DE19721565A1 - Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits eine Reihe von im Bereich der Fronthaube von Fahrzeugen, insbesondere von Personenkraftfahrzeugen angeordnete Vorrichtungen zum Schutz von mit dem Fahr­ zeug kollidierenden Fußgängern vorgeschlagen worden, die das hohe Verletzungsrisiko für die in solche Zusammenstöße verwickelten Fußgänger herabsetzen sollen. Beispielsweise sind solche gattungsgemäßen Sicherheitseinrichtungen bekannt (DE-OS 27 11 338 und DE-OS 28 14 107) mit einer im Frontbereich des Fahrzeugs angeordneten Sensorvorrich­ tung zur Erfassung einer Kollision mit einem Fußgänger und mit einem durch die Sensor­ vorrichtung auslösbaren Stellglied zur Verstellung einer Fronthaube des Fahrzeugs. Die Verstellung erfolgt dabei aus einer Ruheposition in eine demgegenüber angehobene Auf­ prallposition. Dadurch wird der Abstand der deformierbaren und dabei energieabsorbier­ baren Fronthaube zu darunter liegenden, nicht deformierbaren Fahrzeugteilen, insbeson­ dere der Brennkraftmaschine erhöht, so daß ein größerer Verformungsweg zur Verfügung steht. Dazu wird die Fronthaube im hinteren Vorderwagenbereich angehoben und dabei um eine horizontale Drehachse im Frontbereich geschwenkt. Es ist auch bekannt, die Front­ haube insgesamt im wesentlichen parallel im vorderen und hinteren Vorderwagenbereich anzuheben. Als Stellglieder dazu werden durch die Sensorvorrichtung auslösbare Gassack­ einrichtungen und pyrotechnische Treibsätze vorgeschlagen. Solche Sicherheitseinrich­ tungen sind nur mit größerem Aufwand und speziellen zusätzlichen Bauteilen zu realisieren.

Weiter sind zum Schutz von Kollisionen mit Fußgängern Fang- oder Rückhaltevorrich­ tungen bekannt, die ebenfalls von einer Sensoreinrichtung ausgelöst werden und die verhindern sollen, daß ein auf die Fahrzeughaube geschleuderter Fußgänger wieder von der Fahrzeughaube herunterrutscht (DE-OS 24 55 258). Dazu ist als Fangeinrichtung ein U- förmiger Rohrbügel bekannt, dessen nach hinten weisende Arme drehbar am Fahrzeug angelenkt sind. Dieser Bügel klappt bei einem Zusammenstoß mit einem Fußgänger, aus­ gelöst durch die Sensoreinrichtung, aus seiner Ruhestellung nach oben und verhindert, daß ein auf die Fahrzeughaube geschleuderter Fußgänger nach vorne unter das Fahrzeug rutscht. Eine weitere ähnliche Anordnung besteht aus einem schlauchartigen Wulst an der vorderen Kante der Fahrzeughaube, welcher im Falle einer Kollision aufblasbar ist. Im aufgeblasenen Zustand des Wulstes entspricht dies etwa der Wirkung einer im vorderen Bereich unfallbedingt angehobenen Fronthaube. Sowohl die bekannte Bügelanordnung als auch der aufblasbare Wulst erfordern aufwendige Einrichtungen.

Weiter ist es bekannt, im Bereich der Vorderkante der Fronthaube sensorgesteuerte, energieabsorbierende Körper im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger auszufahren, um aufprallweiche Kanten zu erhalten (US-PS 4,015,870 und DE-OS 25 14 951). Auch diese Sicherheitseinrichtungen erfordern einen erheblichen Aufwand.

Als Sensorvorrichtung zur Kollisionserfassung mit einem Fußgänger sind zudem eine oder zwei übereinander liegende Sensorleisten bekannt (DE-OS 28 21 156). Bei zwei Sensor­ leisten wird eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz eines Fußgängers erst beim Vorliegen der Signale beider Sensorleisten ausgelöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber eine gattungsgemäße Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern so weiterzubilden, daß die Schutzfunktion mit einfachen Mitteln erhalten wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist die Fronthaube in ihrer Geschlossenstellung in an sich bekannter Weise mit einem Schloß verriegelt und um eine horizontale Drehachse mittels mindestens einer Fronthauben-Aufstellfeder zumindest teilweise öffenbar. Dazu sind eine Vielzahl unterschiedlicher Feder- und Hebelanordnungen allgemein bekannt. Insbesondere sind Fronthauben-Aufstellfederanordnungen bekannt, die nach einer Schloßentriegelung die gesamte Öffnungsbewegung durchführen oder unterstützen. Regelmäßig ist eine Front­ hauben-Aufstellfeder als Schließbolzenfeder vorgesehen, mit der nach einer Schloßent­ riegelung der Vorderbereich der Fronthaube in eine erste Offenstellung gegen einen Fanghaken geschwenkt wird. Erst nach einer manuellen Entriegelung des Fanghakens kann die Fronthaube vollständig geöffnet werden.

Das durch die Sensorvorrichtung auslösbare Stellglied ist eine steuerbare Entriegelungsvor­ richtung für das Fronthaubenschloß, so daß nach einer Auslösung durch die Sensorvorrich­ tung die Fronthaubenöffnung mittels der Fronthauben-Aufstellfeder freigegeben ist. Zudem ist eine Begrenzungsvorrichtung zur Festlegung eines bestimmten Öffnungswegs der Front­ haube und damit zur Festlegung der angehobenen Aufprallposition vorgesehen.

Die Sicherheitseinrichtung zur Anhebung der Fronthaube in eine Aufprallposition ist hierbei einfach und preiswert ausführbar, da für das erforderliche Stellglied zur Fronthauben­ öffnung vorhandene Bauteile mitverwendet werden. Es sind somit keine Neukonstruktionen an bestehenden Karosserieteilen und kaum Umstellungen in laufenden Serienfertigungen notwendig. Zudem sind solche Sicherheitseinrichtungen an Altfahrzeugen mit geringem Aufwand nachrüstbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Fronthauben-Aufstellfeder für eine Energieabsorption stärker als üblich dimensioniert und als Begrenzungsvorrichtung für den Öffnungsweg ist ein Anschlag vorgesehen. Dadurch wird zur Energieabsorption bei einem Aufprall eines Fußgängers die deformierbare Fronthaubenfläche und dazu abge­ stimmt auch die Fronthauben-Aufstellfeder herangezogen.

In einer anderen Anordnung ist die Begrenzungsvorrichtung für den Öffnungsweg als Arretierhaken ausgebildet, der eine Bewegung der Fronthaube in Richtung auf die Geschlossenstellung nach einer unfallbedingten Anhebung verhindert. Zur Energieab­ sorption und Abmilderung eines Fußgängeraufpralls wird hierbei die Deformation der Fronthaube verwendet.

Besonders einfach und effektiv ist die Sicherheitseinrichtung bei Fronthauben anwendbar, die um eine horizontale Drehachse im hinteren Bereich des Vorderwagens, d. h. von vorne her öffenbar sind. Grundsätzlich kann die Sicherheitseinrichtung unter Verwendung eines herkömmlichen Öffnungsmechanismus auch bei Fronthauben eingesetzt werden, die um eine frontseitige, horizontale Drehachse, d. h. entgegen der Fahrtrichtung aufschwenkbar sind.

Eine besonders einfache und preiswerte Ausführung ergibt sich, wenn das durch die Sensorvorrichtung auslösbare Stellglied in eine an sich vorhandene Seilzugeinrichtung für eine selbsttätige Entriegelung und Öffnung der Fronthaube ist. Ein Fanghaken kann dabei in üblicher Weise manuell entriegelt werden. Dabei wird hier zweckmäßig als Fronthauben- Aufstellfeder eine üblicherweise ins Schloß integrierte Schließbolzenfeder verwendet.

Zur Unterstützung der Fronthauben-Aufstellfeder kann zudem eine auslösbare Treibladung vorgesehen sein. Dabei kann je nach der von der Sensoreinrichtung detektierten Kolli­ sionsgeschwindigkeit die Anhebung der Fronthaube in die Aufprallstellung unterschiedlich angesteuert werden: bei geringer Geschwindigkeit wird die Anhebung nur durch die Auf­ stellfeder durchgeführt; bei größerer Geschwindigkeit wird die Anhebung ausschließlich oder in Verbindung mit der Treibladungseinrichtung vorgenommen, da damit die Zeit für die Anhebung verkürzt werden kann.

In einer Weiterbildung kann sich bei einer unfallbedingten Anhebung der Fronthaube an deren Vorderkante eine weiche Abdeckung ausdehnen, die bevorzugt in der ohnehin erforderlichen Dichtlippe enthalten ist.

Die Sensorvorrichtung kann an sich bekannte Infrarotsensoren und/oder Ultraschall­ sensoren und/oder Radarsensoren enthalten, die insbesondere vorausschauend eine drohende Kollision mit einem Fußgänger erfassen und eine frühe Auslösung der Sicher­ heitseinrichtung möglich machen. Zudem können an sich bekannte, mechanische, auf einen Aufschlag reagierende Sensoren eingesetzt sein, die eine bereits erfolgte Kollision detektieren. Die Verwendung zweier übereinanderliegender Sensorenleisten, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist mit den Vorteilen einer redundanten Auswertung auch hier möglich.

Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Vorderwagens eines Personenkraftwagens,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Fronthaubenschlosses in verriegelter Stellung,

Fig. 3 das Fronthaubenschloß nach Fig. 2 in entriegelter Stellung,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Fronthaubenschlosses in verriegelter Stellung,

Fig. 5 das Fronthaubenschloß nach Fig. 4 in der entriegelten Stellung, und

Fig. 6 das Fronthaubenschloß nach Fig. 4 in einer nach Zündung einer Treibladung angehobenen Stellung.

In Fig. 1 ist ein Vorderwagen 1 eines Personenkraftwagens dargestellt mit einem Vorderrad 2, einem Stoßfänger 3, einem Frontscheinwerfer 4 und einer Fronthaube 5. Oberhalb des Stoßfängers 3 ist eine nicht näher dargestellte Sensorleiste 6 angebracht, die eine drohen­ de oder erfolgte Kollision mit einem Fußgänger erfaßt und ein entsprechendes Signal über eine Auswerteeinrichtung zur Auslösung eines Stellglieds 22 weitergibt.

Die Fronthaube 5 ist in ihrer geschlossenen Ruheposition dargestellt. Zudem ist die Front­ haube 5′ strichliert in einer demgegenüber angehobenen Aufprallposition gezeichnet. In dieser Aufprallposition ist der Deformationsabstand 7 zu (strichliert eingezeichneten) nicht deformierbaren Motorteilen 8 größer als der Abstand 9 im geschlossenen Zustand.

Die Fronthaube 5 ist um eine horizontale, hintere Drehachse zu öffnen. Die strichliert dar­ gestellte Aufprallposition 5′ mit dem vergrößerten Deformationsabstand 7 stellt einen ersten, kleinen Abschnitt des gesamten Öffnungsweges dar. Die Anhebung in die Aufprall­ position 5′ wird im Bereich 10 durch ein Stellglied und eine Entriegelungsvorrichtung in einem Fronthaubenschloß 11 bewirkt, von dem Ausführungsformen nachfolgend be­ schrieben sind:
In den Fig. 2 und 3 ist ein Fronthaubenschloß 11 in unterschiedlichen Schließstellungen gezeigt. Es ist im vorderen Kantenbereich der Fronthaube 5 angebracht und besteht aus einem aufbauseitigen Schloßgehäuse 12, an dem im unteren Bereich ein Schloßriegel 13 und im oberen Bereich ein Fanghaken 14 zur Schloßgehäuseinnenseite hin etwa waage­ recht verschiebbar gelagert sind.

An der Fronthaube 5 ist ein etwa vertikaler Schließbolzen 15 angebracht mit einer hori­ zontal umlaufenden Fallennut 16, in die sowohl der Schloßriegel 13 als auch der Fang­ haken 14 eingreifen kann.

Der Schließbolzen 15 ist von einer Spiralfeder 17 als Druckfeder umgeben, die sich einerseits an der Frontklappe 5 abstützt und andererseits mit einem in einer Führungsnut 18 geführten Schiebeteil 19 verbunden ist.

In Fig. 2 ist die geschlossene und verriegelte Stellung dargestellt, wobei der Schließbolzen 15 von oben her mit einem endseitigen Kegelteil 20 in das Schloßgehäuse 12 unter Druck eingeführt worden ist. Dabei wurde durch die Einlaufschrägen des Kegelteils 20 der feder­ belastete Fanghaken 14 in die dargestellte Position zurückgedrängt. Ebenfalls war der federbelastete Schloßriegel 13 zurückgedrängt worden. Nach Durchgang des Kegelteils 20 ist jedoch der Schloßriegel durch seine Federbelastung in die Fallennut 16 in der darge­ stellten Weise eingerastet. Die Spiralfeder 17 wurde zudem unter Vorspannung in ihrer Länge verkürzt.

Der Schloßriegel 13 ist mit einem Seilzug 21 verbunden, der manuell vom Fahrzeuginnen­ raum aus zurückgezogen werden kann (Pfeil 32), wodurch der Schloßriegel 13 aus seiner Eingriffstellung am Schließbolzen 15 herausgezogen wird.

Zudem ist im Seilzug 21 ein Stellglied 22 enthalten, das ebenfalls (unabhängig von einer manuellen Betätigung des Seilzugs 21) eine Seilverkürzung und einen Zug auf den Schloß­ riegel 13 ausüben kann (Pfeil 23). Das Stellglied kann dabei beispielsweise durch Entriege­ lung eines Vorspannelements, elektromagnetisch oder pyrotechnisch betätigt werden. Die Auslösung erfolgt über ein Signal aus der Sensorvorrichtung, wenn eine drohende oder erfolgte Kollision mit einem Fußgänger erfaßt wird (schematisch durch Pfeil 24 dargestellt).

Nach einer Schloßentriegelung durch Ausrasten des Schloßriegels 13 aus der Fallennut 16 streckt sich die Spiralfeder 17, wodurch die Fronthaube 5 entsprechend Fig. 1 so lange aufgeschwenkt wird, bis der Fanghaken 14 in die Fallennut 16 einrastet. Diese Stellung entspricht der angehobenen Aufprallposition, wobei die Entriegelungshöhe 25 und der Abstand 7 als zusätzlicher Deformationsweg zur Verfügung stehen. Da eine schnelle Anhe­ bung im Falle einer Fußgängerkollision und einer Auslösung über das Stellglied 22 erforder­ lich wird, ist die Spiralfeder 17 kräftig dimensioniert.

Der Fanghaken 14, der verhindert, daß die Fronthaube bei äußerer Krafteinwirkung wieder schließt, kann in an sich bekannter Weise manuell entriegelt werden.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist eine ähnliche Ausführung eines Fronthaubenschlosses 11 darge­ stellt, bei dem gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen entsprechend der ersten Ausfüh­ rungsform nach den Fig. 2 und 3 bezeichnet sind.

Auch in der zweiten Ausführungsform ist ein Schloßgehäuse 12 mit jeweils einem darin verschiebbaren Schloßriegel 13 und Fanghaken 14 verwendet. Der Schließbolzen 15 an der Fronthaube 5 ist jedoch hier als Zylinder-Kolbeneinheit mit einem Zylinder 26 und einem Kolben 27 ausgeführt. Die den Zylinder 26 umgebende Feder entspricht der Spiralfeder 17 der ersten Ausführungsform, die sich hier mittelbar über einen Bund 28 an der Fronthaube 5 und an einem Schiebeteil 19 abstützt.

Das Kegelteil 20 ist endseitig am Kolben 27 angebracht. Der Kolben 27 ist im Zylinder 26 durch eine Kolbenfeder 29 im eingeschobenen Zustand gehalten. Über dem Kolbenboden ist eine Treibladung 30 angebracht, durch die nach der Zündung der Kolben 27 und der Zylinder 26 relativ zueinander verschiebbar sind wobei der Kolben 27 aus dem Zylinder 26 ausschiebbar ist.

Der Schloßriegel 13 kann für eine Entriegelung auch hier sowohl manuell über den Seilzug 21 als auch gesteuert (Signal 24) durch das Stellglied 22 betätigt werden. Die Zündung der Treibladung 30 wird ebenfalls durch ein Signal 24′ der Sensoreinrichtung ausgelöst.

In Fig. 4 ist das Fronthaubenschloß 11 bei geschlossener Fronthaube 5 verriegelt. Dies entspricht Fig. 2 der ersten Ausführungsform.

In Fig. 5 ist das Fronthaubenschloß entweder manuell oder durch das Stellglied 22 ent­ riegelt und durch den Fanghaken 14 in der angehobenen Aufprallposition arretiert. Die Treibladung 30 wurde dabei nicht gezündet, da entweder nur eine übliche manuelle Öffnung der Fronthaube erfolgen soll, oder die erfaßte Geschwindigkeit für eine Fuß­ gängerkollision gering war und die Öffnungsgeschwindigkeit in die angehobene Aufprall­ position nur durch die Wirkung der Spiralfeder 17 als ausreichend erkannt worden ist.

Bei einer erkannten, größeren Kollisionsgeschwindigkeit wird dagegen die Treibladung 30 über das Signal 24′ gezündet, wodurch sich der Öffnungszustand der Fronthaube gemäß Fig. 6 ergibt. Der Schloßriegel 13 bleibt hierbei eingerastet und der Kolben 27 in seiner verriegelten Position. Relativ dazu wird durch Ausdehnung des Treibgases im Zylinder­ volumen der Zylinder 26 und damit die Frontklappe 5 nach oben gedrängt, wodurch der Öffnungsweg 31 als zusätzlicher Deformationsweg mit einer schnellen Öffnungsbewegung gewonnen wird. Zugleich dehnt sich eine (nicht dargestellte) Dichtlippe an der Vorderkante der Fronthaube, die einen Hohlraum und/oder eine Zusatzlippe aufweisen kann, über die Vorderkante als weiche Kantenabdeckung aus.

Claims (10)

1. Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern, insbesondere an einem Kraftfahrzeug, mit

• - einer im Frontbereich des Fahrzeugs angeordneten Sensorvorrichtung (6) zur Erfassung einer drohenden oder erfolgten Kollision mit einem Fußgänger,
• - einem durch die Sensorvorrichtung (6) auslösbaren Stellglied (22) zur Verstellung einer Fronthaube (5) des Fahrzeugs aus einer Ruheposition in eine demgegenüber angehobene Aufprallposition, wobei die Fronthaube (5) um eine horizontale Drehachse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Fronthaube (5) in ihrer Geschlossenstellung mit einem Schloß (11) verriegelt ist und um die horizontale Drehachse mittels mindestens einer Fronthauben- Aufstellfeder (17) zumindest teilweise öffenbar ist,
• - das durch die Sensorvorrichtung (6) auslösbare Stellglied (22) eine Entriege­ lungsvorrichtung für das Fronthaubenschloß (11) ist, so daß nach einer Auslö­ sung die Fronthaubenöffnung mittels der Fronthauben-Aufstellfeder (17) freigebbar ist, und eine Begrenzungsvorrichtung (14) zur Festlegung eines bestimmten Öffnungswegs der Fronthaube (5) und damit zur Festlegung der angehobenen Aufprallposition vorgesehen ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Front­ hauben-Aufstellfeder (17) zur Energieabsorption stark dimensioniert ist und die Begrenzungsvorrichtung als Fanghaken den Öffnungsweg in Öffnungsrichtung als Anschlag begrenzt.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung ein Arretierhaken (14) ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Drehachse im hinteren Bereich des Vorderwagens (1) und das Schloß (11) im Bereich (10) der Stirnseite der Fronthaube (5) angeordnet sind.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Fronthaube (5) durch eine manuell betätigbare Seilzugeinrichtung (21) entriegelbar ist,
• - das durch die Sensorvorrichtung auslösbare Stellglied (22) in die Seilzugeinrichtung (21) für eine selbsttätige Entriegelung und Öffnung der Fronthaube (5) in die Aufprallstellung integriert ist.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung, insbesondere der Fanghaken oder Arretierhaken (14) manuell aus der Begrenzerposition zur Freigabe des weiteren Öffnungswegs der Fronthaube (5) bewegbar ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fronthauben-Aufstellfeder eine ins Schloß integrierte Schließbolzenfeder (17) ist.

8. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Fronthauben-Aufstellfeder (17) eine ins Schloß (11) inte­ grierte Zylinder-Kolbenanordnung (26, 27) mit einer auslösbaren Treibladung (30) vorgesehen ist.

9. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtlippe an der Vorderkante der Fronthaube (5) angebracht ist, die einen Hohlraum und/oder eine Zusatzlippe aufweist, die sich bei einer unfallbedingten Anhebung der Fronthaube (5) in die Aufprallposition über die Vorderkante ausdehnen.

10. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung (6) Infrarotsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Radarsensoren enthält.