DE10332702A1

DE10332702A1 - Vorrichtung zum Fußgängerschutz

Info

Publication number: DE10332702A1
Application number: DE2003132702
Authority: DE
Inventors: Bernhard Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10
Also published as: WO2005009806A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Fußgängerschutz mittels einer mechanischen Veränderung wenigstens eines Karosserieteils eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eine Niveauregelung der Karosserie zum Fußgängerschutz durchführt. Vorzugsweise wird das Fahrzeug angehoben. Zusätzlich kann eine Stoßstange ausgefahren und abgesenkt werden und/oder Außenairbags gezündet werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Fußgängerschutz nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus DE 102 52 560 A1 ist eine Vorrichtung zum Personenaufprallschutz für ein Kraftfahrzeug bekannt. Dabei wird in Abhängigkeit von einem Sensorsignal die Fronthaube angehoben.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fußgängerschutz mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Vorrichtung in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eine Niveauregelung der Karosserie zum Fußgängerschutz durchführt. Dies hat den Vorteil, dass ein kleiner Fußgänger, wie beispielsweise ein Kind, der so klein ist, dass er überhaupt nicht auf die Fronthaube des Fahrzeugs hinaufgleitet, durch eine Niveauanhebung des Fahrzeugs unter dem Fahrzeug hindurchgleiten kann. Bei größeren Personen ermöglicht eine Niveauerhöhung eine Abrollstreckenverlängerung um die Fronthaubevorderkante herum. Damit wird das Hinüberrutschen des Fußgängers über das Fahrzeugdach verhindert. Auch ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass der Fußgänger mit voller Wucht gegen die Windschutzscheibe prallt.
Die Niveauhöhenanhebung kann vorteilhafter Weise mit einem bereits im Fahrzeug vorhandenen System durchgeführt werden, wie eine Niveauregelung die für Schlechtwegstrecken gedacht ist, oder bei einer aktiven Federung und Dämpfung (AFD). Dies ist insbesondere bei Oberklassenfahrzeugen und Geländefahrzeugen zu finden.
Bei einem erkannten oder bevorstehenden Fußgängeraufprall muss die Fahrzeugkarosserie schnellstmöglich in die höchste Position gefahren werden. Dies sollte in ca. 100 Millisekunden geschehen, was bei einer elektronischen Niveauregelung oder AFD, bei dem Magnetventile mit kurzen Regelzeiten angesteuert werden, möglich ist.
Die Elektronikkomponenten wie Steuergeräte für Niveauregelung oder AFD und Airbagauslösung mit Fußgängeraufprallerkennung sind in solchen Fahrzeugen vernetzt, beispielsweise über einen CAN-Bus. Hierüber bekommt nach einem erkannten Fußgängeraufprall die Niveauregelung bzw. das AFD-Steuergerät sofort vom Airbagauslösegerät eine Meldung mit höchster Priorität, den Fahrzeugaufbau schnellstens in die höchste Position zu fahren.
Diese Lösung kann folglich mit bereits vorhandenen Komponenten realisiert werden.
Bei einer vorausschauenden Fußgängersensierung mit einer Umfeldsensorik wie Radar, Infrarot, Lidar, PMD (Photonic Mixing Device) und Time-of-Flight-Messungen oder mit Stereo-Videokameras, kann zusätzlich vor Berührung des Fahrzeugs durch den Fußgänger die Stoßstange ausgefahren werden und gegebenenfalls niveauhöhenabhängig abgesenkt werden.
Die Niveauhöhenanhebung wird in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eines Kontaktsensors und/oder einer Umfeldsensorik durchgeführt, und zwar dann, wenn ein bevorstehender Fußgängeraufprall erkannt wurde oder ein Fußgängeraufprall vorliegt. Während der Niveauanhebung muss der Bodenabstand der Stoßstangenunterseite zur Fahrbahn auf konstante Distanz von ca. 3 bis 4 Zentimeter nachgeregelt werden. Damit wird gewährleistet, dass die Stoßstange nicht bereits auf vor dem Fahrzeug liegende Kinder von oben drückt, sondern diese vor dem Fahrzeug herschiebt, so dass sie nicht überfahren werden können.
Eine vorausschauende Stoßstangenausfahr- und absenkung hat dagegen neben dem Wegschieben von auf dem Boden liegenden Personen oder Radfahrern den Effekt, dass der Hebel zwischen Fußgängerschwerpunkt und Krafteinwirkungsstelle an den Füßen größer wird und der getroffene Fußgänger sich mit größerer Wahrscheinlichkeit um die Fronthaubenvorderkante dreht und auf die Fronthaube und eventuell die Windschutzscheibe gelangt, wo entsprechende Schutzeinrichtungen wie eine anhebbare Fronthaube oder A-Säulen-Airbags installiert sind.
Bei einer vorausschauenden Fußgängersensierung kann außer der Bewegung der Stoßstange nach vorne und deren Absenkung die Niveauanhebung auch schon vor der Fußgänger-Fahrzeugberührung erfolgen, was die optimalste Schutzwirkung zur Folge hätte. Die Absenkung muss auch hier fahrzeugniveauabhängig auf minimalen möglichen Bodenabstand durchgeführt werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Vorrichtung zum Fußgängerschutz möglich.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Situation bei einem Fußgängeraufprall ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung
2 eine erste Situation beim Fußgängeraufprall mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine zweite Situation mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
4 eine dritte Situation mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
5 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
6 ein Flussdiagramm.
Beschreibung
Unter Schutzeinrichtungen oder Aktoren für den aktiven Fußgängerschutz im Kraftfahrzeug versteht man heute in erster Linie einstellbare Fronthauben (active hoods, capots actifs) ausfahrbare Stoßstangen und Außenairbags im Bereich des hinteren Fronthaubenendes oder der Windschutzscheiben-A-Säulen. Diese Schutzeinrichtungen haben praktisch keinen Einfluss auf das Hinüberrutschen des Fußgängers über das Fahrzeugdach. Sie bewirken keine Fußgängerabrollstreckenverlängerung bei der Bewegung des Fußgängers um die Fronthaubenvorderkante herum auf die Fronthaube und bei großen Personen mit dem Kopf sogar bis auf die Windschutzscheibe und auch keine Vergrößerung des Abstands des Fahrzeugunterbodens zur Fahrbahnoberfläche.
Wenn ein kleinerer Fußgänger oder gar ein Kind nicht auf die Fronthaube des Fahrzeugs hinaufgleitet, sondern wegen seines niedrigeren Schwerpunkts beim Aufprall umgestoßen und im jeden Fall so günstig überrollt wird, dass er nicht mit einen Fahrzeugrad in Kontakt kommt, ist ein größerer Bodenabstand der Fahrzeugunterseite also ein größerer Freiraum für die überrollte Person, ein großer und wünschenswerter Vorteil.
Folglich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eine Niveauregelung der Fahrzeugkarosserie vorzusehen. Diese Niveauregelung ist insbesondere eine Niveauanhebung. Die Niveauanhebung erfolgt vorzugsweise mit bekannten Mitteln, wie beispielsweise einer elektrischen Niveauregelung bei Fahrzeugen der Oberklasse oder einer aktiven Federung und Dämpfung (AFD). Diese Mittel verwenden Magnetventile mit kurzen Regelzeiten, so dass Reaktionszeiten von 100 Millisekunden möglich sind.
In den 1 bis 4 werden verschiedene Situationen dargestellt, die die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung illustrieren. 1 zeigt einen Fußgängeraufprall ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung. Ein Fahrzeug 10 kollidiert mit einem großen erwachsenen Fußgänger 12, der auf die Fronthaube 13 und die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 prallt. Insbesondere prallt der Kopf gegen die Windschutzscheibe. Dies ist aufgrund seiner Größe möglich und kann zu schweren Kopfverletzungen führen.
Allerdings weist das Fahrzeug 10 eine einstellbare Fronthaube auf die in Abhängigkeit vom erkannten Fußgängeraufprall mit einer Sensorik die beispielsweise eine Kontaktsensorik in der Fahrzeugfront ist, angehoben wird, um den Aufprall des Fußgängers 12 zu mildern. Zusätzlich ist in 1 dargestellt, dass das Fahrzeug 10 ein Kind 11 überrollt. Da jedoch der Abstand des Fahrzeugbodens zum Untergrund gering ist, kann es auch hier zu schweren Verletzungen kommen. Das Kind 11 wird nämlich bei einem Fahrzeugaufprall aufgrund seines geringen Schwerpunkts nicht auf die Fronthaube gedreht, sondern umgestossen und überrollt.
2 zeigt nun in eindrucksvoller Weise die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Fahrzeug 20 prallt wiederum mit einem erwachsenen Fußgänger 22 zusammen, und es kommt auch zum Überrollen eines Kindes 21. Nunmehr weist jedoch das Fahrzeug 20 neben der einstellbaren Fronthaube 23 eine Niveauregelung auf, die beim Fußgängeraufprall das Fahrzeug 20 um beispielsweise 10 Zentimeter anhebt. Dies genügt, um dem überrollten Kind 21 genügend Freiraum zu geben, ohne dass es durch das überrollende Fahrzeug verletzt wird. Der Fußgänger 22 prallt nun nicht mehr mit dem Kopf gegen die Windschutzscheibe, sondern gegen die Fronthaube, die angestellt wird. Auch dies sollte zu einer besseren Überlebenschance des Fußgängers 22 sowie zu geringeren Verletzungen führen. Die Niveauregelung hat nämlich hier dazu geführt, dass der Fußgänger 22 einen längeren Weg zum Abrollen über die Fronthaube 22 hat.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Weiterbildung, wobei das Fahrzeug nun neben der Niveauanhebung und der aufstellbaren Fronthaube 33 auch eine ausfahrbare Stoßstange 31 aufweist. Wiederum prallt ein Fußgänger 32 als Erwachsener gegen die Front des Fahrzeugs 30 und, wie in 2 gezeigt, landet auf der angestellten Fronthaube 33. Die ausgefahrene Stoßstange 31 bewirkt jedoch eine optimale Drehbewegung des Fußgängers 32, wobei die Stoßstange 31 nicht nur nach vorne ausgefahren wird, sondern auch nach unten gefahren wird, um der Niveauregelung Rechnung zu tragen.
4 zeigt ein weiteres Beispiel eines Zusammenpralls eines Fußgängers mit einem Fahrzeug. Das Kraftfahrzeug 40 prallt hier mit einem Kind 43 zusammen, das einen derart geringen Schwerpunkt hat, dass es nicht über die Fronthaube 41 gedreht werden würde. Hier wird das Fahrzeug 40 angehoben und die Stoßstange 42 nach unten ausgefahren, um das Kind 43 wegzuschieben, so dass auch ein Überrollen durch das Fahrzeug 40 verhindert wird.
5 zeigt in einem Blockschaltbild ein Beispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Eine Fußgängerkontaktsensorik 50 ist über einen Datenausgang mit einem Steuergerät 54 für Rückhaltemittel verbunden. Über einen zweiten Dateneingang ist an das Steuergerät 54 eine Umfeldsensorik 51 angeschlossen. Über einen dritten Dateneingang ist an das Steuergerät 54 eine Crashsensorik 53 angeschlossen. Über einen ersten Datenausgang ist das Steuergerät 54 mit einer Motorik für eine ausfahrbare Stoßstange 58 verbunden. Über einen zweiten Datenausgang ist das Steuergerät 54 mit Rückhaltemittel 59 verbunden, zu denen auch Außenairbags zählen. Über eine CAN-Bus 55 ist das Steuergerät 54 mit einem weiteren Steuergerät 56 für Niveauregelung verbunden. Das Steuergerät 56 ist über einen Datenausgang mit einer Akuatorik für die Niveauregelung 57 verbunden.
Als Kontaktsensorik 50 kann beispielsweise ein Piezokabel verwendet werden, das in der Stoßstange des Fahrzeugs angeordnet ist. Solch ein Piezokabel hat den Vorteil, dass es wohl kapazitiv als auch piezoelektrisch als auch eine Wechselstromverlustwiderstandsänderung über eine Dehnung des Kabels messen kann. Die kapazitive Messung erlaubt eine Umgebungsmessung, die piezoelektrische Messung eine Kontaktkraftmessung. Es sind auch andere Kontaktsensoren als Kontaktsensor 50 möglich, wie beispielsweise Schalter, Beschleunigungssensoren, optische Sensoren, Kontaktleitungen, die sich bei einem Aufprall kontaktieren und weitere bekannte Kontaktsensoren.
Als Umfeldsensorik 51 kann eine Radarsensorik und/oder eine Ultraschallsensorik und/oder eine Videosensorik und/oder eine Lidarsensorik und/oder eine Sensorik mit einer Photonic Mixing Detection verwendet werden. Auch Time-of-Flight-Messungen können hier eingesetzt werden. Die Crashsensorik 53 weist üblicherweise Beschleunigungssensoren auf aber auch zusätzlich können Drucksensoren, Schalter und andere bekannte Konzepte aus dem Stand der Technik hier verwendet werden. Das Steuergerät 54 weist einen Mikrokontroller zur Verarbeitung der Sensorsignale auf, wobei auf dem Mikrokontroller ein Algorithmus abläuft, in den die Sensorsignale zur Verarbeitung eingehen.
Wird ein Fußgänger anhand der Sensorsignale erkannt bzw., dass ein Fußgängeraufprall bevorsteht oder eingetreten ist, werden die entsprechenden Schutzmaßnahmen durch das Steuergerät 54 eingeleitet. Dazu zählt die Aktivierung der ausfahrbaren Stoßstange 58, die bereits bei einem bevorstehenden Zusammenprall mit einem Fußgänger ausgefahren werden kann, wie in den 3 und 4 gezeigt. Zusätzlich können bei einem Aufprall oder bereits vor einem Aufprall Außenairbags 59 aktiviert werden, um den Fußgänger einen möglichst sanften Aufprall auf das Kraftfahrzeug zu ermöglichen. Und weiterhin wird über den CAN-Bus 55 das Steuergerät 56 aktiviert, um eine Niveauanhebung des Fahrzeugs zu erreichen. Die Niveauanhebung hat die oben gezeigten Vorteile.
Es ist möglich, dass auf die Umfeldsensorik 51 verzichtet wird und lediglich die Kontaktsensorik 50 und die Crashsensorik 53 vorliegt. Wie oben dargestellt, kann es bereits durch die Umfeldsensorik 51 vor einem Aufprall zur Aktivierung bzw. Niveauanhebung der Fahrzeugkarosserie kommen. Auch die Stoßstange kann bereits vor dem Kontakt ausgefahren werden, aber auch erst beim Kontakt. Dies gilt auch für die Außenairbags.
6 erläutert in einem Flussdiagramm den Ablauf, der bei einem Fußgängeraufprall erfindungsgemäß durchgeführt wird. Im Verfahrensschritt 600 wird beispielsweise mit der Umfeldsensorik 51 ein Hindernis erkannt. Hier kann bereits auch eine Identifizierung des Hindernisses vorgenommen werden. In Verfahrensschritt 601 wird geprüft, ob anhand der Bewegungsvorgänge des Kraftfahrzeugs und des Fußgängers eine Kollision unausweichlich ist. Wurde in Verfahrensschritt 602 entschieden, dass die Kollision nicht unausweichlich ist, wird zu Verfahrensschritt 600 zurückgesprungen. Ist jedoch die Kollision unausweichlich, wird in Verfahrensschritt 603 die Stoßstange ausgefahren und die Niveauanhebung erfolgt. Zusätzlich können auch schon Außenairbags gezündet werden. In Verfahrensschritt 604 wird mittels der Kontaktsensorik 50 und auch mittels der Crashsensorik 53 überprüft, ob es zum Kontakt des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeug gekommen ist. Ist das nicht der Fall, wird zu Verfahrensschritt 600 zurückgesprungen, und es können die Rückhaltemittel, wie die Stoßstange bzw. Niveauanhebung wieder zurückgefahren werden. Kam es jedoch zum Kontakt, kann in Verfahrensschritt 605 es zu weiteren Aktivierungen von Schutzmaßnahmen kommen. Dazu zählt vor allem die ausfahrbare Fronthaube. Die Niveauregelung kann auch hier erst einsetzen und auch die Stoßstange bzw. die Außenairbags können erst hier oder zusätzlich ausgefahren bzw. aktiviert werden.

Claims

Vorrichtung zum Fußgängerschutz mittels einer mechanischen Veränderung wenigstens eines Karosserieteils eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Vorrichtung in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eine Niveauregelung (57) der Karosserie zum Fußgängerschutz durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung das Sensorsignal von einer Umfeldsensorik (51) und/oder einer Kontaktsensorik (50) erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich in Abhängigkeit des Sensorsignals die Stoßstange (58) ausfährt und/oder die Fronthaube (13, 23, 33, 41) anhebt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßstange (31, 42) beim Ausfahren auch abgesenkt wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Fußgängerschutz zusätzlich wenigstens einen Außenairbag (59) in Abhängigkeit von dem Sensorsignal betätigt.