DE102007045208A1 - Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Zum Schutz eines auf eine Frontklappe eines Fahrzeugs aufprallenden Fußgängers ist eine Anhebevorrichtung zum Anheben der Frontklappe bekannt, die einen Zylinder und zumindest einem darin teleskopisch geführten zylindrischen Kolben aufweist. Zur Anhebevorrichtung gehört ferner ein Gasgenerator, der im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger Gas erzeugen kann, sodass der Kolben teleskopisch aus dem Zylinder ausfährt und dabei die Frontklappe anhebt. Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug so zu verbessern, dass die Frontklappe nach einer Fehlauslösung der Anhebevorrichtung nicht das Sichtfeld des Fahrers beeinträchtigt. Erfindungsgemäß bleibt die Frontklappe nach dem Anheben für eine Mindesthaltezeit in der angehobenen Stellung und senkt sich danach selbsttätig ab. Die Mindesthaltezeit ist so gewählt, dass ein aufprallender Fußgänger oder Radfahrer während dieser Zeit auf die Frontklappe aufprallt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der maximal mögliche Deformationsweg zur Deformation der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers mit einem biomechanisch verträglichen Verzögerungsniveau aufzufangen. Erst nach der Mindesthaltezeit, also nach dem Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers, darf sich die Frontklappe absenken, damit die Sicht für den Fahrer nicht mehr durch die angehobene Frontklappe behindert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Um bei einer Kollision eines Fußgängers oder Radfahrers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen insbesondere im Brust- und Kopfbereich zu minimieren, ist es allgemein bekannt, einen relativ großen Mindestabstand zwischen einer Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufnahmen, etc.) vorzusehen, sodass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers auf ein biomechanisch verträgliches Maß zu verzögern.
• Wenn der dazu benötigte Mindestabstand zwischen geschlossener Frontklappe und der steifen Unterstruktur aus bauraumtechnischen Gründen nicht zur Verfügung steht, kann die Frontklappe aktiv zumindest im hinteren Bereich angehoben werden, um den Mindestabstand zu erzeugen, wenn ein Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wird.
• Aus der WO 2004/048159 A1 ist beispielsweise zum Schutz eines auf eine Frontklappe eines Fahrzeugs aufprallenden Fußgängers eine Anhebevorrichtung zum Anheben der Frontklappe bekannt, die einen Zylinder und zumindest einem darin teleskopisch geführten zylindrischen Kolben aufweist. Zur Anhebevorrichtung gehört ferner ein Gasgenerator, der im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Full gänger Gas erzeugen kann, sodass der Kolben teleskopisch aus dem Zylinder ausfährt und dabei die Frontklappe anhebt.
• Bei diesen anhebbaren Frontklappen kann es aber auch zu Fehlauslösungen kommen, beispielsweise wenn ein Vogel während der Fahrt gegen den Sensor zur Detektion einer Kollision prallt. Danach befindet sich die Frontklappe in der angehobenen Stellung und beeinträchtigt das Sichtfeld des Fahrers bei der Weiterfahrt. Einige der bekannten Anhebevorrichtungen können daher nach dem Anheben einer Frontklappe von Hand oder mit einem Werkzeug wieder in ihre Ausgangslage zurück gebracht werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug so zu verbessern, dass die Frontklappe nach einer Fehlauslösung einer Anhebevorrichtung nicht das Sichtfeld des Fahrers beeinträchtigt.
• Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Erfindungsgemäß bleibt die Frontklappe nach dem Anheben für eine Mindesthaltezeit in der angehobenen Stellung und senkt sich danach selbsttätig ab. Die Mindesthaltezeit ist so gewählt, dass ein aufprallender Fußgänger oder Radfahrer während dieser Zeit auf die Frontklappe aufprallt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der maximal mögliche Deformationsweg zur Deformation der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers mit einem biomechanisch verträglichen Verzögerungsniveau aufzufangen. Erst nach der Mindesthaltezeit, also nach dem Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers, darf sich die Frontklappe absenken, damit die Sicht für den Fahrer nicht mehr durch die angehobene Frontklappe behindert wird. Versuche haben ergeben, dass die Mindesthaltezeit frühestens 300 Millisekunden nach der Kollision enden darf, um sicherzustellen, dass der Fußgänger oder Radfahrer wirklich auf die vollständig angehobene Frontklappe aufprallt.
• Günstigerweise wird die Frontklappe während der Mindesthaltezeit von der Anhebevorrichtung in der angehobenen Stellung gehalten. Dies ist wichtig, damit sich die Frontklappe nicht bereits durch den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers wie der absenkt sondern erst danach. Beispielsweise kann die Anhebevorrichtung dazu aus einer Kolben-Zylinder-Einheit bestehen. Der Kolben befindet sich in einer unteren Stellung in dem vertikal angeordneten Zylinder. Er ist mit einer Kolbenstange verbunden, die axial aus dem Zylinder herausragt und bei einer Verlagerung des Kolbens im Zylinder nach oben die Frontklappe nach oben drückt. Unterhalb des Kolbens ist im Zylinder eine pyrotechnische Zündpille angeordnet. Bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer wird die Zündpille gezündet. Dadurch entsteht schlagartig ein großes Gasvolumen im Zylinder unterhalb des Kolbens. Dieser wird schlagartig angehoben, bis er oben am Zylinder anstößt. In dieser oberen Stellung des Kolbens ist die Frontklappe bereits vollständig von der Kolbenstange angehoben worden. Durch den verbleibenden Überdruck im Zylinder kann der Kolben sich im Zylinder nicht nach unten zurückverlagern, die Frontklappe wird durch die Anhebevorrichtung in der angehobenen Stellung gehalten.
• Vorteilhafterweise senkt sich die Frontklappe aufgrund ihres Eigengewichts nach der Mindesthaltezeit ab. Dazu kann der Zylinder eine kleine Drosselöffnung zur Umgebung aufweisen, durch die das Gas allmählich entweicht. Der Überdruck im Zylinder ist unmittelbar nach dem Zünden der Zündpille so groß, dass während der gesamten Mindesthaltezeit Gas durch die Drosselöffnung entweichen kann und der Überdruck im Zylinder dennoch so groß ist, dass die Frontklappe sicher in der angehobenen Stellung gehalten wird. Erst nach der Mindesthaltezeit ist allmählich soviel Gas aus dem Zylinder entwichen, dass der Kolben mit der Kolbenstange sich wieder absenken kann. Dieses Absinken des Kolbens wird maßgeblich durch das Eigengewicht der Frontklappe unterstützt. Diese sinkt dabei ebenfalls wieder ab. Die Frontklappe kann sogar wieder die vollständig geschlossene Stellung erreichen, in der sie mit einem Schloss verriegelbar sein kann.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt ein Diagramm, in dem der Anhebeweg einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger schematisch über die Zeit aufgezeichnet ist.
• In dem Diagramm in der einzigen Figur ist nach oben der Anhebeweg (Klappenweg in z) einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger dargestellt. Nach rechts ist die Zeitachse aufgetragen. Die Frontklappe wird bei einer detektierten Kollision mit einem Fußgänger angehoben, um einen ausreichenden Deformationsweg der Frontklappe zu schaffen, sodass der aufprallende Fußgänger auf biomechanisch verträgliche Weise verzögert werden kann.
• Anfangs befindet sich die Frontklappe in ihrer geschlossenen Position s₀. Zum Zeitpunkt t₀ wurde nun von einem Sensor eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger detektiert, ein Steuergerät hat die Daten des Sensors verarbeitet und eine Anhebevorrichtung angesteuert, die die Frontklappe anheben soll. Diese hebt nun in der Zeit von t₀ bis t₁ die Frontklappe um den Weg s₁ an. In der Praxis wird das Anheben nicht so linear erfolgen, wie es hier im Diagramm dargestellt ist. Dies ist aber zur Verdeutlichung der eigentlichen Erfindung hier von keiner Bedeutung. Wichtig dabei ist, dass die zum Anheben benötigte Zeit von t₀ bis t₁ so kurz ist, dass der Fußgänger auf alle Fälle erst nach der Zeit t₁ auf die Frontklappe aufprallt, sodass diese beim Aufprall bereits vollständig angehoben ist. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass dazu die Zeit von t₀ bis t₁ weniger als 50 Millisekunden betragen muss. Diese 50 Millisekunden stellen die Maximalzeit dar, nach der die Frontklappe die vollständig angehobene Stellung erreicht haben muss.
• In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, der Größe und Statur des Fußgängers sowie weiterer Faktoren variiert die Zeit, die zwischen der Detektion der Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger und dem Aufprall auf der Frontklappe vergeht. Daher muss die Frontklappe während einer Mindesthaltezeit bis zum Zeitpunkt t₂ in der vollständig angehobenen Stellung s₁ verharren. Der Anhebeweg s₂ zum Zeitpunkt 1₂ muss also dem Anhebeweg s₁ zum Zeitpunkt t₁ entsprechen. Bis zum Zeitpunkt t₂ ist der Fußgänger auf alle Fälle auf die Frontklappe aufgeprallt. Zwischen dem Zeitpunkt t₀ und t₂ sind gerade einmal 300 Millisekunden verstrichen. Danach senkt sich die Frontklappe selbsttätig bis zum Zeitpunkt t₃ ab und erreicht zum Zeitpunkt t₃ wieder die vollständig geschlossene Stellung. Der Anhebeweg s₃ zum Zeitpunkt t₃ entspricht somit dem Anhebeweg s₀.
• Die verwendeten Sensoren weisen einige Schwächen auf. So können die Sensoren beispielsweise nur schwer zwischen einer Kollision mit einem Fußgänger und einem Aufprall eines fliegenden Vogels unterscheiden. Dadurch kann es zu Fehlauslösungen der Anhebevorrichtung kommen. Durch das selbsttätige Absenken der Frontklappe nach dem Zeitpunkt t₂ beeinträchtigt die Frontklappe beim Weiterfahren nicht das Sichtfeld des Fahrers, wie es bei einer angehobenen Frontklappe der Fall wäre.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - WO 2004/048159 A1 [0004]

Claims (6)

1. Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug, mit zumindest einer Scharniereinrichtung, um die die Frontklappe zum normalen Öffnen und Schließen verschwenkbar ist, sowie mit zumindest einer Anhebevorrichtung, durch die bei einer von einer Sensoreinrichtung detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer die Frontklappe gegenüber der geschlossenen Position zumindest in einem Bereich anhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontklappe nach dem Anheben für eine Mindesthaltezeit in der angehobenen Stellung bleibt und sich danach selbsttätig absenkt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontklappe während der Mindesthaltezeit von der Anhebevorrichtung in der angehobenen Stellung gehalten wird.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Frontklappe aufgrund ihres Eigengewichts nach der Mindestzeit absenkt.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhebevorrichtung eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, wobei zum Anheben der Frontklappe der Zylinder pyrotechnisch mit Gas gefüllt wird, wodurch der Kolben im Zylinder axial verschoben wird, und über eine Kolbenstange die Frontklappe anhebt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder eine Drosselöffnung zur Umgebung aufweist, durch die das Gas allmählich entweichen kann.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontklappe innerhalb einer vorgegebenen Maximalzeit nach Detektion der Kollision die vollständig angehobene Stellung erreicht hat.