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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugfrontend, insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug, mit einer Kollisionserfassungseinrichtung, die zur Erfassung einer Kollision mit einem Fußgänger ausgebildet ist.
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Es sind auf dem Gebiet des Fußgänger- bzw. Nichtinsassenschutzes verschiedene Sensoreinrichtungen bekannt, die im Bereich eines Stoßfängerquerträgers angeordnet sind, um bei einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger ein Signal an ein Fußgängerschutzsystem abzugeben, das daraufhin Fußgängerschutzmaßnahmen einleitet. Das Fußgängerschutzsystem kann beispielsweise eine Frontklappe aufweisen, die derart bei einer Kollision mit einem Fußgänger hochstellbar ist, dass ein Aufprall des Fußgängers auf die Frontklappe abgeschwächt wird. Das Fußgängerschutzsystem kann auch durch einen Frontscheibenairbag ausgebildet sein, der bei der Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger aufgeblasen wird und sich im vollständig aufgeblasenen Zustand zum Schutz des Fußgängers über die Frontscheibe erstreckt.
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Wie in der Offenlegungsschrift
DE 10 2012 221 131 A1 beschrieben ist, ist als Sensoreinrichtung zum Erfassen der Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger die Verwendung eines unter atmosphärischen Druck stehenden Messschlauchs bekannt, der sich über eine gesamte Breite des Stoßfängerquerträgers erstreckt. Der Messschlauch ist vor dem Stoßfängerquerträger angeordnet und ist in Kollisionsrichtung an diesem abstützbar. Bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger wird der Messschlauch verformt, wodurch eine Druckänderung innerhalb des Schlauchs erfolgt, die mit einem an dem Messschlauch angeschlossenen Druckaufnehmer erfasst wird.
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Der Stoßfängerquerträger befindet sich jedoch bei jüngeren Kraftfahrzeugen, deren Kraftfahrzeugfrontend im Hinblick auf einen Fußgängerschutz konstruiert ist, häufig nicht auf der Höhe eines Erstkontaktbereichs des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeugfrontend bei der Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger. Somit kann eine Erfassung der Kollision mit dem Fußgänger verzögert sein.
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Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeugfrontend mit einer Kollisionserfassungseinrichtung zu schaffen, wobei eine verbesserte, schnellere Erfassung einer Kollision des Kraftfahrzeugfrontends mit einem Fußgänger ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeugfrontend mit einer Kollisionserfassungseinrichtung gelöst, das die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Kraftfahrzeugfrontend, das auch als Kraftfahrzeugbug oder Kraftfahrzeugbugbaugruppe bezeichnet werden kann, eines Kraftfahrzeugs, ein Flächenbauteil, das sich im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, und eine Kollisionserfassungseinrichtung, die angepasst ist, eine Kollision des Kraftfahrzeugfrontends mit einem Fußgänger zu erfassen, wobei die Kollisionserfassungseinrichtung eine Sensorleiste aufweist, die in einem Hohlraum des Flächenbauteils angeordnet ist und wobei eine erste seitliche Wand, insbesondere eine obere Wand, des Hohlraums und/oder eine zweite seitliche Wand, insbesondere eine untere Wand, des Hohlraums derart ausgebildet ist/sind, dass eine vordere Wand des Hohlraums in Richtung einer hinteren Wand des Hohlraums verschiebbar ist und die Verschiebung der vorderen Wand durch die Sensorleiste erfassbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sensorleiste kann bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger der Kontakt des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeugfrontend auf Höhe des Flächenbauteils erfasst werden. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn sich das Flächenbauteil im Bereich eines Erstkontaktbereichs des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeugfrontend befindet. Hierdurch kann die Kollisionserfassung möglichst schnell erfolgen. Die hintere Wand kann dabei als Stützstruktur für die Sensorleiste dienen, so dass keine zusätzliche Stützstruktur für die Sensorleiste erforderlich ist.
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Bevorzugt kann das Flächenbauteil Bestandteil eines Luftkanals zur Führung von durch einen Lufteinlass, der beispielsweise in Form eines Kühlergrills ausgebildet ist, eingelassener Luft sein. Der Luftkanal ist zum Beispiel hinter dem Lufteinlass, bevorzugt angrenzend zu diesem ausgebildet. Das Flächenbauteil kann auch Bestandteil des Lufteinlasses bzw. Kühlergrills sein.
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Der Luftkanal ist als Luftführung zum Leiten der eingelassenen Luft zu verstehen. Es handelt sich hierbei nicht zwingend um ein rohrförmiges Element mit geschlossenen Querschnitt, sondern es kann sich hierbei um jegliche Luftführung mit einer oder mehreren Wänden handeln, die auch zu einer oder mehreren Seiten offen oder teilweise offen sein kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die obere Wand oder die untere Wand derart ausgebildet, dass die obere Wand bzw. die untere Wand bei der Kollision mit dem Fußgänger, insbesondere bei einem vorbestimmten Kraftniveau, versagt. Es können auch die obere Wand und die untere Wand derart ausgebildet sein, dass die obere Wand und die untere Wand bei der Kollision mit dem Fußgänger versagen.
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Der Begriff „versagen“ umfasst hier sowohl eine Verformung oder Bruch der jeweiligen Wand. Ebenso kann der Begriff „versagen“ ein Lösen einer Verrastung der jeweiligen Wand mit beispielswiese der vorderen und/oder hinteren Wand bedeuten. Die obere Wand bzw. die untere Wand bilden also eine Schwachstelle, die bei der Beanspruchung durch die Fußgängerkollision nachgibt und hierdurch eine Bewegung der vorderen Wand in Richtung der hinteren Wand ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Sensorleiste in dem Hohlraum derart angeordnet, dass die Sensorleiste die Kollision erst ab einer vorgegebenen Verschiebung der vorderen Wand erfasst. Die vorgegebene Verschiebung kann beispielsweise einen Wert in einem Bereich von 2 mm bis 4 mm aufweisen.
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Hierdurch kann verhindert werden, dass bereits bei einer geringen Beanspruchung des Flächenbauteils die Sensorleiste ein Erfassungssignal erzeugt.
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Vorteilhaft verläuft das Flächenbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung.
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Gemäß einer Weiterbildung des Kraftfahrzeugfrontends der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Sensorleiste zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung.
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Ferner kann die Sensorleiste bezogen auf eine Fahrzeugquerrichtung an einem mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends, insbesondere in einem Bereich hinter dem Kühlergrill, angeordnet sein.
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Weiterhin kann die Sensorleiste in eine Fahrzeughochrichtung beabstandet zu einem Stoßfängerquerträger, insbesondere über dem Stoßfängerquerträger, angeordnet sein. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Abschnitt beabstandet zu dem Stoßfängerquerträger potentieller Erstkontaktbereich bei der Fußgängerkollision ist.
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Die Anordnung der Sensorleiste über dem Stoßfängerquerträger im mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends begegnet dabei dem Umstand, dass moderne Kraftfahrzeuge aus Fußgängerschutzgründen keine vorstehende Stoßstange aufweisen und der Erstkontaktbereich des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeugfrontend in dessen mittleren Bereich sich deutlich oberhalb des Stoßfängerquerträgers befindet.
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Bevorzugt ist die Sensorleiste auf Höhe eines vorbestimmten, d.h. wahrscheinlichen, Erstkontakts des Fahrzeugfrontends mit dem insbesondere aufrecht stehenden bzw. gehenden Fußgänger bei der Kollision angeordnet.
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Hierdurch ist unabhängig von einer Erfassungsposition des Fußgängers eine möglichst schnelle Erfassung der Kollision mit dem Fußgänger ermöglicht.
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Vorteilhaft ist die Sensorleiste als Messkammer bzw. Druckmesskammer ausgebildet. Dabei kann die Kollisionserfassungseinrichtung eine mit der Messkammer verbundene Drucksensorik aufweisen, die angepasst ist, eine Druckänderung in der Messkammer in Folge einer Verformung der Messkammer zu erfassen.
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Die Drucksensorik kann aus einem oder mehreren Drucksensoren besehen, die beispielsweise an Endabschnitten der Messkammer angeschlossen sind.
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Beispielhaft kann die Messkammer durch einen Schlauch ausgebildet sein. Dabei kann der Schlauch aus einem flexiblen Kunststoffwerkstoff, wie beispielsweise einem Elastomer, ausgebildet sein. Die Messkammer kann mit einem Fluid, insbesondere einem Gas, beispielsweise Luft, oder einer Flüssigkeit, gefüllt sein und kann unter atmosphärischen Druck stehen.
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Gemäß einer alternativen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Sensorleiste als Lichtwellenleiter ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Kollisionserfassungseinrichtung mit dem Lichtwellenleiter angepasst, eine Veränderung eines Lichtdurchgangs durch den Lichtwellenleiter bei einer Verformung oder einem Bruch des Lichtwellenleiters im Zuge der Fußgängerkollision zu erfassen.
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Gemäß einer weiteren Alternative kann die Sensorleiste auch als Piezosensor ausgebildet sein, der bei einer Verformung ein Signal abgibt.
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Vorstehend aufgeführte Merkmale können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.
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Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
- 1 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Kraftfahrzeugfrontends gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Teils des Kraftfahrzeugfrontends gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vor einer Fußgängerkollision.
- 3 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Teils des Kraftfahrzeugfrontends gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während oder nach der Fußgängerkollision.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
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1 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Kraftfahrzeugfrontends 1 eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeugfrontend 1 hat einen Kühlergrill 3 als einen Lufteinlass sowie einen dahinter angrenzend angeordneten Luftkanal 5. Der Kühlergrill 3 und der Luftkanal 5 sind im Wesentlichen oberhalb eines Stoßfängerquerträgers 13 angeordnet. Der Kühlergrill 3 und der Luftkanal 5 befinden sich an einem bezogen auf eine Fahrzeugquerrichtung mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends 1 und sind beispielsweise zwischen einem linken Scheinwerfer und einem rechten Scheinwerfer angeordnet.
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Ferner weist das Kraftfahrzeugfrontend 1 eine Kollisionserfassungseinrichtung mit einer Sensorleiste 7 auf. Im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugfrontends 1 mit einem Fußgänger 100 wird ein Impuls auf die Sensorleiste 7 aufgebracht und diese verformt, wodurch die Kollisionserfassungseinrichtung die Kollision mit dem Fußgänger erfassen kann. Die Sensorleiste ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schlauch 7, der eine Druckmesskammer bildet. Alternativ kann die Sensorleiste 7 auch ein Lichtwellenleiter oder ein Piezosensor oder eine andere geeignete Sensorik sein, die bei einer Verformung ein Signal abgibt. Der Schlauch 7 ist in einem Flächenbauteil 9 des Luftkanals 5 angeordnet. Insbesondere ist der Schlauch 7 in einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Hohlraum 10 untergebracht. Der Schlauch 7 erstreckt sich zusammen mit dem Flächenbauteil 9 zumindest über eine Breite des Kühlergrills 3 bzw. des Luftkanals 5.
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Die Anordnung des Schlauchs 7 an dem mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends 1 in dem Flächenbauteil 9 des Luftkanals folgt im Wesentlichen einem Verlauf eines vorbestimmten Erstkontaktbereichs bei der Kollision des Kraftfahrzeugfrontends 1 mit dem Fußgänger 100, der beispielhaft in der 1 dargestellt ist. Somit kann gemäß dem Ausführungsbeispiel bei der Fußgängerkollision eine schnelle Kollisionserfassung erfolgen, so dass Fußgängerschutzmaßnahmen wie beispielsweise ein Hochstellen einer Frontklappe oder ein Auslösen eines Frontscheibenairbags schnell eingeleitet werden können.
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Der Stoßfängerquerträger 13 ist üblicherweise mittels sogenannter Crashboxen, d.h. Deformationselementen, an einem linken und einem rechten Motorträger des Kraftfahrzeugs fixiert. Der Stoßfängerquerträger 13 ist hinter einer Stoßfängerverkleidung 17 und einem Fußgängerschutzelement 15, das bevorzugt aus Schaum ausgebildet ist und auf einem vergleichsweise niedrigen Kraftniveau bei der Fußgängerkollision verformbar ist, angeordnet.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Hohlraum 10 durch eine obere Wand 11, eine untere Wand 12, eine vordere Wand 13 sowie eine hintere Wand 14 gebildet. Die obere Wand 11 und die untere Wand 12 sind durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Der Schlauch 7 ist an der hinteren Wand 14 abgestützt. Die vordere Wand 13 hat einen vorgegebenen Abstand zu dem Schlauch 7. Die obere Wand 11 und untere Wand 12 sind derart ausgebildet, dass sie bei einer Beanspruchung durch eine Kollision des Kraftfahrzeugfrontends 1 mit einem Fußgänger 100 durch Bruch oder Verformung versagen, so dass sich die vordere Wand 13 in Richtung der hinteren Wand 14 bewegen kann.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist im Folgenden eine Funktion der Kollisionserfassungseinrichtung in Zusammenwirkung mit dem Flächenbauteil 9 des Luftkanals 5 erläutert, wobei in 2 der Zustand vor einer Kollision mit einem Fußgänger 100 gezeigt ist und in 3 der Zustand während bzw. nach der Kollision mit dem Fußgänger 100 gezeigt ist. Im Fall der Kollision des Kraftfahrzeugfrontends 1 mit dem Fußgänger 100 im mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends 1, d.h. in einem Bereich des Lufkanals 5, wirkt eine Kollisionslast, die in 3 schematische als ein Pfeil dargestellt ist, über den Kühlergrill 3, der in 2 und 3 nicht gezeigt ist, auf das Flächenbauteil 9, so dass die Kollisionslast auf den Hohlraum 10 und insbesondere auf die obere Wand 11 sowie die untere Wand 12 wirkt. Bei Überschreitung einer vorbestimmten Last versagen die obere Wand 11 und die untere Wand 12 beispielsweise durch Verformung oder durch Brechen, wie in 3 gezeigt ist. Bei dem Versagen der oberen Wand 11 und der unteren Wand 12 wird die vordere Wand 13 in Richtung der hinteren Wand 14 bewegt. Hierdurch kommt die vordere Wand 13 in Kontakt mit dem Schlauch 7 und drückt den Schlauch 7 gegen die hintere Wand 14, so dass der Schlauch 7 verformt wird, wodurch ein Druckstoß im Inneren des Schlauchs 7 erzeugt wird. Der Druckstoß kann durch entsprechende Druckaufnehmer, die an dem Schlauch 7 angeschlossen sind und Bestandteil der Kollisionserfassungseinrichtung sind, gemessen werden, so dass hiermit die Fußgängerkollision erfasst werden kann und entsprechende Fußgängerschutzmaßnahmen eingeleitet werden können. Bei der Kollision mit dem Fußgänger wird ferner das Fußgängerschutzelement 15 verformt, d.h. zusammengedrückt, wie in 3 gezeigt ist.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es nicht erforderlich, dass die Sensorleiste in Form des Schlauches 7 an einer dahinterliegenden Stützstruktur wie dem Stoßfängerquerträger 13 in Kollisionsrichtung, d.h. in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, abgestützt ist. Erfindungsgemäß wird somit mit einfachen Mitteln eine schnelle und zuverlässige Erfassung der Fußgängerkollision ermöglicht.
