DE102007029987A1

DE102007029987A1 - Fahrzeug mit einer bei einem Fußgänger-Aufprall aufstellbaren Fronthaube

Info

Publication number: DE102007029987A1
Application number: DE102007029987A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Battermann; Edgar Dipl.-Phys. Bihler; Michael Dipl.-Ing. Meyer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: DE102007029987B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer bei einem Fußgänger-Aufprall aufstellbaren Fronthaube (1). Die Sicherheitseinrichtung umfasst neben einem im Frontbereich angeordneten Aufprall-Sensor (10A) zusätzlich einen Unfallschwere-Sensor (10B) zur Erfassung der Unfallschwere. Die Signale beider Sensoren werden in der Weise miteinander verknüpft, dass eine Aufstellung der Fronthaube (1) nur dann erfolgt, wenn sowohl der Aufprall-Sensor (10A) einen Aufprall erkennt als auch der Unfallschwere-Sensor (10B) einen Aufprall erkennt, welcher unterhalb einer vorbestimmten Unfallschwere-Schwelle liegt. Die Erfindung hat den Vorteil, dass bei einem Aufprall mit einem Fußgänger die Fronthaube angehoben wird, um einen optimalen Fußgängerschutz bereitzustellen, und in anderen Fällen, insbesondere Kollisionen mit großer Unfallschwere, die Anhebung der Fronthaube unterdrückt wird, was der Struktursicherheit zugute kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer bei einem Fußgänger-Aufprall aufstellbaren Fronthaube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um bei einer Kollision eines Fußgängers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen, insbesondere im Brust- und Kopfbereich, zu minimieren sind zahlreiche Sicherheitseinrichtungen bekannt, die insbesondere den hinteren Bereich der Fronthaube im Fall einer Fußgängerkollision mittels einer Aufstelleinrichtung anheben. Hierdurch wird ein Abstand der Fronthaube zur steifen Unterstruktur des Fahrzeuges (Motor, Federbeinaufnahmen etc.) erreicht, so dass an der Fronthaube ein Deformationsweg zur Verfügung steht. Neben Energie speichernden Aufstelleinrichtungen (z. B. Federn) können grundsätzlich auch Bewegungsenergie erzeugende Einrichtungen, wie beispielsweise elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe eingesetzt werden. Die Details aktiver Motorhauben sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt.
Aus der WO 97 18108 A1 ist ebenfalls ein Fußgängerschutzsystem bekannt, bei dem Mittel zur Aufpralldämpfung durch ein Triggersignal eines Aufprallsensors ausgelöst werden. Als Mittel zur Aufpralldämpfung sind neben einem Motorhauben-Airbag auch andere Mittel zur Aufpralldämpfung angegeben, insbesondere aktiv aufspringende Motorhauben, die durch einen Sensor zur Erkennung eines Fußgängeraufpralls ausgelöst werden. Es werden vorzugsweise ein erster Sensor am Stoßfänger und ein zweiter Sensor am vorderen Ende der Motorhaube verwendet. Die Verwendung von zwei Sensoren bringt den Vorteil, dass ein Aufprall mit einem Fußgänger von einem anderen Aufprall unterschieden werden kann, weil die Signale des ersten und zweiten Sensors bei einem Fußgängeraufprall charakteristische Signalmuster aufweisen. Als weitere Bedingung kann die Auslösung nur stattfinden, wenn im Zeitpunkt des Aufpralls die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereiches im Bereich von 8–64 km/h liegt. Dadurch soll die Zuverlässigkeit erhöht und Fehlauslösungen bei höheren Geschwindigkeiten außerhalb von Ortschaften vermieden werden.
Aus der EP11760 B1 ist eine aktive Motorhaube bekannt, bei der ein Abstandssensor den relativen Abstand zu einem Fußgänger misst und ein Beschleunigungssensor eine Fahrzeugbremsung erfasst. Basierend auf diesen Werten wird die Gefahr einer Kollision mit einem Fußgänger ermittelt, wobei vorausgesetzt wird, dass einer Kollision mit einem Fußgänger ein Bremseingriff vorausgeht. Damit sollen unnötige präventive Auslösungen der aktiven Motorhaube und eines Windschutzscheiben-Airbags vermieden werden.
Aus der EP 1263627 B1 ist ein Unfallschwere-Sensor bekannt, welcher die Signale mehrerer im Frontbereich des Fahrzeugs angeordneter Beschleunigungssensoren auswertet, um auf die Unfallschwere zu schließen.
In DE 10360138 A1 wird ein System zur Erkennung einer Kollision eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei der mittels der an piezoelektrischen Kristallen des Kollisionserkennungssensors in Folge einer Kollision anliegenden Spannung und der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Masse eines Kollisionsobjektes ermittelt und klassifiziert wird. Naturgemäß entspricht diese Klassifizierung einer Einteilung nach der Unfallschwere.
Seitens der Anmelderin wird als nachteilig angesehen, dass ein Anheben der Motorhaube die Fahrzeug-Crashstruktur schwächen kann, was insbesondere bei schweren Crashs ohne Fußgängerbeteiligung von Nachteil sein kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer zum Schutz von Fußgängern aufstellbaren Fronthaube bereitzustellen, bei dem einerseits ein aktiver Fußgängerschutz und andererseits eine gute passive Sicherheitsstruktur bei schweren Crashs sicher gestellt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass bei einem Aufprall mit einem Fußgänger die Fronthaube angehoben wird, um einen optimalen Fußgängerschutz bereit zu stellen, und in anderen Fällen, insbesondere Kollisionen mit großer Unfallschwere, die Anhebung der Fronthaube unterdrückt wird, was der Struktursicherheit zugute kommt.
Die Erfindung ist einsetzbar für alle Typen aktiver Fronthauben, bei denen ein Sensorsignal eines Aufprall-Sensors, welches auf einen Kontakt mit einem Kollisionsobjekt hinweist, ausgewertet wird, um eine Auslöseentscheidung zu treffen. Dabei kann ein Aufprall-Sensor mehrere Sensoren umfassen.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der einzigen Figur beschrieben. Es handelt sich dabei um eine Anordnung einer Fronthaube 1 an einem Fahrzeug, mit einer Sicherheitseinrichtung, die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Fronthaube aus ihrer geschlossenen Ausgangslage in eine angehobene Position verlagert, hier durch Anhebung im hinteren Bereich. Es ist auch eine Anhebung vorne oder beidseitig, d. h. vorne und hinten denkbar.
Die Fronthaube 1 des Kraftfahrzeugs ist normalerweise über ein – in Fahrtrichtung betrachtet- hinten liegendes Scharnier drehbar an der Karosserie des Kraftfahrzeuges gelagert. Die Schwenkbewegung der Fronthaube im Normalfall, d. h. zum Zwecke des Zugangs zum Motorraum wird über dieses Scharnier, das eine hintere, horizontale Drehachse festlegt, bewerkstelligt. Die geschlossene Fronthaube wird durch eine vorderseitige Fronthaubenverriegelung in ihrer Lage gehalten. Durch Lösen dieser Fronthaubenverriegelung wird die Fronthaube geöffnet, wobei die Öffnungsbewegung durch eine Gasfeder unterstützt wird.
Im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger steuert ein am vorderen Endabschnitt der Fahrzeugkarosserie, insbesondere im Bereich des vorderen Stossfängers des Kraftfahrzeuges angeordneter Aufprall-Sensor 10A, z. B. 2g-Beschleunigungs-Sensoren im Stoßfänger, über eine elektronische Steuerungseinrichtung 19 eine Aufstelleinrichtung 11 an, wobei andere Kollisionsfälle, wie z. B. "Parkrempler", erkannt und Fehlauslösungen des Systems vermieden werden. Zur Diskriminierung von „Parkremplern" dient insbesondere eine untere Schwelle von z. B. 8–25 km/h für die Fahrzeug-Eigengeschwindigkeit.
Da für die Unfallschwere die Fahrzeugeigengeschwindigkeit nur bedingte Relevanz hat (z. B. bei einem Zusammenstoß mit einem entgegenkommenden Fahrzeug), ist es vorteilhaft, die sich aus der Relativgeschwindigkeit und den Eigenschaften des Kollisionsgegners ergebende Unfallschwere auf Basis anderer Sensoren, insbesondere der Aufprallsensoren 10A, aber auch anderer im Fahrzeug verbauter Sensoren wie z. B. 10B oder 19 zu ermitteln, um die Aufstelleinrichtung bedarfsgerecht auslösen zu können.
Eine Aktivierung bewirkt, dass sich die hintere Drehachse der Fronthaube mit Unterstützung der Aufstelleinrichtung 11 aus dem hinteren Scharnier löst und die Fronthaube im Bereich A angehoben oder aufgestellt wird. Neben Energie speichernden Aufstelleinrichtungen 11 (z. B. Federn) können grundsätzlich auch Bewegungsenergie erzeugende Einrichtungen, wie beispielsweise elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe eingesetzt werden. Insbesondere können Feder-Aktoren am Frontaubenscharnieren eingesetzt werden, welche elektromagnetisch oder pyrotechnisch ausgelöst werden und eine Aufstellhöhe von ungefähr 50 mm innerhalb einer Aufstellzeit von ungefähr 35 ms ermöglichen. Die Anhebung der Fronthaube sollte im Wesentlichen abgeschlossen sein, bevor der Kopf des Fußgängers auf die Fronthaube auftrifft.
Die Aufstelleinrichtung 11 ist an der Windlaufoberseite 4 oder einem anderen Rahmenelement im Motorraum befestigt, wie z. B. der oberen Verstärkung der fahrzeugseitigen Aufnahme der Fronthaube.
Mit Aufstellung der Fronthaube 1 kann auch ein Airbag-Modul 15 angesteuert werden. Dies führt zur Entfaltung eines Airbags 18, welcher einen Fußgänger-Aufprall auf die Frontscheibe abfedert.
Erfindungsgemäß umfasst die Sicherheitseinrichtung zusätzlich einen Unfallschwere-Sensor 10B zur Erfassung der Unfallschwere. Die Signale beider Sensoren werden in der Steuerungseinrichtung 19 miteinander verknüpft, um über die Aufstellung der Fronthaube zu entscheiden.
Unfallschwere-Sensoren sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt, z. B. der eingangs genannten EP 1263627 B1 oder DE 10360138 A1 . Sie erfassen z. B. mittels mindestens eines Beschleunigungssensors die Beschleunigung des Fahrzeugs oder von exponierten Karosserieteilen. Durch zeitliche Integration des Beschleunigungssignals wird eine Größe für den Geschwindigkeitsabbau ermittelt, welcher als Maß für die Unfallschwere herangezogen werden kann. Zur Erfassung der Unfallschwere können auch Deformationssensoren verwendet werden, welche das zeitliche und räumliche Verhalten einer Karosserie-Deformation der Fahrzeug-Außenhaut erfassen und daraus Rückschlüsse auf die Unfall-Schwere ziehen. Solche Sensoren sind auch zur Seitenaufprallerkennung bekannt, um sehr schnell einen leichten von einem schweren Seitenaufprall zu unterscheiden. Die Seitenaufprallerkennung ist sehr zeitkritisch weil innerhalb weniger Millisekunden die Auslöseentscheidung getroffen werden muss. Hinsichtlich verschiedener Typen von geeigneten Sensoren wird auf die umfangreiche Darstellung in der DE10360138 A1 verwiesen und die Offenbarung hier einbezogen. Auch im vorliegenden Fall muss die Bewertung der Unfallschwere innerhalb weniger Millisekunden vorliegen, damit die Fronthaube rechtzeitig aufgestellt werden kann, um einen aufprallenden Fußgänger zu schützen.
Gemäß der Erfindung werden die Signale beider Sensoren 10A, 10B in der Weise miteinander verknüpft, dass eine Aufstellung der Fronthaube 1 nur dann erfolgt, wenn sowohl der Aufprall- Sensor 10A einen Aufprall erkennt als auch der Unfallschwere-Sensor 10B einen Aufprall erkennt, welcher unterhalb einer vorbestimmten Unfallschwere-Schwelle liegt.
Der Aufprall-Sensor ist so ausgestaltet, dass ein Aufprall mit einem Fußgänger zumindest oberhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 8–25 km/h erkannt werden kann.
Der Unfallschwere-Sensor ist so ausgestaltet, dass innerhalb weniger Millisekunden nach dem Aufprall eine Bewertung hinsichtlich der Unfallschwere erfolgt und ein entsprechendes Signal abgegeben wird. Die Unfallschwere-Schwelle ist so gewählt, dass unterhalb einer Fahrgeschwindigkeit von z. B. 40–60 km/h ein Aufprall mit einem Fußgänger eine Unfallschwere unterhalb dieser Schwelle aufweist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren der Schwellenabfrage für die Unfallschwere kann ein für die Fahrzeuginsassen gefährlicher Frontallaufprall von einem für den Fahrzeuginsassen weniger gefährlichen Aufprall unterschieden werden. Insbesondere kann ein Frontalaufprall mit hoher Relativgeschwindigkeit, d. h. eine Frontalaufprall mit hoher Eigengeschwindigkeit gegen ein fest stehendes Hindernis oder eine Kollision mit einem entgegenkommen Fahrzeug mit hoher Eigengeschwindigkeit, zuverlässig erkannt werden. In diesen Fällen wird die Fronthaube 1 aufgrund der Signalverknüpfung beider Sensoren nicht aufgestellt, weil ein Fußgängeraufprall ausgeschlossen werden kann, was der Struktursicherheit der Karosserie zu Gute kommt. Gleichzeitig wird durch die Schwellenabfrage aber sichergestellt, dass bei einem Fußgängeraufprall die Fronthaube aufgestellt wird.
Der Aufprall-Sensor 10A und der Unfall-Schwere-Sensor 10B können auch in einem Sensor integriert sein, z. B. in einem in dem Stoßfänger angeordneter Beschleunigungs-, Deformations- oder Intrusionsensor, welcher zunächst nach dem ersten Aufprall-Kontakt und anschließend nach der Unfallschwere ausgewertet wird. Der Unfallschweresensor 10B kann auch in der Steuereinheit 19 integriert sein. Die Steuereinheit 19 kann auch so ausgestaltet sein, dass sie auch zur Ansteuerung weiterer Zündeinrichtungen (z. B. Airbags) verwendet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 9718108 A1 [0003]
- EP 11760 B1 [0004]
- EP 126362731 B1 [0005]
- DE 10360138 A1 [0006, 0020, 0020]
- EP 1263627 B1 [0020]

Claims

Fahrzeug mit einer bei einem Fußgänger-Aufprall aufstellbaren Fronthaube (1) mit einer Sicherheitseinrichtung, welche – eine Aufstelleinrichtung (11) zur Aufstellung der Fronthaube (1) im Fall einer Fußgängerkollision und – einen am vorderen Endabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordneten Aufprall-Sensor (10A) zur Erfassung eines Aufprall im Frontbereich des Fahrzeugs umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung zusätzlich einen Unfallschwere-Sensor (10B) zur Erfassung der Unfallschwere umfasst und die Signale beider Sensoren miteinander verknüpft werden, um über die Aufstellung der Fronthaube (1) zu entscheiden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale beider Sensoren in der Weise miteinander verknüpft werden, dass eine Aufstellung der Fronthaube (1) nur dann erfolgt, wenn sowohl der Aufprall-Sensor (10A) einen Aufprall erkennt als auch der Unfallschwere-Sensor (10B) einen Aufprall erkennt, welcher unterhalb einer vorbestimmten Unfallschwere-Schwelle liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufprall-Sensor (10A) so ausgestaltet ist, dass ein Aufprall mit einem Fußgänger oberhalb einer vorbestimmten unteren Schwelle für die Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere von 8–25 km/h, erkannt werden kann.
Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unfallschwere-Sensor (10B) so ausgestaltet ist, dass innerhalb weniger Millisekunden nach dem Aufprall eine Bewertung hinsichtlich der Unfallschwere erfolgt und die Unfallschwere-Schwelle so gewählt ist, dass unterhalb einer Fahrgeschwindigkeit von 40–60 km/h ein Aufprall mit einem Fußgänger immer eine Unfallschwere unterhalb dieser Schwelle aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unfallschwere-Schwelle ansonsten so niedrig wie möglich gewählt ist.
Fahrzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unfallschwere dadurch ermittelt wird, dass Beschleunigungssignale von Sensoren über integrierende Verfahren, insbesondere ein Fensterintegral, ermittelt und bewertet und insbesondere mit anderen aus Sensoren abgeleiteten Größen verglichen werden.
Fahrzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Basis zur Bestimmung der Unfallschwere die Relativgeschwindigkeit zum Kollisionsgegner mit Hilfe anderer im Fahrzeug verbauter Sensoren, insbesondere Radar-, Lidar-, Ultraschall-Sensoren oder Kameras ermittelt wird.