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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0004]