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Die Erfindung betrifft eine Aufprallsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit dessen Hilfe beispielsweise ein Aufprall des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger detektiert werden kann, um zur Vermeidung von Verletzungen des Fußgängers eine Maßnahme des aktiven Fußgängerschutzes auszulösen.
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Aus
DE 10 2013 021 381 A1 ist eine Aufprallsensoreinrichtung bekannt, bei der bei einem horizontalen Aufprall zwei Verkleidungsbauteile eines Kraftfahrzeugs, mit denen jeweils ein Sensor verbunden ist, in horizontaler Richtung relativ zueinander verschoben werden können, um einen Aufprall zu detektieren. Bei einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs an einem Untergrund können sich die zwei Verkleidungsbauteile miteinander verhaken und eine Relativbewegung der Verkleidungsbauteile und der mit den Verkleidungsbauteilen befestigten Sensoren blockieren. Diese Aufprallsensoreinrichtung weist somit einen Versteifungsquerträger zum Versteifen eines Bodenschwellers, einen mit einem Schubelement verbundenes Anschlagelement zum Anschlagen an einem in horizontaler Richtung außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Hindernis und einem mit dem Schubelement gekoppelten Sensor zur Detektion einer Verlagerung des Schubelements auf.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis eine Beschädigung einer Aufprallsensoreinrichtung zu vermeiden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein geringes Risiko einer Beschädigung einer Aufprallsensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Aufprallsensoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Aufprallsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen mit einem Versteifungsquerträger zum Versteifen eines Bodenschwellers, einer in einer im Wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden Aufnahmeöffnung des Versteifungsquerträgers geführten Schubstange, einem mit der Schubstange verbundenen Anschlagelement zum Anschlagen an einem in horizontaler Richtung außerhalb des Kraftfahrzeug vorgesehenen Hindernis und einem mit der Schubstange gekoppelten Sensor zur Detektion einer Verlagerung der Schubstange relativ zum Versteifungsquerträger, wobei der Versteifungsquerträger in horizontaler Richtung zwischen dem Sensor und dem Anschlagelement angeordnet ist.
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Das Anschlagelement kann durch die Längserstreckung der Schubstange deutlich zu dem Sensor beabstandet angeordnet sein. Der Sensor braucht dadurch nicht in unmittelbarer Nähe einer zu überwachenden Aufprallstelle angeordnet sein. Stattdessen kann der Sensor um eine signifikant große Strecke von der Aufprallstelle ins Innere des Kraftfahrzeugs verlagert positioniert sein. Der Sensor ist dadurch in horizontaler Richtung weit genug von einer Außenseite des Kraftfahrzeugs entfernt, dass der Sensor bei einem am den Anschlagelement stattfindenden Aufprall, beispielsweise wenn ein Bein eines Fußgängers an einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs anschlägt, durch die Aufprallkräfte und/oder eine Deformation von Karosseriebauteilen im Bereich der Aufprallfläche nicht beschädigt wird. Gleichzeitig wird hierbei die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Bodenschweller des Kraftfahrzeugs an seiner Unterseite um einen Böschungswinkel angeschrägt verläuft und der Sensor durch den horizontalen Versatz nach Innen gleichzeitig auch zu der Unterseite des Bodenschwellers in vertikaler Richtung stärker versetzt positioniert ist. Wenn das Kraftfahrzeug an seiner Unterseite an einem Hindernis aufsetzen sollte, wie es insbesondere bei einem tiefergelegten Sportwagen vorkommen kann, kann der Bodenschweller zwar etwas ins Innere des Kraftfahrzeugs nachgeben aber nicht an dem Sensor anschlagen. Es ist sogar möglich, dass der Versteifungsquerträger den Bodenschweller rechtzeitig blockieren kann, bevor der Bodenschweller den Sensor bei einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs beschädigen kann.
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Der Sensor ist bei einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs gegen eine Beschädigung von unten und ein unabsichtliches Auslösen gesichert, während der Sensor über die Schubstange auch im Inneren des Kraftfahrzeugs einen Aufprall an einem horizontal außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordneten Hindernis sicher detektieren kann. Da der Sensor nicht außerhalb zum Versteifungsquerträger von der Fahrzeugmitte weg, sondern innerhalb zum Versteifungsquerträger zu der Fahrzeugmitte hin positioniert ist und nur mittelbar über die Schubstange und dem Anschlagelement mit einem in horizontaler Richtung außerhalb des Kraftfahrzeugs positionierten Hindernis interagieren kann, ist ein geringes Risiko einer Beschädigung einer Aufprallsensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Der Sensor kann über die Schubstange mit dem Anschlagelement insoweit gekoppelt sein, dass eine horizontale Verlagerung des Anschlagelements von dem Sensor erfasst werden kann. Beispielsweise ist der Sensor als Beschleunigungssensor ausgestaltet und mit der Schubstange befestigt oder bewegungsgekoppelt, so dass eine bei einem Aufprall an dem Anschlagelement verursachte Beschleunigung der Schubstange zu einer von dem Sensor messbaren Beschleunigung des Sensors führt. Alternativ kann der Sensor feststehend angeordnet sein, indem der Sensor beispielsweise an dem Versteifungsquerträger befestigt ist, und eine Relativbewegung der Schubstange zum Sensor induktiv, kapazitiv und/oder optisch messen, woraus ebenfalls eine Beschleunigung abgeleitet werden kann. Die Aufprallsensoreinrichtung kann insbesondere im unteren Bereich einer Frontverkleidung einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen sein. Durch den horizontalen Versatz des Sensors ins Innere des Kraftfahrzeugs kann der Sensor in einem Bauraum unterhalb eines Lufteinlasses für einen Frontkühler positioniert werden, der aufgrund des Böschungswinkels des Bodenschwellers in vertikaler Richtung weit genug oberhalb der Unterseite des Bodenschwellers vorgesehen ist, um bei einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs auf einem Untergrund von dem Bodenschweller nicht beschädigt zu werden. Der Sensor kann hierbei soweit nach Innen versetzt positioniert werden, dass der Sensor auch bei einem tiefergelegten Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Sportwagen mit Sportfahrwerk, bei beengten Bauraumverhältnissen ausreichend geschützt positioniert werden kann. Dies ermöglicht auch bei tiefergelegten Kraftfahrzeugen eine funktionale Sicherheit für die Aufprallsensoreinrichtung, die den Anforderungen nach ISO 26262 genügt.
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Bei dem Versteifungsquerträger kann es sich um den sogenannten „Lower Stiffener“ handeln, der den Bodenschweller versteift und eine zu starke Deformation des Bodenschwellers in das Innere des Kraftfahrzeugs blockieren kann. Die Schubstange kann hierbei in der von dem Versteifungsquerträger ausgebildeten Aufnahmeöffnung verschiebbar geführt sein. Beispielsweise ist die Schubstange in der Art eines geführten Schlittens in horizontaler Richtung schwimmend in der Aufnahmeöffnung aufgenommen. Eine Koppelung des Sensors mit einem Verkleidungsteil der Kraftfahrzeugkarosserie kann dadurch vermieden werden. Dadurch kann die Aufprallsensoreinrichtung auch dann noch funktionsfähig bleiben, wenn bei einem Aufprall ein Verkleidungsteil plastisch deformiert sein sollte. Der Sensor kann insbesondere für einen aktiven Fußgängerschutz verwendet werden, beispielsweise indem mit Hilfe des Sensors ein Aufprall des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger detektiert wird und in Reaktion darauf eine Motorhaube automatisch geöffnet wird, um Verletzungen des Fußgängers zu verhindern.
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Insbesondere ist der Sensor mit der Schubstange bewegungsfest verbunden. Wenn die Schubstange von dem Anschlagelement verlagert wird, wird auch der Sensor mit der gleichen Geschwindigkeit und mit der gleichen Beschleunigung verlagert. Der Sensor kann dadurch trotz der horizontalen Beabstandung zu dem Anschlagelement die Bewegung des Anschlagelements ungefiltert und ohne zwischengeschaltete Übersetzungselemente mitgehen, so dass eine entsprechend ausfallsichere und genaue Messung durch den Sensor erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist mit der Schubstange mindestens ein Schutzelement zum Schutz des Sensors vor einem bodenseitigen Aufprall verbunden, wobei das Schutzelement insbesondere als eine nach unten abstehende Rippe ausgestaltet ist. Das Schutzelement kann beispielsweise den Sensor an seiner Unterseite abdecken, so dass ein Anschlagen an dem Sensor von unten durch das Schutzelement blockiert werden kann. Vorzugsweise weist die Rippe eine angeschrägte Schmalseite auf, an welcher der Unterbodenschweller bei einem Aufsetzen flächig anschlagen kann. Die Rippe kann hierbei insbesondere einen nach unten abstehenden Steg mit einer im Wesentlichen horizontal abstehenden Platte verbinden, so dass sich eine starke Versteifung ergibt. Das Schutzelement kann insbesondere einen hinter dem Versteifungsquerträger zum Inneren des Kraftfahrzeugs liegenden Bereich und/oder einen unterhalb des Versteifungsquerträgers liegenden Bereich der Schubstange versteifen und dadurch ein Anschlagen des Unterbodenschwellers an dem Sensor verhindern.
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Besonders bevorzugt ist das Schutzelement zu dem Sensor in horizontaler Richtung versetzt, insbesondere unterhalb des Versteifungsquerträgers, positioniert, wobei das Schutzelement ausgestaltet ist eine Relativbewegung des Bodenschwellers auf den Sensor zu zu blockieren. Das Schutzelement kann beispielsweise den Versteifungsquerträger an der unteren Seite umgreifen, so dass eine Verdrehsicherung für die Schubstange ausgebildet sein kann. Das Schutzelement kann insbesondere einen unterhalb des Versteifungsquerträgers liegenden Bereich der Schubstange versteifen und/oder eine Unterseite des Sensors abdecken, wodurch ein Anschlagen des Unterbodenschwellers an dem Sensor verhindert werden kann.
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Insbesondere ist ein direkt oder indirekt an dem Versteifungsquerträger abgestütztes Federelement zur Positionierung des Sensors in einer definierten Relativposition relativ zum Versteifungsquerträger vorgesehen, wobei insbesondere das, insbesondere als Druckfeder oder Elastomerhülse ausgestaltete, Federelement direkt oder indirekt an dem Anschlagelement abgestützt ist. Die aus dem Sensor, der Schubstange und dem Anschlagelement zusammengesetzte relativ zum Versteifungsquerträger verlagerbare Baueinheit kann nach einer Verlagerung des Anschlagelements von dem Federelement automatisch in die Ausgangsposition zurückbewegt werden. Hierzu ist das Federelement insbesondere in der Ausgangsposition elastisch vorgespannt. Der Sensor oder ein an der Rückseite des Versteifungsquerträger zum Sensor weisendes Bauteil der Schubstange kann in der Ausgangsposition an dem Versteifungsquerträger anliegen und dadurch die Ausgangsposition definieren. Das Anschlagelement kann in der Ausgangsposition soweit wie möglich nach außen von dem Versteifungsquerträger abstehen.
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Vorzugsweise ist zwischen der Schubstange und dem, insbesondere mit der Schubstange verschraubten, Anschlagelement eine Abstützscheibe zum Abstützen des Federelements verliersicher aufgenommen, insbesondere verklemmt. Das Anschlagelement kann beispielsweise durch eine Schraube ausgebildet sein, die in die Schubstange eingeschraubt werden kann. Die zwischen der Schubstange und einem Kopf des Anschlagelements angeordnete Abstützscheibe kann in radialer Richtung deutlich über den Querschnitt der Schubstange abstehen, so dass das insbesondere als Hülse oder Schraube ausgestaltete Federelement leicht auf die Schubstange aufgesteckt und zwischen dem Versteifungsquerträger und der Abstützscheibe insbesondere mit Vorspannung zurückgehalten werden kann. Erforderlichenfalls ist es möglich das Anschlagelement etwas herauszuschrauben, beispielsweise um ein horizontales Spiel auszugleichen und/oder ein schnelles Ansprechen der Aufprallsensoreinrichtung vorzusehen.
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Besonders bevorzugt ist die Schubstange verdrehgesichert an dem Versteifungsquerträger geführt. Dadurch kann ein Anschlagen des Sensors an einem anderen Bauteil bei einer Drehung der Schubstange vermieden werden, so dass das Risiko einer Beschädigung des Sensors gering gehalten werden kann.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verkleidungsteil für eine Karosserie eines, insbesondere tiefergelegten, Kraftfahrzeugs mit einer Aufprallsensoreinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Detektion eines Aufpralls mit einem in horizontaler Richtung außerhalb des Kraftfahrzeugs positionierten Hindernis und einem eine Böschungsschräge ausbildenden Bodenschweller, wobei der Bodenschweller von dem mit einem Tragrahmen des Kraftfahrzeugs verbindbaren Versteifungsquerträger versteift ist und der Sensor in vertikaler Richtung nach oben zu dem Bodenschweller versetzt positioniert ist. Ein Anschlagen des Bodenschwellers bei einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs auf einem Untergrund, beispielsweise Bordstein, durch eine Verformung des Bodenschwellers an dem Sensor kann vermieden werden, so dass der Sensor von dem Bodenschweller nicht beschädigt werden kann. Da der Sensor der Aufprallsensoreinrichtung nicht außerhalb zum Versteifungsquerträger des Verkleidungsteils von der Fahrzeugmitte weg, sondern innerhalb zum Versteifungsquerträger zu der Fahrzeugmitte hin positioniert ist und nur mittelbar über die Schubstange und dem Anschlagelement mit einem in horizontaler Richtung außerhalb des Kraftfahrzeugs positionierten Hindernis interagieren kann, ist ein geringes Risiko einer Beschädigung einer Aufprallsensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Insbesondere ist oberhalb des Versteifungsquerträgers ein Lufteinlass für einen oberhalb des Bodenschwellers angeordneten Frontkühler ausgebildet. Durch den Versatz des Sensors in das Innere des Kraftfahrzeugs ist es möglich die Aufprallsensoreinrichtung in dem sehr begrenzten Bauraum unterhalb des Lufteinlasses und oberhalb des Bodenschwellers vorzusehen, sogar wenn es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen tiefergelegten Sportwagen handelt.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere tiefergelegter Sportwagen, mit einer frontseitigen Motorhaube und einem unterhalb der Motorhaube angeordnetem Verkleidungsteil, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, wobei der Sensor der Aufprallsensoreinrichtung mit einer Öffnungseinrichtung zum automatischen Öffnen der Motorhaube bei einem detektierten Fußgängeraufprall gekoppelt ist, wobei insbesondere das Verkleidungsteil einen mit der Öffnungseinrichtung gekoppelten Druckschlauch zur Validierung eines von dem Sensor detektierten Aufpralls aufweist. Mit Hilfe der Aufprallsensoreinrichtung kann ein Aufprall des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger detektiert werden, um zur Vermeidung von Verletzungen des Fußgängers als eine Maßnahme des aktiven Fußgängerschutzes die Motorhaube zu öffnen. Da der Sensor der Aufprallsensoreinrichtung nicht außerhalb zum Versteifungsquerträger des Verkleidungsteils von der Fahrzeugmitte weg, sondern innerhalb zum Versteifungsquerträger zu der Fahrzeugmitte hin positioniert ist und nur mittelbar über die Schubstange und dem Anschlagelement mit einem in horizontaler Richtung außerhalb des Kraftfahrzeugs positionierten Hindernis interagieren kann, ist ein geringes Risiko einer Beschädigung einer Aufprallsensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Frontpartie eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine schematische Schnittansicht der Frontpartie aus 1,
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Aüfprallsensoreinrichtung der Frontpartie aus 1,
- 4 eine schematische perspektivische Detailansicht der Aufprallsensoreinrichtung aus 3 und
- 5 eine schematische Schnittansicht der Aufprallsensoreinrichtung aus 4.
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Die in 1 dargestellte Frontpartie 10 eines Kraftfahrzeugs weist ein Verkleidungsteil 12 mit einem Unterbodenschweller 14 auf. Das Verkleidungsteil 12 begrenzt einen Lufteinlass 16 für einen Frontkühler 18 des Kraftfahrzeugs. Insbesondere bei einem tiefergelegten Kraftfahrzeug ist der von der Frontpartie 10 eingenommene Bereich unterhalb des Lufteinlasses 16 sehr schmal und bauraumbeschränkt.
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Wie in 2 dargestellt ist in der unteren Lastebene unterhalb des Lufteinlasses 16 ein als „Lower Stiffener“ bezeichneter Versteifungsquerträger 20 vorgesehen, der den Unterbodenschweller 14 versteift. Der Unterbodenschweller 14 bildet an seiner Unterseite eine erste Böschungsschräge 22 mit einem ersten Böschungswinkel und eine zweite Böschungsschräge 24 mit einem zweiten Böschungswinkel aus, an der ein Hindernis, beispielsweise eine Bodenwelle oder ein Bordstein, entlangschleifen kann. Durch die Böschungsschrägen 22, 24 des Unterbodenschwellers 14 ist zwischen dem Lufteinlass 16 und dem Bodenschweller 14 zur Fahrzeugmitte hin mehr Bauraum ausgebildet als nach außen zur Fahrzeugaußenseite hin. Dies ermöglicht es einen Sensor 26 einer Aufprallsensoreinrichtung 28 vor Beschädigungen geschützt in der unteren Lastebene unterhalb des Lufteinlasses 16 zu positionieren.
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Wie in 3 dargestellt kann die Aufprallsensoreinrichtung 28 den Versteifungsquerträger 20 aufweisen, an dessen zur Fahrzeugmitte hinweisenden Rückseite der Sensor 26 vorgesehen ist. Der Sensor 26 ist mit einer Schubstange 30 verbunden, die durch eine Aufnahmeöffnung 32 des Versteifungsquerträgers 20 verschiebbar hindurchgeführt ist. An dem aus der zur Außenseite des Kraftfahrzeugs weisenden Vorderseite des Versteifungsquerträgers 20 herausragenden Teil der Schubstange 30 ist ein Anschlagelement 34 vorgesehen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Schubstange 30 verschraubt ist aber alternativ auch einstückig mit der Schubstange 30 ausgeführt sein kann. Das Anschlagelement 34 kann an einer zur Fahrzeugmitte hinweisenden Rückseite der Verkleidung 12 anschlagen, wenn die Verkleidung 12 auf ein horizontal vor der Verkleidung 12 positioniertes Hindernis anschlägt und, beispielsweise durch eine elastische Verformung, in das Kraftfahrzeug gedrückt wird. Alternativ kann das Anschlagelement 34 durch die Verkleidung 12 hindurchgeführt sein und selber direkt an dem vor der Verkleidung 12 positioniertes Hindernis anschlagen.
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Wie in 4 dargestellt kann an der Vorderseite des Versteifungsquerträgers 20 ein mittelbar an dem Anschlagelement 34 abgestütztes Federelement 38 angreifen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als eine aus einem gummiartigen Material hergestellte Elastomerhülse ausgestaltet ist. Alternativ kann das Federelement 38 beispielsweise als Druckschraubenfeder ausgestaltet sein. Das Federelement 38 stützt sich an seinem von dem Versteifungsquerträger 20 wegweisenden Seite an einer Abstützscheibe 42 ab, die zwischen der Schubstange 30 und dem mit der Schubstange 30 verschrauben Anschlagelement 34 verklemmt ist.
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Wie insbesondere in 5 dargestellt kann die Schubstange 30 unterhalb des Versteifungsquerträgers 20 als Rippen ausgestaltete Schutzelemente 44 aufweisen, die den Sensor 26 vor dem Bodenschweller 14 schützen, falls der Bodenschweller 14 auf einem Hindernis aufsetzt und sich mit einem Anteil nach vertikal oben auf den Sensor 26 zu verformt. Die Schutzelemente 44 können den Sensor 26 abdecken und/oder eine ausreichende Versteifung bereitstellen, um den Bodenschweller 14 zu blockieren, bevor der Bodenschweller 14 den Sensor 26 erreichen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 26 als Beschleunigungssensor ausgestaltet und bewegungsfest mit der Schubstange 30 verschraubt. Wenn bei einem Aufprall an einem horizontal außerhalb des Kraftfahrzeugs positionierten Hindernis, beispielsweise ein Fußgänger, das Anschlagelement 34 verschoben wird, wird über die angebundene Schubstange 30 gleichzeitig der deutlich zur Fahrzugmitte versetze Sensor 26 ebenfalls verschoben, so dass der Sensor 26 die Beschleunigung des Anschlagelements 34 messen und zur Auswertung weiterleiten kann. Hierbei ist der Sensor 26 durch den Versteifungsquerträger 14, den vertikalen Abstand zum Bodenschweller 14 sowie die Schutzelemente 44 selbst bei einem tiefergelegten Kraftfahrzeug vor einer Beschädigung geschützt.
