DE102015224443A1

DE102015224443A1 - Kraftfahrzeugfrontend mit einer Kollisionserfassungseinrichtung

Info

Publication number: DE102015224443A1
Application number: DE102015224443.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Berthold; Tim Rudolph; Gerhard Fichtinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2016-06-23
Also published as: DE102015208719A1; DE102015208719B4

Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Kraftfahrzeugfrontend, das auch als Kraftfahrzeugbug oder Kraftfahrzeugbugbaugruppe bezeichnet werden kann, eines Kraftfahrzeugs einen Lufteinlass, der beispielsweise in Form eines Kühlergrills ausgebildet sein kann, einen Luftkanal zur Führung von eingelassener Luft und eine Kollisionserfassungseinrichtung, die angepasst ist, eine Kollision des Kraftfahrzeugfrontends mit einem Fußgänger zu erfassen. Ferner weist die Kollisionserfassungseinrichtung eine Sensorleiste auf, die in und/oder an einer Wand des Luftkanals angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugfrontend, insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug, mit einer Kollisionserfassungseinrichtung, die insbesondere zur Erfassung einer Kollision mit einem Fußgänger ausgebildet ist.
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.
Wie in der Offenlegungsschrift DE102012221131A1 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.
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.
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.
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.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Kraftfahrzeugfrontend, das auch als Kraftfahrzeugbug oder Kraftfahrzeugbugbaugruppe bezeichnet werden kann, eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug, einen Lufteinlass, der beispielsweise in Form eines Kühlergrills ausgebildet ist, einen Luftkanal zur Führung von eingelassener Luft und eine Kollisionserfassungseinrichtung, die angepasst ist, eine Kollision des Kraftfahrzeugfrontends mit einem Fußgänger zu erfassen. Ferner weist die Kollisionserfassungseinrichtung eine Sensorleiste auf, die in und/oder an einer Wand des Luftkanals angeordnet ist.
Die Sensorleiste kann zur Messung eines Impulses ausgebildet sein. Der Luftkanal ist zum Beispiel hinter dem Lufteinlass, bevorzugt angrenzend zu diesem ausgebildet. Der Luftkanal gemäß der vorliegenden Erfindung 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.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sensorleiste kann bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger der Kontakt des Fußgängers mit dem Lufteinlass, insbesondere dem Kühlergrill erfasst werden. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn sich der Lufteinlass im Bereich eines Erstkontaktbereichs des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeugfrontend befindet. Hierdurch kann die Kollisionserfassung möglichst schnell erfolgen. Ferner kann die Wand des Luftkanals einfach als Stützstruktur für die Sensorleiste dienen, so dass keine zusätzliche Stützstruktur für die Sensorleiste erforderlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Wand derart ausgebildet ist, dass die Wand bei der Kollision verformbar ist.
Hierdurch bildet die Wand zum Schutz des Fußgängers bei der Kollision eine weiche Struktur, die gegebenenfalls auf einer niedrigen Kraftniveau verformbar ist, und weist somit eine geringe Steifigkeit auf.
Die Sensorleiste ist bevorzugt derart in und/oder an der Wand angeordnet, dass die Verformung der Wand durch die Sensorleiste erfassbar ist.
Hiermit kann die zum Schutz des Fußgängers vorgesehene Verformbarkeit der Wand zusätzlich zur Kollisionserfassung genutzt werden. Die Fußgängerkollision kann somit unmittelbar mit der Verformung der Wand erfasst werden.
Vorteilhaft verläuft die Wand gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung. Dies kann dadurch bedingt sein, dass der Luftkanal sich bevorzugt in Längsrichtung des Kraftfahrzeugfrontends und damit in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kraftfahrzeugfrontends weist die Wand eine Aussparung, beispielsweise eine Nut, auf, in der die Sensorleiste angeordnet ist.
Hierdurch kann die Aussparung als gezielte Schwächung der Wand dienen, an der im Kollisionslastfall bevorzugt auch die Verformung der Wand erfolgen kann. Hierdurch kann zum Einen die Fußgängerkollision schnell erfasst werden und kann zum Anderen die Sensorleiste geschützt untergebracht sein.
Ferner hat die Wand bevorzugt eine Falte, in der die Sensorleiste angeordnet ist. Gemäß einer Weiterbildung kann die Falte U-förmig oder alternativ V-förmig ausgebildet sein, kann aber auch eine andere Form aufweisen.
Die Falte begünstigt zum Einen die Verformung der Wand an der Position der Sensorleiste, was einem schnellen Erfassen der Fußgängerkollision zu Gute kommt, und zum Anderen ist die Sensorleiste hierdurch geschützt unterbringbar.
Gemäß einer Weiterbildung des Kraftfahrzeugfrontends der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Sensorleiste zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung.
Ferner kann die Sensorleiste bezogen auf eine Fahrzeugquerrichtung an einem mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends, insbesondere in einem Bereich hinter dem Kühlergrill, angeordnet sein.
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.
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.
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.
Hierdurch ist unabhängig von einer Erfassungsposition des Fußgängers eine möglichst schnelle Erfassung der Kollision mit dem Fußgänger ermöglicht.
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.
Die Drucksensorik kann aus einem oder mehreren Drucksensoren besehen, die beispielsweise an Endabschnitten der Messkammer angeschlossen sind.
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.
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.
Gemäß einer weiteren Alternative kann die Sensorleiste auch als Piezosensor ausgebildet sein, der bei einer Verformung ein Signal abgibt.
Vorstehend aufgeführte Merkmale können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.
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.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
1 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Kraftfahrzeugfrontends 1 eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeugfrontend 1 hat einen Kühlergrill 3 als erfindungsgemäßen 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.
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 einer oberen Wand 9 des Luftkanals 5 angeordnet. Insbesondere ist der Schlauch 7 in einer in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden U-förmigen Falte 11 untergebracht. Der Schlauch 7 erstreckt sich zusammen mit der oberen Wand 9 zumindest über eine Breite des Kühlergrills 3 bzw. des Luftkanals 5.
Die Anordnung des Schlauchs 7 an dem mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends 1 in der oberen Wand 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 ein Hochstellen einer Frontklappe oder ein Auslösen eines Frontscheibenairbags schnell eingeleitet werden können.
Der Stoßfängerquerträger 13 ist üblicherweise über sogenannte Crashboxen, d. h. Deformationselemente, 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.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist eine Funktion der Kollisionserfassungseinrichtung in Zusammenwirkung mit dem Luftkanal 5 erläutert. 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 über den Kühlergrill 3 auf den Luftkanal 5, so dass der Luftkanal 5 verformt wird. Durch die Falte 11 in der oberen Wand 9 des Luftkanals 5 ist ein Ausknicken bzw. Verformen der Wand 9 nach oben begünstigt, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Falte könnte auch derart ausgebildet sein, dass das Ausknicken der Wand nach unten erfolgt. Bei dem Ausknicken der Wand wird der Schlauch 7 in der Falte 11 zusammengedrückt, d. h. verformt, wodurch ein Druckstoß im Inneren des Schlauchs 7 erzeugt wird. Der Druckstoß kann durch entsprechende Druckaufnehmer, die an dem Schlauch 7 angeschlossen sind, der Kollisionserfassungseinrichtung gemessen werden, so dass hiermit die Fußgängerkollision erfasst werden kann und entsprechende Fußgängerschutzmaßnahmen eingeleitet werden können.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es nicht erforderlich, dass die Sensorleiste 7 an einer dahinterliegenden Stützstruktur wie dem Stoßfängerquerträger 13 in Kollisionsrichtung, d. h. in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, abgestützt ist. Erfindungsgemäß wird eine schnelle und zuverlässige Erfassung der Fußgängerkollision ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012221131 A1 [0003]

Claims

Kraftfahrzeugfrontend eines Kraftfahrzeugs mit einem Lufteinlass (3), insbesondere einem Kühlergrill, einem Luftkanal (5) zur Führung von eingelassener Luft und einer Kollisionserfassungseinrichtung, die angepasst ist, eine Kollision des Kraftfahrzeugfrontends (1) mit einem Fußgänger (100) zu erfassen, wobei die Kollisionserfassungseinrichtung eine Sensorleiste (7) aufweist, die in und/oder an einer Wand (9) des Luftkanals (5) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach Patentanspruch 1, wobei die Wand (9) derart ausgebildet ist, dass die Wand (9) bei der Kollision verformbar ist, und die Sensorleiste (7) derart in und/oder an der Wand (9) angeordnet ist, dass die Verformung der Wand (9) durch die Sensorleiste erfassbar ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Wand (9) im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
Kraftfahrzeugfrontend nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Wand (9) eine Aussparung (11) aufweist, in der die Sensorleiste (7) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Wand (9) eine insbesondere U-förmige oder V-förmige Falte (11) aufweist, in der die Sensorleiste (7) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die Sensorleiste (7) sich zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung erstreckt und insbesondere in einer bezogen auf eine Fahrzeugquerrichtung mittleren Bereich des Kraftfahrzeugfrontends (1) angeordnet ist, und/oder wobei die Sensorleiste (7) in eine Fahrzeughochrichtung beabstandet zu einem Stoßfängerquerträger (13) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei die Sensorleiste (7) auf Höhe eines vorbestimmten Erstkontakts des Fahrzeugfrontends (1) mit dem Fußgänger (100) bei der Kollision angeordnet ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Sensorleiste als Messkammer (7) ausgebildet ist und insbesondere die Kollisionserfassungseinrichtung eine mit der Messkammer (7) verbundene Drucksensorik aufweist, die angepasst ist eine Druckänderung in der Messkammer (7) in Folge einer Verformung der Messkammer (7) zu erfassen.
Kraftfahrzeugfrontend nach Patentanspruch 8, wobei die Messkammer durch einen Schlauch (7) ausgebildet ist, wobei insbesondere der Schlauch (7) aus einem flexiblen Kunststoffwerkstoff, wie beispielsweise einem Elastomer, ausgebildet ist, und die Messkammer (7) mit einem Fluid, insbesondere einem Gas, beispielsweise Luft, oder einer Flüssigkeit, gefüllt ist.
Kraftfahrzeugfrontend nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Sensorleiste als Lichtwellenleiter ausgebildet ist und insbesondere die Kollisionserfassungseinrichtung angepasst ist, eine Veränderung eines Lichtdurchgangs durch den Lichtwellenleiter bei einer Verformung oder einem Bruch des Lichtwellenleiters zu erfassen, oder wobei die Sensorleiste als Piezosensor ausgebildet ist.