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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Haubensysteme von Kraftfahrzeugen. Genauer gesagt, betreffen Aspekte dieser Offenbarung Aufprallsensoranordnungen zum Ansteuern der Motorhauben-Hubstellglieder eines Aktivhaubensystems.
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HINTERGRUND
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Kraftfahrzeuge aus aktueller Produktion wie die modernen Fahrzeuge sind vom Werk aus mit Abdeckungen ausgestattet, die beweglich an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind zum Bereitstellen von Zugang zu den einzelnen Fahrzeugräumen. Ein herkömmlicher Kofferraum ist beispielsweise ein großes Staufach, das am Heck des Fahrzeugs angeordnet ist und von einer Heckklappe, die gelenkig hinter dem Fahrgastraum angebracht ist. Fahrerseiten- und Beifahrerseiten-Fahrzeugtüren können andererseits geöffnet und geschlossen werden, um Benutzern Zugang zum Ein- und Aussteigen aus dem Fahrgastraum zu gewähren. Im Gegensatz dazu erstreckt sich die Haube (oder „Motorhaube“ in einigen Ländern) über und überdeckt den Motorraum zum Verhindern von Diebstahl und Beschädigung der Motorkomponenten. An Personenfahrzeugen ist die Motorhaube typischerweise gelenkig an einem vorderen Querträger unterhalb der Instrumententafel oder an den seitlichen Motorraumschienen des Rohbaus (BIW) und fest mit einem Vorderfrontquerträger über eine lösbare Verriegelungsvorrichtung verbunden.
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Motorhauben sind aus gestanzten Blechen konstruiert, die wesentliche gesamte Festigkeit und Steifigkeit mit einer glatten lackierfähigen Außenfläche kombinieren. Haubensteifigkeit wird oft über die Kombination einer (äußeren) Verkleidungsplatte aus gepresstem Metall mit relativ hoher Festigkeit - häufig als „A-Oberfläche“ bezeichnet - gekoppelt mit einer vorgeformten inneren Verstärkungstafel - häufig als „B-Oberfläche“ bezeichnet - erreicht, unterstützt durch eine Reihe von motorseitigen Hutabschnittversteifungen. Die Hutabschnittversteifungen sind typischerweise zwischen den inneren und äußeren Blechen der Motorhaube untergebracht und beinhalten ein Paar von oberer Flanschen, die der A-Oberfläche zugewandt sind sowie einen einzigen unteren Flansch, der der B-Oberfläche zugewandt ist, wobei die oberen und unteren Flansche miteinander durch ein Stegteil verbunden sind. Dieser herkömmliche Haubenaufbau erhöht die Biegesteifigkeit der Motorhaube durch Anordnen von relativ steifem Material, üblicherweise gestanztes Aluminium oder Stahl, weg von der neutralen Biegeachse der Haube.
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In bestimmten Fahrzeugaufprall-Problemstellungen kann ein Objekt eine nach unten gerichtete Kraft auf die Haube ausüben; Motorhauben sind üblicherweise zur Verformung ausgelegt, wenn eine abwärts gerichtete Kraft darauf ausgeübt wird. Jedoch können die Verformbarkeit der Haube und entsprechend die Fähigkeit der Haube, Energie zu absorbieren, durch die Nähe der Haube zu fest montierten Komponenten im Motorraum des Fahrzeugs vermindert werden. Als Beispiel kann die Fähigkeit der Haube zur Absorption von Energie durch Verformung wesentlich vermindert werden, wo die Haube und der Block nahe beieinander liegen. Jedoch kann minimaler Abstand zwischen der Haube und den Motorraumkomponenten erhebliche Vorteile wie verbesserte Sicht für den Fahrer, erhöhte Aerodynamik und gewünschtes ästhetisches Erscheinungsbild bereitstellen. Im Gegensatz dazu kann zusätzlicher Spielraum zwischen der Fahrzeughaube und dem Motorraum die Fähigkeit der Haube, Energie aufzunehmen, bei Einwirken einer abwärtsgerichteten Kraft erhöhen.
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Zur Aufrechterhaltung einer niedrigen Haubenlinie während des Fahrzeugbetriebs und zum Erreichen einer noch größeren Entfernung zwischen der Haube und dem Motorrauminhalt bei einem Aufprall sind viele Fahrzeuge mit einem Aktivhaubensystem (umgangssprachlich bezeichnet als „Aufklapphaube“) ausgestattet, das zum Ändern der Ausrichtung und/oder Lage der Haube bezogen auf den Motor vor der Verformung der Haube ausgestattet ist. Als aktives Fahrzeugsystem wird die Motorhaube in Reaktion auf ein Aufprallereignis automatisch gekippt, angehoben oder anderweitig durch federbelastete oder pyrotechnische Stellglieder vom Motor weg verschoben. Diese Stellglieder werden aktiviert durch eine Aufprallerkennungs-Sensoranordnung, die am vorderen Ende des Fahrzeugs untergebracht ist, üblicherweise zwischen der äußeren Stoßfängerverkleidung und dem inneren Stoßfängerquerträger. Die Aufprallerkennungs-Sensoranordnung kann ein Paar von Drucksensoren beinhalten mit gegenüberliegenden Enden eines Luftrohres, das hinter einem stauchbaren Schaumblock untergebracht ist. Die Drucksensoren geben ein Auslösesignal aus, wenn der Luftschlauch durch eine Quetschkraft des Schaumblocks durch die Stoßfängerverkleidung bei einem Aufprall komprimiert wird. Die Sensorsignale können verschiedene Arten von Aufprallinformationen wie Aufprallart, Aufprallwinkel und Schwere eines Aufpralls an ein fahrzeugeigenes elektronisches Steuergerät (ECU) bereitstellen. Anhand dieser Informationen kann das ECU gespeicherte Aufprallalgorithmen verwenden, um zu bestimmen, ob das Aufprallereignis Schwellenkriterien zum Entfalten erreicht; wenn ja, löst das ECU in Reaktion Zündkreise zum Aktivieren der Stellglieder und damit Aufstellen der Motorhaube aus.
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DE 10 2014 214 595 A1 offenbart ein Kraftfahrzeugteil mit einem Aufprallsensor, der einen bei einem Aufprall elastisch deformierbaren Schlauch mit einem Hohlraum und einen Drucksensor zur Erfassung der Druckänderung in dem Hohlraum des Schlauchs umfasst. Der Schlauch ist in einer Nut eines Dämpfungskörpers untergebracht. In der Öffnung der Nut ist ein Stempel vorgesehen, der sich bei einem Auftreten einer Aufprallkraft verschiebt und auf den Schlauch drückt. Weiterer Stand der Technik ist aus
DE 10 2015 210 191 A1 und WO 2013 / 131 629 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Aufprallsensoranordnung bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine Aufprallsensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Es sind Aufprallsensoranordnungen für Aktivhaubensysteme von Kraftfahrzeugen, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Verwendung derartiger Aufprallsensoranordnungen und Kraftfahrzeuge mit einem Aktivhaubensystem mit einer Gleitblock-Aufprallsensoranordnung offengelegt. Als Beispiel und nicht als Einschränkung wird eine neuartige vordere Stoßfänger-Aufprallsensoranordnung für ein Aktivhaubensystem offengelegt. Hierfür umschließt ein Paar von hochdichten energieabsorbierenden Schaumblöcken ein komprimierbares Erfassungsrohr, das in der Art eines Luftrohrs sein kann, ein Faser-optisches Rohr, ein Aktivmaterialrohr usw. An einem oder beiden gegenüberliegenden Enden des Erfassungsrohrs ist/sind Sensoren angeordnet, der/die betreibbar ist/sind zum Erfassen einer physikalischen, chemischen oder biologischen Änderung am Erfassungsrohr. Mit dieser Anordnung wird das Erfassungsrohr durch Verschieben anstatt durch Komprimieren der Schaumblöcke in Reaktion auf Aufprallkräfte verformt, die über die Stoßfängerverkleidungsfunktion auf einen oder beide Blöcke übertragen werden. Die Schaumblöcke sind durch eine Schwalbenschwanzverbindung aneinander befestigt, was ein Gleiten beim Verschieben der Schaumblöcke ermöglicht. Die Form, Größe, Dichte und/oder relative Positionierung der Blöcke kann selektiv modifiziert werden, beispielsweise zum Erfüllen von unterschiedlichen Designparametern von unterschiedlichen Anwendungszwecken des Aktivhaubensystems.
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Zusätzliche Vorteile für mindestens eins der offenbarten Konzepte beinhalten die Fähigkeit zum Verwenden von hochdichtem Schaum für vordere Stoßfängererfassungsanwendungen, was zum Ausgleichen von Aktivhauben-Erfassungsleistung und langsamen Stoßfängeraufprall-Belastungsfällen beiträgt. Als nicht einschränkendes Beispiel hilft der gleitende hochdichte Schaum, ein exaktes Stellgliedschalten durch Vermindern von Beginnverzögerungen, die bei stauchbarem Schaum vorkommen, sicherzustellen bei gleichzeitigem Minimieren von falschen Positiven und Eliminieren der Notwendigkeit, die durch ein Aufprallereignis bei niedriger Geschwindigkeit zerborstenen niedrigdichten Schaumblöcke zu ersetzen. Zusätzlich können offenbarte Aufprallsensoranordnungen ohne Weiteres durch verschiedene Formen, Größen und Dichten zum Erreichen eines weiten Bereichs von Leistungszielen, beispielsweise für unterschiedliche Fahrzeugtypen, unterschiedliche Platzbeschränkungen oder unterschiedliche Aufprallleistungsstandards modifiziert werden. Das Packen von Erfassungsrohr wird vereinfacht, da das Rohr zwischen den gleitenden Schaumblöcken umschlossen werden kann und damit die Notwendigkeit zum Herstellen eines Rohrschlitzes in einem oder beiden Blöcken entfällt. Das Anordnen der Aufprallsensoranordnung ist auch vereinfacht durch das Vermeiden der Notwendigkeit für eine Rückplatte, Haftmittel oder Befestigungsvorrichtungen (z. B. Klammern, Befestigungen, Clips usw.) zum Befestigen des Erfassungsrohrs an den Blöcken.
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen vordere Stoßfänger-Aufprallsensor-Konfigurationen für Aktivhaubensysteme. Es wird beispielsweise eine Aufprallsensoranordnung für ein Aktivhaubensystem eines Kraftfahrzeugs offenbart. Das Kraftfahrzeug beinhaltet einen vorderen Stoßfänger und eine Haube, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Das Aktivhaubensystem beinhaltet ein oder mehrere Stellglieder, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt und selektiv betätigbar sind zum Verschieben der Haube (z. B. in Aufwärtsrichtung vom Block weg). Die Aufprallsensoranordnung beinhaltet ein Erfassungsrohr und einen Sensor verbunden mit dem Erfassungsrohr. Der Sensor ist konfiguriert zum Erfassen einer charakteristischen Änderung des Erfassungsrohrs und in Reaktion darauf zum Ausgeben eines Signals zum Ansteuern des Stellglieds. Ein erster und ein zweiter Block, von denen jeder aus einem hochdichten Material gebildet ist, sind konfiguriert für das Anbringen an der Fahrzeugkarosserie benachbart zum vorderen Stoßfänger. Die beiden Blöcke bilden zusammen einen inneren Kanal, in dem das Erfassungsrohr verschachtelt ist. Der erste und zweite Block sind beweglich so angebracht, dass Verschieben des ersten Blocks bezogen auf den zweiten Block die charakteristische Änderung des Erfassungsrohrs zum Ansteuern de(s)(r) Stellglieder auslöst.
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Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen Kraftfahrzeuge mit Aktivhaubensystemen. Ein „Kraftfahrzeug“ wie hier verwendet, kann jede relevante Plattform wie Personenfahrzeuge (Verbrennungsmotor (ICE), Hybrid, Elektro, Brennstoffzelle usw.), Nutzfahrzeuge, Industriefahrzeuge, Geländefahrzeuge (ATV) usw. beinhalten. In einem Beispiel wird ein Kraftfahrzeug offenbart, das eine Fahrzeugkarosserie mit einem Motorraum beinhaltet, der einen Motor und einen energieabsorbierenden Stoßfängerquerträger trägt, der sich vor dem Motorraum sich quer über die Vorderseite des Fahrzeugs erstreckt. Eine Motorhaube, schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie angebracht, deckt den Motorraum ab. In der gleichen Weise deckt eine Stoßfängerverkleidung, die ebenfalls an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, den Stoßfängerquerträger ab und verdeckt ihn zugleich.
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Das Fahrzeug dieses Beispiels beinhaltet auch ein Aktivhaubensystem mit einem oder mehreren pyrotechnischen Stellgliedern, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt und selektiv betätigbar zum Anheben oder anderweitigen Verschieben der Haube weg von dem Motorraum sind. Das Aktivhaubensystem beinhaltet auch ein mit komprimierbarem Fluid gefülltes Erfassungsrohr und ein Paar von Drucksensoren jeweils mit einem entsprechenden gegenüberliegenden Ende des Erfassungsrohrs verbunden. Die Drucksensoren sind betreibbar zum Erfassen einer Fluiddruckänderung im Erfassungsrohr und zum Ausgeben eines Anzeigesignals an ein fahrzeugeigenes elektronisches Steuergerät (ECU) zum Auslösen de(s)(r) pyrotechnischen Stellglied(s)(er). Ein erster und zweiter Block aus hochdichtem Schaum/geformtem Polymer sind an der Fahrzeugkarosserie befestigt und zwischen der Stoßfängerverkleidung und dem Stoßfängerquerträger angeordnet. Diese Blöcke bilden zusammen einen inneren Kanal, in dem das Erfassungsrohr verschachtelt ist. Der erste Block ist über eine gleitende Schwalbenschwanzverbindung verschiebbar mit zweiten Schaumstoffblock gekoppelt, sodass geradlinige Rückwärtsverschiebung des ersten Blocks bezogen auf den zweiten Block das Erfassungsrohr zusammendrückt und dadurch die Fluiddruckänderung im Erfassungsrohr hervorruft.
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Ferner werden Verfahren zum Herstellen und Verfahren zum Verwenden Aufprallsensoranordnungen vorgestellt. Beispielsweise umfasst ein Verfahren zum Konstruieren einer Aufprallsensoranordnung für ein aktives Haubensystem eines Kraftfahrzeugs. Folgendes in beliebiger Reihenfolge und in beliebiger Kombination mit weniger oder zusätzlichen Schritten: Aufnehmen eines Erfassungsrohrs; Verbinden eines Sensors an das Erfassungsrohr, wobei der Sensor konfiguriert ist zum Erfassen der charakteristischen Änderung des Erfassungsrohrs und zum Ausgeben eines Signals in Reaktion darauf zum Auslösen eines Stellglieds des Aktivhaubensystems; und Verschachteln des Erfassungsrohres in einem inneren Kanal, der gemeinsam definiert ist zwischen einem ersten und einem zweiten Block, jeweils aus einem hochdichten Material gefertigt, wobei der erste und zweite Block konfiguriert sind zum Befestigen an der Kraftfahrzeugkarosserie benachbart dem vorderen Stoßfänger, worin der erste Block beweglich so am zweiten Block befestigt ist, dass eine Verschiebung des ersten Blocks bezogen auf den zweiten Block die charakteristische Änderung des Erfassungsrohrs einleitet. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich der innere Kanal längsseitig bezogen auf die ersten und zweiten Blöcke, sodass das Erfassungsrohr sandwichartig dazwischenliegt. Das Verfahren kann auch Formen des ersten Blocks aus einem ersten hochdichten Schaum und Formen des zweiten Blocks aus einem zweiten hochdichten Schaum, der verschieden vom ersten hochdichten Schaum ist.
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Die vorstehend beschriebene Zusammenfassung soll nicht jede Ausführungsform oder jeden Aspekt der vorliegenden Offenbarung repräsentieren. Vielmehr veranschaulicht die vorstehende Zusammenfassung lediglich einige der neuartigen Aspekte und Merkmale, wie hierin dargelegt. Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen und der Arten zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen leicht ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Veranschaulichung aus erhöhter perspektivischer Ansicht eines repräsentativen Kraftfahrzeugs mit einem Aktivhaubensystem entsprechend den Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist eine Veranschaulichung einer Seitenansicht der vorderen Stoßfängeranordnung des Kraftfahrzeugs aus 1, aufgenommen in einem Querschnitt entlang Linie 2-2 zum Darstellen eines Aufprallsensors nach Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine Veranschaulichung einer perspektivischen Ansicht der Aufprallsensoranordnung der 2.
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Für die vorliegende Offenbarung können verschiedene Modifikationen und alternative Formen zur Anwendung kommen und einige exemplarische Ausführungsformen werden hierin anhand der Zeichnungen in Form von Detailbeispielen dargestellt. Es versteht sich allerdings, dass die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung nicht auf die offenbarten besonderen Formen eingeschränkt sind. Vielmehr umfasst diese Offenbarung alle Modifikationen, Entsprechungen, Kombinationen, Teilkombinationen und Alternativen, die dem Offenbarungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung entsprechen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Diese Offenbarung eignet sich für eine Vielzahl von Ausführungsformen. Es werden in den Zeichnungen repräsentative Ausführungsformen der Offenbarung dargestellt und hierin im Detail beschrieben, wobei die vorliegende Offenbarung als eine Veranschaulichung der Prinzipien der Offenbarung zu und nicht als Einschränkung der mannigfaltigen Aspekte der Offenbarung bezogen auf dargestellten Ausführungsformen zu betrachten ist. Entsprechend sollten Elemente und Einschränkungen, die beispielsweise in den Abschnitten der Kurzdarstellung, der Zusammenfassung und der ausführlichen Beschreibung offenbart, aber nicht explizit in den Patentansprüchen aufgeführt sind, nicht per Schlussfolgerung, Rückschluss oder anderweitig einzeln oder insgesamt in die Patentansprüche integriert werden. Zu Zwecken der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich dementiert: beinhaltet die Singularform die Pluralform und umgekehrt; die Wörter „und“ und „oder“ sind beide verbindend und trennend; das Wort „alle“ bedeutet „alle und jegliche“; das Wort „jegliche“ bedeutet „alle und jegliche“; und die Wörter „einschließlich“ und „umfassend“ bedeuten „einschließlich ohne Einschränkung.“ Darüber hinaus können beispielsweise Wörter wie „etwa“, „fast“, „wesentlich“, „ungefähr“ und dergleichen, hierin im Sinne von „bei, nahe oder nahezu“, oder „innerhalb 3-5 % von“ oder „innerhalb akzeptabler Herstellungstoleranzen“ oder jegliche logische Kombination davon verwendet werden.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten beziehen wird in 1 eine Darstellung eines repräsentativen Automobils gezeigt, allgemein durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet und hier als viertüriges Coupe gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung abgebildet. An einem vorderen Abschnitt des Automobils 10, beispielsweise vor einem Fahrgastraum 14 und hinter einer vorderen Stoßfängerverkleidung 16 ist ein Aktivhaubensystem 12 mit einer verschiebbaren Haube 18 angebracht, die sich über einen vorderen Fahrzeugraum 20 erstreckt und ihn überdeckt. Das dargestellte Automobil 10 - hier auch kurz als „Kraftfahrzeug“ oder „Fahrzeug“ bezeichnet - ist lediglich eine exemplarische Anwendung, mit der die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung praktiziert werden können. In der gleichen Weise versteht sich die Implementierung der vorliegenden Konzepte in ein Aktivhaubensystem unter Verwenden von pyrotechnischen Stellgliedern und Flüssigkeitsdruck-basiertem Erfassen als exemplarisches Anwendungsbeispiel der hier offenbarten neuen Konzepte. Demgemäß versteht es sich, dass die neuen Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung in andere Typen von Aktivhaubensystemen integriert und für jede logisch relevante Art von Kraftfahrzeug verwendet werden können. Letztendlich sind die hierin abgebildeten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu und dienen lediglich Anleitungszwecken. Somit gelten die spezifischen und relativen Maße der Zeichnungen nicht als einschränkend.
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In 1 ist ein Beispiel einer Abdeckhaube 18 gezeigt, hier dargestellt als Motorhaube oder „Motorhaube“, die schwenkbar angelenkt ist entlang von seitlichen Rändern davon an linken und rechten Motorraumschienen 11 (nur die linke Schiene ist in 1 sichtbar; jedoch ist in gleicher Weise ein gespiegeltes Gegenstück auf der rechten (Fahrer) Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet). Die Haube 18 ist geschlossen entlang einer Vorderkante davon durch ein lösbares Haubenschloss (nicht dargestellt) befestigt, um sicherzustellen, dass die Haube 18 während des Fahrzeugbetriebs geschlossen bleibt. Ein Haubenschlosshandgriff oder eine Verriegelungstaste, die innerhalb der Fahrgastzelle 14 z. B. unterhalb der Lenksäule oder benachbart zum Fahrersitzrahmen angeordnet ist, wird aktiviert, um eine Zugkraft auf einen Haubenlöse-Seilzug auszuüben. Der belastete Haubenlöse-Seilzug, der ein Bowdenzug sein kann, aktiviert eine Feder-vorgespannte Haubenverriegelungsanordnung am distalen Ende der Motorhaubenanordnung 18 gegenüber der Scharnierhalterung. Dies ermöglicht das Bewegen der die Motorhaubenanordnung 18 in eine geöffnete Position, z. B. unter der Vorspannkraft eines oder mehrerer Luftzylinder. Es versteht sich, dass die Fahrzeughaube 18 andere Formen aufweisen kann wie „Flipfront“-Hauben und „geflügelte“-Hauben und kann alternative Montage- und Verschlussmechanismen verwenden. Im Motorraum 20 sind beliebige jetzt bekannte oder hiernach entwickelte Komponenten einer Antriebsmaschine zum Vorantreiben des Fahrzeugs 10 wie ein Verbrennungsmotor (ICE), Sicherungsblock, Batterie, Zündspule, Scheibenwaschflüssigkeitstank, Servolenkungs-Fluidreservoir, Generator usw. untergebracht. Alternativ kann in Kraftfahrzeugen mit Mittelmotor- oder Heckmotoranordnung das vordere Abteil 20 als als Fahrzeugkofferraum dienen.
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Zum Bereitstellen von zusätzlichem Abstand zwischen der Haube 18 und dem Inhalt des Motorraums 20 bei einem Aufprallereignis sind die vorderen und hinteren Aktivhauben-Hubstellglieder 22 und 24, jeweils benachbart dem vorderen sowie hinteren Rahmen der Haube 18, selektiv betätigbar zum schnellen Verschieben der Haube 18 (z. B. innerhalb ungefähr 15 bis 30 Millisekunden) auf eine erhöhte Position wie in 1 gezeigt. Es kann wünschenswert sein, in mindestens einigen Ausführungsformen, die Stellglieder 22, 24 in den vorderen Verriegelungsmechanismus und die hinteren Scharniere der Haube 18 jeweils zu integrieren. Auf diese Weise werden bei einem Aufprallereignis ausgewählte Teile der Scharniere und des Verriegelungsmechanismus zusammen mit der Haube 18 angehoben und müssen nicht zerstört werden, um eine vertikale Verschiebung der Haube zu erreichen. Diese Stellglieder 22, 24 können verschiedene Formen annehmen, einschließlich mechanischer, Feder-betriebener Stellglieder sowie pneumatischer, pyrotechnisch betriebener Stellglieder. Wie die Letzteren kann jedes Stellglied 22, 24 eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Gasgenerator fluidisch mit einem expandierbaren Flüssigkeitsvolumen gekoppelt, das zwischen dem Kolbenboden und den gegenüberliegenden Wänden der inneren Zylinderkammer definiert ist. In Reaktion auf ein Befehlssignal, das von einem fahrzeugeigenen elektronischen Fahrzeugsteuergerät (ECU) 26 (2) empfangen wurde, zündet der Gasgenerator ein bevorratetes brennbares Gas zum Schnellen Füllen des ausdehnbaren Flüssigkeitsvolumens des Zylinders mit Druckgas. Dieses Druckgas wiederum veranlasst den Kolben zum Verschieben in einer im Allgemeinen vertikalen Richtung zum Anheben der Haube 18. Es ist vorgesehen, dass das Aktivhaubensystem 12 mehr oder weniger als vier pneumatische Stellglieder verwendet. Außerdem können die Stellglieder alternative Ersatzziele, Ausrichtungen und/oder Stellgliedtypen als in den Zeichnungen dargestellt übernehmen.
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Bezugnehmend auf 2 wird eine Aufprallsensoranordnung 30 zum Erfassen des Beginns eines Aufprallereignisses zwischen einem externen Objekt wie den unteren Gliedmaßen eines Fußgängers und der vorderen Stoßfängeranordnung des Fahrzeugs 10 dargestellt, die im Allgemeinen aus einer Stoßfängerverkleidung 16 besteht, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und einen energieabsorbierenden Stoßfängerquerträger 28 abdeckt. Die vordere Stoßfängerverkleidung 16 ist relativ dünn, typischerweise aus faserverstärkten Kunststoffen, hydrogeformten duroplastischen Polymeren oder gestanzten metallischen Werkstoffen hergestellt und konzipiert zum Bereitstellen einer aerodynamischen Kontur und zum Verbessern des Erscheinungsbilds der darunterliegenden Stoßfängerkomponenten. Im Gegensatz dazu ist der Stoßfängerquerträger 28 typischerweise aus extrudiertem Metall wie extrudiertem Aluminium oder Stahl hergestellt und ausgebildet zum Aufnehmen kinetischer Energie, wenn das Fahrzeug 10 ein Frontalaufprallereignis erfährt. Es kann wünschenswert sein, für mindestens einige Ausführungsformen, dass die Aufprallsensoranordnung 30 sich quer über die Vorderseite des Fahrzeugs 10 und über die gesamte Länge oder im Wesentlichen die gesamte Länge der Stoßstangenanordnung 14, 28 erstreckt.
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Die Aufprallsensoranordnung 30 von 2 beinhaltet ein längliches und komprimierbares Erfassungsrohr 32, das mit einer oder mehreren Erfassungsvorrichtungen 34 verbunden ist, die alle innerhalb der Stoßfängeranordnung sandwichartig zwischen Stoßfängerverkleidung 16 und Stoßfängerquerträger 28 untergebracht werden können. Obwohl nicht unbedingt erforderlich umfassen manche Ausführungsformen ein Paar von Drucksensoren 34A, 34B, die jeweils fluidisch mit einem jeweiligen gegenüberliegenden Ende eines Flüssigkeit-enthaltenden Erfassungsrohr 32 verbunden sind, wie in 3 gezeigt. Wahlweise alternative Konfigurationen können ein Faser-optisches Erfassungsrohr verwenden, das optisch an einen oder mehrere Fotosensoren, ein Erfassungsrohr (piezoelektrisch) basierend auf einem „Smart-Material“ gekoppelt ist, das elektrisch an einen Mikrocontroller oder eine beliebige andere Sensoranordnung gekoppelt ist, worin Kompression, Spannung und/oder Biegen eines Erfassungsrohrs eine quantifizierbare charakteristische Änderung erzeugt, die durch eine Erfassungsvorrichtung erfasst wird. Der Sensor 34 (oder Sensoren 34A, 34B) erfasst eine charakteristische Änderung des Erfassungsrohrs 32 wie Veränderungen des Fluiddrucks der Luft oder des gasförmigen Mediums innerhalb des Rohres und gibt in Reaktion darauf ein Signal an das fahrzeugeigene Steuergerät ECU 26. Das ECU 26 erhält ein Signal oder Signale von der Sensoranordnung 30, das anzeigt, dass ein Aufprallereignis aufgetreten ist, bestimmt durch die Höhe an Druckänderung im Aufprallerfassungsrohr 32; das ECU 26 bewirkt dann das Anheben der Haube 18 durch Übertragen eines Auslösesignals an die pyrotechnischen Stellglieder 22, 24.
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Eingebettet in Fahrzeug 10, umgeben von der vorderen Stoßfängerverkleidung 16 und dem Stoßfängerquerträger 28 ist ein Paar von Energie-aufnehmenden Blöcken angeordnet, nämlich ein erster (oberer) Block 36, der auf einem zweiten (unteren) Block 38 angeordnet ist. Das Paar von Energie-aufnehmenden Blöcken 36, 38 ist an der Fahrzeugkarosserie montiert, z. B. über einen oder mehrere Clips 40 zum Anbringen der Aufprallsensoranordnung 30 an der Stoßfängerverkleidung 16 und/oder dem Stoßfängerquerträger 28. Die Blöcke 36, 38 können aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien hergestellt sein; jedoch ist im dargestellten Beispiel jeder Block 36, 38 aus einem hochdichten, schlagfesten Schaum wie Ethylen-Ether-Schaum geformtem polymerisierten Material wie expandiertem Polypropylen (EPP) hergestellt. Als Beispiel und nicht als Einschränkung kann das hochdichte Material eine Dichte von etwa 4,0 Pfund pro Kubikfuß (lb/ft3) (ca. 65 g/l) bis etwa 8 lb/ft3 (ca. 128 g/l). In einigen Konfigurationen ist der erste Block 36 gebildet aus einem Typ des (ersten) hochdichten Schaumes mit einem gesonderten (ersten) Dichte (z. B. etwa 4,2 bis 4,5 lb/ft3) (ca. 67 bis 72 g/l), während der zweite Block 38 aus einer anderen (zweiten) Art eines hochdichten Schaumes Dichte mit einer gesonderten (zweiten) Dichte (z. B. etwa 7,3 bis 7,6 lb/ft3) (ca. 117 bis 120 g/l) gebildet ist. Alternativ können ein oder beide Blöcke aus anderen Energie-absorbierenden Materialien wie ein thermoplastisches oder blasgeformtes Polymer hergestellt werden.
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Bezugnehmend auf die beiden 2 und 3 bilden der erste und zweite Block 36, 38 zusammen einen langgestreckten inneren Kanal 42, innerhalb dessen das Erfassungsrohr 32 verschachtelt ist. Als nicht einschränkendes Beispiel, wie in 3 gezeigt, weist jeder Block 36, 38 einen länglichen Körper mit leicht gebogenen gegenüberliegenden Enden und einen Querschnitt mit einer geschlossenen polygonalen (rechteckigen) Form auf. Wenn der obere Block 36 auf dem unteren Block 38 sitzt, bilden die komplementär gestuften Bereiche 37 und 39 in gegenüberliegenden unteren und oberen Flächen der jeweiligen Blöcke 36, 38 zusammenwirkend einen inneren Kanal 42, der in Längsrichtung bezogen auf die beiden Blöcke 36, 38 verläuft, sodass das Erfassungsrohr 32 sandwichartig dazwischen eingebettet liegt. Erkennbar können Form, Layout und Abmessungen des inneren Kanals 42, einzeln oder gemeinsam für andere Sensorarchitekturen variiert werden. Wahlweise definiert einer oder beide Blöcke 36, 38 eine Sensortasche 44 (2), in der ein entsprechender Sensor 34 sicher verschachtelt werden kann. Mit der vorgeschlagenen Blockkonfiguration in 2 und 3 vermeidet die Aufprallsensoranordnung 30 konventionelle Unterstützungsplatten, Montagebefestigungselemente und Klebstoffe zum Koppeln des Erfassungsrohrs 32 an den ersten und zweiten Block 36, 38.
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Der erste und zweite Schaumblock 36, 38 sind beweglich miteinander verbunden, sodass Verschieben eines Blocks bezogen auf den anderen eine Sensor-erfassbare charakteristische Änderung im Erfassungsrohr 32 auslöst. Gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel in 2 und 3 ist der erste Block 36 verschiebbar mit dem zweiten Block 38 über eine gleitende Schwalbenschwanzverbindung 46 verbunden, sodass der erste Block sich in einer Rückwärtsrichtung D1 (2) entlang eines im Allgemeinen geradlinigen Pfads verschiebt. Die dargestellte Schwalbenschwanzverbindung 46 umfasst eine Reihe von quer beabstandeten, sich verjüngenden („Zapfen“)-Vorsprüngen 48, die von der Bodenfläche des oberen Blocks 36 vorstehen und sich in entsprechende dreieckige („Mortis“)-Schlitze 50 schieben, die entlang der oberen Fläche des unteren Block 38 gebildet sind. Bei nicht erfindungsgemäßen Beispielen kann die Aufprallsensoranordnung 30 andere Verbindungstechniken einschließlich Fingergelenke, Zungen-und-Nut-Gelenke, Laschengelenke usw. sowie anbringbare Gleitgeräte wie Rolle-und-Schiene-Gleiter, lineare Kugellager-Gleiter usw. zum gleitfähigen Befestigen eines Blocks an den anderen verwendet. Als weitere nicht erfindungsgemäße Möglichkeit kann die Aufprallsensoranordnung 30 so gestaltet sein, dass die Blöcke 36, 38 dreh-/schwenkbar gekoppelt sind, sodass ein/beide Blöcke in Dauereingriff mit dem anderen zum Erzielen der vorgeschlagenen Funktionalität drehen. Bei einem Aufprallereignis werden Aufprallkräfte durch die vordere Stoßfängerverkleidung 16 zu der vorderen Oberfläche des oberen Blocks 36 übertragen; der obere Block 36 wiederum wird nach hinten in Richtung des Stoßfängerquerträgers 28 gedrückt zum Zerdrücken oder anderweitigen Zusammendrücken des Erfassungsrohrs 32 zwischen den beiden Blöcken 36, 38. Durch diese Kompressionskraft erhält ein Teil des Erfassungsrohrs 32 eine durch den Aufprall erzeugte Druckwelle. Diese Druckwelle bewirkt eine nachweisbare Luftdruckspitze innerhalb des Erfassungsrohrs 32, was durch den/die Sensor(en) 34 erfasst wird. Der/die Sensor(en) 34 geben ein elektrisches Signal aus, das dem ECU 26 davon anzeigt zum Ansteuern der Stellglieder 22, 24.
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Während einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass viele Änderungen an denselben vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht beschränkt auf die hierin offenbarte genaue Konstruktion und Zusammensetzung; jegliche und alle Modifikationen, Änderungen und Variationen, ersichtlich aus den vorangehenden Beschreibungen, liegen innerhalb des Umfangs der Offenbarung, wie in den hinzugefügten Ansprüchen festgelegt. Darüber hinaus beinhalten die vorliegenden Konzepte ausdrücklich alle Kombinationen und Teilkombinationen der vorangehenden Elemente und Merkmale.
