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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug
mit einem bei einer Fußgängerkollision
aus einer Normalstellung in eine angehobene Stellung bewegbaren Deckel
oder Deckelteil, einer Vorrichtung zum Anheben des Deckels oder
Deckelteils vor oder bei der Fußgängerkollision,
sowie einer Vorrichtung zur Rückführung des
Deckels oder Deckelteils aus der angehobenen Stellung in die Normalstellung.
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Um die Verletzungsgefahr von Fußgängern bei
einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug und insbesondere einem Personenkraftwagen
zu verringern, ist es bekannt, den im folgenden auch als Motorhaube
bezeichneten Deckel seines Vorderwagens oder einen oberen Teil desselben
mittels einer elastisch oder unelastisch nachgiebigen Vorrichtung,
wie beispielsweise einer Feder oder einem Airbag, vor oder bei der
Kollision aus seiner geschlossenen und verriegelten Normalstellung
anzuheben, um für
eine bessere Dämpfung
des Fußgängers beim
Aufprall zu sorgen.
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Die Vorrichtung kann reversibel ausgestaltet sein,
so dass sie benutzt werden kann, den Deckel oder Deckelteil im Falle
einer Fehlauslösung
wieder in seine Ausgangslage zurückzuziehen,
wie beispielsweise in der WO 01/23225 A1 offenbart.
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Ein weiteres Kraftfahrzeug der eingangs
genannten Art ist in der
DE
100 34 523 A1 offenbart und mit einem reversiblen mechanischen
Hubsystem ausgestattet, das sich nach einer Auslösung einfach zurückstellen
lässt.
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Die noch unveröffentlichte Deutsche Patentanmeldung
101 38 449.1 der Anmelderin offenbart ebenfalls ein Kraftfahrzeug
der eingangs genannten Art, bei dem der angehobene Deckel oder Deckelteil nach
Bagatellunfällen
oder Fehlauslösungen
mittels einer Stellvorrichtung wieder in die Normalstellung zurückgeführt werden
kann.
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Bei den bekannten Kraftfahrzeugen
bleibt der Deckel oder Deckelteil jedoch angehoben, bis die Vorrichtung
zur Rückführung des
Deckels oder Deckelteils in die Normalstellung durch Aktivierung
eines Antriebs entweder manuell oder von einer Steuereinheit betätigt wird,
wenn diese feststellt, dass die Kollision ausgeblieben ist.
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Sollte es jedoch zu einer Fußgängerkollision kommen,
so bleibt der Deckel oder Deckelteil angehoben. In diesem Fall wird
jedoch durch den angehobenen Deckel oder Deckelteil die Gefahr von
Verletzungen der Fahrzeuginsassen vergrößert, zum Beispiel dadurch,
dass der angehobene Deckel oder Deckelteil infolge seiner geringen
Stabilität
bei einer durch ein misslungenes Ausweichmanöver verursachten Folgekollision
mit einem unnachgiebigen Hindernis abreißt und die Windschutzscheibe
des Kraftfahrzeugs durchschlägt.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art
dahingehend zu verbessern, dass eine Gefährdung der Fahrzeuginsassen
durch den angehobenen Deckel oder Deckelteil bei einer Folgekollision
vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß einer
ersten Erfindungsvariante dadurch gelöst, dass eine Steuereinheit
zur Steuerung der beiden Vorrichtungen mit mindestens einem Sensor
zur Erkennung einer potentiellen oder tatsächlichen Folgekollision verbunden
ist und auf ein Signal vom Sensor anspricht, um den Deckel oder
Deckelteil vor oder während
der Folgekollision in die Normalstellung zurückzuführen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der
Erfindung sieht vor, dass der Deckel oder Deckelteil in die Normalstellung
zurückgeführt wird,
wenn das oder die nach der Fußgängerkollision
vom Sensor oder von den Sensoren zur Steuereinheit zugeführten Signale
ggf. in Verbindung mit anderen Informationen auf eine schwere Folgekollision
schließen
lassen und die Steuereinheit daher ein Insassenschutzsystem des
Kraftfahrzeugs aktiviert. Bevorzugt wird die Vorrichtung zur Rückführung des
Deckels oder Deckelteils zusammen mit einem oder mehreren Frontairbags
des Insassenschutzsystems aktiviert Um den in die Normalstellung
zurückgeführten Deckel oder
Deckelteil sicher festzuhalten und ein erneutes Anheben im Zuge
der Folgekollision zu verhindern wird der Deckel oder Deckelteil
gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in der Normalstellung
verriegelt.
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Die Vorrichtung zur Rückführung des
Deckels oder Deckelteils kann einen pyrotechnischen Gasgenerator,
einen Elektromotor oder einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder
umfassen und vorzugsweise mit der Vorrichtung zum Anheben des Deckels oder
Deckelteils zu einem Bauteil kombiniert sein.
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Während
die erste Erfindungsvariante eine Aktivierung der Vorrichtung zur
Rückführung des
Deckels oder Deckelteils mit Hilfe der Steuereinheit vorsieht, wird
gemäß einer
zweiten Erfindungsvariante vorgeschlagen, bei der Folgekollision
auf das Kraftfahrzeug einwirkende Kräfte auszunutzen und umzulenken,
um den Deckel oder Deckelteil nach unten in die Normalstellung zurückzuziehen
und ggf. zu verriegeln. Dies erfolgt zweckmäßig mittels eines Seilzugs,
dessen eines Ende mit dem Deckel oder Deckelteil verbunden ist und
in den bei der Folgekollision während
einer Verformung des Kraftfahrzeugs eine Zugkräfte eingeleitet werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine teilweise geschnittene und teilweise weggebrochene Seitenansicht
eines Vorderwagens eines Personenkraftwagens mit Vorrichtungen zum
Anheben und Absenken eines Oberteils einer Motorhaube bei bzw. nach
einer Fußgängerkollision;
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2:
eine Ansicht entsprechend 1,
jedoch mit anderen Vorrichtungen zum Anheben und Absenken der Motorhaube;
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3:
eine Ansicht entsprechend 1 und 2, jedoch mit einer mechanischen
Vorrichtung zum Absenken der Motorhaube nach einer Fußgängerkollision.
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Der in der Zeichnung teilweise dargestellte Personenkraftwagen 2 weist
als Abdeckung für
seinen Motorraum eine Fronthaube 4 auf, die aus einem Unterteil 6 und
einem Oberteil 8 besteht. Das Oberteil 8 und das
Unterteil 6 sind über
ein an ihrem vorderen Ende angeordnetes Scharnier 10 miteinander
verbunden, und sind in ihrer Normalstellung geschlossen und mittels
eines Verriegelungsmechanismus 12 miteinander verriegelt.
Sie können
gemeinsam geöffnet
werden, um sich Zugang zu einem Motor oder anderen im Motorraum
untergebrachten Aggregaten und Komponenten (nicht dargestellt) des
Personenkraftwagens 2 zu verschaffen.
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Bei dem in 1 dargestellten Personenkraftwagen 2 umfasst
der Verriegelungsmechanismus 12 einen nach unten über das
Oberteil 8 überstehenden
Riegel 14 und einen beweglichen Arretierhaken 16,
der bei geschlossenem Oberteil 8 mit dem Riegel 14 im
Eingriff steht. Der Arretierhaken 16 ist mit einem Kolben 18 verbunden,
der in einem Zylinder 20 verschiebbar ist. Zum Verriegeln
bzw. Entriegeln des Verriegelungsmechanismus 12 sind die
entgegengesetzten Stirnenden des Kolbens 18 wahlweise über ein
Umschaltventil 22 mit einem Druckluftbehälter 24 verbindbar,
der mittels eines Kompressors 26 mit Druckluft befüllbar ist.
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Zwischen dem Oberteil 4 und
dem Unterteil 6 ist ein aufblasbarer Airbag 28 eines
Fußgängerschutzsystems
des Personenkraftwagens 2 untergebracht, mit dessen Hilfe
es möglich
ist, nach einem Entriegeln des Verriegelungsmechanismus 12 das
zu einer Windschutzscheibe des Personenkraftwagens 2 benachbarte
hintere Ende des Oberteils 8 durch Aufblasen des Airbag 28 in
Bezug zum Unterteil 6 anzuheben. Der Airbag 26 ist über ein
Füllrohr 30 und ein
Ventil 32 mit dem Druckluftbehälter 24 verbunden.
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Der Personenwagen 2 ist
weiter mit einer Vorrichtung 34 ausgestattet, mit der das
hintere Ende des Oberteils 8 nach einem Aufblasen des Airbag 28 bei
Bedarf wieder nach unten in seine Normalstellung gezogen werden
kann, wo es mit Hilfe des Verriegelungsmechanismus 12 erneut
mit dem Unterteil 6 verriegelt werden kann. Bei dem in 1 dargestellten Personenkraftwagen 2 umfasst
die Vorrichtung 34 einen elektrischen Antriebsmotor 36 und
ein mit einer Aufwickelrolle des Antriebsmotors 36 sowie
mit der Unterseite des Oberteils 8 verbundenes Zugseil 38. Ergänzend kann
ein weiteres Zugseil 40 vorgesehen sein, um Teile des Airbag 28 bei
Bedarf wieder zwischen das Oberteil 8 und das Unterteil 6 zu
ziehen.
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Außerdem ist der Personenkraftwagen 2 mit einer
Pre- und Early-Crash-Sensorik 42 ausgestattet, um es zu
ermöglichen,
bereits vor einem Aufprall des Personenwagens 2 auf ein
Hindernis Maßnahmen einzuleiten,
um die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen und/oder das Fußgängerschutzsystem
zu aktivieren, sofern die Möglichkeit
besteht, dass es sich bei dem Hindernis um einen Fußgänger oder
Fahrradfahrer handelt. Zum Schutz der Fahrzeuginsassen ist in üblicher
Weise ein Insassenschutzsystem vorgesehen, das beispielsweise Airbags
und/oder Gurtstraffer (nicht dargestellt) umfassen kann, die auf
entsprechende Steuersignale von der Pre- und Early-Crash-Sensorik 42 hin
aktiviert werden.
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Zur Erzeugung der Steuersignale umfasst die
Pre- und Early-Crash-Sensorik
42 eine Steuereinheit
44,
die mit einem oder mehreren Sensoren gekoppelt ist, zum Beispiel
einem berührungslos
arbeitenden Radar- oder Ultraschallsensor
46 zur Messung
der Relativgeschwindigkeit des Personenkraftwagens
2 in
Bezug zu einem vor dem Personenkraftwagen
2 auftauchenden
Hindernis (nicht dargestellt), einem ebenfalls zur Messung der Relativgeschwindigkeit
dienenden, in einem vorderen Stoßfänger
48 untergebrachten
Berührungssensor
50,
wie zum Beispiel aus der
EP
1 138 559 A1 der Anmelderin bekannt, und/oder mehreren
im Vorderwagen untergebrachten Beschleunigungs- und/oder Kraftsensoren
52 (nur
einer dargestellt) zur Ermittlung der Verzögerung des Kraftfahrzeugs 2
beim Aufprall bzw. der bei einem Aufprall vom Hindernis in den Personenkraftwagen
2 eingeleiteten
Aufprallkräfte,
wie zum Beispiel in der
DE
100 13 563 A1 beschrieben. Die von diesen Sensoren
46,
50,
52 gelieferten
Informationen ermöglichen
es der Steuereinheit
44, Rückschlüsse auf die Art des Hindernisses
und zusammen mit der ermittelten Relativgeschwindigkeit auf die
voraussichtlich zu erwartende Unfallschwere ziehen.
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Da die Sensoren 46, 50, 52 an
sich bekannt sind, sollen ihr Aufbau und ihre Funktionsweise hier nicht
weiter beschrieben werden. Das Steuergerät 44 enthält weiter
einen Rechner 54, der unmittelbar vor einem Frontalaufprall
des Personenkraftwagens auf ein Hindernis bzw. unmittelbar zu Beginn
desselben die von den Sensoren 46, 50 52 erzeugten
Signale auswertet und in Verbindung mit anderen Informationen, wie
beispielsweise der Fahrtgeschwindigkeit oder Masse des Personenkraftwagens 2 die
mögliche
Art des Hindernisses bzw. die zu erwartende Unfallschwere berechnet.
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Im Falle eines Aufpralls des Personenkraftwagens
auf ein Hindernis, das von der Pre- und Early-Crash-Sensorik als potentieller
Fußgänger oder Fahrradfahrer
erkannt worden ist, wird das Fußgängerschutzsystem
aktiviert, woraufhin durch Entriegeln des Verriegelungsmechanismus 12 das
Oberteil 8 vom Unterteil 6 gelöst und durch Aufblasen des
Airbag 28 sein hinteres Ende angehoben wird, um mögliche Verletzungen
eines auf die Motorhaube 4 aufprallenden Fußgängers oder
Fahrradfahrers zum einen durch eine vergleichsweise große Nachgiebigkeit
des Oberteils 8 und zum anderen durch Verdecken der Scheibenwischerarme
zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Dazu wird von der Steuereinheit
44 zum einen das Umschaltventil 22 umgeschaltet, um das
riegelseitige Stirnende des Kolbens 18 mit Druckluft zu
beaufschlagen und so den Arretierhaken 38 aus dem Eingriff
mit dem Riegel 14 zu ziehen. Zum anderen wird das Ventil 32 geöffnet, um den
Airbag 28 zu befüllen.
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Um im Falle einer anschließenden Folgekollision
mit einem unnachgiebigen Hindernis eine Gefährdung der Fahrzeuginsassen
durch das angehobene Oberteil 8 der Haube 4 zu
verhindern, zum Beispiel durch Abreißen des Oberteils 8 im Bereich
des Scharniers 10 und Durchschlagen der Windschutzscheibe,
wird das Oberteil 8 vor der Folgekollision wieder nach
unten in seine abgesenkte Normalstellung zurückgeführt. Das heißt, sobald
die Sensoren 46, 50, 52 der Steuereinheit 44 eine
drohende Folgekollision des Personenkraftwagens 2 signalisieren, aktiviert
dieses nicht nur die Gurtstrafter und/oder Airbags des Insassenschutzsystems,
sondern gleichzeitig auch die Vorrichtung 34, indem sie
einen Schalter im Stromkreis des Antriebsmotors 36 schließt. Sobald
der Antriebsmotor 36 auf diese Weise mit Strom versorgt
wird, wird seine Aufwickelrolle in Drehung versetzt und das Zugseil 38 darauf
aufgewickelt, wodurch das hintere Ende des Haubenoberteils 8 nach unten
gezogen wird. Mit einer gewissen Zeitverzögerung schaltet das Steuergerät 44 darüber hinaus
das Ventil 22 um, wodurch im Zylinder 20 das vom Riegel 14 abgewandte
Stirnende des Kolbens 18 mit Druckluft aus dem Druckluftbehälter 24 beaufschlagt
und der Kolben 18 zusammen mit dem Arretierhaken 16 in
Richtung des Riegels 14 verschoben wird, um die beiden
letzteren miteinander in Eingriff zu bringen und das Oberteil 8 mit
dem Unterteil 6 zu verriegeln.
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Im Unterschied zu dem Personenkraftwagen aus 1 ist bei dem in 2 dargestellten Personenkraftwagen 2 an
Stelle des Airbags 28, der Vorrichtung 34 und
des Verriegelungsmechanismus 12 eine einzige kombinierte
Vorrichtung 50 vorgesehen, welche sämtliche Aufgaben der genannten
Komponenten 28, 34 und 12 erfüllt. Die
Vorrichtung 50 umfasst dazu einen doppeltwirkenden Zylinder 52 mit
einem Kolben 54, dessen Kolbenstange 56 gelenkig mit
der Unterseite des Haubenoberteils 8 verbunden ist. Die
entgegengesetzten Stirnenden des Kolbens 54 sind durch
Zufuhr der Verbrennungsgase zweier Gasgeneratoren 58, 60 in
die angrenzenden Kammern des Zylinders 52 wahlweise mit Überdruck
beaufschlagbar, um den Kolben 54 zum Anheben des Oberteils 8 auszufahren
bzw. zum Absenken desselben wieder einzuziehen. Zur Arretierung
des Kolbens 54 in der unteren Endstellung weist der Zylinder 52 eine
Verriegelungsvorrichtung 62 auf, die den Kolben 54 selbsttätig in der
unteren Endstellung arretiert und vor dem Anheben des Oberteils 8 von
der die Steuereinheit 44 gelöst werden kann. Die Verriegelungsvorrichtung 62 umfasst
dazu einen Riegel 64, der in einer Buchse 66 verschiebbar
gelagert ist und entweder elektromagnetisch auf ein Signal von der
Steuereinheit 44 hin oder durch Auflaufen des Kolbens 54 auf
eine Auflaufschräge
des Riegels 64 zurückgezogen
werden kann. Alternativ wäre
es auch möglich den
Riegel 64 durch den Druck der aus dem Gasgenerator 58 zugeführten Verbrennungsgase
zurückzubewegen,
um den Kolben 54 freizugeben.
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In der oberen Stellung des Kolbens 54 wird dieser
nicht arretiert, so dass die Verbrennungsgase für eine nachgiebige Abstützung des
Kolbens 54 und damit des Oberteils 8 bei einer
Fußgängerkollision sorgen.
Durch Zündung
des Gasgenerators 60 wird das Haubenoberteil 8 nach
einer Fußgängerkollision wieder
abgesenkt und mit dem Verriegelungsmechanismus 62 verriegelt,
wenn die von der Steuereinheit 44 ausgewerteten Signale
der Pre- und Early-Crash-Sensorik 42 auf eine drohende
Folgekollision schließen
lassen, wie zuvor beschrieben.
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Bei dem in 3 dargestellten Personenkraftwagen 2 wird
das Haubenoberteil 8 bei einer Fußgängerkollision mittels einer
in ihrer Normalstellung vorgespannten Feder 70 angehoben,
die von der Steuereinheit 44 entspannt wird und durch ihre Entspannung
das hintere Ende des Haubenoberteils 6 anhebt und elastisch
nachgiebig abstützt.
Die Entspannung der Feder 70 bei einer Fußgängerkollision erfolgt
durch ein Signal von der Steuereinheit 44 nach Auswertung
von Signalen der Pre- und Early-Crash-Sensorik 42 (in 3 nicht dargestellt), wodurch
eine elektromagnetische Verriegelungsvorrichtung 62, wie
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben,
mit Strom beaufschlagt wird, um ihren Riegel 64 einzuziehen
und dadurch das hintere Ende 66 des Haubenoberteils 8 freizugeben.
Das Absenken des Haubenoberteils 8 im Falle einer Folgekollision
erfolgt hier während
der Folgekollision mit Hilfe eines Seilzugs 72, der bei
einer Verformung des Vorderwagens aufgrund der Folgekollision mit
einer Zugkraft beaufschlagt wird und das Oberteil 8 entgegen
der Kraft der Feder 70 nach unten zieht, wo es mit Hilfe der
Verriegelungsvorrichtung 62 selbsttätig verriegelt wird.
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Der Seilzug 72 weist ein
bei angehobenem Haubenoberteil 8 zwischen einer Umlenkrolle 74 und einem
Festlager 76 vertikal gespanntes Seilstück 78 auf, das von
einem am Ende mit einer Rolle versehenen Stößel 80 nach hinten
gedrückt
wird, wenn das vordere, im Bereich des Stoßfängers 48 angeordnete Ende
des Stößels 80 bei
der Folgekollision nach hinten gedrückt wird. Dadurch wird der
Seilzug 72 mit einer Zugkraft beaufschlagt und das Oberteil 8 nach unten
gezogen.