DE102006012375A1

DE102006012375A1 - Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006012375A1
Application number: DE200610012375
Authority: DE
Inventors: Ulrich Köstler; Florian Kahl; Jörg Strnad
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20

Abstract

Es ist allgemein bekannt, einen relativ großen Mindestabstand zwischen einer Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufhängung etc.) vorzusehen, sodass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger den Aufprall des Fußgängers auf ein verträgliches Maß zu verzögern. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug zu schaffen, die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer für diesen einen möglichst guten Schutz bietet. Erfindungsgemäß ist dazu mindestens eine Schutzvorrichtung (1) vorgesehen, über die die Frontklappe mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist und durch die ein Fußgänger oder Radfahrer bei einer Kollision mit dem Fahrzeug geschützt wird. Die Schutzvorrichtung (1) besteht aus zumindest einem Aktor (4) und zumindest einem Deformationselement (3). Bei einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Fußgänger bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer definierten Grenzgeschwindigkeit reicht der vorhandene Abstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs unterhalb der Frontklappe als Deformationsweg aus. Im Anbindungsbereich der Frontklappe an die Karosserie ist über das Deformationselement (3) ebenfalls die erforderliche Nachgiebigkeit gewährleistet. Bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs oberhalb der definierten Grenzgeschwindigkeit ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um bei einer Kollision eines Fußgängers oder Radfahrers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen, insbesondere im Brust- und Kopfbereich, zu minimieren, ist es allgemein bekannt, einen relativ großen Mindestabstand zwischen einer Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufnahmen, etc.) vorzusehen, sodass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers auf ein verträgliches Maß zu verzögern. Kritisch bleibt allerdings der Bereich der Frontklappe nahe bei Scharnieren, mit denen die Frontklappe an die Karosserie angelenkt ist, da die Frontklappe in diesem Bereich nicht ausreichend deformierbar ist.

Zur Vermeidung dieses kritischen Bereichs ist es beispielsweise aus der JP 2000-108842 A bekannt, zwischen dem Scharnier und der Frontklappe und zwischen dem Scharnier und der Karosserie jeweils ein energieabsorbierendes Element aus einem elastischen Material anzubringen.

Bei manchen Fahrzeugen steht aus Bauraumgründen der notwendige Mindestabstand zwischen der Frontklappe und der steifen Unterstruktur nicht zur Verfügung. Für solche Fahrzeuge ist es beispielsweise aus der DE 197 21 565 A1 bekannt, unterhalb der Frontklappe eine Anhebevorrichtung vorzusehen, die die Frontklappe anhebt, wenn eine Kollision eines Fußgängers mit dem Fahrzeug von einer Sensoreinrichtung detektiert wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug zu schaffen, die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer für diesen einen möglichst guten Schutz bietet.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist dazu zumindest eine Schutzvorrichtung vorgesehen, über die die Frontklappe mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist, und durch die ein Fußgänger oder Radfahrer bei einer Kollision mit dem Fahrzeug geschützt wird. Die Schutzvorrichtung besteht aus zumindest einem Aktor und zumindest einem Deformationselement. Bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer definierten Grenzgeschwindigkeit reicht der vorhandene Abstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs unterhalb der Frontklappe als Deformationsweg aus. Im Anbindungsbereich der Frontklappe an die Karosserie ist über das Deformationselement ebenfalls die erforderliche Nachgiebigkeit gewährleistet. Bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs oberhalb der definierten Grenzgeschwindigkeit dagegen wird bei einer detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger über den Aktor der Frontklappe zumindest in einem Bereich aktiv angehoben, um den erforderlichen Deformationsweg der Frontklappe sicherzustellen.

Bei den meisten heutigen Personenkraftwagen reicht der vorhandene Abstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und der steifen Unterstruktur des Fahrzeugs, die beispielsweise durch den Motor und/oder durch Federbeinaufnahmen gebildet wird, nicht aus, um einen mit hoher kinetischer Energie aufprallenden Fußgänger auf biomechanisch verträgliche Weise durch die Deformation der Frontklappe aufzufangen. Andererseits gibt es bei aktiven Fußgängeraufprallschutzsystemen, bei denen die Frontklappe bei einer detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger aktiv durch einen Aktor angehoben wird, das Problem, dass die Frontklappe auch bei falsch diagnostizierten Kollisionen angehoben wird. Eine derartige Falschdiagnose kann zum Beispiel entstehen, wenn beim Einparken eine Mülltonne be rührt wird. Die Reversierung einer einmal aktiv angehobenen Frontklappe ist meistens nur in einer Fachwerkstätte möglich, was mit Zeitaufwand und Kosten verbunden ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt ein aktives Anheben der Frontklappe durch den Aktor erst bei Geschwindigkeiten oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist die kinetische Energie des aufprallenden Fußgängers deutlich niedriger, sodass zum Abfangen des aufprallenden Fußgängers relativ kleine Deformationswege der Frontklappe ausreichen. Dazu reicht der vorhandene Abstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und der steifen Unterstruktur aus. Erst bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs oberhalb der Grenzgeschwindigkeit ist die kinetische Energie des aufprallenden Fußgängers so groß, dass der mögliche Deformationsweg der Frontklappe erst ausreicht, wenn die Frontklappe aktiv durch den zumindest einen Aktor angehoben wurde. Durch diese Kombination eines passiven mit einem aktiven Fußgängeraufprallschutzsystems ist die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung des Aktors erheblich reduziert.

Die Frontklappe ist über zumindest eine solche Schutzvorrichtung mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden. Entsprechend kann sie beispielsweise zwischen einem Scharnier der Frontklappe und der Karosserie oder zwischen der eigentlichen Frontklappe und dem mit der Karosserie verbundenen Scharnier angeordnet sein. Auch zwischen einem karosserieseitigen Teil eines Schlosses der Frontklappe und der Karosserie oder zwischen einem klappenseitigen Teil des Schlosses und der eigentlichen Frontklappe kann eine derartige Schutzvorrichtung vorgesehen sein. Dabei stellt das Deformationselement der Schutzvorrichtung sicher, dass die Frontklappe auch im Bereich des Scharniers bzw. des Schlosses die erforderliche Nachgiebigkeit aufweist, um einen aufprallenden Fußgänger auf biomechanisch verträgliche Weise abfangen zu können.

Die Grenzgeschwindigkeit kann günstigerweise im Bereich zwischen 10 und 30 km/h liegen. Bevorzugt ist sie im noch engeren Bereich zwischen 15 und 25 km/h. Vorteilhafterweise erfolgt auch bei Geschwindigkeiten oberhalb einer definierten Höchstgeschwindigkeit, die deutlich größer als die Grenzgeschwindigkeit ist, keine Auslösung des Aktors mehr, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger detektiert wird. Bei derart hohen Geschwindigkeiten kann der Fußgänger durch keine Schutzvorrichtung mehr ausreichend abgefangen werden. Diese Höchstgeschwindigkeit liegt beispielsweise im Bereich zwischen 50 und 80 km/h.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:

1 eine Schutzvorrichtung, die zwischen einer Karosserie eines Personenkraftwagens und einer Scharniereinrichtung einer Frontklappe des Personenkraftwagens angeordnet ist,

2 die Schutzvorrichtung aus 1 in einer angehobenen Stellung,

3 die Schutzvorrichtung aus 1 in einer deformierten Stellung.

In 1 ist eine Schutzvorrichtung 1 gezeigt, die zwei dosenartige Gehäusehälften 2 aufweist, die teilweise ineinander geschoben sind und einen Überlappungsbereich bilden. Zwischen den beiden Gehäusehälften 2 sind ein Deformationselement 3 und zwei vorgespannte Federelemente 4 als Aktoren angeordnet. Dabei sind die beiden Federelemente 4 nicht auf „Block" vorgespannt, sondern können noch weiter zusammengedrückt werden. Das Deformationselement 3 ist so gestaltet, dass es erst beim Überschreiten einer auf das Deformationselement 3 einwirkenden Mindestkraft beginnt sich zu deformieren. Derartige Deformationselemente sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Das Deformationselement 3 und die beiden Federelemente 4 sind parallel zueinander geschaltet.
Zum Schutz eines Fußgängers oder Radfahrers bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug ist jeweils eine solche Schutzvorrichtung 1 zwischen einem Scharnier einer Frontklappe und der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet. Auch zwischen dem karosserieseitigen Teil eines Schlosses der Frontklappe und der Karosserie befindet sich eine derartige Schutzvorrichtung 1.
Bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger bei einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von weniger als 20 km/h werden die als Aktoren dienenden, vorgespannten Federelemente 4 nicht ausgelöst. Der auf die Frontklappe aufpral lende Fußgänger wird durch die Deformation der Frontklappe aufgefangen. Der dabei zur Verfügung stehende Deformationsweg der Frontklappe ist durch den Abstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und den unterhalb der Frontklappe angeordneten starren Aggregate begrenzt. Bei Geschwindigkeiten unterhalb von 20 km/h ist die Wucht des aufprallenden Fußgängers gering genug, sodass der zur Verfügung stehende Deformationsweg ausreicht. In den kritischen Bereichen der Frontklappe an den Scharnieren und am Schloss steht ebenfalls die erforderliche Nachgiebigkeit der Frontklappe zur Verfügung, da die Schutzvorrichtung 1 nach dem Überschreiten einer geringen Mindestkraft zusammengedrückt werden kann. Dabei werden das Deformationselement 3 und die beiden bereits vorgespannten Federelemente 4 zusammengedrückt, wie es in 3 gezeigt ist.
Bei Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs von 20 km/h und mehr reicht der bei geschlossener Frontklappe zur Verfügung stehende Deformationsweg nicht mehr aus, um den Fußgänger auf biomechanisch verträgliche Weise abzufangen. Daher werden bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer bei Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs von 20 km/h oder mehr die beiden vorgespannten Federelemente 4 ausgelöst, die sich daraufhin schlagartig längen, wie es in 2 gezeigt ist. Dadurch wird die Frontklappe um einige Zentimeter angehoben, sodass zwischen der Frontklappe und der darunter liegenden starren Unterstruktur der erforderliche Deformationsweg zur Verfügung steht, um den aufprallenden Fußgänger abfangen zu können. Beim Aufprall des Fußgängers wird sich zum einen die Frontklappe deformieren, zum anderen werden die Schutzvorrichtungen 1 durch die Wucht des Aufpralls wieder teilweise zusammengedrückt. Beide Effekte gemeinsam führen zu einer Verzögerung des aufprallenden Fußgängers in einer Art und Weise, die den Grad der Verletzungen des Fußgängers auf einem geringen Niveau halten.
Alternativ zu der beschriebenen Anordnung kann anstelle der Federelemente 4 als Aktor auch eine Antriebseinheit mit einem pyrotechnischen Treibsatz verwendet werden, der bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger gezündet wird und so die Frontklappe anhebt. Auch können anders als bei der oben beschriebenen Anordnung das Deformationselement 3 und der zumindest eine Aktor in Reihe geschaltet werden. Dadurch nimmt allerdings der für die Schutzvorrichtung 1 benötigte Bauraum in der Höhe zu.

Claims

Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug, mit zumindest einer Schutzvorrichtung (1), über die die Frontklappe mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist, und durch die ein Fußgänger oder Radfahrer bei einer Kollision mit dem Fahrzeug geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (1) aus zumindest einem Aktor (4) und zumindest einem Deformationselement (3) besteht, wobei bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer definierten Grenzgeschwindigkeit der vorhandene Abstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs unterhalb der Frontklappe als Deformationsweg ausreicht und im Anbindungsbereich der Frontklappe an die Karosserie über das Deformationselement (3) ebenfalls die erforderliche Nachgiebigkeit gewährleistet ist, während bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs oberhalb der definierten Grenzgeschwindigkeit bei einer detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger über den Aktor (4) der Frontklappe zumindest in einem Bereich aktiv angehoben wird, um den erforderlichen Deformationsweg der Frontklappe sicherzustellen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit im Bereich zwischen 10 und 30 km/h liegt.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit im Bereich zwischen 15 und 25 km/h liegt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Geschwindigkeiten oberhalb einer definierten Höchstgeschwindigkeit, die deutlich größer als die Grenzgeschwindigkeit ist, die Frontklappe nicht mehr aktiv durch den Aktor angehoben wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger detektiert wird.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höchstgeschwindigkeit im Bereich zwischen 50 und 80 km/h liegt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (3) parallel zum Aktor (4) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (3) in Reihe mit dem Aktor (4) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (3) so gestaltet ist, dass es erst beim Überschreiten einer auf das Deformationselement (3) einwirkenden Mindestkraft deformierbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (4) als Antriebseinheit eine pyrotechnischen Treibsatz und/oder zumindest eine vorgespannte Feder aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schutzvorrichtung zwischen der Karosserie des Kraftfahrzeugs und einer Scharniereinrichtung der Frontklappe oder zwischen der Scharniereinrichtung der Frontklappe und der eigentlichen Frontklappe angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schutzvorrichtung zwischen der Karosserie des Kraftfahrzeugs und einem Schloss der Frontklappe oder zwischen dem Schloss der Frontklappe und der eigentlichen Frontklappe angeordnet ist.