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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen auf dem Gebiet der verbesserten Fahrzeugsicherheit, konkreter die Sicherheit von Fußgängern, und noch konkreter aktive Sicherheitssysteme.
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Hintergrund
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Moderne Automobilfahrzeuge unterliegen rigorosen, oft gesetzlich festgelegten Anforderungen, um die Sicherheit nicht nur von Fahrzeuginsassen, sondern auch von Personen außerhalb des Fahrzeugs selbst, wie z. B. Fußgängern, zu verbessern. Eines dieser Erfordernisse ist, zumindest in manchen Gesetzgebungen, dass der unterste Abschnitt der Frontkarosserie eines Fahrzeugs zumindest so weit in der Längsachse des Fahrzeugs vorne ist wie jeglicher andere Teil oder Abschnitt der Karosserie (wie z. B. die Motor-/ Kühlerhaube oder ein anderer Stoßstangenteil), der sich weiter oben befindet. Der Grund dafür ist, dass beabsichtigt wird, dass der unterste Teil der Stoßstange im Fall eines Zusammenstoßes mit einem Fußgänger den Fußgänger zuerst oder beinahe zuerst auf dem Unterschenkel trifft. Das führt zu einer Drehung des Oberkörpers des Fußgängers um und auf die Motorhaube, welche wiederum bei modernen Fahrzeug so gestaltet ist, dass dieser zumindest ein Luftspalt zwischen dem relativ weichen Blechmaterial der Motorhaube und jeglichen „harten“ Antriebsstrangelementen darunter bereitgestellt ist. In einigen Ausführungsformen werden der Unterseite der Motorhaube weitere Polsterungsmittel bereitgestellt, die eine aktive Motorhaube umfassen können, welche sich bei einem Zusammenstoß hebt, um den Luftspalt zu vergrößern. Diese kombinierte Wirkung des vordersten Teils der Stoßstange und der Motorhaube führt zu einer Reduktion der Wahrscheinlichkeit von Beinbrüchen und kritischen Kopfverletzungen. Wenn der unterste Teil der Stoßstange oder eines anderen Karosserieteils eines Fahrzeugs weiter hinten als ein höherer Teil der Stoßstange oder der Karosserie läge, wäre die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Bein eines Fußgängers unterhalb der Front des Fahrzeugs „erfasst wird“ und in Folge dessen bricht oder auf andere Weise verletzt wird, größer, und die Möglichkeit, dass der Fußgänger unterhalb der höher liegenden Karosserie erfasst, hinuntergeschleift und „überfahren“ wird, größer.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft weitere Verbesserungen hinsichtlich der Fußgängersicherheit für ein Fahrzeug, insbesondere ein motorisiertes Fahrzeug.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Frontstruktur für ein motorisiertes Fahrzeug bereitgestellt, wobei die Frontstruktur einen ausfahrbaren Frontspoiler umfasst, der aus einer eingefahrenen Position in eine oder mehrere ausgefahrene Positionen bewegbar ist, wobei die Frontstruktur konfiguriert ist, sodass, wenn ein Kollisionsereignis detektiert, vorausberechnet oder prognostiziert wird, der ausfahrbare Frontspoiler in eine erste ausgefahrene Position ausgefahren wird, in welcher ein unterster Rand des ausfahrbaren Frontspoilers den untersten Punkt der Frontstruktur bildet und ein vorderer Rand des ausfahrbaren Frontspoilers einen Punkt der Frontstruktur bildet, der zumindest so weit vorne ist wie jeglicher andere Teil der Frontstruktur des Fahrzeugs in derselben vertikalen Ebene, worin der ausfahrbare Frontspoiler zu Zeiten oder in Gebieten, zu/in welchen eine Fußgängerkollision wahrscheinlicher ist, in die erste ausgefahrene Position ausgefahren wird. Die vertikale Ebene kann eine Längsrichtung des Fahrzeugs enthalten.
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Der Frontspoiler kann verwendet werden, um Luftbewegungen unter dem Fahrzeug zu blockieren oder zu begrenzen, was aerodynamische Auftriebseffekte und den ihnen zugeordneten Strömungswiderstand reduzieren kann, wenn sich ein Fahrzeug schnell bewegt. Üblicherweise ergeben sich auch Handhabungsvorteile aus der Verwendung eines Frontspoilers, und der Frontspoiler kann, abhängig von der spezifischen Form, auch verwendet werden, um Luftströmungen zur Kühlung/zum Wärmeaustausch in verschiedenen anderen Fahrzeugsystemen in und/oder rund um ein Fahrzeug zu leiten.
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Ein Vorteil der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der ausfahrbare Frontspoiler eine weitere Funktion der Verbesserung der Fußgängersicherheit im Falle einer Fahrzeug-/Fußgängerkollision erfüllt.
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Das Kollisionsereignis kann von einem Kollisionsdetektionssystem detektiert werden. Fachleuten werden eine Reihe von Varianten eines Fahrzeugsystems bekannt sein, die dazu fähig sein können, eine Kollision zu detektieren, sodass bestimmte Fahrzeugobjekte oder -systeme im Falle einer Kollision ausgefahren werden oder auf andere Weise wirksam werden können. Solche Kollisionsdetektionssysteme sind auf dem Gebiet der Erfindung bekannt und umfassen einen Teil solcher Systeme als Airbag-Auslösesysteme, aktive Motorhauben und Ähnliches.
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Das Kollisionsereignis kann von einem Kollisionsvorausberechnungssystem vorausberechnet werden. Fachleuten werden auch Systeme bekannt sein, die dazu fähig sind, eine Kollision vorauszuberechnen und es anderen Fahrzeugsystemen erlauben, Maßnahmen wie z. B. das Ausfahren oder eine andere Wirkung in dem Zeitraum auszuüben, der unmittelbar vor einer Kollision oder einer potenziellen Kollision liegt, wie z. B. Kollisionsvermeidungssysteme. Kollisionsvermeidungssysteme, auch als Pre-Crash-Systeme bekannt, als vorausschauende Kollisionswarnsysteme oder als Kollisionsminderungssysteme sind dafür bekannt, Allwetterradar und manchmal Laser- und Kamerasensoren zu verwenden (obwohl sowohl Laser- als auch Kamerasysteme von Schlechtwetter beeinträchtigt werden können), um einen drohenden Zusammenstoß zu detektieren. Sobald die Detektion erfolgt ist, stellen diese Systeme entweder eine Warnung für den Fahrer bereit, wenn eine Kollision droht, oder werden autonom ohne jegliche Fahrereinwirkung (durch Bremsen oder Lenken oder beides) wirksam. Autos mit Kollisionsschutz sind oft auch mit adaptiven Geschwindigkeitsregelsystemen (ACC-Systemen) ausgestattet, und Kollisionsvorausberechnungssysteme verwenden normalerweise viele derselben Sensoren wie ACC-Systeme.
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Das Kollisionsereignis kann von einem Kollisionsprognosesystem prognostiziert werden. Zum Beispiel kann das Kollisionsprognosesystem feststellen, ob eine Kollision mit einem Fußgänger zu dem bestimmten Zeitpunkt oder in dem bestimmten Gebiet, zu/in dem sich das Fahrzeug derzeit befindet oder Berechnungen zufolge sein wird, wahrscheinlicher ist. Falls berechnet wird, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision höher als ein Schwellenwert ist, kann der Frontspoiler dann als Vorsichtsmaßnahme in die erste ausgefahrene Position ausgefahren werden. Der Frontspoiler kann zum Beispiel ausgefahren werden, wenn das Fahrzeug in einem städtischen Gebiet ist oder sich einer Schule nähert und/oder zu bestimmten Zeiten.
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Der unterste Rand des ausfahrbaren Frontspoilers kann, wenn er in der ersten ausgefahrenen Position ausgefahren ist, den untersten Punkt jeglicher anderen Frontstruktur des Fahrzeugs bilden. Der vordere Rand des ausfahrbaren Frontspoilers kann, wenn er in der ersten ausgefahrenen Position ausgefahren ist, den vordersten Punkt jeglicher anderen Frontstruktur oder jeglicher anderen Struktur des Fahrzeugs z. B. in der gleichen vertikalen Ebene bilden. Der unterste und der vordere Rand des ausfahrbaren Frontspoilers können deckungsgleich oder aneinander angrenzend sein.
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Der vordere Rand des ausfahrbaren Frontspoilers kann, wenn dieser in der ersten ausgefahrenen Position ausgefahren ist, so positioniert sein, dass er unterhalb des Knies, d. h. Kniegelenks, eines Fußgängers ist. Zum Beispiel kann der vordere Rand des ausfahrbaren Frontspoilers, wenn er in der ersten ausgefahrenen Position ausgefahren ist, so positioniert sein, dass er tiefer ist als eine Kniegelenkshöhe des Hybrid-III-Dummys für ein sechsjähriges Kind (d. h. 12,4 Zoll oder 31,50 cm vom Boden), des weiblichen Hybrid-III-Crashtest-Dummys für die 5. Perzentile (d. h. 16 Zoll oder 40,64 cm vom Boden), oder eine beliebige andere Kniegelenkshöhe, die von der US National Highway Traffic Safety Administration definiert und in den US Federal Motor Vehicle Safety Standards dargelegt ist.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann von der eingefahrenen Position in die ausgefahrenen Positionen gleiten, z. B. in eine Richtung mit einer Komponente in eine Vorwärtsrichtung und/oder in eine Abwärtsrichtung. Die Frontstruktur kann einen Gleitmechanismus umfassen, welcher es dem Frontspoiler oder zumindest einer Platte des Frontspoilers erlaubt, relativ zum Rest der Frontstruktur zu gleiten.
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Der ausfahrbare Frontspoiler, z. B. eine Platte des Frontspoilers, kann sich aus der eingefahrenen Position in die ausgefahrenen Positionen drehen. Zum Beispiel kann der Frontspoiler mit einem Scharniermechanismus verbunden sein. Der Scharniermechanismus kann so sein, dass ein Drehpunkt der Platte relativ zu dessen eingefahrener Position in Richtung des vorderen Randes der Platte angeordnet sein kann, und ein Einfahren der Platte erzielt werden kann, indem die Platte relativ zur Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs nach hinten und nach oben schwingt.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann ein bewegliches Element und eine biegsame Membran umfassen. Die biegsame Membran kann mit dem beweglichen Element und angrenzenden Abschnitten der Frontstruktur gekoppelt sein. Zum Beispiel können Enden der Membran mit den angrenzenden Abschnitten der Frontstruktur gekoppelt sein, und das bewegliche Element kann mit der Membran zwischen diesen Enden gekoppelt sein. Das Ausfahren des ausfahrbaren Frontspoilers kann das bewegliche Element bewegen und die biegsame Membran vom Fahrzeug weg ausdehnen, wobei das bewegliche Element den untersten und/oder den vorderen Rand bildet. Das bewegliche Element kann eine Stange umfassen, um welche die Membran gewickelt ist. Ein Ende der biegsamen Membran kann auf eine Rolle aufgewickelt sein. Das biegsame Element kann sich von der Rolle abwickeln, wenn das bewegliche Element ausgefahren wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die biegsame Membran elastisch sein; z. B. kann sich die biegsame Membran ausdehnen, während sie sich von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position bewegt oder umgekehrt.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann wiederholt ausfahrbar und einziehbar sein. Die Frontstruktur kann einen Aktuator umfassen, der konfiguriert ist, um den ausfahrbaren Frontspoiler zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu bewegen. Der ausfahrbare Frontspoiler kann mit einer Steuerung wirkgekoppelt sein, welche konfiguriert ist, um das Ausfahren des ausfahrbaren Frontspoilers zu steuern. Die Steuerung kann ein Signal an den Aktuator senden, um den ausfahrbaren Frontspoiler auszufahren oder einzufahren.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann mit angrenzenden Abschnitten der Frontstruktur in der eingefahrenen Position bündig sein, um eine durchgehende Oberfläche zu bilden. Wenn er z. B. in der eingefahrenen Position ist, kann eine Außenoberfläche einer Platte, welche den Frontspoiler bildet, mit einer im Wesentlichen durchgehenden (z. B. geraden oder gekrümmten) Außenoberfläche der Frontstruktur bündig sein und einen Teil dieser bilden. Eine solche Platte kann im Wesentlichen plan (z. B. gekrümmt oder eben) sein, und der Außenoberfläche der Frontstruktur kann eine flache Vertiefung mit im Wesentlichen derselben Tiefe wie die Dicke der Platte bereitgestellt sein, sodass, wenn die Platte ausgefahren wird, die Frontstruktur eine Oberfläche in dem Bereich beibehalten kann, aus dem die Platte gerade ausgefahren wurde, und, wenn die Platte eingefahren wird, diese bequem in die Vertiefung passt. Der Vorteil davon besteht darin, dass Objekte innerhalb der Frontstruktur vor dem Eindringen von Staub und Schmutz und anderen Objekten, die von der Fahrbahnoberfläche aufgewirbelt werden können, geschützt bleiben, ob die Platte nun eingefahren oder ausgefahren ist. Ebenso ist es weniger wahrscheinlich, dass, wenn die Platte in ihrer eingefahrenen Position ist, sodass beabsichtigt ist, dass diese nicht durch Schäden durch Randsteine, Schwellen zur Geschwindigkeitsbegrenzung etc. gefährdet ist, ein beliebiges externes Objekt, welches trotzdem auf die eingefahrene Platte/Frontstruktur aufprallt, die Platte beschädigt, weil die Platte von der Innenoberfläche der Vertiefung gestützt wird.
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Der ausfahrbare Frontspoiler und zumindest die angrenzenden Abschnitte der Frontstruktur können einstückig gefertigt sein. Zum Beispiel kann die Frontstruktur wie z. B. eine Stoßstange und eine Frontspoilerplatte während der Fertigung anfänglich als ein „einstückiges“ Objekt ausgebildet werden, von welchem dann anschließend die Frontspoilerplatte entfernt werden kann. Der Vorteil hier liegt darin, dass die im Wesentlichen durchgehende Fläche – üblicherweise untere Fläche – der Frontstruktur leicht erzielt wird, wenn bei der anschließenden Verwendung die Frontspoilerplatte in ihrer „eingezogenen“ Position ist und mit der Oberfläche der Frontstruktur bündig liegt.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann konfiguriert sein, um in einer oder mehreren der ausgefahrenen Positionen den Luftstrom unterhalb des Fahrzeugs zu begrenzen. Die Frontstruktur kann einen oder mehrere ausfahrbare Frontspoiler umfassen. Solche weiteren Frontspoiler können in einer Längsrichtung des Fahrzeugs vom ausfahrbaren Frontspoiler nach hinten versetzt sein.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann konfiguriert sein, um in eine zweite ausgefahrene Position ausfahrbar zu sein, in welcher der Frontspoiler optimiert sein kann, um den Luftstrom unterhalb des Fahrzeugs zu begrenzen. In der zweiten ausgefahrenen Position kann der vordere Rand weiter hinten sein als in der ersten ausgefahrenen Position. Zum Beispiel kann die zweite Position zwischen der eingefahrenen Position und der ersten ausgefahrenen Position sein.
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Die Frontstruktur kann mit einem Bremssystem des Fahrzeugs wirkgekoppelt sein. Der ausfahrbare Frontspoiler kann in die erste ausgefahrene Position ausgefahren werden, wenn Bremsen des Fahrzeugs betätigt werden. Das Bremssystem des Fahrzeugs kann konfiguriert sein, um automatisch, z. B. ohne Fahrereinwirkung, ein Bremsereignis zu initiieren, um ein Kollisionsereignis zu verhindern. Der ausfahrbare Frontspoiler kann in die erste ausgefahrene Position ausgefahren werden, wenn Bremsen des Fahrzeugs automatisch betätigt werden.
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Die besten Wirkungen eines Frontspoilers können sich ergeben, wenn der untere Rand eines Frontspoilers nahe der Oberfläche einer Fahrbahn ist. Ein Frontspoiler, der eine feste Position hat, wobei ein unterer Rand nahe der Fahrbahnoberfläche ist, ist dann jedoch für Aufprallschäden durch zum Beispiel Randsteine am Fahrbahnrand oder Hindernisse zur Geschwindigkeitsbegrenzung gefährdet. Dementsprechend kann der ausfahrbare Frontspoiler standardmäßig die eingefahrene Position einnehmen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb einer ersten Schwelle ist. Zum Beispiel kann der Frontspoiler bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb einer bestimmten Schwelle, z. B. 10 km/h, eingezogen werden. Bei solch geringen Geschwindigkeiten kann er weniger wesentlich für den Fußgängerschutz sein, und es kann wahrscheinlicher sein, dass Schwellen zur Geschwindigkeitsbegrenzung etc. anzutreffen sind. Der Frontspoiler kann jedoch trotzdem in die erste ausgefahrene Position ausgefahren werden, wenn eine Kollision detektiert, vorausberechnet oder prognostiziert wird.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann in eine der ausgefahrenen Positionen ausgefahren werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die erste Schwelle übersteigt. Zum Beispiel kann der ausfahrbare Frontspoiler in die erste ausgefahrene Position ausgefahren werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die erste Schwelle übersteigt. Der ausfahrbare Frontspoiler kann, z. B. standardmäßig, in die zweite ausgefahrene Position ausgefahren werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine zweite Schwelle übersteigt. Die zweite Schwelle kann gleich oder höher als die erste Schwelle sein. Der Frontspoiler kann trotzdem in die erste ausgefahrene Position ausgefahren werden, wenn eine Kollision detektiert, vorausberechnet oder prognostiziert wird.
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Das Ausfahren des Frontspoilers, während das Fahrzeug mit einer oder über einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, erlaubt eine größere Bodenfreiheit als in einer Niedriggeschwindigkeitsumgebung, in der zum Beispiel Hindernisse zur Geschwindigkeitsbegrenzung vorhanden sein können, wobei das Ausfahren des Frontspoilers bei höheren Geschwindigkeiten mit der Fahrt auf Fahrbahnen mit höheren Tempolimits, wie z. B. Autobahnen, in Zusammenhang steht, wo solche Hindernisse normalerweise nicht vorhanden sind. Ferner werden Fachleute erkennen, dass die Aerodynamikverbesserung, welche von einem Frontspoiler bewirkt wird, tendenziell bei höheren Geschwindigkeiten verhältnismäßig größer ist.
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Der ausfahrbare Frontspoiler kann in die eingefahrene Position eingezogen werden, wenn ein Untergrund-Abfühlsystem feststellt, dass eine größere Bodenfreiheit aufgrund von Wellen im Untergrund, über welche das Fahrzeug fährt oder voraussichtlich fährt, wünschenswert ist.
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Eine Frontstruktur des Fahrzeugs ist ein beliebiger Teil eines Fahrzeugs, welcher im vorderen Abschnitt eines solchen Fahrzeugs angeordnet ist oder zumindest teilweise angeordnet ist. Dies kann beispielsweise eine Stoßstange, ein Kühlergrill, eine Motorhaube (Kühlerhaube), ein Flügelteil (Kotflügel oder Schmutz-Schutzblech), eine Verkleidung, ein Frontspoiler oder ein beliebiger anderer Teil des vorderen Fahrzeugabschnittes sein. Dementsprechend kann die Frontstruktur des Fahrzeugs eine Stoßstangenkomponente umfassen, und der ausfahrbare Abschnitt kann den ausfahrbaren Frontspoiler umfassen. Es kann sein, dass der ausfahrbare Frontspoiler, welcher den ausfahrbaren Abschnitt umfasst, den gesamten, oder nahezu gesamten, anfänglich außen sichtbaren Abschnitt einer Stoßstange umfasst, mit einer Stoßstangenhalterung und/oder Substrukturen, welche den Rest der Frontstruktur umfassen.
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Ein Fahrzeug kann die oben erwähnte Frontstruktur umfassen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um deutlicher zu zeigen, wie diese umgesetzt werden kann, wird nun beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
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die 1a und 1b schematische Seitenansichten der Front eines motorisierten Fahrzeugs gemäß einer ersten Anordnung der vorliegenden Offenbarung in eingefahrener beziehungsweise ausgefahrener Position zeigen;
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die 2a und 2b schematische Seitenansichten der Front eines motorisierten Fahrzeugs gemäß einer zweiten Anordnung der vorliegenden Offenbarung in eingefahrener beziehungsweise ausgefahrener Position zeigen;
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die 3a und 3b schematische Seitenansichten der Front eines motorisierten Fahrzeugs gemäß einer dritten Anordnung der vorliegenden Offenbarung in eingefahrener beziehungsweise ausgefahrener Position zeigen; und
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die 4a und 4b schematische Seitenansichten der Front eines motorisierten Fahrzeugs gemäß einer vierten Anordnung der vorliegenden Offenbarung in eingefahrener beziehungsweise ausgefahrener Position zeigen.
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Detailbeschreibung
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Unter Bezugnahme auf 1a und 1b umfasst eine Frontstruktur 100 für ein motorisiertes Fahrzeug gemäß einer ersten Anordnung der vorliegenden Offenbarung einen ausfahrbaren Frontspoiler 110. Der ausfahrbare Frontspoiler 110 ist von einer eingefahrenen Position, wie in 1a dargestellt, in eine ausgefahrene Position, wie in 1b dargestellt, bewegbar. Der ausfahrbare Frontspoiler 110 umfasst ein Ende 112, welches einen ersten Rand 112a umfasst, welcher, wenn er in der ausgefahrenen Position ist, den untersten Punkt der Frontstruktur 100 bildet. Das Ende 112 umfasst auch einen zweiten Rand 112b, welcher einen Punkt der Frontstruktur 100 bildet, der zumindest so weit vorne ist wie jeglicher andere Teil der Frontstruktur in derselben vertikalen Ebene. Wie dargestellt können der erste und der zweite Rand 112a, 112b voneinander beabstandet sein, aber in einer alternativen Anordnung können sie deckungsgleich sein. Die vertikale Ebene kann der Schnittansicht entsprechen, die in den Figuren dargestellt ist, welche, wie zu erkennen ist, eine Längsrichtung des Fahrzeugs umfasst.
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Wie in 1a und 1b dargestellt, kann der ausfahrbare Frontspoiler 110 z. B. geradlinig relativ zu einer Stützstruktur 120, welche einen Teil der Frontstruktur 100 bildet, gleiten. Zum Beispiel kann der ausfahrbare Frontspoiler 110 in einer oder mehreren Nuten oder Schlitzen innerhalb der Stützstruktur 120 bereitgestellt sein, um dadurch zu erlauben, dass der ausfahrbare Frontspoiler zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position gleitet. In der konkreten Anordnung, die in 1a und 1b gezeigt wird, gleitet der ausfahrbare Frontspoiler sowohl in eine Vorwärts- als auch in eine Abwärtsrichtung, während er sich von der eingefahrenen in die ausgefahrene Position bewegt. Dementsprechend können die Nuten oder Schlitze in der Stützstruktur 120 relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt sein.
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Der ausfahrbare Frontspoiler 110 kann einen ersten Abschnitt 110a umfassen, der relativ zur horizontalen Ebene geneigt ist. Der erste Abschnitt 110a kann in den Nuten oder Schlitzen der Stützstruktur 120 gleiten. Der ausfahrbare Frontspoiler 110 kann einen zweiten Abschnitt 110b umfassen, welcher mit dem ersten Abschnitt 110a verbunden ist. Wie dargestellt, kann der zweite Abschnitt 110b im Wesentlichen vertikal sein, obwohl er in jedem anderen Winkel, z. B. im Wesentlichen horizontal, angeordnet sein kann. Das Ende 112 kann am Ende des zweiten Abschnitts 110b bereitgestellt sein. Die Stützstruktur 120 kann eine Vertiefung 122 aufweisen, die konfiguriert ist, um den zweiten Abschnitt 110b des ausfahrbaren Frontspoilers 110 aufzunehmen, wenn er in der eingefahrenen Position ist. Dementsprechend kann der ausfahrbare Frontspoiler 110 im Wesentlichen bündig mit der umgebenden Stützstruktur 120 sein, wenn er in der eingefahrenen Position ist. Der zweite Abschnitt 110b kann weggelassen werden, und das Ende 112 kann auf dem ersten Abschnitt 110a bereitgestellt sein.
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Ein Aktuator (nicht gezeigt) kann bereitgestellt sein, um den ausfahrbaren Frontspoiler 110 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu bewegen. Der Aktuator kann in Form eines Linearaktuators, wie z. B. eines pneumatischen oder hydraulischen Stößels, oder eines beliebigen anderen Aktuators wie z. B. einer Motor- und Getriebeanordnung sein.
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Unter Bezugnahme auf 2a und 2b wird eine Frontstruktur 200 gemäß einer zweiten Anordnung der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Frontstruktur 200 umfasst einen ausfahrbaren Frontspoiler 210, welcher von einer eingefahrenen Position, die in 2a dargestellt ist, in eine ausgefahrene Position, die in 2b dargestellt ist, gleitet. Die zweite Anordnung ist somit ähnlich wie die erste, oben beschriebene Anordnung. Insbesondere kann der ausfahrbare Frontspoiler 210 der zweiten Anordnung sowohl in eine Vorwärts- als auch Abwärtsrichtung gleiten, während er sich von der eingefahrenen in die ausgefahrene Position bewegt.
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Ein erster Rand 212a des ausfahrbaren Frontspoilers 210 bildet den untersten Punkt der Frontstruktur 200, wenn er ausgefahren ist. Ein zweiter Rand 212b des ausfahrbaren Frontspoilers 210 bildet ebenfalls einen Punkt, der zumindest so weit vorne ist wie jeglicher andere Teil der Frontstruktur 200 in derselben vertikalen Ebene.
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Der erste und der zweite Rand 212a, 212b können voneinander beabstandet sein, oder sie können deckungsgleich sein.
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Der ausfahrbare Frontspoiler 210 umfasst einen ersten und einen zweiten Gleitabschnitt 210a, 210b. Der zweite Gleitabschnitt 210b ist vom ersten Gleitabschnitt 210a in der Längsrichtung nach hinten versetzt. Sowohl der erste als auch der zweite Gleitabschnitt 210a, 210b sind relativ zur horizontalen Ebene geneigt. Der erste und der zweite Gleitabschnitt 210a, 210b können relativ zur horizontalen Ebene um denselben Winkel geneigt sein. Der erste und der zweite Gleitabschnitt 210a, 210b gleiten relativ zu einer Stützstruktur 220, welche Nuten oder Schlitze umfassen kann, um den ersten und den zweiten Gleitabschnitt 210a, 210b aufzunehmen.
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Der erste und der zweite Gleitabschnitt 210a, 210b können mit einem Verbindungsabschnitt 210c miteinander verbunden sein. Der Verbindungsabschnitt 210c kann den ersten Rand 212a bilden. Der zweite Rand 212b kann an der Grenzfläche zwischen dem ersten Gleitabschnitt 210a und dem Verbindungsabschnitt 210c ausgebildet sein. Alternativ dazu können der erste und der zweite Rand 212a, 212b an einer Stelle bereitgestellt sein, die sich über die Stelle hinaus erstreckt, wo der erste Gleitabschnitt 210a und der Verbindungsabschnitt 210c aufeinandertreffen.
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Wie bei der ersten Anordnung kann ein Aktuator (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, um den ausfahrbaren Frontspoiler 210 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu bewegen. Der Aktuator kann eine beliebige Art von Aktuator, z. B. die oben beschriebenen, umfassen, der dazu fähig ist, den ausfahrbaren Frontspoiler zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position gleiten zu lassen.
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Unter Bezugnahme auf 3a und 3b wird eine Frontstruktur 300 gemäß einer dritten Anordnung der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Frontstruktur 300 umfasst einen ausfahrbaren Frontspoiler 310, welcher konfiguriert ist, um sich von einer eingefahrenen Position, wie in 3a dargestellt, in eine ausgefahrene Position, wie in 3b dargestellt, zu bewegen. Der ausfahrbare Frontspoiler 310 umfasst ein bewegliches Element 314, das sich zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position bewegt. Ein biegsames Element 316, das in Form einer Membran sein kann, kann sich rund um das bewegliche Element 314 erstrecken. Wenn sich das bewegliche Element 314 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position bewegt, kann sich das biegsame Element 316 ausdehnen oder entfalten. Das biegsame Element 316 kann mit einer Stützstruktur 320 der Frontstruktur 300 gekoppelt sein.
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Das bewegliche Element 314 kann in Form einer Rolle sein, um welche das biegsame Element 316 zumindest teilweise gewickelt ist. Das biegsame Element 316 kann mit einer oder mehreren zusätzlichen Rollen 318 gekoppelt sein, die auf der Stützstruktur 320 bereitgestellt sind. Das biegsame Element 316 kann sich von den Rollen 318 abwickeln oder ausdehnen.
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Wie oben erwähnt, kann sich das bewegliche Element 314 in eine Vorwärts- und Abwärtsbewegung bewegen, wenn es ausgefahren wird. Obwohl er nicht gezeigt wird, kann ein Aktuator wie die oben beschriebenen bereitgestellt sein, um das bewegliche Element 314 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu bewegen. Ein weiterer Mechanismus kann zwischen dem beweglichen Element 314 und dem Aktuator bereitgestellt sein.
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Das bewegliche Element 314 und der angrenzende Abschnitt des biegsamen Elements 316 können zusammen einen ersten Rand 312a, welcher der unterste Punkt der Frontstruktur in der ausgefahrenen Position ist, und einen zweiten Rand 312b bilden, der zumindest so weit vorne wie jeglicher andere Teil der Frontstruktur in derselben vertikalen Ebene ist, wenn diese ausgefahren ist.
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Unter Bezugnahme auf 4a und 4b umfasst eine Frontstruktur 400 gemäß einer vierten Anordnung der vorliegenden Offenbarung einen ausfahrbaren Frontspoiler 410. Der ausfahrbare Frontspoiler 410 bewegt sich von einer eingefahrenen Position, wie in 4a dargestellt, in eine ausgefahrene Position, wie in 4b dargestellt. In der ausgefahrenen Position umfasst der ausfahrbare Frontspoiler 410 ein Ende 412, welches einen ersten Rand 412a umfasst, welcher den untersten Punkt der Frontstruktur 400 bildet. Das Ende 412 umfasst auch einen zweiten Rand 412b der Frontstruktur 400, welcher zumindest so weit vorne ist wie jeglicher andere Teil der Frontstruktur 400 in derselben vertikalen Ebene, wenn diese ausgefahren ist. Der erste und der zweite Rand 412a, 412b können voneinander beabstandet sein, oder sie können deckungsgleich sein.
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Der ausfahrbare Frontspoiler 410 kann sich zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position drehen. In der konkreten, gezeigten Anordnung kann sich der ausfahrbare Frontspoiler 410 um einen Drehpunkt 424 drehen, der auf einer Stützstruktur 420 der Frontstruktur 400 bereitgestellt ist. In alternativen Anordnungen kann sich der ausfahrbare Frontspoiler 410 nicht um einen festen Drehpunkt wie den in 4a und 4b gezeigten drehen; zum Beispiel kann der ausfahrbare Frontspoiler mittels eines Kurbelmechanismus aus vier Stäben mit der Stützstruktur verbunden sein.
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In der konkreten, gezeigten Anordnung kann der Drehpunkt 424 in Richtung des vordersten Teils der Frontstruktur 400 bereitgestellt sein.
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Der ausfahrbare Frontspoiler 410 kann einen ersten und einen zweiten Abschnitt 410a, 410b umfassen. Der erste Abschnitt 410a kann mit dem Drehpunkt 424 gekoppelt sein. In der ausgefahrenen Position kann sich der erste Abschnitt 410a in eine Richtung mit einer Vorwärtskomponente erstrecken. In der konkreten, gezeigten Anordnung erstreckt sich der erste Abschnitt 410a in der ausgefahrenen Position auch in eine Abwärtsrichtung. Der zweite Abschnitt 410b ist mit dem ersten Abschnitt 410a gekoppelt. In der konkreten, gezeigten Anordnung kann der zweite Abschnitt 410b in der ausgefahrenen Position im Wesentlichen vertikal sein. Die Ränder 412a, 412b können an einem Ende des zweiten Abschnitts 410b bereitgestellt sein, das am weitesten von dem ersten Abschnitt 410a entfernt ist, obwohl der zweite Rand 412b an der Stelle bereitgestellt sein kann, an welcher der erste und der zweite Abschnitt 410a, 410b aufeinandertreffen.
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Die Stützstruktur 420 kann eine Vertiefung 422 umfassen. Die Vertiefung 422 kann den ausfahrbaren Frontspoiler 410 in der eingefahrenen Position aufnehmen, sodass der einfahrbare Frontspoiler im Wesentlichen mit der umgebenden Stützstruktur 420 bündig ist.
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Wie oben erwähnt, kann ein Aktuator (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, um den ausfahrbaren Frontspoiler zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu bewegen. Der Aktuator kann von einer beliebigen Art sein, z. B. den oben beschriebenen, welche dazu fähig ist, den ausfahrbaren Frontspoiler zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu bewegen.
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Bei beliebigen der oben erwähnten Anordnungen können die zweiten Ränder 112b, 212b, 312b, 412b so positioniert sein, dass sie unterhalb des Knies eines Fußgängers sind. Insbesondere kann der Rand auf einer Höhe oberhalb des Bodens sein, die geringer ist als eine Kniegelenkshöhe des Hybrid-III-Dummys für ein sechsjähriges Kind (d. h. 12,4‘‘ oder 31,5 cm vom Boden), des weiblichen Hybrid-III-Crashtest-Dummys für die 5. Perzentile (d. h. 16‘‘ oder 40,64 cm vom Boden), oder eine beliebige andere Kniegelenkshöhe, die von der US National Highway Traffic Safety Administration definiert und in den US Federal Motor Vehicle Safety Standards dargelegt ist. Indem der zweite Rand auf oder unterhalb einer solchen Höhe bereitgestellt wird, wird die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass das Bein eines Fußgängers unter die Frontstruktur gezogen wird. Vielmehr ist es im Falle einer Kollision wahrscheinlicher, dass der Fußgänger auf die Motorhaube des Fahrzeugs geschleudert wird, wo andere Sicherheitsmaßnahmen die Verletzungen reduzieren können, die vom Fußgänger erlitten werden.
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Ferner kann, in jeder der oben beschriebenen Anordnungen, der ausfahrbare Frontspoiler 110, 210, 310, 410 aerodynamische Auftriebseffekte reduzieren, wenn er in der ausgefahrenen Position ist, indem er den Luftstrom unterhalb des Fahrzeugs reduziert. Dementsprechend kann der ausfahrbare Frontspoiler ausgefahren werden, wenn das Fahrzeug eine Schwellengeschwindigkeit übersteigt, bei der solche aerodynamischen Effekte signifikant werden. Wenn der ausfahrbare Frontspoiler den Luftstrom unterhalb des Fahrzeugs begrenzen soll, kann der ausfahrbare Frontspoiler in die vollständig ausgefahrene Position oder eine Zwischenposition ausgefahren werden, in welcher z. B. der Rand 112b, 212b, 312b, 412b nicht so weit vorne wie die dargestellten Ränder ist.
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Es kann eine Steuereinheit (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, welche konfiguriert ist, um das Ausfahren des ausfahrbaren Frontspoilers 110, 210, 310, 410 zu steuern. Die Steuerung kann ein Signal an den Aktuator senden, um den ausfahrbaren Frontspoiler auszufahren oder einzuziehen.
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Die Steuereinheit kann mit einem Bremssystem des Fahrzeugs wirkgekoppelt sein. Die Steuereinheit kann dem Aktuator befehlen, den ausfahrbaren Frontspoiler auszufahren, wenn Bremsen des Fahrzeugs betätigt werden. Das Bremssystem des Fahrzeugs kann konfiguriert sein, um ein Bremsereignis automatisch, z. B. ohne Fahrereinwirkung, zu initiieren, um ein Kollisionsereignis zu verhindern.
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Falls ein Kollisionsereignis mit einem Fußgänger detektiert, vorausberechnet oder prognostiziert wird, wird der ausfahrbare Frontspoiler 110, 210, 310, 410 in die ausgefahrene Position ausgefahren. Zum Beispiel kann die Steuereinheit mit einem Kollisionsdetektionssystem (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Das Kollisionsdetektionssystem kann detektieren, ob eine Kollision, z. B. mit einem Fußgänger, stattfindet. Die Steuereinheit kann dann den ausfahrbaren Frontspoiler ausfahren.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinheit mit einem Kollisionsprognosesystem (nicht gezeigt) wirkgekoppelt sein. Das Kollisionsprognosesystem kann feststellen, ob eine Kollision, z. B. mit einem Fußgänger, zu der/an dem bestimmten Zeit oder Ort wahrscheinlicher ist. Falls berechnet wird, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision höher als ein Schwellenwert ist, kann die Steuereinheit dann dem Aktuator befehlen, den Frontspoiler als Vorsichtsmaßnahme auszufahren. Zum Beispiel kann der Frontspoiler ausgefahren werden, wenn das Fahrzeug in einem städtischen Gebiet ist oder sich einer Schule nähert und/oder zu bestimmten Zeiten.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinheit mit einem Kollisionsvorausberechnungssystem (nicht dargestellt) wirkgekoppelt sein. Das Kollisionsvorausberechnungssystem kann vorausberechnen, ob eine Kollision, z. B. mit einem Fußgänger, in Kürze stattfindet. Falls das Kollisionsvorausberechnungssystem feststellt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine Kollision stattfindet, über einer bestimmten Schwelle ist, kann die Steuereinheit ein Signal an den Aktuator senden, um den Frontspoiler auszufahren.
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Die Steuereinheit kann dem Aktuator befehlen, den ausfahrbaren Frontspoiler einzuziehen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb einer bestimmten Schwelle ist. Bei geringen Geschwindigkeiten kann es wahrscheinlicher sein, dass das Fahrzeug Wellen im Untergrund begegnet, welche eine größere Bodenfreiheit erfordern. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuerung mit einem Untergrund-Abfühlsystem wirkgekoppelt sein, welches den Untergrund überwacht, über den das Fahrzeug fährt oder in Kürze fahren wird. Falls das Untergrund-Abfühlsystem feststellt, dass eine größere Bodenfreiheit aufgrund von Wellen im Untergrund wünschenswert ist, kann die Steuereinheit dem Aktuator befehlen, den ausfahrbaren Frontspoiler in die eingefahrene Position einzuziehen.
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Die Steuereinheit kann den ausfahrbaren Frontspoiler automatisch in die ausgefahrene Position ausfahren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine erste Schwelle übersteigt. Die Steuereinheit kann ferner konfiguriert sein, um den ausfahrbaren Frontspoiler in die oben erwähnte Zwischenposition auszufahren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine zweite Schwelle übersteigt, die höher als die erste Schwelle ist. Die Zwischenposition des ausfahrbaren Frontspoilers kann für aerodynamische Vorteile bei höheren Geschwindigkeiten optimiert sein und kann daher bei Geschwindigkeiten, welche die zweite Schwelle übersteigen, besser geeignet sein. Obwohl Fußgängerkollisionen bei höheren Geschwindigkeiten weniger wahrscheinlich sind, z. B. auf Autobahnen, kann die Steuerung trotzdem den ausfahrbaren Frontspoiler in die ausgefahrene Position ausfahren, falls ein Kollisionsereignis detektiert, vorausberechnet oder prognostiziert wird.
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Die oben erwähnten ausfahrbaren Frontspoiler 110, 210, 310, 410 und die umgebende Stützstruktur 120, 220, 320, 420 können einstückig gefertigt sein. Während der Fertigung kann der Frontspoiler oder zumindest ein Abschnitt des Frontspoilers von der Stützstruktur getrennt werden, sodass der Frontspoiler relativ zur Stützstruktur beweglich sein kann. Vorteilhafterweise kann der ausfahrbare Frontspoiler dann den Umrissen der umgebenden Struktur angepasst sein, wenn er in der eingefahrenen Position ist, und der Frontspoiler kann mit der umgebenden Struktur bündig sein.
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Fachleute werden erkennen, dass, obwohl die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf ein oder mehrere Beispiele beschrieben wurde, diese nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist und alternative Beispiele zusammengestellt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der von den beiliegenden Patentansprüchen definiert wird.
