes Fahrzeugs oder einer Außenseitevon dessen Windschutzscheibe entfaltet, wenn die Kollision durchdas Kollisionsvorhersagemodul vorhergesagt oder durch das Kollisionserkennungsmodulerkannt wird; eine Kamera zur Aufnahme eines Bilds von vor dem Fahrzeug;und einen Monitor, der in einer Kabine des Fahrzeugs angeordnetist, worin der Monitor das von der Kamera aufgenommene Bild anzeigt,wenn der Monitor das Warnsignal oder das Kollisionssignal erhält.
[0011] Die erfindungsgemäße Vorrichtung entfaltet denAirbag auf der Haube des Fahrzeugs und/oder außerhalb der Windschutzscheibe,wenn sie die Kollision vorhersagt oder erfasst. Die Vorrichtungnimmt gleichzeitig das vorwärtigeBild des Fahrzeugs auf, und zeigt es automatisch auf dem in derKabine angeordneten Monitor an. Auch wenn der entfaltete Airbagdie Windschutzscheibe belegt und die Sicht des Fahrers blockiert,kann der Monitor, auf dem das vordere Bild des Fahrzeugs angezeigtwird, dem Fahrer eine virtuelle vorwärtige Sicht bieten. Hier unterliegt dieGröße des Airbagskeinen Einschränkungen,um hierdurch eine beliebige Größenzunahmezu ermöglichen,sodass die Leistung des Airbags im Hinblick auf die Dämpfung verbessertwird. Daher kann die Vorrichtung, die den Airbag zum Absorbierender auf das kollidierende Objekt wirkenden Impulskraft verwendet,als wirksamer Schutz dienen.
[0012] Gemäß einem anderen Aspekt derErfindung wird eine Vorrichtung für ein Fahrzeug für den Schutz eineskollidierenden Objekts angegeben, worin ein Monitor eine Head-up-Anzeigeeinheit(projizierte Frontscheibenanzeige) aufweist, die ein von einer Kameraaufgenommenes Bild auf eine Windschutzscheibe projiziert.
[0013] Die oben beschriebene Vorrichtung,die die als Monitor dienende Head-up-Anzeigeeinheit anwendet, kann automatischein von der Kamera aufgenommenes vorwärtiges Bild des Fahrzeugs aufdie Windschutzscheibe vor einem Fahrer projizieren. Auf diese Weisekann die Vorrichtung dem Fahrer die vorwärtige Sicht geben, ohne dieSichtlinie des Fahrers zu verändern,wenn eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger auftritt.
[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhandvon Ausführungsbeispielenunter Hinweis auf die beigefügtenZeichnungen erläutert.
[0015] 1 isteine Perspektivansicht einer Vorrichtung für ein Fahrzeug zum Schützen eineskollidierenden Objekts, wenn der Airbag nicht entfaltet ist;
[0016] 2 isteine vergrößerte Schnittansichtvon Hauptkomponenten einer solchen Vorrichtung;
[0017] 3 isteine vergrößerte Schnittansichtvon Hauptkomponenten einer solchen Vorrichtung, wenn der Airbagentfaltet wird;
[0018] 4 isteine Perspektivansicht einer Vorrichtung, wenn der Airbag entfaltetwird;
[0019] 5 isteine vergrößerte Schnittansichtvon Hauptkomponenten einer Vorrichtung, wenn der Airbag entfaltetwird;
[0020] 6A bis 6C sind Diagramme einer erfindungsgemäßen Vorrichtung: 6A ist ein schematischesDiagramm einer Situation, wo ein Fußgängersensor einen Fußgänger erfasst; 6B, wenn ein Airbag entfaltetwird; und 6C, wenn einFußgänger flachauf einen Airbag fällt.
[0021] 7 isteine Perspektivansicht der Installation von Kameras einer solchenVorrichtung;
[0022] 8 istein Blockdiagramm einer solchen Vorrichtung und
[0023] 9 istein Flussdiagramm mit den Schritten für den Betrieb einer solchenVorrichtung.
[0024] Nachfolgend werden Ausführungender Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben unter derAnnahme eines beispielhaften Falls, wo ein Fußgänger als kollidierendes Objektausgewähltist.
[0025] In der folgenden Beschreibung bedeutet "vorwärtig" eine Fahrtrichtungdes Fahrzeugs, "rückwärtig" die entgegengesetzteRichtung, "oben" eine Richtung einervertikalen Fahrzeuglinie, die aufwärts gezogen ist, und "unten" die entgegengesetzteRichtung.
[0026] In der Beschreibung der Ausführungensind gleiche Teile mit gemeinsamen Bezugszeichen versehen, und derenBeschreibung wird nicht wiederholt.
[0027] Eine Vorrichtung für ein Fahrzeugzum Schützeneines kollidierenden Objekts einer ersten Ausführung wird in Bezug auf die 1 bis 6C beschrieben.
[0028] Wie in 1 gezeigt,enthälteine Vorrichtung S fürein Fahrzeug zum Schützeneines kollidierenden Objekts (nachfolgend als "Vorrichtung S" bezeichnet) einen Fußgängersensor 7,eine Airbageinheit 2, eine Kamera 3 zum Aufnehmeneines vorwärtigenBilds eines Fahrzeugs sowie einen Monitor 4. Der Fußgängersensor 7 sagtdas Potenzial füreine Kollision voraus, indem er einen Abstand L zwischen einer Fahrzeugkarosserie 1 und einemFußgänger H sowiedie Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erfasst. Bei Erhalteines Warnsignals von dem Fußgängersensor 7 entfaltetdie Airbageinheit 2 einen Airbag 21. Bei Empfangdes Warnsignals von dem Fußgängersensor 7 zeigtder Monitor 4 das von der Kamera 3 aufgenommeneBild an. Die Vorrichtung S entfaltet den Airbag 21 aufentweder einer Haube 11 des Fahrzeugs oder außerhalbeiner Windschutzscheibe 12, wenn der Fußgängersensor 7 das Potenzialfür dieKollision vorhersagt, wie in den 6A bis 6C gezeigt, sodass die VorrichtungS den Fußgänger H schützt.
[0029] In diesem Zusammenhang bezieht sichder Fußgängersensor 7 aufein Kollisionsvorhersagemodul der Ansprüche. Es besteht die Möglichkeit,für dasKollisionsschutzmodul, anstatt des Fußgängersensors 7, andereSensortypen oder eine Infrarotkamera auszuwählen. Der Fußgänger H istein Beispiel eines kollidierenden Objekts, wie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
[0030] Der Fußgängersensor 7 enthält einenSensor, der in der Lage ist, ein Ultraschallwellensignal, ein Funkwellensignaloder ein Laserstrahlsignal zu senden und zu empfangen und ist ineinem Loch installiert, das in eine Stoßfänger 13 gebohrt ist,die an dem vorderen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 1 montiertist.
[0031] Wie in den 6A bis 6C gezeigt,sendet der Fußgängersensor 7 einSignal, z.B. ein Ultraschallwellensignal, und erfasst ein von demFußgänger H reflektiertesSignal, sodass der Fußgängersensor 7 denAbstand L zwischen dem Vorderende der Fahrzeugkarosserie 1 unddem Fußgänger H misst.Der Fußgängersensor 7 bewertetgemäß dem AbstandL und der Fahrzeuggeschwindigkeit, ob das Fahrzeug mit dem Fußgänger H kollidierenwird. Wenn der Fußgängersensor 7 eineanstehende Kollision vorhersagt, sendet er ein Warnsignal an einenin 2 gezeigten Inflator 22,mit dem Fußgängersensor 7 elektrischverbunden ist.
[0032] Die Vorrichtung S kann jedes kollidierende Objektschützen,wie etwa ein Tier oder ein stationäres Objekt, anstatt des Fußgängers H.
[0033] Das Fahrzeug und die Fahrzeugkarosserie 1 werdenim Detail in Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.
[0034] Das Fahrzeug kann eine beliebigeBauart haben, wie etwa einen PKW oder ein Arbeitsfahrzeug, solangees eine Haube 11 hat, die einen Motorraum 14 odereinen Kofferraum (nicht gezeigt) abdeckt, der in dem vorderen Abschnittder in 2 gezeigten Fahrzeugkarosserieliegt. Die Erfindung wird als Beispiel anhand eines PKW beschrieben.
[0035] Der Stoßfänger 13 ist aus weichemKunststoff hergestellt, der als Absorber für eine Impulskraft hervorragendist, wie etwa Ethylenpropylengummi oder Ethylenpropylendiengummi,wie er seit langer Zeit fürFahrzeugstoßfänger verwendetwird. Der Stoßfänger 13 istseitlich überdem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 mit einer vorbestimmten Höhe in dervertikalen Richtung angeordnet. Wie in den 6A und 6B gezeigt,ist der Stoßfänger 13 z.B.so angeordnet, dass er im Wesentlichen in der Kniehöhe einesErwachsenen steht. Die Haube 11 zum Abdecken eines Motorraums 14,der einen Kühlerund einen Motor (beide nicht gezeigt) aufnimmt, ist über undhinter dem Stoßfänger 13 angeordnet.
[0036] Wie in 2 gezeigt,enthältdie Haube 11 eine Haubenhaut 11a, die außerhalbdes Motorraums 14 angeordnet ist, sowie einen Haubenrahmen 11b,der an der Innenseite der Haubenhaut 11a zum Motorraum 14 weisendangebracht ist. Die Haube 11, die die Haubenhaut 11a undden Haubenrahmen 11b enthält, bildet einen Airbagaufbewahrungsraum 11c miteiner relativ großenBreite und geringer Tiefe zur Aufbewahrung der Airbageinheit 2.Die Haube 11 enthältein Haubengelenk 11d, um das herum die Haube 11 schwenktund den Motor 14 öffnet oderverschließt.Ein Sperrelement 11g, das an einem vorderen Abschnitt desHaubenrahmens 11b angeordnet ist, steht mit einer an derFahrzeugkarosserie 1 angebrachten Haubensperre 5 inEingriff, sodass die Haube 11 verriegelt wird, um den Motorraum 14 sicherzu verschließen.
[0037] Die Haubenhaut 11a und derHaubenrahmen 11b sind aus glasfaserverstärkten Kunststoffplatten odergewalzten metallischen Materialien hergestellt, wie etwa Aluminiumlegierungen.
[0038] Wie in den 2 und 3 gezeigt,sind die Haubenhaut 11a und der Haubenrahmen 11b durch einvorderes Gelenk 11h, das am vorderen distalen Abschnittder Haube 11 angeordnet ist, sicher miteinander vereinigt.Eine Mehrzahl von Verbindungsstiften 11e, die vom Umfangund im Wesentlichen in der Mitte des Haubenrahmens 11b nachoben vorstehen, sind in Aufnahmen 11f eingesetzt, die ander Unterseite der Haubenhaut 11a ausgebildet sind, sodass dieHaubenhaut 11a und der Haubenrahmen 11b miteinandervereinigt sind. Normalerweise werden die Haubenhaut 11a undder Haubenrahmen 11b in einer einheitlichen Konfigurationan der Fahrzeugkarosserie 1 gehalten.
[0039] Wenn, wie in 5 gezeigt, der Airbag 21 entfaltetwird, schwenkt die Haubenhaut 11a um das vordere Gelenk 11h infolgeder Kraft, die durch die Ausdehnung des Airbags 21 ausgeübt wird,sodass eine Öffnung 11i desAirbagaufbewahrungsraum 11c zwischen der Haubenhaut 11a unddem Haubenrahmen 11b gebildet wird. Ein Stopper 11k, ähnlich einemSeil, ist innerhalb der Öffnung 11i angeordnet undverbindet die Haubenhaut 11a mit dem Haubenrahmen 11b,um einen Öffnungswinkelder Öffnung 11i zubegrenzen.
[0040] Die Haubenhaut 11a ist auseiner flexiblen und elastischen Platte hergestellt, die zu einerFormänderungin der Lage ist, wenn eine einen vorbestimmten Wert überschreitendeLast darauf einwirkt, sodass die Haubenhaut 11a bei einerKollision den Fußgänger H weichaufnimmt, wie in 6C gezeigt.
[0041] Die vorderen rechten und linken distalenAbschnitte des Haubenrahmens 11b sind durch das vordereGelenk 11h sicher mit der Haubenhaut 11a verbunden.Andererseits sind die hinteren rechten und linken distalen Abschnittedes Haubenrahmens 11b mit der Fahrzeugkarosserie 11 durchdas Haubengelenk 11d schwenkbar verbunden.
[0042] Eine Kamera 3 ist an einemInnenraumspiegel 8 angebracht, der nahe dem oberen distalenAbschnitt der Innenflächeder Windschutzscheibe 12 angeordnet ist. Eine Head-up-Anzeigeeinheit 41,die an einem Instrumentenbrett 6 angebracht ist, ist nahe demunteren distalen Abschnitt innerhalb der Windschutzscheibe 12 angeordnet.Ein Frontscheibenbildschirm 42 des Monitors 4 istin der Mitte der Innenflächeder Windschutzscheibe 12 angeordnet.
[0043] Die Airbageinheit 2 enthält den Airbag 21, dergefaltet in dem Airbagaufbewahrungsraum 11c liegt, sowieeinen Inflator 22 zum Entfalten des Airbags 21 aufdie Windschutzscheibe 12.
[0044] Wie in 4 gezeigt,weist der Airbag 21, der zum Schützen eines mit dem Fahrzeugkollidierenden Fußgängers Hentfaltet wird, ein Entlüftungsloch 21d auf,sodass sich der Airbag 21 nach dem Entfalten entleerenkann. Der Airbag 21 ist seitlich an dem Haubenrahmen 11b gefaltetaufbewahrt, wie in 1 gezeigt.
[0045] Der Airbag 21 dient nichtnur dazu, eine ausreichende Flächezum Abdecken im Wesentlichen der gesamten Windschutzscheibe 12 undeiner Frontsäule 15 bereitzustellen,sondern auch eine ausreichende Dicke oder einen EnergieabsorptionshubT, der erlaubt, dass der Airbag 21 den kollidierenden Fußgänger H weichaufnimmt, wie in 6C gezeigt.
[0046] Der Airbag 21 enthält einenAusschnitt 21a, durch den die Kamera 3 ein vorwärtiges Bilddes Fahrzeugs aufnehmen kann. Eine transparente Membrane 21c,wie etwa eine dünnetransparente Kunststoffschicht, bedeckt den Ausschnitt 21a.Die transparente Membrane 21c, die das Blickfeld der Kamera 3 nichtblockiert, dient auch zum Schutz eines Kopfs H1 des Fußgängers H.
[0047] Wie in 6B gezeigt,hat der Airbag 21, seitlich gesehen, eine konvexe Konfiguration,wenn er entfaltet wird. Wie in 6C gezeigt,ist der Airbag 21 so ausgelegt, dass die Kontur von einerOberseite 21e zu einem Tal 21b der konvexen Formder vorhersagten Bewegung des Kopfs H1 des kollidierenden Fußgängers Hentsprechen kann. In anderen Worten ist der aufgepumpte Airbag 21 sogeformt, dass er dem kollidierenden Kopf H1 einen maximalen Energieabsorptionswegoder -hub T bietet.
[0048] Wie in 5 gezeigt,ist der Inflator 22 ein Gasgenerator, der einen Zünder (nichtgezeigt), ein Gaserzeugungsmittel 22a, wie etwa Natriumazid,sowie ein Gehäuse 22b enthält, dasdiese Komponenten aufnimmt. Ausgelöst durch ein von dem Fußgängersensor 7 geschicktesWarnsignal verbrennt der Zünderschlagartig das Gaserzeugungsmittel 22a, um mit hohem DruckStickstoffgas zu erzeugen. Auf diese Weise bläst der Inflator 22 denAirbag 21 schlagartig auf.
[0049] Wie in den f und 4 gezeigt, ist der Inflator breitgenug ausgelegt, um den Airbag 21 in der Fahrzeugbreitenrichtungglattgängigaufzublasen, unter Berücksichtigungder Form des Airbags 21.
[0050] Die Kamera 3, die aus einerkleinen CCD-Kamera zum Aufnehmen eines vorwärtigen Bilds des Fahrzeugsausgeführtist, ist an der Vorderflächedes Innenraumspiegels 8 angebracht. Bei Empfang eines Signalsvon dem Fußgängersensor 7, oderausgelöstdurch das Entfalten des Airbags 21, bietet diese Kamera 3 demFahrer eine vorwärtige Sicht,auch wenn er nicht durch die Windschutzscheibe 12 hindurchblickenkann, die durch den Airbag 21 und die Haube 11 blockiertist.
[0051] Wenn, wie in 5 gezeigt, der Monitor 4, deran dem Instrumentenbrett 6 oder dgl. angebracht ist, einvon dem Fußgängersensor 7 geschicktes Warnsignalempfängt,stellt er automatisch das von der Kamera 3 aufgenommeneBild dar. Dieser Monitor projiziert z.B. das Bild mit der Head-up-Anzeigeeinheit 41 aufden Frontscheibenschirm 42, der an der Innenoberfläche derWindschutzscheibe 12 angeordnet ist.
[0052] Die Head-up-Einheit 41 enthält eineFlüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung 41a,eine Lichtquelle 41b, einen ersten Reflektor 41c,einen zweiten Reflektor 41d, ein Gehäuse 41e sowie einetransparente Abdeckung 41f. Nachfolgend wird jedes dieser Teilebeschrieben. Die LCD-Vorrichtung 41a zeigt ein vorwärtiges Bilddes Fahrzeugs an. Die Lichtquelle 41b ist hinter der LCD-Vorrichtung 41a angeordnet, umdas angezeigte Bild zu projizieren. Der erste Reflektor 41c reflektiertdas von der Lichtquelle 41b projizierte Bild auf den zweitenReflektor 41d. Der zweite Reflektor 41d reflektiertdas reflektierte Bild so, dass er es zu dem Frontscheibenschirm 42 projiziert.Das Gehäuse 41e nimmtdiese Teile 41a, 41b, 41c und 41d.Die transparente Abdeckung 41f ist auf die Oberseite desGehäuses 41e aufgesetzt,sodass das Bild dort hindurchtreten kann.
[0053] Eine sehr hell leuchtende Lampe,wie etwa eine Fluoreszenz- oder Glühlampe, wird allgemein für die Lichtquelle 41b verwendet,weil die Head-up-Einheit 41 häufig unterTageslichtbedingungen arbeiten könnenmuss.
[0054] Die Windschutzscheibe 12 selbstoder ein auf die Innenoberflächeder Windschutzscheibe 12 geklebter Halbspiegel dient alsFrontscheibenschirm 42.
[0055] Nachfolgend wird der Betrieb einerVorrichtung gemäß der erstenAusführungbeschrieben.
[0056] Wie in 2 gezeigt,ist eine Haubenhaut 11a mit einem Haubenrahmen 11 normalerweisemit einem Verbindungsstift 11e und einer Aufnahme 11f verbunden.Ein Airbag 21 ist in einem Airbagaufbewahrungsraum 11c gefaltetaufbewahrt. Die Größenzunahmeder Airbageinheit 2 ist leicht möglich, weil der Airbagaufbewahrungsraum 11c,der zwischen der Haubenhaut 11a und dem Haubenrahmen 11b aufweist,ein großesVolumen hat. Der Motorraum 14 wird geöffnet, wenn eine Haube 11,durch Entriegeln eines Sperrelements 11g von einer Haubensperre 5, verschwenktwird, wie in 2 gezeigt.
[0057] Wie in 6A gezeigt, überwacht,während dasFahrzeug normal fährt,eine Vorrichtung S einen Fußgänger H durchMessen eines Abstands L zwischen dem Vorderende der Fahrzeugkarosserie 1 unddem Fußgänger H sowieder Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels eines Fußgängersensors 7, deran einem vorderen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet istund ein von dem Fußgänger H reflektiertesSignal erfasst, wie etwa ein Ultraschallwellensignal oder ein Laserstrahlsignal.
[0058] Wenn der Fußgängersensor 7 gemäß dem gemessenenAbstand L von 22 Metern bei einer Fahrzeuggeschwindigkeitvon 80 km/h bewertet, dass das Fahrzeug innerhalb einer Sekundemit dem Fußgänger H kollidierenwird, schickt der Fußgängersensor 7 einWarnsignal an die Airbageinheit 2 und die Head-up-Anzeigeeinheit 41,um diese zu aktivieren.
[0059] Das Warnsignal wird von dem Fußgängersensor 7 zueinem Inflator 22 geschickt. Ausgelöst durch das Warnsignal startetder Inflator 22 seinen Betrieb und zündet ein Gaserzeugungsmittel 22a,um ein Hochdruckgas zu erzeugen, das zu dem gefalteten Airbag 21 geschicktwird, sodass dieser schlagartig entfaltet werden kann.
[0060] Der entfaltende Airbag 21 übt einenDruck auf die Haubenhaut 11a und den Haubenrahmen 11b aus.Auf diese Weise schwenkt die Haubenhaut 11a um das vordereGelenk 11h in der mit dem Pfeil A gezeigten Richtung, wobei sichdie Aufnahme 11f von dem Gelenkstift 11e trennt,sodass die Öffnung 11i gebildetwird, wie in Flgur 3 gezeigt. Der Airbag 21 entweichtdurch die Öffnung 11i undentfaltet sich auf der Windschutzscheibe 12. Während dieserBewegung hältder Haubenrahmen 11b die gleiche Position, weil er durchdas Haubengelenk 11d mechanisch mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbundenist. Daher erfordert die Vorrichtung S keinen herkömmlichen Haubenaufstellmechanismus,weil der aufgepumpte Airbag 21 den Druck erzeugt, um dieSchwenkbewegung der Haubenhaut 11a auszulösen.
[0061] Wie in 5 gezeigt,dehnt sich der Airbag 21 weiter aus und drückt dieHaubenhaut 11a hoch, wobei ein Stopper 11k siein einer Schrägehält, die zurFront der Fahrzeugkarosserie 1 abfällt, sodass sie als Stütze für den Fußgänger H dienenkann.
[0062] Wie in den 5 und 6B gezeigt,entfaltet sich der aus der Öffnung 11i herauskommendeAirbag 21 in eine konvexe Form, die die gesamte Windschutzscheibe 12 undeine Frontsäule 15 abdeckt, bevorder Fußgänger H mitdem Fahrzeug kollidiert. Auf diese Weise kann der Airbag 21 zumStützendes Fußgängers Hbereitgestellt werden, ungeachtet dessen, wie groß oder kleiner ist.
[0063] Wenn, wie in 6C gezeigt, der Fußgänger H mit einem Stoßfänger 13 kollidiert,werden seine Beine durch den Stoßfänger 13 umgeworfen,sodass er zuerst mit seinem Kopf H1 auf die Haube 11 und denAirbag 21 fällt.
[0064] Unter Aufnahme einer von der Massedes Fußgängers HausgeübtenLast verbiegt sich die Haubenhaut 11a, sodass sie die Impulskraftbei der Kollision absorbieren kann. Die Haubenhaut 11a,die aus Leichtmetall oder Kunstharz hergestellt ist, hat eine leichteMasse und keine Trägheit.Weil zusätzlichder aufgeblasene Airbag 21 unter der Haubenhaut 11a liegt,wenn der Fußgänger H mitdem Fahrzeug kollidiert, bewegt sich die Haubenhaut 11a relativzu der Fahrzeugkarosserie 1 weich nach hinten, sodass sieals ausgezeichneter Absorber fürdie Impulskraft bei der Kollision dient.
[0065] Der Airbag 21 kann den Oberkörper des Fußgängers Heinschließlichdem Kopf H1 weich abstützen,um die Impulskraft zu absorbieren, weil der Kopf H1 auf dem konvexenAbschnitt des Airbags 21 liegt, der einen Energieabsorptionshubvon 1000 mm oder mehr hat.
[0066] Die Vorrichtung 1 ist inder Lage, dem Fußgänger H mitder Haube 11a und dem Airbag 21 während mittlererbis hoher Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu bieten, sowie auchwährendLangsamfahrt.
[0067] Auf diese Weise kann die Kombinationder Haubenhaut 11a und des Airbags 21, die dieauf den Fußgänger H wirkendeImpulskraft effizient absorbieren kann, wenn dieser flach auf dieFahrzeugkarosserie 1 fällt,den sekundärenSchaden senken.
[0068] In diesem Zusammenhang besteht dieMöglichkeit,dass der Airbag 21 einen vorderen Abschnitt der Haube 11 nichtabdeckt, wobei die Haubenhaut 11a stattdessen als Absorberfür dieImpulskraft dienen kann. Daher kann der Airbag 21 der Vorrichtung S,der kleiner als der herkömmlicheist, der die komplette Flächeabdeckt, die durch die Haube 11 und die Windschutzscheibe 12 definiertist, eine ähnliche Leistungals Impulskraftabsorber bereitstellen.
[0069] Nachfolgend wird eine Head-up-Anzeigeeinheit 41 beschrieben,die parallel zu der Airbageinheit 2 arbeitet.
[0070] Ein Warnsignal des Fußgängersensors 7 wirdzu einer Lichtquelle 41b geschickt. Das von der Kamera 3 aufgenommeneBild wird auf einen Frontscheibenschirm 42 vor einem Fahrerdurch eine LCD-Vorrichtung 41a, erste und zweite Reflektoren 41c und 41d undeine transparente Abdeckung 41f projiziert.
[0071] Wie in den 4 und 5 gezeigt,blockieren die angehobene Haube sowie auch der aufgeblasene Airbag,der die Windschutzscheibe 12 und die Frontsäule 15 abdeckt,die Vorwärtssichtdes Fahrers.
[0072] Wie in 4 gezeigt,weist der entfaltete Airbag 21 eine transparente Membrane 21c auf,die einen in dessen mittleren und oberen Endabschnitt angeordnetenAusschnitt 21a abdeckt, wodurch die Kamera 3 einBild von vor der Fahrzeugkarosserie 1 aufnehme kann. Aufdiese Weise kann der Fahrer das Fahrzeug auch dann sicher weiterfahren,wenn die Airbageinheit 2 inkorrekt arbeitet und die Vorwärtssichtvollständigblockiert ist, weil das von der Kamera 3 aufgenommene Vorwärtsbildauf dem Frontscheibenschirm 42 angezeigt wird.
[0073] Obwohl der Airbag 21 denAusschnitt 21a hat, kann er mit der den Ausschnitt 21a abdeckenden transparentenMembrane verhindern, dass der Kopf H1 auf die Windschutzscheibe 12 auftrifft.
[0074] Eine zweite Ausführung wird in Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist eine Perspektivansicht, welchedie Installation von Kameras zeigt.
[0075] In der zweiten Ausführung sindKameras 3 gemäß der erstenAusführungan einem Seitenspiegel 6, wie etwa einem Türspiegeloder einem am Kotflügelangebrachten Spiegel, einer Dachoberseite und einem Frontgrill 18 angebracht.
[0076] Eine Kamera 31 ist an derVorderseite des Seitenspiegels 16 angebracht, der an derlinken oder rechten Seite einer Fahrzeugkarosserie 1 angeordnetist, sodass sie ein Bild von vor dem Fahrzeug aufnehmen kann.
[0077] Eine Kamera 32 ist auf derDachoberseite 17 angebracht, sodass sie ein Bild von vordem Fahrzeug aufnehmen kann.
[0078] Eine Kamera 33 ist an demFrontgrill 18 angebracht, der an dem Vorderteil eines Motorraums (nichtgezeigt) angeordnet ist, sodass sie ein Bild von dem vor dem Fahrzeugaufnehmen kann.
[0079] Die Platzierungen der Kameras 31, 32 und 33 sindso ausgewählt,dass sie immer die vorderen Bilder aufnehmen können, auch wenn der Airbag 21 unddie Haube 21 in Betrieb sind und die Vorwärtssichtdes Fahrers blockieren. Falls Infrarotkameras eingebaut sind, können sieauch in der Nacht klare Frontbilder erzeugen.
[0080] Eine dritte Ausführung wird in Bezug auf die 8 und 9 beschrieben.
[0081] In der dritten Ausführung bewerteteine Vorrichtung S gemäß der erstenAusführunggemäß einemvon der Kamera 3 der ersten Ausführung gelieferten Signal, obein Fußgänger H mitdem Fahrzeug kollidieren wird.
[0082] 8 istein Blockdiagramm einer solchen Vorrichtung.
[0083] Wie in 8 gezeigt,enthältdie Vorrichtung S die Kamera 3 zur Aufnahme des Bilds vonvor dem Fahrzeug, eine elektronische Steuereinheit 9, einen Geschwindigkeitssensor 10,einen Monitor 4 einschließlich einer Head-up-Anzeigeeinheit 41 sowie eineAirbageinheit 2 einschließlich einem Inflator 22.
[0084] Die Kamera 3, die die gleicheist wie die erste Ausführungund die Kameras 31, 32 und 33 der erstenAusführung,ist mit einem Abstandsberechner 921 elektrisch verbunden.
[0085] Die elektronische Steuereinheit 9,die z.B. aus einer CPU, einem ROM und einem RAM aufgebaut ist, enthält einenSpeicher 91 und einen Prozessor 92.
[0086] Der Speicher 91 enthält eineFußgänger-Mustervorlage,in der vorab die Höheund das Volumen oder die Form eines Fußgängers H gespeichert sind, diemit einer Abstandsverteilung relativ zur Fahrzeugkarosserie 1 undzur Fahrzeuggeschwindigkeit korreliert wird. Dieser Speicher 91 istmit dem Abstandsberechner 921, einem Fußgängermodul 922 bzw.einem Bewertungsmodul 923 elektrisch verbunden.
[0087] Bei Erhalt von Bildinformation vonder Kamera 3 identifiziert der Bildprozessor 92,der den Abstandsberechner 921, das Fußgängermodul 922 und dasBewertungsmodul 923 enthält, den Fußgänger H, der gerade mit derFahrzeugkarosserie 1 kollidieren wird.
[0088] Der Abstandsberechner 921 vergleichtzwischen der von der Kamera 3 geschickten Bildinformationund den in dem Speicher 91 gespeicherten Bilddaten, umhierdurch einen Abstand L zwischen dem Fußgänger H und der Fahrzeugkarosserie 1 zu berechnen.Der Abstandsberechner 921 ist mit dem Fußgängermodul 921 elektrischverbunden.
[0089] Das Fußgängermodul 922 vergleichtzwischen der von der Kamera 3 geschickten Bildinformationund den in dem Speicher 91 gespeicherten Daten, sodasses bestimmt, ob ein durch die Bildinformation aufgenommenes Objektein Fußgänger H istoder nicht. Das Fußgängermodul 922 istmit dem Bewertungsmodul 923 elektrisch verbunden.
[0090] Das Bewertungsmodul 923 bewertet,ob der Fußgänger gerademit dem Fahrzeug kollidieren wird, gemäß der Einschätzung vonBildinformation, die sich aus den Vergleichen zwischen den Signalen undden in dem Speicher 91 gespeicherten Daten ergibt. DieSignale beinhalten das Bildsignal eines von dem Fußgänermodul 922 identifiziertenFußgängers, dasdurch den Abstandsberechner 921 berechnete Abstandssignalzwischen dem Fußgänger H undder Fahrzeugkarosserie 1 sowie das von dem Geschwindigkeitssensor 10 geschickteGeschwindigkeitssignal. Andererseits beinhalten die Daten Bilddaten,Abstandsdaten und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten. Das Bewertungsmodul 923 istmit der Head-up-Anzeigeeinheit 41 des Monitors 4 unddem Inflator 922 der Airbageinheit 2 elektrischverbunden.
[0091] Der Geschwindigkeitssensor 10,der mit dem Bewertungsmodul 923 elektrisch verbunden ist,erfasst die Raddrehung zum Erzeugen des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals.
[0092] Der Betrieb der Vorrichtung der drittenAusführungwird hauptsächlichin Bezug auf 8 und 9 sowie die anderen Zeichnungenbeschrieben. 9 ist einFlussdiagramm, das die Schritte für den Betrieb der Vorrichtungzeigt.
[0093] Ausgelöst durch die Aktivierung derKamera 3 kann die Vorrichtung S die Überwachung eines Fußgängers starten,der im Begriff ist, mit dem Fahrzeug zu kollidieren.
[0094] In Schritt S1 nimmt die Kamera 3 einBild auf. Anschließenderfasst der Geschwindigkeitssensor 10 die Drehzahl einesRads zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S2.
[0095] Als Nächstes berechnet in SchrittS3 der Abstandsberechner 921 den Abstand L von der Fahrzeugkarosserie 1 zumFußgänger H aufder Basis des Vergleichs zwischen der von der Kamera 3 in SchrittS1 erhaltenen Bildinformation und den im Speicher 91 gespeichertenDaten, die die Höheund entweder das Volumen oder die Form des Fußgängers H enthalten.
[0096] In Schritt S4 vergleicht das Fußgängermodul 922 dievon der Kamera 3 erhaltene Information über ein Objekt mit den in demSpeicher 91 gespeicherten Bilddaten eines Fußgängers H,sodass es bewertet, ob das Objekt wahrscheinlich ein Fußgänger ist. Wenndass Modul 922 bestimmt, dass das Objekt der Fußgänger H ist,geht der Fluss zu Schritt S5 weiter. Anderenfalls kehrt der Flusszu Schritt S1 zurück, unddie Schritte S1 bis S4 werden wiederholt.
[0097] In Schritt S5 bewertet das Bewertungsmodul 923,ob der Fußgänger H mitder Fahrzeugkarosserie 1 kollidieren wird durch Vergleichzwischen den in dem Speicher 91 gespeicherten Daten, undden Signalen, wie etwa dem von dem Geschwindigkeitssensor 10 inSchritt S3 erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und dem inSchritt S3 erhaltenen Abstandsignal von dem Fahrzeug 1 zumFußgänger H. Wenndas Modul 923 bestimmt, dass eine Kollision stattfindenwird, geht der Fluss gleichzeitig zu beiden Schritten S6 und S8weiter. Das Modul 923 schickt nicht nur ein Aktivierungssignalzu dem Inflator 22 in Schritt S6, sondern auch das andereAktivierungssignal (ein Warnsignal) zu der Head-up-Anzeigeeinheit 41 inSchritt S8. Wenn hingegen das Modul 923 anders bewertet,kehrt der Fluss zu Schritt S3 zurück, und die Schritte S3 bisS5 werden wiederholt.
[0098] Der in 5 gezeigteInflator 22 zündetein Gaserzeugungsmittel 22a in Schritt S7, um ein Hochdruckgaszu erzeugen. Das Hochdruckgas, das in den gefalteten Airbag 21 fließt, entfaltetdiesen schlagartig. Diese durch den Airbag 21 erzeugteExpansionskraft hebt die Haubenhaut 11a an und verschwenktdiese. Auf diese Weise empfangen die Haubenhaut 11a undder Airbag 21, die zum Schutz des Fußgängers H vorbereitet sind, diesenso wie in 6c gezeigt.
[0099] In Schritt S9 projiziert, bei Empfangeines Aktivierungssignals oder Warnsignals, die Head-up-Anzeigeeinheit 41 dasvon der Kamera 3 aufgenommene Bild auf den Frontscheibenschirm 42 miteingeschalteter Lichtquelle 41b. Hierdurch kann ein Fahrer virtuellvor das Fahrzeug blicken, auch wenn der Airbag 21 und dieHaube 11 die reale Sicht durch die Windschutzscheibe 12 blockieren.Dementsprechend besteht die Möglichkeit,die Dicke und Breite des Airbags 21 flexibel so auszuwählen, dassder Energieabsorptionshub T vergrößert werden kann.
[0100] Währenddie Erfindung im Detail und in Bezug auf bestimmte Ausführungendavon beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass zahlreiche Änderungenund Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen.Z.B. besteht die Möglichkeit, dieVorrichtung so anzupassen, dass sie bei allen Objekttypen arbeitet,anstatt nur bei einem Fußgänger, wieoben beschrieben. Es besteht auch die Möglichkeit, die Vorrichtungso anzupassen, dass sie entsprechend der relativen Annäherungsgeschwindigkeitzwischen einem Fahrzeug und einem Objekt arbeitet.
[0101] Es besteht die Möglichkeit, dass die VorrichtungS ein Kollisionserkennungsmodul (nicht gezeigt) enthält, daseine Kollision mit einem Fußgänger erkennt,eine Airbageinheit 2, die das Entfalten eines Airbags 21 gemäß einemvon dem Kollisionserkennungsmodul geschickten Kollisionssignal aktiviert, eineKamera 3 zur Aufnahme eines Bilds von vor dem Fahrzeugsowie einen Monitor 4 zum Projizieren des von der Kamera 3 aufgenommenenBilds entsprechend dem Kollisionssignal. Diese Vorrichtung S kanneinen Fußgänger H nichtnur durch den entfalteten Airbag 21 schützen, sondern auch durch die vomAirbag 21 angehobene Haubenhaut 11a, wenn dasKollisionserkennungsmodul die Kollision des Fußgängers H erkennt.
[0102] Das Kollisionserkennungsmodul, daseinen Impulskraftsensor (nicht gezeigt) und einen Beschleunigungsmesser(nicht gezeigt) enthält,die beide die Kollision eines Fußgängers H erfassen, ist an einemStoßfänger 13 einerFahrzeugkarosserie 1 angebracht. Wenn das Kollisionserkennungsmoduldie durch die Kollision mit dem Fußgänger H erzeugte Impulskrafterfasst, schickt es ein Kollisionssignal zu einem Inflator 22 einerAirbageinheit 2 und zu einem Monitor 4. Auf dieseWeise kann eine Vorrichtung für einFahrzeug zum Schützeneines kollidierenden Objekts den Airbag 21 rasch entfaltenund das von der Kamera 3 aufgenommene Bild auf den Monitor 4 projizieren.Dies bietet nicht nur Schutz fürden Fußgänger H,sondern auch Sicht fürden Fahrer.
[0103] Eine erfindungsgemäße VorrichtungS für ein Fahrzeugzum Schützeneines kollidierenden Objekts H enthält ein Kollisionsvorhersagemodul 7,das ein Warnsignal liefert, wenn das Kollisionsvorhersagemodul 7 eineKollision des Fahrzeugs 1 mit dem Objekt H vorhersagt,oder ein Kollisionserkennungsmodul, das ein Kollisionssignal liefert,wenn das Kollisionserkennungssignal die Kollision erkennt, einen Airbag 21,der sich entweder auf einer Haube 11 des Fahrzeugs odereiner Außenseitevon dessen Windschutzscheibe 12 entfaltet, wenn die Kollisionvon dem Kollisionserkennungsmodul 7 vorhergesagt oder vondem Kollisionserkennungsmodul erkannt wird, eine Kamera 3 zumAufnehmen eines Bilds von vor dem Fahrzeug sowie einen Monitor 4,der in einer Kabine des Fahrzeugs angeordnet ist. In der Vorrichtungzeigt der Monitor 4 das von der Kamera 3 aufgenommeneBild an, wenn der Monitor 4 das Warnsignal oder das Kollisionssignalerhält.
权利要求:
Claims (7)
[1] Vorrichtung (S) für ein Fahrzeug für den Schutzeines kollidierenden Objekts (H), umfassend: ein Kollisionsvorhersagemodul(7), das ein Warnsignal liefert, wenn das Kollisionsvorhersagemodul(7) eine Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Objekt(H) vorhersagt, oder ein Kollisionserkennungsmodul, das ein Kollisionssignalliefert, wenn das Kollisionserkennungsmodul die Kollision erkennt; einenAirbag (21), der sich auf einer Haube (11) des Fahrzeugsoder einer Außenseitevon dessen Windschutzscheibe (12) entfaltet, wenn die Kollisiondurch das Kollisionsvorhersagemodul (7) vorhergesagt oderdurch das Kollisionserkennungsmodul erkannt wird; eine Kamera(3) zur Aufnahme eines Bilds von vor dem Fahrzeug (1);und einen Monitor (4), der in einer Kabine des Fahrzeugs (1)angeordnet ist, worin der Monitor (4) das von derKamera (3) aufgenommene Bild anzeigt, wenn der Monitor(4) das Warnsignal oder das Kollisionssignal erhält.
[2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Monitor (4) eine Head-up-Anzeige (41)aufweist, die ein von der Kamera (3) aufgenommenes Bildauf die Windschutzscheibe (12) projiziert.
[3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Kollisionsvorhersagemodul (7) Bildverarbeitunganwendet.
[4] Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass ein Objektsensor oder eine Infrarotkamera (3) für die Bildverarbeitungverwendet wird.
[5] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Kollisionserkennungsmodul einen Impulskraftdetektor odereinen Beschleunigungsmesser aufweist.
[6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Kamera (3) eine Infrarotkamera aufweist.
[7] Vorrichtung (S) fürein Fahrzeug zum Schützen eineskollidierenden Objekts (H), umfassend: ein Kollisionsvorhersagemodul(7), das ein Warnsignal liefert, wenn das Kollisionsvorhersagemodul(7) eine Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Objekt(H) vorhersagt, oder ein Kollisionserkennungsmodul, das ein Kollsionssignalliefert, wenn das Kollisionserkennungsmodul die Kollision erkennt; einenAirbag (21), der sich auf einer Außenseite einer Windschutzscheibe(12) des Fahrzeugs (1) entfaltet, wenn die Kollisiondurch das Kollisionsvorhersagemodul (7) vorhergesagt wirdoder durch das Kollisionserkennungsmodul erkannt wird; eineHaubenhaut (11a), die der entfaltete Airbag (21) anhebt,sodass die Haubenhaut (11a) im Zusammenwirken mit dem Airbag(21) das kollidierende Objekt (H) schützen kann; eine Kamera(3) zur Aufnahme eines Bilds von vor dem Fahrzeug (1);und einen Monitor (4), der in einer Kabine des Fahrzeugs (1)angeordnet ist, worin der Monitor (4) das von derKamera (3) aufgenommene Bild anzeigt, wenn der Monitor(4) das Warnsignal oder das Kollisionssignal erhält.
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引用文献:
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