WO2006002990A1 - System zum absenken des vorderwagens eines kraftfahrzeugs zum schutz von fussgängern beim aufprall, sowie verfahren hierfür - Google Patents

System zum absenken des vorderwagens eines kraftfahrzeugs zum schutz von fussgängern beim aufprall, sowie verfahren hierfür Download PDF

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    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/914—Height Control System

Definitions

  • the present invention relates to a system for lowering the front end of a motor vehicle, with an active front suspension with einwir ⁇ on the front landing gear electronic suspension control unit with a Steue ⁇ tion unit and a trolley with the electronic Fahrtechnikskon ⁇ connected pedestrian crash sensor, according to the preamble of the claim 1.
  • the invention further relates to a method for lowering the front of a motor vehicle according to the O-term of claim 4.
  • the motor vehicle manufacturers are constantly developing safer motor vehicles in order to reduce the consequential damage as far as possible in the event of an unavoidable impact of a pedestrian with a motor vehicle. Accordingly, different constructive measures should lead to the fact that in case of an impact the pedestrian is tilted onto the hood as far as possible. This can significantly reduce the risk of injury to a pedestrian in an accident with a motor vehicle. To support this Trotipps the pedestrian on the hood was, for example, decades ago in the DE ° 30 o 03 ° 5 ⁇ 8 o OS discussed that in a then known shock protection device, the pedestrian protection should be designed as a cushioned crossbar, deeper than the actual bumper and is arranged before this.
  • Tests should be developed to qualitatively assess an automotive front end according to the following criteria: a) impact with a lower leg, b) impact with an upper leg, c) impact with the hip, and d) impact with the head on a front hood of a motor vehicle.
  • Part of the criteria for assessing the quality of motor vehicle front ends is the requirements for a head impact on the bonnet.
  • a limit value of HIC 1,000 should not be exceeded for the ACEA Phase 2 standard in the event of an accident involving a pedestrian or cyclist head-impacting the bonnet.
  • the ACEA Phase 2 standard it is tested with two different impactors, as is already the case using the NCAP standard.
  • With a so-called child head impactor the corresponding child head impact area between the unwinding length of 1,000 mm and 1,500 mm is checked.
  • the impact zone behind it with a development length of more than 1,500 mm is checked.
  • execution lengths are derived from the respectively assumed standard body sizes for children and adults.
  • Engine hood trailing edge arranged actuators is to solve this problem only conditionally.
  • Known actuators have a limited actuator travel.
  • the hood can be lifted at the rear edge of the hood in order to provide a necessary space for deformation.
  • the increase in the hood leading edge is limited by the fixed pivot point, which forms the hood lock.
  • the raising of the hood also serves only to provide deformation space.
  • the raising of the hood has no effect on the start or beginning of the impact area, which still starts close to the hard components in the vehicle nose.
  • the required limit value especially in the front area of the child's head impact field, can not be met or can only be met to a limited extent because of the aforementioned circumstances and in particular with regard to the limited deformation space and the proximity of hard components.
  • a method for lowering the front end of a motor vehicle with an active front chassis with an electronic landing gear control acting on the front landing gear with a control unit and a pedestrian crash sensor connected to the electronic chassis control is indicated, whereby the pedestrian Crash sensor due to an imminent collision of a pedestrian on the motor vehicle front end a signal is generated, which receives the control unit of elekt ⁇ rronic suspension control, evaluates, and thus the active front suspension activated so that a lowering of the front end is performed.
  • the front end is reduced immediately prior to the impact of a pedestrian or cyclist on the hood by deliberately influencing the chassis components in the standing height. This causes the head of the pedestrian or cyclist can advantageously strike further back on the hood. After the test procedure shifts accordingly the front
  • Range limit of the child's head impact field (handling length 1,000 mm) on the bonnet in an advantageous manner much further to the rear. This has a positive influence on the expected load values.
  • the front critical area with the rigid hood / package components can be recessed.
  • the design of the front portion of the hood will be less critical to evaluate. This results in an advantageous way a greater freedom of design for the styling.
  • the active front suspension has controllable spring / damper elements.
  • the pedestrian crash sensor can be designed, for example, as a thermal image sensor, as an impact sensor with predetermined exposure limits, as an optical sensor or as an element for detecting touches.
  • the system according to the invention discussed above, as well as the method for lowering the front end of the vehicle can be realized in a particularly cost-effective manner if a motor vehicle already has an active engine hood and already has an electronically controlled chassis as standard.
  • the already existing components can usefully be used additionally and supplemented by combining their functions in such a way that pedestrian / cyclist protection can be substantially increased.
  • the lowering of the front carriage for pedestrian protection for example, be achieved by at least arranged on the front axle electronically controlled spring / damper elements of the chassis.
  • the existing for an active engine hood system crash sensor which detects the contact of a pedestrian with the Kraft ⁇ vehicle front end or foresees, be coupled to the Steue ⁇ tion unit of electronic suspension control. This in turn regulates the pressure in the spring / damping elements of the chassis via valves.
  • the electronic chassis control can be programmed in such a way that, in the case of a signal from the pedestrian crash sensor, the pressure in the spring / damper elements on the front axle is reduced, so that the front vehicle lowers due to its own weight.
  • the active engine hood can be raised in the rear area in parallel even before the pedestrian hits the hood with his head.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt erstmals ein System zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Frontfahrwerk mit einer auf das Frontfahrwerk einwirkenden elektronischen Fahrwerkskontrolle mit einer Steuerungseinheit sowie mit einem elektronischen Fahrwerk verbundenen Fußgänger-Crashsensor vor. Dabei soll bei einem unmittelbar bevorstehenden Aufprall des Fußgängers auf den Kraftfahrzeugvorderwagen mittels eines vom Fußgänger-Crashsensors erzeugbaren Signals die elektronische Fahrwerkskontrolle derart aktivierbar sein, dass mittels des aktiven Frontfahrwerks eine Absenkung des Vorderwagens einleitbar ist. Ferner gibt die vorliegende Erfindung erstmals ein Verfahren hierfür an.

Description

System zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeugs zum Schutz von Fußgängern beim Aufprall, sowie Verfahren hierfür
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges, mit einem aktiven Frontfahrwerk mit einer auf das Frontfahrwerk einwir¬ kenden elektronischen Fahrwerkskontrolle mit einer Steue¬ rungseinheit sowie einem mit der elektronischen Fahrwerkskon¬ trolle verbundenen Fußgänger-Crashsensor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges nach dem O- berbegriff des Anspruchs 4.
Die Hersteller von Kraftfahrzeugen entwickeln laufend sicherere Kraftfahrzeuge, um die Folgeschäden bei einem un- vermeidbaren Aufprall eines Fußgängers mit einem Kraftfahrzeug soweit als möglich zu reduzieren. Dementsprechend sollen un¬ terschiedliche, konstruktive Maßnahmen dazu führen, dass im Falle eines Aufpralls der Fußgänger möglichst auf die Motorhaube aufgekippt wird. Damit lässt sich das Verletzungsrisiko eines Fußgängers bei einem Unfall mit einem Kraftfahrzeug wesentlich reduzieren. Zur Unterstützung dieses Aufkippens des Fußgängers auf die Motorhaube wurde beispielsweise bereits vor Jahrzehnten in der DE°30o03°5β8oOS darüber diskutiert, dass bei einer damals bekannten Stoßschutzvorrichtung der Fußgängerschutzteil als gepolsterter Querbalken ausgebildet sein soll, der tiefer als der eigentliche Stoßfänger und noch vor diesem angeordnet ist. Durch diesen unteren Querbalken sollte ein mit dem Fahrzeug kolli¬ dierender Fußgänger so tief erfasst werden, dass er nicht umgestoßen und anschließend überfahren, sondern auf den relativ weichen, verformbaren Fahrzeugbug aufgekippt wird, wodurch die Verletzungsgefahr oder zumindest die Schwere der Verletzungen wesentlich reduziert werden kann.
Ende der 90er Jahre wurde zusammen mit der europäischen Automobilindustrie über eine internationale Regelung zum fahrzeugseitigen Fußgängerschutz diskutiert. Es sollten Tests entwickelt werden, mit denen eine Kraftfahrzeug-Frontpartie nach folgenden Kriterien qualitativ beurteilt werden kann: a) Aufprall mit einem Unterschenkel, b) Aufprall mit einem O- berschenkel, c) Aufprall mit der Hüfte, und d) Aufprall mit dem Kopf auf einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs.
Diese Bemühungen der europäischen Automobilindustrie und des Gesetzgebers mündeten schließlich in der Richtlinie 2003/102/EG zum Schutz von Fußgängern und anderen ungeschützten Verkehrsteilnehmern vor und bei Kollisionen mit Kraftfahrzeugen.
Ein Teil der Kriterien zur Bewertung der Qualität von Kraftfahrzeug-Frontpartien gilt den Anforderungen bei einem Aufprall des Kopfes auf der Motorhaube. Dabei sollen für den Standard ACEA Phase 2 bei einem Unfall mit einem Fußgänger oder Radfahrer beim Kopfaufprall auf die Motorhaube ein Grenzwert von HIC 1.000 nicht überschritten werden. Bei Anwendung des Standards ACEA Phase 2 wird, wie schon heute unter Anwendung des Standards NCAP, mit zwei un¬ terschiedlichen Impaktoren getestet. Mit einem sogenannten Kinderkopf-Impaktor wird der entsprechende Kinderkopfauf- prallbereich zwischen der Abwicklungslänge 1.000 mm und 1.500 mm überprüft. Dementsprechend wird mit einem sogenannten Er- wachsenen-Impaktor die dahinter liegende Aufprallzone mit einer Abwicklungslänge über 1.500 mm überprüft. Die sogenannten Abwicklungslängen leiten sich aus den jeweils angenommenen Standardkörpergrößen für Kinder und Erwachsene ab.
Bei der bisherigen Entwicklung hat sich jedoch ge¬ zeigt, dass die Einhaltung der Belastungsgrenzwerte an der vorderen Impaktbereichsgrenze für den Kinderkopfbereich kri- tisch ist. Insbesondere das Motorhaubenschloss, ■ der Motorhau¬ benpuffer, die Scheinwerfer und die obere Front der Kraft¬ fahrzeugnase liegen sehr nahe am Kinderkopf-Impaktbereich, wobei erschwerend hinzu kommt, dass dort häufig aufgrund von Package-- und/oder Styling-Anforderungen zusätzliche harte bzw. massive Komponenten (z.B. Kühler, etc.) untergebracht werden müssen, die eine mögliche Deformation der Haube in diesem Bereich zusätzlich stark einschränken.
Durch Einsatz eines aktiven Haubensystems mit an der
Motorhaubenhinterkante angeordneten Aktuatoren ist diese Problematik nur bedingt zu lösen. Bekannte Aktuatoren haben einen beschränkten Aktuatorweg. Die Haube lässt sich zwar an der Haubenhinterkante anheben, um einen erforderlichen Defor- mationsfreiraum zur Verfügung stellen zu können. Die Anhebung an der Haubenvorderkante ist jedoch durch den fixen Drehpunkt, den das Haubenschloss bildet begrenzt. Die Anhebung der Motorhaube dient zudem lediglich zur Bereitstellung von Deformationsraum. Die Anhebung der Motorhaube hat jedoch keinen Einfluss auf den Start bzw. Beginn des Impaktbereiches, der nach wie vor nahe bei den harten Bauteilen in der Kraftfahrzeugnase beginnt.
Der geforderte Grenzwert gerade im vorderen Bereich des Kinderkopf-Aufprallfeldes ist wegen vorgenannter Gegeben¬ heiten und insbesondere mit Blick auf den begrenzten Deforma¬ tionsfreiraum und die Nähe von harten Bauteilen nicht oder nur bedingt zu erfüllen.
Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der vorstehend diskutierten Nachteile, einen Lösungsweg aufzuzeigen, wie im Bereich des zu erwartenden Kinderkopf-Aufprallfeldes ein größerer Deformationsraum zur Verfügung gestellt werden kann.
Insbesondere ist es ein Aspekt der vorliegenden Er¬ findung, ein System hierfür anzugeben, das kostengünstig her¬ gestellt und zuverlässig betrieben werden kann. Ferner ist es ein Aspekt der Erfindung, ein Verfahren hierfür anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1, wie auch durch die Merkmale des Anspruchs 4.
Dabei wird erstmals ein System zum Absenken des
Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges mit einem aktiven Front¬ fahrwerk mit einer auf das Frontfahrwerk einwirkenden, elekt¬ ronischen Fahrwerkskontrolle mit einer Steuerungseinheit sowie einem mit der elektronischen Fahrwerkskontrolle verbundenen Fußgänger-Crashsensor vorgeschlagen, wobei bei einem un¬ mittelbar bevorstehenden Aufprall eines Fußgängers auf den Kraftfahrzeugvorderwagen mittels eines vom Fußgänger-Crash¬ sensors erzeugbaren Signals, die elektronische Fahrwerkskon- trolle derart aktivierbar ist, dass mittels des aktiven Frontfahrwerks eine Absenkung des Vorderwagens einleitbar ist.
Weiterhin wird erstmals ein Verfahren zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges mit einem aktiven Front¬ fahrwerk mit einer auf das Frontfahrwerk einwirkenden elekt¬ ronischen Fahrwerkskontrolle mit einer Steuerungseinheit, sowie einem mit der elektronischen Fahrwerkskontrolle verbundenen Fußgänger-Crashsensor, angegeben, wobei vom Fuß- gänger-Crashsensor aufgrund eines unmittelbar bevorstehenden Aufpralls eines Fußgängers auf den Kraftfahrzeugvorderwagen ein Signal erzeugt wird, das die Steuerungseinheit der elekt¬ ronischen Fahrwerkskontrolle empfängt, auswertet, und damit das aktive Frontfahrwerk derart aktiviert, dass eine Absenkung des Vorderwagens ausgeführt wird.
Beim Einsatz des vorgenannten Systems zur Absenkung des Vorderwagens wie auch bei der Ausführung des vorstehend ' diskutierten erfindungsgemäßen Verfahrens, wird der Vorderwagen unmittelbar vor demAufprall eines Fußgängers oder Radfahrers auf die Motorhaube durch gezielte Einflussnahme auf die Fahr- werkskomponenten in der Standhöhe reduziert. Dies bewirkt, dass der Kopf des Fußgängers oder Radfahrers in vorteilhafter Weise erst weiter hinten auf die Motorhaube auftreffen kann. Nach den Prüfverfahren verschiebt sich dementsprechend die vordere
Bereichsgrenze des Kinderkopf-Aufprallfeldes (Abwicklungslänge 1.000 mm) auf der Motorhaube in vorteilhafter Weise wesentlich weiter nach hinten. Dies hat einen positiven Einfluss auf die zu erwartenden Belastungswerte.
Erste interne Versuche der Anmelderin zeigen, dass sich damit die Grenzwerte in vorteilhafter Weise deutlich unter die HIC 1.000 bis zu HIC 800 und auch noch darunter drücken lassen. Durch das Absenken des Vorderwagens kann der Beginn des Kopf-Aufprallbereiches zur Erhöhung des Fußgängerschutzes positiv in der Weise beeinflusst werden, dass dieser weiter hinten auf der Motorhaube zu liegen kommt. Denn durch die
Verringerung der Standhöhe an der Vorderachse wandert der Im- paktbereich auf der Haubenfläche weiter nach hinten. Damit kann in vorteilhafter Weise der vordere kritische Bereich mit den starren Hauben-/Packagekomponenten ausgespart werden. Eine zusätzliche Anhebung der Motorhaube im vorderen Bereich mittels aufwendiger Aktuatoren und eines komplexen neu zu entwickelnden Haubenschlosssystems, welches die Haube frei geben könnte, erübrigt sich somit. Dies bringt eine erhebliche Einsparung an Kosten und eine Reduzierung an Gewicht. Zudem wird die Gestaltung des vorderen Bereiches der Motorhaube weniger kritisch zu bewerten sein. Daraus ergibt sich in vorteilhafter Weise ein größerer Gestaltungsfreiraum für das Styling.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der ünteransprüche.
So ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Systems zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, dass mittels dem vom Fußgänger-Crashsensor erzeugten Signal eine Anhebung einer aktiven Motorhaube in deren in
Fahrzeuglängsrichtung hinteren Bereich einleitbar ist. Durch das zusätzliche Anheben einer aktiven Motorhaube im Bereich deren hinterer Kante lässt sich der zur Verfügung stehende Defor¬ mationsfreiraum nach hinten hin zusätzlich vergrößern. Auf diese Weise lässt sich nicht nur der Beginn des Aufprallbereiches eines Kinderkopfes in einen Bereich legen, der wesentlich unkritischer ist als beispielsweise der vordere Bug des Kraftfahrzeuges, sondern es ist zudem gewährleistet, dass auch besonders große Personen, die beispielsweise größer sind als ein Stan¬ dard-Erwachsener dennoch eine ausreichende Deformationsfläche zur Verfügung haben, wenn diese versehentlich von einem Kraftfahrzeug erfasst werden. Gleichzeitig wird ein größerer Abstand zu den vorstehend erwähnten harten Bauteilen erzielt.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das aktive Frontfahrwerk regelbare Feder/ Dämpferelemente aufweist. Des weiteren kann der Fußgän- ger-Crashsensor beispielsweise als Wärmebildsensor, als Auf¬ prallsensor mit vorgegebenen Belastungsgrenzwerten, als op¬ tischer Sensor oder als Element zur Erfassung von Berührungen ausgebildet sein.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen des Verfah¬ rens ist vorgesehen, dass das vom Fußgänger-Crashsensor erzeugte Signal von einer aktiven Motorhaube empfangen wird und eine Anhebung der aktiven Motorhaube beispielsweise durch geeignete Aktuatoren, in deren in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Bereich einleitet. Ferner ist vorgesehen, dass die Höhe des Fahr¬ zeugvorderbaus durch Veränderung des Drucks in Fe¬ der-Dämpferelementen des Frontfahrwerks reguliert wird.
Dabei lässt sich das vorstehend diskutierte erfin- dungsgemäße System wie auch das Verfahren hierfür zur Absenkung des Vorderwagens besonders kostengünstig realisieren, wenn ein Kraftfahrzeug ohnehin eine aktive Motorhaube aufweist und schon standardmäßig über ein elektronisch geregeltes Fahrwerk verfügt. In diesem Fall können die bereits vorhandenen Komponenten sinnvoll zusätzlich genutzt und durch ein Zusammenführen ihrer Funktionen derart ergänzt werden, dass sich der Fußgän- ger-/Radfahrerschutz wesentlich erhöhen lässt. So kann in einer beispielhaften Ausführungsform die Absenkung des Vorderwagens zum Fußgängerschutz beispielsweise durch zumindest an der Vorderachse angeordnete elektronisch geregelte Feder-/Dämpferelemente des Fahrwerks erzielt werden. Dabei kann der für ein aktives Motorhaubensystem vorhandene Crashsensor, der den Kontakt eines Fußgängers mit dem Kraft¬ fahrzeugvorderwagen erkennt bzw. vorhersieht, mit der Steue¬ rungseinheit der elektronischen Fahrwerkskontrolle gekoppelt werden. Diese regelt ihrerseits über Ventile den Druck in den Feder-/ Dämpfungselementen des Fahrwerks. Dabei kann die e- lektronische Fahrwerkskontrolle derart programmiert werden, dass bei einem Signal des Fußgänger-Crashsensors der Druck in den Feder-/Dämpferelementen an der Vorderachse herabgesetzt wird, so dass sich der Vorderwagen aufgrund des Eigengewichts absenkt. Dabei kann parallel ein Anheben der aktiven Motorhaube .im hinteren Bereich erfolgen, noch bevor der Fußgänger mit dem Kopf auf die Motorhaube auftrifft.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. System zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges mit einem aktiven Frontfahrwerk mit einer auf das Frontfahrwerk einwirkenden elektronischen Fahrwerkskon- trolle mit einer Steuerungseinheit sowie einem mit der elektronischen Fahrwerkskontrolle verbundenen Fußgän¬ ger-Crashsensor, wobei bei einem unmittelbar bevorste¬ henden Aufprall eines Fußgängers auf den Kraftfahrzeug- vorderwagen mittels eines vom Fußgänger-Crashsensor er¬ zeugbaren Signals die elektronische Fahrwerkskontrolle derart aktivierbar ist, dass mittels des aktiven Front¬ fahrwerks eine Absenkung des Vorderwagens einleitbar- ist.
2. System zum' Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels dem vom Fußgänger-Crashsensor erzeugten Signal eine Anhebung einer aktiven Motorhaube in deren in Fahrzeuglängsrichtung hinterem Bereich einleitbar ist.
3. System zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Frontfahrwerk regelbare Feder-/Dämpferelemente aufweist.
4. Verfahren zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahr¬ zeuges mit einem aktiven Frontfahrwerk mit einer auf das Frontfahrwerk einwirkenden elektronischen Fahrwerkskon¬ trolle mit einer Steuerungseinheit sowie einem mit der elektronischen Fahrwerkskontrolle verbundenen Fußgän¬ ger-Crashsensor, wobei bei einem unmittelbar bevorste¬ henden Aufprall eines Fußgängers auf den Kraftfahrzeug¬ vorderwagen vom Fußgänger-Crashsensor ein Signal erzeugt wird, das die Steuerungseinheit der elektronischen Fahrwerkskontrolle empfängt, auswertet und das aktive Frontfahrwerk derart aktiviert, dass eine Absenkung des Vorderwagens ausgeführt wird.
5. Verfahren zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahr¬ zeuges nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Fußgänger-Crashsensor erzeugte Signal von einer aktiven Motorhaube empfangen wird und eine Anhebung der aktiven Motorhaube in deren in Fahrzeuglängsrichtung hinterem Bereich einleitet.
6. Verfahren zum Absenken des Vorderwagens eines Kraftfahr¬ zeuges nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Fahrzeugvorderbaus durch Veränderung des Drucks in Feder-/Dämpferelementen des Frontfahrwerks reguliert wird.
PCT/EP2005/007265 2004-07-03 2005-07-01 System zum absenken des vorderwagens eines kraftfahrzeugs zum schutz von fussgängern beim aufprall, sowie verfahren hierfür WO2006002990A1 (de)

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