DE19923708A1

DE19923708A1 - Kraftfahrzeug mit Federungs- und Dämpfungseinrichtung und kombinierter Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE19923708A1
Application number: DE1999123708
Authority: DE
Inventors: Carsten Spichalsky; Thomas Ruchatz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-05-22
Filing date: 1999-05-22
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2019-05-23
Also published as: DE19923708B4; WO2000071370A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer zwischen Fahrwerk und Karosserie angeordneten Federungs- und Dämpfungseinrichtung. Um die Verletzungsgefahr für Fahrzeuginsassen bei einem Unfall zu mindern, ist erfindungsgemäß eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines drohenden Aufpralls, wobei die Sensoreinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls ein Signal an eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges (1) abgibt, die dann mittels der Federungs- und Dämpfungseinrichtung (5, 6) vor dem Aufprall eine Lageverstellung der Karosserie (4) mindestens auf der Aufprallseite bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer zwischen Fahrwerk und Karosserie angeordneten Federungs- und Dämpfungseinrichtung.

Heutige Kraftfahrzeuge weisen bereits eine Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen auf, wie beispielsweise verformbare Energieabsorber, Sicherheitsgurte mit Gurtstraffer und Airbags.

In der US 3 806 184 ist eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die aus einem Fahrwerksrahmen mit teleskopierbaren Längsholmen besteht. Die Längsholme weisen an ihren Enden jeweils schräg nach oben verlaufende Abschnitte auf, die mit Gleitrollen versehen sind und entsprechend schräg verlaufende, mit der Karosserie verbundene Rahmenabschnitte tragen, wobei diese Rahmenabschnitte und die sie tragenden Längsholme über Scherbolzen miteinander verbunden sind. Bei einem Auffahrunfall werden die teleskopierbaren Längsholme ineinander geschoben, wobei sich der Abstand ihrer schräg nach oben verlaufenden Abschnitte entsprechend verringert. Gleichzeitig reißen die Scherbolzen ab, und die ebenfalls schräg verlaufenden, mit der Karosserie verbundenen Rahmenabschnitte gleiten auf den Gleitrollen der Längsholme nach oben, so daß die Karosserie entsprechend der Verkürzung der Längsholme angehoben wird. Durch die Anhebung der Karosserie soll deren unfallbedingte Deformation verringert und somit die Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen gemindert werden. An dieser bekannten Sicherheitseinrichtung ist jedoch nachteilig, daß sie einen relativ schweren Fahrwerksrahmen voraussetzt, wie er bei den meisten heutigen Personenkraftwagen nicht mehr verwendet wird. Zudem funktioniert die Einrichtung nur bei front- und heckseitigen Kollisionen.

In der DE 36 40 107 A1 ist eine Einrichtung zur Gewichtsverlagerung zwischen Vorder- und Hinterrädern eines Kraftfahrzeuges beschrieben, mit der eine effektivere Bremsung erzielt werden soll. Die Einrichtung besteht aus einem Schalter bzw. Sensor, einem Mikroprozessor und mindestens einem Hydraulikzylinder, dessen Enden mit dem Fahrgestell und der Karosserie des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Bei einer Bremsung wird die Karosserie mittels des Hydraulikzylinders gegenüber dem Fahrgestell vorne angehoben, um die Vorderräder zu entlasten und somit einen Gewichtsausgleich zwischen Vorder- und Hinterrädern zu erreichen. Ferner ist in dieser Druckschrift erwähnt, daß sich das Fahrzeug bei starker Bremsung und bei einem Aufprall auf ein Hindernis nach vorne wie eine Schere öffnet und somit einen größeren Widerstand beim Aufprall bildet. Das Fahrgestell besteht hier also aus einem die Hinterachse und die vordere Radaufhängung verbindenden Fahrwerksrahmen. Diese bekannte Sicherheitseinrichtung setzt somit ebenfalls einen relativ schweren Fahrwerksrahmen voraus. Unbefriedigend ist ferner, daß die Einrichtung bei einem Heckaufprall unwirksam ist und nur bei einer Bremsung und nicht bei Aufprallsituationen ohne Bremsung funktioniert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Verletzungsgefahr für Fahrzeuginsassen bei einem Unfall gemindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kraftfahrzeug eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines drohenden Aufpralls aufweist, wobei die Sensoreinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls ein Signal an eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges abgibt, die dann mittels der Federungs- und Dämpfungseinrichtung vor dem Aufprall eine Lageverstellung der Karosserie mindestens auf der Aufprallseite bewirkt.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß bei einem drohenden Aufprall vor dem Aufprall eine Lageverstellung der Karosserie zumindest auf der Aufprallseite durchgeführt wird. Da der Aufprall nun in einer Höhe des Fahrzeuges erfolgt, in der passive Sicherheitseinrichtungen des Fahrzeuges die beste Wirkung entfalten können, ist die Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen gemindert.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung so ausgebildet, daß sie den jeweiligen Aufprallbereich des Kraftfahrzeuges vor dem Aufprall ermittelt. Hierdurch ist eine gezielte Lageverstellung der Fahrzeugkarosserie bei einem drohenden Aufprall möglich.

Die zur Detektion eines drohenden Aufpralls vorgesehene Sensoreinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie zum einen die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, die Verzögerung des Kraftfahrzeuges und/oder den Bremsdruck im Bremssystem des Kraftfahrzeuges und zum anderen die Bewegungsrichtung und den Abstand des Kraftfahrzeuges in bezug auf ein Hindernis erfaßt, wobei die erfaßten Meßwerte in einer Logikschaltung miteinander verknüpft werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Sensoreinrichtung die Bewegungsrichtung, den Abstand und die Geschwindigkeit eines sich dem Kraftfahrzeug nähernden anderen Fahrzeuges oder sonstigen Objektes erfaßt, wobei die erfaßten Meßwerte wiederum in einer Logikschaltung miteinander verknüpft werden.

Zur Minderung der Verletzungsgefahr bei einem Aufprall ist es in der Regel ausreichend, wenn die Karosserie zuvor auf der voraussichtlichen Aufprallseite einseitig angehoben wird. Es sind aber auch Unfallsituationen möglich, in denen eine einseitige Absenkung der Karosserie auf der Aufprallseite die Unfallfolgen mindert. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Steuereinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls die Karosserie auf der Aufprallseite zuvor anhebt oder absenkt, je nach dem, in welchem Niveau die passive Sicherheitseinrichtungen des Fahrzeuges ihre beste Wirkung entfalten.

Um eine schnelle Lageverstellung der Karosserie im Falle eines drohenden Aufpralls sicherzustellen, kann die Federungs- und Dämpfungseinrichtung des Kraftfahrzeuges vorzugsweise eine pyrotechnischen Verstelleinrichtung aufweisen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind vorzugsweise der Motor und/oder das Getriebe des Kraftfahrzeuges gegenüber der Karosserie beweglich gelagert, wobei die Steuereinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls die Karosserie gegenüber dem Motor und/oder dem Getriebe anhebt, so daß der Motor und/oder das Getriebe infolge des Aufpralls zumindest teilweise unter den Fahrgastraum der Karosserie geschoben werden.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende prinzipienhaften Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges im normalen Fahrbetrieb;

Fig. 2 eine Seitenansicht auf das Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 bei einem drohenden frontseitigen Aufprall und

Fig. 3 eine Seitenansicht auf das Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 bei einem drohenden heckseitigen Aufprall.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Kraftfahrzeug weist ein Fahrwerk mit vorderen Radaufhängungen und hinteren Radaufhängungen auf, die in bekannter Weise die Führung der Räder 2, 3 übernehmen. Die vorderen Räder 2 sind über eine nicht näher dargestellte Lenkung lenkbar.

Die Federungs- und Dämpfungseinrichtung zur Karosserie 4 des Kraftfahrzeuges 1 weist hydraulische Teleskop-Stoßdämpfer 5, 6 auf, die mit nicht dargestellten Schraubendruckfedern als sogenannte Federbeine ausgebildet sind. Anstelle hydraulischer Teleskop-Stoßdämpfer können jedoch auch andere Stoßdämpfer, z. B. auch Gasdruckdämpfer verwendet werden. Die Federungs- und Dämpfungseinrichtung kann zudem auch Mittel zur Niveauregulierung der Karosserie 4 umfassen.

Die Stoßdämpfer 5, 6 sind mit einer nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung verbunden, der eine ebenfalls nicht näher dargestellte Sensoreinrichtung zur Detektion eines drohenden Aufpralls zugeordnet ist. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung auch ausgebildet, um den jeweiligen Aufprallbereich des Kraftfahrzeuges 1 vor dem Aufprall zu ermitteln.

Die Sensoreinrichtung mißt über einen oder mehrere Sensoren, die beispielsweise nach dem Radarprinzip arbeiten, die Bewegungsrichtung und den Abstand des Kraftfahrzeugas in bezug auf ein Hindernis. Desweiteren umfaßt die Sensoreinrichtung einen oder mehrere Sensoren, welche die Geschwindigkeit, die Verzögerung und/oder ein Bremsdruck im Bremssystem des Kraftfahrzeuges erfassen. Die Sensoreinrichtung kann dabei gegebenenfalls im Kraftfahrzeug für andere Zwecke bereits vorhandene Sensoren mitnutzen.

Um die Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen auch in bezug auf einen Aufprall eines anderen Fahrzeuges auf das Kraftfahrzeug 1 zu mindern, ist die Sensoreinrichtung vorzugsweise auch imstande, die Bewegungsrichtung, den Abstand und die Geschwindigkeit eines sich dem Kraftfahrzeug 1 nähernden anderen Fahrzeuges bzw. sonstigen Objektes zu erfassen.

Die von den Sensoren erfaßten Meßwerte werden in einer der Sensoreinrichtung zugeordneten Logikschaltung miteinander verknüpft, wobei bestimmte Verknüpfungsergebnisse einen drohenden Aufprall bedeuten. Bei einem solchen Verknüpfungsergebnis gibt die Logikschaltung ein Signal an die besagte Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges ab, die dann mittels der Federungs- und Dämpfungseinrichtung vor dem Aufprall eine Lageverstellung der Fahrzeugkarosserie 4 auf der Aufprallseite bewirkt. Zur schnellen Lageverstellung der Karosserie 4 kann die Federungs- und Dämpfungseinrichtung mit einer pyrotechnischen Verstelleinrichtung ausgerüstet sein.

In Fig. 2 ist die Lageänderung der Fahrzeugkarosserie 4 bei einem drohenden, nicht vermeidbaren frontseitigen Aufprall schematisch dargestellt. Die Fahrzeugkarosserie 4 ist in diesem Fall gegenüber den Vorderrädern 2 angehoben.

Bei dem dargestellten Kraftfahrzeug 1 sind Motor und Getriebe vorne angeordnet und gegenüber der Karosserie 4 beweglich gelagert, und zwar derart, daß die Karosserie 4 bei einem drohenden frontseitigen Aufprall auch gegenüber dem Motor und dem Getriebe angehoben wird. Hierdurch kann erreicht werden, daß der Motor und/oder das Getriebe beim Unfall nicht in den Fahrgastraum eindringen, sondern zumindest teilweise unter den Fahrgastraum geschoben werden.

In Fig. 3 ist die Lageänderung der Fahrzeugkarosserie 4 vor einem drohenden Heckaufprall gezeigt. Die Fahrzeugkarosserie 4 wurde wiederum einseitig, und zwar in diesem Fall gegenüber den Hinterrädern 3 angehoben. Der Aufprall erfolgt nun in einer Höhe des Fahrzeuges 1, an der dessen passive Sicherheitseinrichtungen ihre optimale Wirkung entfalten können.

Claims

1. Kraftfahrzeug mit einer zwischen Fahrwerk und Karosserie angeordneten Federungs- und Dämpfungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines drohenden Aufpralls, wobei die Sensoreinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls ein Signal an eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges (1) abgibt, die dann mittels der Federungs- und Dämpfungseinrichtung (5, 6) vor dem Aufprall eine Lageverstellung der Karosselle (4) mindestens auf der Aufprallseite bewirkt.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen drohenden Aufprall des Kraftfahrzeuges (1) auf ein Hindernis und/oder einen drohenden Aufprall eines anderen Fahrzeuges oder sonstigen Objektes auf das Kraftfahrzeug (1) erfaßt.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung so ausgebildet ist, daß sie den jeweiligen Aufprallbereich des Kraftfahrzeuges (1) vor dem Aufprall ermittelt.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung zum einen die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, die Verzögerung des Kraftfahrzeuges und/oder den Bremsdruck im Bremssystem des Kraftfahrzeuges und zum anderen die Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges in bezug auf ein Hindernis und den Abstand des Kraftfahrzeuges gegenüber dem Hindernis erfaßt, wobei die erfaßten Meßwerte in einer Logikschaltung miteinander verknüpft werden.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung die Bewegungsrichtung, den Abstand und die Geschwindigkeit eines sich dem Kraftfahrzeug nähernden anderen Fahrzeuges oder sonstigen Objektes erfaßt, wobei die erfaßten Meßwerte in einer Logikschaltung miteinander verknüpft werden.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls die Karosserie (4) einseitig anhebt oder absenkt.

7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federungs- und Dämpfungseinrichtung (5, 6) als Luftfederung ausgebildet ist und/oder Mittel zur Niveauregulierung umfaßt.

8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federungs- und Dämpfungseinrichtung (5, 6) mit einer pyrotechnischen Verstelleinrichtung versehen ist.

9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor und/oder das Getriebe des Kraftfahrzeuges (1) gegenüber der Karosserie (4) beweglich gelagert sind, wobei die Steuereinrichtung im Falle eines drohenden Aufpralls die Karosserie (4) gegenüber dem Motor und/oder dem Getriebe anhebt, so daß sich der Motor und/oder das Getriebe infolge des Aufprall zumindest teilweise unter den Fahrgastraum der Karosserie (4) bewegen.