DE10351044B4

DE10351044B4 - Arrangement of a component on a front end of a vehicle

Info

Publication number: DE10351044B4
Application number: DE2003151044
Authority: DE
Inventors: Achim Dockweiler; Ulrich Köstler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2023-11-01
Also published as: DE10351044A1

Abstract

Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, und das mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist, wobei das Bauteil bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers über zumindest einen Aktuator verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit über eine Sperreinrichtung verriegelt ist, sodass sie sowohl mit dem Bauteil als auch mit der Karosserie verbunden ist, während bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit die Sperreinrichtung gelöst ist, sodass die Verbindungseinrichtung mit dem Bauteil und/oder mit der Karosserie nicht oder nur lose verbunden ist.Arrangement of a component on a front end of a vehicle on which a pedestrian or cyclist can bounce, and which is connected to at least one connecting device with the body of the vehicle, wherein the component is displaceable in a detected impact of a pedestrian or cyclist on at least one actuator, characterized in that the connecting device is locked at speeds of the vehicle below a minimum speed and / or above a maximum speed via a locking device so that it is connected to both the component and the body, while at speeds of the vehicle between the minimum and the Maximum speed of the locking device is released, so that the connecting device with the component and / or with the body is not or only loosely connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement of a component on a front end of a vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Um bei einer Kollision eines Fußgängers oder Radfahrers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen, insbesondere im Brust- und Kopfbereich, zu minimieren, ist es allgemein bekannt, einen relativ großen Mindestabstand zwischen einer Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufnahmen, etc.) vorzusehen, sodass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers auf ein verträgliches Maß zu verzögern. Kritisch bleibt allerdings der Bereich der Frontklappe nahe bei Scharnieren, mit denen die Frontklappe an die Karosserie angelenkt ist, da die Frontklappe in diesem Bereich nicht ausreichend deformierbar ist.In order to minimize the extent of injury, especially in the chest and head area, in a collision of a pedestrian or cyclist with a motor vehicle, it is generally known to maintain a relatively large minimum distance between a front door and a rigid substructure of the vehicle (engine, strut mountings, etc .), so that a sufficient deformation path of the front door is available to delay the impact of the pedestrian or cyclist to a tolerable level. However, the area of the front flap near hinges, with which the front flap is hinged to the body, remains critical, since the front flap is not sufficiently deformable in this area.

Zur Vermeidung dieses kritischen Bereichs ist es aus der JP 2000-108842 A bekannt, zwischen dem Scharnier und der Frontklappe und zwischen dem Scharnier und der Karosserie jeweils ein energieabsorbierendes Element aus einem elastischen Material anzubringen.To avoid this critical area, it is out of the JP 2000-108842 A known to install between the hinge and the front door and between the hinge and the body in each case an energy absorbing element made of an elastic material.

Aus der DE 199 22 454 A1 ist eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs bekannt, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann. Das Bauteil ist mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden, wobei das Bauteil bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers über zumindest einen Aktuator verlagerbar ist.From the DE 199 22 454 A1 An arrangement of a component on a front end of a vehicle is known on which a pedestrian or cyclist can bounce. The component is connected to at least one connecting device with the body of the vehicle, wherein the component is displaceable in a detected impact of a pedestrian or cyclist via at least one actuator.

Ferner ist aus der DE 199 22 459 C1 eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug bekannt, bei der die Frontklappe über ein Scharnier an der Fahrzeugkarosserie angelenkt ist. Die Frontklappe ist über wenigstens ein Klappenschloss verschließbar. Das Scharnier weist Mittel zum Verlagern eines Gelenkes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in eine obere und in eine untere Position auf. Die Verlagerung erfolgt unabhängig von einem Fußgängeraufprall. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Frontklappe in denjenigen Geschwindigkeitsbereichen angehoben werden kann, in denen der Aufprall eines Fußgängers besonders gefährlich ist. Dagegen ist die Frontklappe während des Stillstandes des Fahrzeugs oder bei langsamen Geschwindigkeiten wie beim Einparken und bei hohen Geschwindigkeiten in einer abgesenkten Position. Zusätzlich ist es möglich, bei höheren Geschwindigkeiten die Mittel zu verriegeln, um die Steifigkeit des Fahrzeugs bei einem Frontalzusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug zu erhöhen.Furthermore, from the DE 199 22 459 C1 an arrangement of a front door on a vehicle known in which the front door is hinged to the vehicle body via a hinge. The front flap can be closed via at least one flap lock. The hinge has means for displacing a joint as a function of the speed of the vehicle into an upper and a lower position. The relocation is independent of a pedestrian impact. This arrangement allows the front door to be raised in those speed ranges where the impact of a pedestrian is particularly dangerous. By contrast, the front door is in a lowered position during vehicle standstill or at slow speeds such as when parking and at high speeds. In addition, it is possible to lock the means at higher speeds to increase the stiffness of the vehicle in a head-on collision with another vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs zu schaffen, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, wobei die Anordnung einen möglichst guten Schutz für den aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer bietet.The object of the invention is to provide an arrangement of a component on a front end of a vehicle on which a pedestrian or cyclist can bounce, the arrangement provides the best possible protection for the impacting pedestrian or cyclist.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an arrangement of a component on a front end of a vehicle having the features of patent claim 1.

Bei einem Unfall eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer prallt dieser meist auf eines der folgenden Bauteile eines Vorderwagens: Frontklappe, Frontend, Stoßfänger, Kotflügel oder Scheinwerfer. Um den Aufprall abzumildern, gibt es zwei prinzipielle Konzepte.In the event of an accident involving a vehicle with a pedestrian or cyclist, it usually bumps into one of the following components of a front end: front door, front end, bumper, fender or headlight. To mitigate the impact, there are two principal concepts.

Die erste Möglichkeit sieht vor, dass das Bauteil in seiner normalen Position bei einem Aufprall deformierbar ist. Je größer dabei der mögliche Deformationsweg ist, um so geringer ist das Verletzungsrisiko für den Fußgänger oder Radfahrer. Allgemein wird hierbei von einem passiven Fußgängeraufprallschutz gesprochen. Dabei ist das Bauteil mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden, wobei das Bauteil zu darunter angeordneten anderen Bauelementen oder Aggregaten einen Mindestabstand aufweist. Zwischen dem Bauteil und der Verbindungseinrichtung und/oder zwischen Karosserie und Verbindungseinrichtung ist zumindest ein Deformationselement zum Schutz des Fußgängers oder Radfahrers angeordnet. Das Deformationselement ist bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit mit einer Sperreinrichtung verriegelt, sodass sich das Deformationselement nicht verformen kann. Die Sperreinrichtung kann direkt oder mittelbar eine Verformung des Deformationselementes verhindern. So kann zum einen vermieden werden, dass das Deformationselement sich möglicherweise bereits verformt wird, wenn beispielsweise beim Einparken ein Laternenpfahl oder eine Mülltonne übersehen wird. Zum anderen bildet das Bauteil mit der Karosserie bei hohen Geschwindigkeiten einen steifen Verbund, sodass es nicht bereits beispielsweise durch den Winddruck zu einer Verformung des Deformationselements kommen kann und/oder sich das Bauteil labil verwinden kann. Bei hohen Geschwindigkeiten prallt ein Fußgänger oder Radfahrer normalerweise nicht auf ein Bauteil des Vorderwagens auf, sondern auf die Frontscheibe, sodass trotz der Verriegelung bei hohen Geschwindigkeiten keine erhöhte Verletzungsgefahr mit der Verriegelung einhergeht. Als Deformationselemente sind sowohl Elemente geeignet, die sich elastisch verformen, wie beispielsweise Federn, als auch Elemente, die sich plastisch verformen, wie beispielsweise Wabenstrukturen.The first possibility is that the component is deformable in its normal position in an impact. The greater the possible deformation path, the lower the risk of injury to the pedestrian or cyclist. Generally spoken here is a passive pedestrian impact protection. In this case, the component is connected to at least one connecting device with the body of the vehicle, wherein the component to below arranged other components or aggregates has a minimum distance. At least one deformation element for protecting the pedestrian or cyclist is arranged between the component and the connecting device and / or between the body and the connecting device. The deformation element is locked at speeds of the vehicle below a minimum speed and / or above a maximum speed with a locking device, so that the deformation element can not deform. The locking device can directly or indirectly prevent deformation of the deformation element. Thus, it can be avoided, on the one hand, that the deformation element may already be deformed if, for example, when parking a lamppost or a garbage bin is overlooked. On the other hand, the component forms a rigid composite with the body at high speeds, so that it can not already come, for example by the wind pressure to a deformation of the deformation element and / or the component can twist labile. At high speeds, a pedestrian or cyclist usually does not bounce on a component of the front end, but on the windshield, so that despite the locking at high speeds no increased risk of injury associated with the lock. As deformation elements both elements are suitable, which deform elastically, such as springs, as well as elements that deform plastically, such as honeycomb structures.

Alternativ zu derartigen passiven Systemen sind als zweite Möglichkeit aktive Fußgängeraufprallschutzsysteme bekannt. Bei diesen Systemen steht normalerweise nicht genügend Bauraum für einen ausreichenden Deformationsweg unter dem Bauteil zur Verfügung. Daher wird das Bauteil bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers aktiv über zumindest einen Aktuator verlagert. Beispielsweise kann eine Frontklappe über den zumindest einen Aktuator angehoben werden, damit ein ausreichender Abstand zum Motorblock als Deformationsweg entsteht, oder ein Scheinwerfer kann in den Motorraum hinein verschwenkt werden. Erfindungsgemäß ist bei einem solchen aktiven System das Bauteil eines Vorderwagens eines Fahrzeugs, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Die Verbindungseinrichtung ist auch hier bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit über eine Sperreinrichtung verriegelt, sodass sie sowohl mit dem Bauteil als auch mit der Karosserie verbunden ist. Bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit dagegen ist die Sperreinrichtung gelöst, sodass die Verbindungseinrichtung mit dem Bauteil und/oder mit der Karosserie nicht oder nur lose verbunden ist. Das Bauteil wird dann nur mehr durch den zumindest einen Aktuator in seiner Position gehalten. Dies verhindert einerseits, dass Auslösungen des Aktuators bei Berührungen des Fahrzeugs mit Gegenständen, wie Laternenpfählen oder Mülltonnen, bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zu einer Verlagerung des Bauteils führen. Zum anderen kann die benötigte Zeit zum Verlagern des Bauteils verkürzt werden, da nicht mehr zunächst Verbindungseinrichtungen, wie beispielsweise Schlösser, gelöst werden müssen, bevor der zumindest eine Aktuator das Bauteil verlagern kann. So kann beispielsweise bei einer Frontklappe ein Klappenschloss zwischen der Mindest- und der Höchstgeschwindigkeit bereits geöffnet sein, sodass bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers nicht mehr zuerst das Klappenschloss geöffnet werden muss, bevor die Frontklappe über den zumindest einen Aktuator angehoben werden kann. Die Frontklappe kann sofort angehoben werden. Der Zeitgewinn kann in einen größeren Verlagerungsweg umgesetzt werden oder dient zur Stabilisierung der bewegten Bauteile. Fußgänger, die wegen ihrer geringen Körpergröße schneller mit dem Fahrzeug in Berührung kommen, haben dadurch bessere Chance, die Frontklappe im angehobenen Endzustand zu treffen. Auch bei einem sogenannten „upper leg” Aufprall ist eine aktive Frontklappe möglich, da die Zeit zum Öffnen der Schlösser bzw. Scharniere in Weg umgesetzt werden kann. As an alternative to such passive systems, active pedestrian impact protection systems are known as a second option. In these systems, there is usually not enough space available for a sufficient deformation path under the component. Therefore, the component is actively displaced via at least one actuator in the event of a detected impact of a pedestrian or cyclist. For example, a front door can be raised above the at least one actuator, so that a sufficient distance from the engine block as a deformation path, or a headlight can be pivoted into the engine compartment. According to the invention, in such an active system, the component of a front end of a vehicle on which a pedestrian or cyclist can bounce is connected to at least one connecting device with the body of the vehicle. The connecting device is also locked at speeds of the vehicle below a minimum speed and / or above a maximum speed via a locking device, so that it is connected to both the component and with the body. At speeds of the vehicle between the minimum and the maximum speed, however, the locking device is released, so that the connecting device with the component and / or with the body is not or only loosely connected. The component is then held in its position only by the at least one actuator. This prevents, on the one hand, that actuations of the actuator when the vehicle comes in contact with objects, such as lampposts or dustbins, lead to a displacement of the component at very low speeds of the vehicle. On the other hand, the time required for displacing the component can be shortened because it is no longer first necessary to release connecting devices, such as locks, before the at least one actuator can displace the component. Thus, for example, in the case of a front flap, a flap lock between the minimum and maximum speeds may already be open so that when the pedestrian or cyclist detects a collision, it is no longer necessary first to open the flap lock before the front flap can be raised above the at least one actuator. The front flap can be lifted immediately. The time gained can be converted into a larger displacement path or serves to stabilize the moving components. Pedestrians, who come into contact with the vehicle faster because of their small body size, have a better chance of hitting the front flap in the raised final state. Even with a so-called "upper leg" impact, an active front flap is possible because the time to open the locks or hinges can be implemented in the way.

Typische Verbindungseinrichtungen bei einer Frontklappe sind Scharniere, Klappenschlösser, Fanghaken oder Öffnungshilfen wie Gasdruckfedern. Die Verriegelungseinrichtung kann elektronisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, o. ä. betätigt werden.Typical connecting devices in a front flap hinges, flap locks, fishing hooks or opening aids such as gas springs. The locking device can be operated electronically, mechanically, pneumatically, hydraulically, or the like.

Vorteilhafterweise führt eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs zu einer Erhöhung oder Verringerung der Mindest- und/oder Maximalgeschwindigkeit innerhalb eines definierten Bereichs. Wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Zusammenstoßes mit dem Fußgänger oder Radfahrer gerade verzögert wird, prallt der Fußgänger oder Radfahrer – in Fahrtrichtung gesehen – weiter vorne auf, da sich in der Zeit zwischen Zusammenstoß und Aufprall die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert. Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, wird zum Ausgleich die Mindest- und die Maximalgeschwindigkeit etwas angehoben. Umgekehrt wird bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs die Minimal- und die Maximalgeschwindigkeit etwas abgesenkt.Advantageously, a deceleration or acceleration of the vehicle leads to an increase or decrease in the minimum and / or maximum speed within a defined range. If the vehicle is about to be decelerated at the time of the collision with the pedestrian or cyclist, the pedestrian or cyclist bounces further forward as seen in the direction of travel, since the speed of the vehicle reduces in the time between collision and impact. To take account of this fact, the minimum and maximum speed is raised slightly to compensate. Conversely, when the vehicle accelerates, the minimum and maximum speeds are lowered slightly.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Schnitt durch ein Klappenschloss, mit dem eine Frontklappe mit einer Karosserie eines Personenkraftwagens verbunden ist.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, by which the invention will be described in more detail below. The single FIGURE shows a schematic representation of a section through a flap lock with which a front flap is connected to a body of a passenger car.

In der Figur ist ein Schloss 1 für eine Frontklappe 2 eines Personenkraftwagens dargestellt. Das Schloss 1 weist eine mit der Karosserie 6 verbundene Klinke 3 auf, in der bei geschlossener Frontklappe ein mit dieser verbundener Schließbügel 4 eingreift. Unterhalb der Frontklappe steht ausreichend Bauraum zur Verfügung, sodass sich die Frontklappe bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers so stark verformen kann, dass das Verletzungsrisiko minimiert wird. Damit auch im Bereich des Schlosses ein ausreichender Deformationsweg in Richtung z zum Schutz des aufprallenden Fußgängers oder Radfahrers zur Verfügung steht, ist die Klinke 3 nicht direkt, sondern über mehrere parallel zueinander angeordnete Federn 5 als Deformationselemente mit der Karosserie 6 verbunden.In the figure is a castle 1 for a front flap 2 of a passenger car. The castle 1 has one with the body 6 connected latch 3 on, in the closed front door with a connected thereto striker 4 intervenes. There is sufficient space below the front flap so that the front flap can deform so much in the event of a pedestrian or cyclist impact that the risk of injury is minimized. So that in the area of the castle a sufficient deformation path in the direction z for the protection of the impacting pedestrian or cyclist is available, is the pawl 3 not directly, but over several parallel arranged springs 5 as deformation elements with the body 6 connected.

Diese Anordnung würde allerdings dazu führen, dass bereits zu Deformationen kommt wenn sich beispielsweise ein Passant auf der Fronthaube abstützt. Um dies zu verhindern, ist zwischen Karosserie 6 und Klinke 3 eine elektromagnetisch betätigbare Sperreinrichtung 7 vorgesehen, die unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit von beispielsweise 10 km/h die Klinke 3 fest mit der Karosserie 6 verbindet, sodass die Klinke 3 nicht mehr in Richtung z nachgeben kann.However, this arrangement would lead to already deformed when, for example, a passer on the front hood is supported. To prevent this is between body 6 and latch 3 an electromagnetically actuated locking device 7 provided below a minimum speed of for example 10 km / h the pawl 3 stuck to the body 6 connects, so the latch 3 can no longer give in to z direction.

Eine ähnliche Problematik stellt sich bei hohen Geschwindigkeiten. Bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs jenseits einer Maximalgeschwindigkeit von beispielsweise 60 km/h prallt ein Fußgänger normalerweise nicht mehr auf der Frontklappe 2, sondern auf einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs auf. Die Frontklappe 2 muss also nicht mehr im Bereich des Schlosses 1 nachgiebig sein. Diese Nachgiebigkeit kann im Gegenteil von Nachteil sein, da die Frontklappe 2 aufgrund der Windlast möglicherweise zum Flattern oder Klappern anfangen kann. Daher verbindet die Sperreinrichtung 7 auch bei Geschwindigkeiten oberhalb der Maximalgeschwindigkeit die Klinke 3 fest mit der Karosserie 6. Nur bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit ist die Klinke nachgiebig nur über die Federn 5 mit der Karosserie 6 verbunden.A similar problem arises at high speeds. At speeds of the vehicle beyond a maximum speed of, for example, 60 km / h, a pedestrian usually no longer bounces on the front door 2 but on a windshield of the vehicle. The front flap 2 So no longer in the area of the castle 1 be forgiving. On the contrary, this flexibility can be disadvantageous since the front flap 2 due to the wind load may possibly start to flutter or rattle. Therefore, the locking device connects 7 even at speeds above the maximum speed the pawl 3 stuck to the body 6 , Only at vehicle speeds between the minimum and maximum speeds is the pawl yielding only over the springs 5 with the body 6 connected.

Dieses Prinzip lässt sich nicht nur bei einem Schloss 1 der Frontklappe 2, sondern auch bei Scharnieren, bei einem Fanghaken und bei einer Öffnungshilfe, wie beispielsweise einer Gasdruckfeder anwenden. Jedes dieser Elemente ist sowohl mit der Karosserie 5 als auch mit der Frontklappe 2 verbunden. Zwischen dem Element und der Karosserie 5 und/oder zwischen dem Element und der Frontklappe 2 ist dann zumindest ein Deformationselement angeordnet, dass mit einer Sperreinrichtung verriegelt werden kann.This principle can not be applied only to a lock 1 the front flap 2 but also in hinges, a fishing hook and an opening aid, such as a gas spring apply. Each of these elements is with both the bodywork 5 as well as with the front flap 2 connected. Between the element and the body 5 and / or between the element and the front door 2 is then arranged at least one deformation element that can be locked with a locking device.

Ferner lässt sich dieses Prinzip auch auf andere Bauteile des Vorderwagens übertragen, wie einen Scheinwerfer, einen Kotflügel, ein Frontend oder einen Stoßfänger.Furthermore, this principle can be transferred to other components of the front end, such as a headlight, a fender, a front end or a bumper.

Claims

Arrangement of a component on a front end of a vehicle, on which a pedestrian or cyclist can bounce, and which is connected to at least one connecting device with the body of the vehicle, wherein the component is displaceable in a detected impact of a pedestrian or cyclist on at least one actuator, characterized in that the connecting device is locked at speeds of the vehicle below a minimum speed and / or above a maximum speed via a locking device so that it is connected to both the component and the body, while at speeds of the vehicle between the minimum and the Maximum speed of the locking device is released, so that the connecting device with the component and / or with the body is not or only loosely connected.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the component ( 2 ) is a front door, a front end, a bumper, a fender or a headlight.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the component ( 2 ) a front flap and the at least one connecting device ( 3 . 4 ) is a hinge device, a lock, a fishing hook or an opening aid.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a delay or acceleration of the vehicle leads to an increase or decrease in the minimum and / or maximum speed within a defined range.