WO2004071821A1 - Fussgängerschutzeinrichtung an einem kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2004071821A1
WO2004071821A1 PCT/EP2004/001125 EP2004001125W WO2004071821A1 WO 2004071821 A1 WO2004071821 A1 WO 2004071821A1 EP 2004001125 W EP2004001125 W EP 2004001125W WO 2004071821 A1 WO2004071821 A1 WO 2004071821A1
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WO
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pedestrian protection
protection device
cylinder
piston
vehicle
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PCT/EP2004/001125
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English (en)
French (fr)
Inventor
Muhammed Ali Narin
Original Assignee
Autoliv Development Ab
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/34—Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians
    • B60R21/38—Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians using means for lifting bonnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1476—Special return means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/19—Pyrotechnical actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/224—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston which closes off fluid outlets in the cylinder bore by its own movement

Definitions

  • the invention relates to a pedestrian protection device on a motor vehicle according to the preamble of protection claim 1.
  • DE 28 41 315 AI has disclosed a safety device on a motor vehicle for protecting pedestrians, which has a collision sensor for sensing a collision with a pedestrian and a device for lifting a vehicle front hood.
  • the latter comprises a piston-cylinder arrangement fastened to the vehicle frame, the piston rod of which hinges on the underside of the front hood of the vehicle.
  • this safety device has a force limiting device which consists of clamping bodies (for example, plastic) arranged in a circumferential groove of the piston. geln) which, when the piston is moved backwards by the impact of the pedestrian on the raised front hood, run up against a conically running ramp of the piston and thus cause the piston to clamp in the cylinder.
  • a sensible dimensioning of this ramp and the materials interacting with one another can achieve a targeted force limitation which, in addition to the increase in the deformation path of the front hood caused by the lifting of the front hood, ensures a targeted reduction of the energy which is effective in the event of a pedestrian impact.
  • DE 197 10 417 AI discloses a further safety device for protecting pedestrians, in which a gas pressure spring which supports the opening movement of a vehicle front flap interacts with an unlocking device in such a way that in the event of a collision of the vehicle with a pedestrian one behind the vehicle frame side
  • the pivot point of the gas pressure spring reveals the front flap rotation axis.
  • the rear area of the front flap is then raised by the gas pressure spring, which creates a space below this front flap, which enables the front flap to be deformed in the event of a pedestrian impact.
  • a disadvantage of this safety device is that a flap locking device arranged on the front of the vehicle must be designed so that it can be easily released and closed again during normal flap actuation on the one hand, and in the event of a collision on the other hand but must serve as the axis of rotation for the front hood that swings up on the windscreen side.
  • the object of the invention is to develop a safety device according to DE 28 41 315 AI so that it is technically simpler.
  • the invention is based on a pedestrian protection device on a motor vehicle, in which a vehicle front flap can be pivoted about an essentially horizontal axis of rotation with the aid of an installation device which is articulated to the vehicle body and is designed as a piston-cylinder arrangement.
  • this pedestrian protection device has a propellant gas generator whose propellant gas is used to move the piston of the positioning device in a flap opening direction.
  • an impact sensor is arranged on the motor vehicle and is connected via a sensor line to a control device arranged in the vehicle.
  • a locking device for the front flap which is connected to the control unit via a control line. is connected and keeps it closed in the event of a non-collision and releases it in the event of a collision.
  • this pedestrian protection device when the piston is reset, the positioning device builds up a force that is directed against the closing direction and is generated by fluid flow and changes.
  • This measure with means that can be produced inexpensively, ensures that after a person collides with the front hood of the vehicle, it moves back into its closed position with a reset characteristic that can be set beforehand in a targeted manner.
  • the resetting characteristic is preferably set such that the spring action generated by the piston-cylinder arrangement of the installation device initially becomes soft in the closing direction and harder as the closing path increases. In this way, the impact of the pedestrian can first be softly cushioned and then slowed down to absorb energy.
  • other reset characteristics can also be set, which include, for example, a variable profile of the force gradient F R counteracting the piston return force F ⁇ .
  • the force characteristic described is preferably achieved in that the piston and / or the cylinder of the positioning device have openings through which the propellant gas can escape from the cylinder when the piston closes. While one embodiment variant of the invention provides that the openings in the cylinder have an increasingly smaller flow area in the closing direction, another embodiment variant provides that the number of openings arranged in the cylinder decreases in the closing direction. In a further variant, the two aforementioned measures can also be combined with one another. Finally, a desired resetting characteristic can also be achieved in that the number and the flow cross section of the openings in the closing direction remain constant per constant and predetermined cylinder length section (for example per cm).
  • valves are arranged in the openings of the cylinder and / or the piston, which valves are preferably closed when the piston is opened and opened during a closing movement. In addition, it is considered advantageous if the valves are closed when the cylinder pressure suddenly increases and are opened when the pressure increases comparatively slowly.
  • the pedestrian protection device can be advantageously installed above all in vehicles in which the essentially horizontal axis of rotation of the vehicle front flap is arranged in the region of the front end of the vehicle. As a result of this measure, it is not necessary to change the axis of rotation in the event of a collision, which in particular reduces the structural and cost-related outlay in the area of the flap hinges and the locking devices for the flap.
  • a stand-up device designed as a piston-cylinder arrangement should preferably be arranged in the vehicle area in which a pedestrian hits the bonnet with his center of gravity. This allows the sensitive head area to hit a less hard area of the front flap.
  • the above-mentioned stand-up device is arranged in the vehicle area in which a pedestrian hits the bonnet with his shoulders.
  • the stand-up device itself is preferably constructed such that a first propellant gas generator is arranged in the interior of the cylinder of the piston-cylinder arrangement.
  • the locking device for the front flap which is preferably arranged in the area of the windshield, also has a propellant gas generator, with the propellant gas of which a locking element for the front flap can be moved in the opening direction in the event of a collision.
  • a motor vehicle will additionally have a mechanical unlocking device for the front flap, which can preferably be actuated by means of a cable that leads into the passenger compartment.
  • the Locking device and the cylinder of the erection device can be supplied with propellant gas from a propellant gas generator or from a gas pressure accumulator filled with a gas.
  • the propellant gas consumers are connected to this propellant gas provider via gas-tight lines and via valves which can be controlled by the control unit.
  • the propellant gas generators are designed as pyrotechnic propellants, they are also connected to the control device via a control line.
  • FIG. 1 is a side view of a motor vehicle with a pedestrian protection device
  • FIG. 2 shows a cross section through an installation device of the pedestrian protection device according to FIG. 1 in the event of no actuation
  • FIG. 3 shows a cross section according to FIG. 2 in the case of actuation before the impact of a person
  • FIG. 4 shows a cross section according to FIG. 2 in the case of actuation after the impact of a person
  • 5 shows another design of the piston and cylinder of the positioning device when a person hits it
  • Fig. 6 shows a cross section according to FIG. 2, but with valves in openings in the cylinder.
  • the pedestrian protection device according to the invention shown in FIG. 1 it can be clearly seen that this can be used particularly advantageously in motor vehicles 1 in which the front flap 3 is pivotably attached in the area of the front vehicle end in an axis of rotation 4.
  • the front flap 3 can be quickly set up without changing the axis of rotation so that it comes towards the person while the latter is moving towards the front flap. This results in a comparatively long catch path (flap shooting range) that can be used to slow this person down as gently as possible.
  • the pedestrian protection device according to the invention can also be used in conjunction with a front flap 3 attached in the area of the windshield 2.
  • this vehicle 1 is equipped with a collision sensor 37, which in this example is arranged in the bumper.
  • a sensor line 43 connects this sensor 37 to a control device 13 arranged in the vehicle 1, which processes the sensor information and im
  • a locking device for the front flap 3 locked in its closed position unlocks.
  • This locking device is arranged in the area of the windshield 2 and, in this embodiment, consists of a flap-side striking plate 5 and a body-side locking bolt 6, which can also be unlocked manually by the driver using a cable 7 guided into the vehicle interior.
  • this vehicle 1 has a propellant gas generating device 42 which is arranged on the locking device and is connected to the control device 13 via a control line 12.
  • this propellant gas generating device 42 consists of a pyrotechnic propellant gas generator. It is not excluded, however, that the locking device 5, 6 can be unlocked electromechanically, with an electromagnetic release of a locking bolt 6 which is spring-loaded in the closing direction to be considered here above all.
  • the unlocked front flap 3 can then be swung open by an opening device 41 in an upward opening direction 36.
  • the erection device 41 has a piston-cylinder arrangement actuated by compressed gas, which in this example has a cylinder 8 with a frame-side swivel joint 10 on the vehicle body or the vehicle frame 35 and with its piston rod 9 via a flap-side swivel joint 34 on the inside the front flap 3 is attached.
  • a body striking the front flap 3, but not shown here has an impact force F A directed in the closing direction 38 acting thereon.
  • Its force component F ⁇ which is directed parallel to the piston rod 9, acts on the piston rod 9 during impact by the person such that it is pushed back in the cylinder 8.
  • FIGS. 2 to 6 also clearly show the installation device 41 in different operating states and in different designs.
  • the cylinders 8, 28 have openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 through which propellant gas 23 can escape to the outside in partial flows 25, 26, 27, 32, 33.
  • This structural measure ensures that, in the event of a collision, the piston 24, 29, together with the piston rod 9 articulated on the front flap 3, is driven very quickly out of the cylinder 8, 28, while after the impact on the front flap 3, the initially soft and then increasing harder restoring counterforce F R is generated (Fig. 4).
  • the set-up device 41 is in its rest position.
  • the piston 24 is pushed so deep into the cylinder 8 that the openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in the cylinder 8 are all above the piston 24 and only a short distance from a pyrotechnic propellant gas generator 14 is present on the underside of the cylinder interior.
  • This propellant gas generator 14 is connected to the control device 13 via a control line 11, so that the latter can be operated in a controlled manner by the latter.
  • the openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in the cylinder 8 are all designed as holes of the same size in this exemplary embodiment, but depending on the damping characteristic selected, different numbers of openings with the same distance from the propellant gas generator 14 in Cylinder can be arranged.
  • the openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 can have different diameters, so that in this way too, depending on the type of vehicle or bonnet weight, the manufacturer can use the manufacturer's individual reset identifier for the return path of the piston 24 Set-up device 41 is adjustable.
  • actuation of the propellant gas generator 14 causes the piston 24 together with its piston rod in the cylinder 8 to move upward in the opening direction marked by the arrow F O , as a result of which the front flap 3 is set up to the desired extent ,
  • propellant gas 23 already emerges from the openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 of the cylinder 8 in this phase, but the amount of propellant gas produced and the pressure of the propellant gas 23 in the cylinder 8 is so great that that this has negligible effects on the opening movement of the front flap 3.
  • valves 39, 40 in the openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 which operate at a high level Internal cylinder pressure in the closed position and are opened at a comparatively low internal cylinder pressure.
  • the conditions on the positioning device 41 are as they are shown in FIG. 4. Accordingly, the impact force F A on the flap 3 generates a force component F ⁇ acting on the piston rod 9, which pushes the piston 24 back into the cylinder 8.
  • the remaining propellant gas which is still located in the cylinder interior, is brought under increasing pressure by the piston 24 under increasing pressure, so that this piston-cylinder arrangement, via the piston 24 and the piston rod 9, has a restoring force on the front flap 3 F R exercises, which increases in the closing direction 38.
  • the impact of a person on the front flap 3 is initially cushioned comparatively softly and with increasing closing path 38, reducing energy impact.
  • openings 30, 31 with or without valves 39, 40 can also be provided in the piston, through which the propellant gas leaves the piston-cylinder arrangement in partial flows 32, 33 with the preselected course of the restoring force F R , Alone or in combination with openings 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in the cylinder 8, this permits a variation possibility for setting a very individual restoring force identifier.
  • this pedestrian protection device is inexpensive to produce, since in the simplest case with holes in the cylinder 8, 28 and / or the piston 24, 29 of the installation device 41 Resettable counterforce detection can be realized in terms of flow technology (that is, without mechanically moving parts).
  • the pedestrian protection device claimed here can be easily adjusted by the manufacturer to a vehicle type-specific restoring force characteristic of the force Fr-, which takes into account vehicle-type-specific characteristics such as the bonnet material, the bonnet weight and the vehicle geometry. It can also make sense to use a clever selection of the number and flow cross-sections or valve properties in the cylinder and / or piston of the positioning device 41 to generate a return force characteristic that does not simply increase steadily over the return path, but instead has a differentiated return force gradient curve.
  • Control device 4 propellant gas generator 5 orifice 6 orifice 7 orifice 8 orifice 9 orifice 0 orifice 1 orifice 2 orifice 3 propellant 4 pistons 5 propellant gas flow 6 propellant gas flow 7 propellant gas flow 8 cylinders 9 pistons 30 opening

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fussgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug (1), bei der eine Aufstellvorrichtung (41) gesteuert von einem Steuerungsgerät (13) eine Fahrzeugfrontklappe (3) um eine im vorderen Fahrzeugbereich angeordnete Drehachse (4) aufstellt, wenn ein Kollisionssensor (37) einen Aufprall einer Person festgestellt hat. Zum möglichst schonendem Abfangen dieser Person ist vorgesehen, dass die Aufstellvorrichtung (41) bei einer Rückstellbewegung ihres Kolbens (24, 29) eine gegen die Schliessrichtung (38) gerichtete, strömungstechnisch erzeugte und sich über den Rückstellweg ändernde Kraft (FR) aufbaut.

Description

Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Es ist allgemein bekannt, dass Fußgänger im Straßenverkehr großen Risiken ausgesetzt sind, da diese bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug weitgehend ungeschützt sind. Die Kraftfahrzeughersteller sowie deren Teilelieferanten sind daher darum bemüht, die Kraftfahrzeuge so zu gestalten, dass Fußgänger bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug zumindest keine schweren Verletzungen davontragen.
So ist beispielsweise durch die DE 28 41 315 AI eine Sicherheitseinrichtung an einem Kraftfahrzeug zum Schutz von Fußgängern bekannt geworden, die über einen Kollisionssensor zum Sensieren eines Zusammenstoßes mit einem Fußgänger sowie über eine Vorrichtung zum Anheben einer Fahrzeugfronthaube verfügt. Letztere umfasst eine am Fahrzeugrahmen befestigte Kolben-Zylinder-Anordnung, deren Kolbenstange gelenkig an der Unterseite der Fronthaube des Fahrzeuges angreift.
Darüber hinaus verfügt diese Sicherheitseinrichtung über eine Kraftbegrenzungseinrichtung, die aus in einer Umfangsnut des Kolbens angeordneten Klemmkörpern (z.B. Ku- geln) besteht, die bei einer durch den Aufschlag des Fußgängers auf die angehobene Fronthaube bewirkten Rückbewegung des Kolbens an einer konisch verlaufenden Auflaufram- pe des Kolbens auflaufen und so eine Klemmung des Kolbens in dem Zylinder bewirken. Durch eine sinnvolle Bemessung dieser Auflauframpe sowie der miteinander zusammenwirkenden Materialien kann eine gezielte Kraftbegrenzung erreicht werden, die neben der durch die Anhebung der Fronthaube bewirkten Vergrößerung des Verformungsweges der Fronthaube für einen gezielten Abbau der bei einem Fußgängeraufprall wirksamen Energie sorgt.
Außerdem ist aus der DE 197 10 417 AI eine weitere Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fußgänger bekannt, bei der eine die Öffnungsbewegung einer Fahrzeugfrontklappe unterstützenden Gasdruckfeder mit einer Entriegelungs- einrichtung derart zusammen wirkt, dass diese bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger eine hinter dem fahrzeugrahmenseitigen Anlenkpunkt der Gasdruckfeder liegende Frontklappendrehachse freigibt. Anschließend wird durch die Gasdruckfeder der rückwärtige Bereich der Frontklappe angehoben, wodurch unterhalb dieser Frontklappe ein Freiraum geschaffen wird, der bei einem Fußgängeraufprall auf die Frontklappe eine verletzungsverringernde Deformation der Frontklappe ermöglicht.
Nachteilig bei dieser Sicherheitseinrichtung ist, dass bei dieser eine an der Fahrzeugvorderseite angeordnete Klappenverriegelungseinrichtung kostenaufwendig so ausgebildet werden muss, dass diese einerseits beim normalen Klappenbetätigungsbetrieb einfach freigegeben und wieder verschlossen werden kann, andererseits im Kollisionsfall aber als Drehachse für die windschutzscheibenseitig hochschwenkende Fronthaube dienen muss.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe an die Erfindung darin, eine Sicherheitseinrichtung gemäß der DE 28 41 315 AI so weiterzubilden, dass diese technisch einfacher aufgebaut ist. Zudem soll erreicht werden, dass diese bei verbesserter Funktionalität mit nur sehr geringen Änderungen an unterschiedliche Fahrzeugtypen beziehungsweise unterschiedliche Fahrzeugfronthauben anpassbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach geht die Erfindung von einer Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug aus, bei dem eine Fahrzeugfrontklappe mit Hilfe einer an der Fahrzeugkaros- serie gelenkig befestigten und als Kolben-Zylinder- Anordnung ausgebildeten AufStellvorrichtung um eine im wesentlichen horizontale Drehachse aufschwenkbar ist. Darüber hinaus verfügt diese Fußgängerschutzeinrichtung über einen Treibgaserzeuger, dessen Treibgas zum Bewegen des Kolbens der AufStellvorrichtung in eine Klappenöffnungs- richtung dient.
Zudem ist an dem Kraftfahrzeug ein Aufprallsensor angeordnet, der über eine Sensorleitung mit einem im Fahrzeug angeordnetem Steuerungsgerät verbunden ist. Schließlich ist eine Verriegelungseinrichtung für die Frontklappe vorhanden, die über eine Steuerungsleitung mit dem Steue- rungsgerät verbunden ist und diese im Nichtkollisionsfall geschlossen hält sowie im Kollisionsfall freigibt.
Zur technischen Weiterentwicklung dieser Fußgängerschutzeinrichtung ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass die AufStellvorrichtung bei einer Rückstellbewegung ihres Kolbens eine gegen die Schließrichtung gerichtete, strömungstechnisch erzeugte und sich ändernde Kraft aufbaut. Durch diese Maßnahme wird mit kostengünstig herstellbaren Mitteln erreicht, dass nach einem Personenaufprall auf die Fahrzeugfronthaube sich diese mit einer zuvor gezielt einstellbaren Rückstellcharakteristik in ihre Schließposition zurückbewegt .
Die Rückstellcharakteristik ist dabei vorzugsweise so eingestellt, dass die von der Kolben-Zylinder-Anordnung der AufStelleinrichtung erzeugte Federwirkung in Schließrichtung zunächst weich und mit ansteigendem Schließweg härter wird. So kann der Aufprall des Fußgängers zunächst weich abgefedert und dann stark energieaufnehmend abgebremst werden. Es sind aber auch andere Rückstellcharakte- ristika einstellbar, die beispielsweise einen variablen Verlauf des der Kolbenrückstellkraft Fκ entgegenwirkenden Kraftgradienten FR beinhalten.
Die beschriebene Kraftcharakteristik wird strömungs- technisch vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Kolben und/oder der Zylinder der AufStellvorrichtung über Öffnungen verfügen, durch die das Treibgas bei einer Schließbewegung des Kolbens aus dem Zylinder entweichen kann. Während eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung vorsieht, dass die in dem Zylinder vorhandenen Öffnungen in Schließrichtung eine zunehmend kleinere Durchströmfläche aufweisen, ist nach einer anderen Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass die Anzahl der im Zylinder angeordneten Öffnungen in Schließrichtung abnimmt. In einer weiteren Variante können die beiden vorgenannten Maßnahmen auch miteinander kombiniert werden. Schließlich kann eine gewünschte Rückstellcharakteristik auch dadurch erreicht werden, dass die Anzahl und der Strömungsquerschnitt der Öffnungen in Schließrichtung pro konstantem und vorbestimmten Zylinderlängenabschnitt (beispielsweise pro cm) konstant bleibt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in den Öffnungen des Zylinders und/oder des Kolbens Ventile angeordnet sind, die vorzugsweise bei einer Öffnungsbewegung des Kolbens geschlossen und während einer Schließbewegung geöffnet sind. Zudem wird es vorteilhaft angesehen, wenn die Ventile bei einem plötzlich ansteigenden Zylinderinnen- druck geschlossen und bei einem vergleichsweise langsamen Druckanstieg geöffnet sind.
Die Fußgängerschutzeinrichtung ist vor allen in Fahrzeuge mit Vorteil einbaubar, bei denen die im wesentlichen horizontale Drehachse der Fahrzeugfrontklappe im Bereich des vorderen Fahrzeugendes angeordnet ist . Durch diese Maßnahme ist einen Drehachsenwechsel im Kollisionsfall nicht notwenig, was vor allem den konstruktiven und kostenbezogenen Aufwand im Bereich der Klappenscharniere sowie der Verriegelungsvorrichtungen für die Klappe reduziert. Darüber hinaus sollte als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildete AufStellvorrichtung vorzugsweise in demjenigen Fahrzeugbereich angeordnet sein, in dem ein Fußgänger mit seinem Körperschwerpunkt auf die Motorhaube aufschlägt. Dadurch kann der empfindliche Kopfbereich auf einen weniger harten Bereich der Frontklappe auftreffen.
Unter den gleichen Gesichtspunkten kann aber auch vorgesehen sein, dass die genannte AufStellvorrichtung in dem Fahrzeugbereich angeordnet ist, in dem ein Fußgänger mit seinen Schultern auf die Motorhaube auftrifft.
Die AufStellvorrichtung selbst ist vorzugsweise so aufgebaut, dass ein erster Treibgaserzeuger in dem Innenraum des Zylinders der Kolben-Zylinder-Anordnung angeordnet ist.
Außerdem ist es sehr zweckmäßig, wenn auch die vorzugsweise im Bereich der Windschutzscheibe angeordnete Verriegelungsvorrichtung für die Frontklappe über einen Treibgaserzeuger verfügt, mit dessen Treibgas im Kollisionsfall ein Verriegelungselement für die Frontklappe in Öffnungsrichtung bewegbar ist. Neben der automatischen Entriegelungsbetätigung wird ein solches Kraftfahrzeug zusätzlich eine mechanische Entriegelungsvorrichtung für die Frontklappe aufweisen, die vorzugsweise mittels eines in den Insassenraum geführten Seilzuges betätigbar ist.
Zur weiteren Reduzierung des Herstellaufwandes für ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Fußgängerschutzeinrichtung kann zudem vorgesehen sein, dass die Verriegelungsvorrichtung und der Zylinder der Aufstellvorrichtung von einem Treibgaserzeuger oder von einem mit einem Gas gefüllten Gasdruckspeicher gemeinsam mit Treibgas versorgbar sind. Dabei sind die Treibgas erbraucher mit diesem Treibgasbereitsteller über gasdichte Leitungen sowie über durch das Steuergerät steuerbare Ventile verbunden.
Zumindest für den Fall, dass die Treibgaserzeuger als pyrotechnische Treibsätze ausgebildet sind, sind diese ebenfalls über Steuerungsleitung mit dem Steuerungsgerät verbunden.
Die Erfindung lässt sich anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels beschreiben, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen in schemati- scher Darstellungsweise
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer Fußgängerschutseinrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine AufStellvorrichtung der Fußgängerschutzeinrichtung gemäß Fig. 1 im Nichtbetätigungsfall,
Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Fig. 2 im Betätigungsfall vor dem Auftreffen einer Person,
Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Fig. 2 im Betätigungsfall nach dem Auftreffen einer Person, Fig. 5 eine andere Ausbildung von Kolben und Zylinder der AufStellvorrichtung beim Auf- treffen einer Person, und
Fig. 6 einen Querschnitt gemäß Fig. 2, jedoch mit Ventilen in Öffnungen des Zylinders.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fußgängerschutzeinrichtung lässt sich gut erkennen, dass diese besonders vorteilhaft bei solchen Kraftfahrzeug 1 nutzen lässt, bei denen die Frontklappe 3 im Bereich des vorderen Fahrzeugendes in einer Drehachse 4 schwenkbar angeschlagen ist. Durch diesen Aufbau kann bei einer Kollision mit einer Person die Frontklappe 3 ohne einen Drehachsenwechsel schnell so aufgestellt werden, dass diese der Person entgegen kommt, während letztere sich auf die Frontklappe zu bewegt. Dadurch wird ein vergleichsweise langer Auffangweg (Klappenschießweg) gewonnen, der dazu genutzt werden kann, um diese Person möglichst schonend abzubremsen. Unabhängig davon ist die erfindungsgemäße Fußgängerschutzeinrichtung auch in Verbindung mit einer im Bereich der Windschutzscheibe 2 angeschlagenen Frontklappe 3 einsetzbar.
Um eine Kollision mit einer Person feststellen zu können, ist dieses Fahrzeug 1 mit einem Kollisionssensor 37 ausgerüstet, der in diesem Beispiel in der Stoßstange angeordnet ist. Eine Sensorleitung 43 verbindet diesen Sensor 37 mit einem im Fahrzeug 1 angeordneten Steuerungs- gerät 13, das die Sensorinformationen verarbeitet und im Kollisionsfall eine in ihrer Schließposition verriegelte Verriegelungsvorrichtung für Frontklappe 3 entriegelt.
Diese Verriegelungsvorrichtung ist im Bereich der Windschutzscheide 2 angeordnete und besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem klappenseitigem Schließblech 5 sowie einem karosserieseitigen Schließriegel 6, der auch manuell mittels eines in den Fahrzeuginnenraum geführten Seilzuges 7 von dem Fahrer entriegelbar ist.
Zur automatischen Entriegelung des Schließriegels 6 verfügt dieses Fahrzeug 1 über eine Treibgaserzeugungsvor- richtung 42, die an der Verriegelungsvorrichtung angeordnet und mit dem Steuerungsgerät 13 über eine Steuerungsleitung 12 verbunden ist. Diese Treibgaserzeugungsvorrich- tung 42 besteht im einfachsten Fall aus einem pyrotechni- schen Treibgaserzeuger. Nicht ausgeschlossen ist aber, dass die Verriegelungsvorrichtung 5, 6 elektromechanisch entriegelbar ist, wobei hier vor allen an eine elektromagnetische Freigabe eines in Schließrichtung federbelasteten Schließriegels 6 zu denken ist.
Die entriegelte Frontklappe 3 ist sodann von einer AufStellvorrichtung 41 in eine nach oben weisende Öffnungsrichtung 36 aufschwenkbar . Dazu verfügt die Aufstell- vorrichtung 41 über eine druckgasbetätigte Kolben- Zylinder-Anordnung, die in diesem Beispiel mit ihrem Zylinder 8 über ein rahmenseitiges Drehgelenk 10 an der Fahrzeugkarosserie bzw. dem Fahrzeugrahmen 35 und mit ihrer Kolbenstange 9 über ein klappenseitiges Drehgelenk 34 an der Innenseite der Frontklappe 3 befestigt ist. Fig. 1 ist zudem entnehmbar, dass ein auf die Frontklappe 3 auftreffender, hier aber nicht dargestellter Körper, auf diese eine in Schließrichtung 38 gerichtete Aufschlagkraft FA einwirken lässt. Deren parallel zur Kolbenstange 9 gerichtete Kraftkomponente Fκ wirkt beim Personenaufschlag derart auf die Kolbenstange 9, dass diese in dem Zylinder 8 zurück geschoben wird.
Die Figuren 2 bis 6 zeigen darüber hinaus in anschaulicher Weise die AufStelleinrichtung 41 in verschiedenen Betriebszuständen sowie in unterschiedlichen Bauformen. Wie diese Detailansichten verdeutlichen, weisen die Zylinder 8, 28 Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 auf, durch die Treibgas 23 in Teilströmen 25, 26, 27, 32, 33 nach Außen entweichen kann. Durch diese bauliche Maßnahme wird erreicht, dass im Kollisionsfall der Kolben 24, 29 zusammen mit der an der Frontklappe 3 angelenkten Kolbenstange 9 sehr schnell aus dem Zylinder 8, 28 herausgetrieben wird, während nach dem Aufprall auf der Frontklappe 3 eine zunächst weiche und dann zunehmend härtere Rückstell- gegenkraft FR erzeugt wird (Fig. 4) .
In der in Fig. 2 gezeigten Darstellung befindet sich die AufStelleinrichtung 41 in ihrer Ruhestellung. Dabei ist der Kolben 24 so tief in den Zylinder 8 eingeschoben, dass sich die Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in dem Zylinder 8 alle oberhalb des Kolbens 24 befinden und nur wenig Abstand zu einem pyrotechnischen Treibgaserzeuger 14 an der Unterseite des Zylinderinnenraums vorhanden ist. Dieser Treibgaserzeuger 14 ist über eine Steuerungsleitung 11 mit dem Steuerungsgerät 13 verbunden, so dass dieser von letzterem gesteuert betätigbar ist. Die Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in dem Zylinder 8 sind in diesem Ausführungsbeispiel alle als gleichgroße Bohrungen ausgeführt, wobei jedoch in Abhängigkeit von der gewählten Dämpfungscharakteristik unterschiedlich viele Öffnungen mit gleichem Abstand von dem Treibgaserzeuger 14 im Zylinder angeordnet sein können. Es ist aber auch möglich, dass die Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so dass auch auf diese Weise über den Rückstellweg des Kolbens 24 je nach Fahrzeugtyp oder Frontklappengewicht eine herstellerseitig individuelle Rückstellkennung der AufstellVorrichtung 41 einstellbar ist.
Wie Fig. 3 verdeutlicht, führt eine Betätigung des Treibgaserzeugers 14 dazu, dass sich der Kolben 24 samt seiner Kolbenstange in dem Zylinder 8 nach oben in die durch den Pfeil FÖ markierten Öffnungsrichtung bewegt, wodurch die Frontklappe 3 in dem gewünschten Umfang aufgestellt, wird. Selbstverständlich tritt auch in dieser Phase aus den Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 des Zylinders 8 bereits Treibgas 23 aus, jedoch ist die produzierte Treibgasmenge und der Druck des Treibgases 23 in dem Zylinder 8 so groß, dass dies vernachlässigbare Auswirkungen auf die AufStellbewegung der Frontklappe 3 hat.
Wie Fig. 6 zeigt, können zur Vermeidung eines zu frühen Abströmens des Treibgases 23 aus dem Zylinder 8 in den Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 auch Ventile 39, 40 eingesetzt sein, die bei einem hohen Zylinderinnendruck in Schließstellung und bei einem vergleichsweise geringen Zylinderinnendruck geöffnet sind. In jedem Fall liegen während oder nach dem Personenaufprall auf die Frontklappe 3 die Verhältnisse an der AufStellvorrichtung 41 so vor, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind. Demnach erzeugt die Aufprallkraft FA auf die Klappe 3 eine auf die Kolbenstange 9 wirkende Kraftkomponente Fκ, die den Kolben 24 in den Zylinder 8 zurückdrückt. Wie diese Abbildung veranschaulicht, wird dabei das noch in dem Zylinderinnenraum befindliche restliche Treibgas mit zunehmend absolvierten Rückstellweg von dem Kolben 24 unter ansteigenden Druck gebracht, so dass diese Kolben- Zylinder-Anordnung über den Kolben 24 und die Kolbenstange 9 auf die Frontklappe 3 eine Rückstellkraf FR ausübt, die in Schließrichtung 38 zunimmt. Dadurch wird der Aufprall einer Person auf die Frontklappe 3 zunächst vergleichsweise weich und mit zunehmenden Schließweg 38 aufschlagener- gieabbauend abgefangen .
Wie Fig. 5 zeigt, können auch in dem Kolben 29 Öffnungen 30, 31 mit oder ohne Ventile 39, 40 vorgesehen sein, durch die das Treibgas in Teilströmen 32, 33 die Kolben-Zylinder-Anordnung mit dem vorgewählten Verlauf der Rückstellkraft FR verlässt. Dies erlaubt allein oder in Kombination mit Öffnungen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in dem Zylinder 8 eine Variationsmöglichkeit zur Einstellung einer sehr individuellen Rückstellkraftkennung.
Die erfindungsgemäße Ausbildung dieser Fußgängerschutzeinrichtung ist kostengünstig herstellbar, da im einfachsten Fall mit Bohrungen in dem Zylinder 8, 28 und/oder dem Kolben 24, 29 der AufStelleinrichtung 41 eine Rückstellgegenkraftkennung strömungstechnisch (das heißt ohne mechanisch bewegte Teile) realisiert werden kann.
Im Gegensatz zu der in der DE 28 41 315 AI gezeigten Lösung kann wie dargestellt die hier beanspruchte Fußgängerschutzeinrichtung herstellerseitig sehr leicht auf eine fahrzeugtypspezifische Rückstellkraftkennlinie der Kraft Fr- eingestellt werden, die fahrzeugtypspezifische Eigenarten wie das Fronthaubenmaterial, das Fronthaubengewicht und die Fahrzeuggeometrien berücksichtigt. So kann es auch sinnvoll sein, durch eine geschickte Auswahl der Anzahl und Durchströmungsquerschnitte bzw. Ventileigenschaften im Zylinder und/oder Kolben der AufStellvorrichtung 41 eine Rückstellkraftkennlinie zu erzeugen, die über den Rückstellweg nicht einfach stetig ansteigt, sondern einen differenzierten Rückstellkraftgradientenverlauf aufweist.
Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
2 Windschutzscheibe
3 Motorhaube
4 Schwenkachse
5 Schließblech
6 Schließriegel
7 Seilzug
8 Zylinder
9 Kolbenstange
10 Rahmenseitiges Gelenk
11 Steuerungsleitung
12 Steuerungsleitung
13 Steuerungsgerät 4 Treibgaserzeuger 5 Öffnung 6 Öffnung 7 Öffnung 8 Öffnung 9 Öffnung 0 Öffnung 1 Öffnung 2 Öffnung 3 Treibgas 4 Kolben 5 Treibgasstrom 6 Treibgasström 7 Treibgasström 8 Zylinder 9 Kolben 30 Öffnung
31 Öffnung
32 Treibgasstrom
33 Treibgasstrom
34 Klappenseitiges Gelenk
35 Fahrzeugkarosserie
36 Klappenöffnungsrichtung
37 Aufprallsensor
38 Klappenschließrichtung
39 Ventil
40 Ventil
41 AufStellvorrichtung
42 Treibgaserzeuger
43 Sensorleitung
FA AufSchlagkraft
Fκ Auf die Kolbenstange wirkende Kraftkomponente von FA
FR Gegen die Schließrichtung gerichtete Kraft
FÖ Öffnungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug (1) , mit einer als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Auf- stellvorrichtung (41) , die an einer um eine Drehachse (4) aufschwenkbaren Fahrzeugfrontklappe (3) und an der Fahrzeugkarosserie (35) gelenkig befestigt ist, mit einem ein Treibgas erzeugenden ersten Treibgaserzeuger (14) zum Bewegen des Kolbens (24, 29) in eine Klappenöffnungsrichtung (36) , mit einem Aufprallsensor (37) , der über eine Sensorleitung (43) mit einem im Fahrzeug angeordnetem Steuerungsgerät (13) verbunden ist, und mit einer Verriegelungseinrichtung (5, 6, 42) für die Frontklappe (3) , die über eine Steuerungsleitung (12) mit dem Steuerungsgerät (13) in Verbindung steht und diese im Nichtkollisionsfall geschlossen hält sowie im Kollisionsfall freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass die AufStellvorrichtung (41) bei einer Rückstellbewegung ihres Kolbens (24, 29) eine gegen die Klappenschließrichtung (38) gerichtete, strδmungstechnisch erzeugte und sich über den Rückstellweg ändernde Kraft (FR) aufbaut.
2. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der AufStelleinrichtung (41) erzeugte gegen die Schließrichtung gerichtete Kraft (FR) zunächst schwach ist und mit ansteigendem Schließweg stärker wird.
3. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (24, 29) und/oder der Zylinder (8, 29) der AufStellvorrichtung (41) über Öffnungen (15 bis 22; 31, 32) verfügen, durch die das Treibgas (23, 32, 33) bei einer Schließbewegung des Kolbens (24, 29) aus dem Zylinder (8, 28) entweichen kann.
4. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Zylinder (8) vorhandenen Öffnungen (15 bis 22) in Schließrichtung eine zunehmend kleinere Durchströmfläche aufweisen.
5. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der im Zylinder (8) angeordneten Öffnungen (15 bis 22) in Schließrichtung abnimmt .
6. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl und der Strömungsquerschnitt der Öffnungen (15 bis 22) in Schließrichtung pro konstanten Zylinderlängenabschnitt konstant ist.
7. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Öffnungen (15 bis 22; 31, 32) des Zylinders (8, 28) und/oder des Kolbens (24, 29) Ventile (39, 40) angeordnet sind.
8. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (39, 40) bei einer Öffnungsbewegung des Kolbens (24, 29) geschlossen und während einer Schließbewegung geöffnet sind.
9. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 7 und/oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (39, 40) bei einem plötzlich ansteigenden Zylinderinnendruck geschlossen und bei einem vergleichsweise langsamen Druckanstieg geöffnet sind.
10. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (4) der Frontklappe (3) im Bereich des vorderen Fahrzeugendes angeordnet ist.
11. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die AufStellvorrichtung (41) in dem Fahrzeugbereich angeordnet ist, in dem ein Fußgänger mit seinem Körperschwerpunkt auf die Motorhaube (3) auftrifft.
12. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die AufStellvorrichtung (41) in dem Fahrzeugbereich angeordnet ist, in dem ein Fußgänger mit seinen Schultern auf die Motorhaube (3) auftrifft.
13. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Treibgaserzeuger (14) im Innenraum des Zylinders (8, 28) angeordnet ist.
14. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung über einen weiteren Treibgaserzeuger (42) verfügt, mit dessen Treibgas im Kollisionsfall ein Verriegelungselement (6) für die Fahrzeugfrontklappe (3) in Öffnungsrichtung bewegbar ist.
15. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung mittels einer Seilzugvorrichtung
(7) manuell entriegelbar ist.
16. Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung im Bereich der Windschutzscheibe (2) angeordnet ist.
17. Fußgängerschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungs- vorrichtung und der Zylinder (8, 28) der AufStellvorrichtung (41) von einem gemeinsamen Treibgaserzeuger oder von einem mit einem Gas gefülltem Gasdruckspeicher mit einem Treibgas versorgbar sind.
18. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgaserzeuger (14) oder ein Öffnungsventil des Gasdruckspeichers über eine Steuerungsleitung (11) mit dem Steuerungsgerät (13) verbunden.
19. Fußgängerschutzeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Treibgaserzeuger (14, 42) als pyrotechnische Treibsätze ausgebildet sind.
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