DE10351044A1

DE10351044A1 - Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10351044A1
Application number: DE2003151044
Authority: DE
Inventors: Achim Dockweiler; Ulrich Köstler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2023-11-01
Also published as: DE10351044B4

Abstract

Es ist bekannt, dass eine Frontklappe an einem Fahrzeug mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie verbunden ist. Die geschlossene Frontklappe weist zu den darunter angeordneten Aggregaten einen Mindestabstand auf. Zwischen Frontklappe und Verbindungseinrichtung und/oder zwischen Karosserie und Verbindungseinrichtung ist zumindest ein Deformationselement zum Schutz von aufprallenden Fußgängern oder Radfahrern angeordnet. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das Deformationselement (5) unterhalb einer definierten Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer definierten Maximalgeschwindigkeit mit einer Sperreinrichtung (7) verriegelt, sodass sich das Deformationselement (5) nicht verformen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 oder 2.
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 verträgliches Maß zu verzögern. Kritisch bleibt allerdings der Bereich der Frontklappe nahe bei Scharnieren, mit denen die Frontklappe an die Karosserie angelenkt ist, da die Frontklappe in diesem Bereich nicht ausreichend deformierbar ist.
Zur Vermeidung dieses kritischen Bereichs ist es aus der JP 2000-108842 A bekannt, zwischen dem Scharnier und der Frontklappe und zwischen dem Scharnier und der Karosserie jeweils ein energieabsorbierendes Element aus einem elastischen Material anzubringen.
Ferner ist aus der DE 199 22 459 C1 eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug bekannt, bei der die Frontklappe über ein Scharnier an der Fahrzeugkarosserie angelenkt ist. Die Frontklappe ist über wenigstens ein Klappenschloss verschließbar. Das Scharnier weist Mittel zum Verlagern eines Gelenkes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in eine obere und in eine untere Position auf. Die Verlagerung erfolgt unabhängig von einem Fußgängeraufprall. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Frontklappe in denjenigen Geschwindigkeitsbereichen angehoben werden kann, in denen der Aufprall eines Fußgängers besonders gefährlich ist. Dagegen ist die Frontklappe während des Stillstandes des Fahrzeugs oder bei langsamen Geschwindigkeiten wie beim Einparken und bei hohen Geschwindigkeiten in einer abgesenkten Position. Zusätzlich ist es möglich, bei höheren Geschwindigkeiten die Mittel zu verriegeln, um die Steifigkeit des Fahrzeugs bei einem Frontalzusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug zu erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs zu schaffen, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, wobei die Anordnung einen möglichst guten Schutz für den aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer bietet.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 2 gelöst.
Bei einem Unfall eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer prallt dieser meist auf eines der folgenden Bauteile eines Vorderwagens: Frontklappe, Frontend, Stoßfänger, Kotflügel oder Scheinwerfer. Um den Aufprall abzumildern, gibt es zwei prinzipielle Konzepte.
Die erste Möglichkeit sieht vor, dass das Bauteil in seiner normalen Position bei einem Aufprall deformierbar ist. Je größer dabei der mögliche Deformationsweg ist, um so geringer ist das Verletzungsrisiko für den Fußgänger oder Radfahrer. Allgemein wird hierbei von einem passiven Fußgängeraufprallschutz gesprochen. Gemäß Patentanspruch 1 ist das Bauteil mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden, wobei das Bauteil zu darunter angeordneten anderen Bauelementen oder Aggregaten einen Mindestabstand aufweist. Zwischen dem Bauteil und der Verbindungseinrichtung und/oder zwischen Karosserie und Verbindungseinrichtung ist zumindest ein Deformationselement zum Schutz des Fußgängers oder Radfahrers angeordnet. Das Deformationselement ist bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit mit einer Sperreinrichtung verriegelt, sodass sich das Deformationselement nicht verformen kann. Die Sperreinrichtung kann direkt oder mittelbar eine Verformung des Deformationselementes verhindern. So kann zum einen vermieden werden, dass das Deformationselement sich möglicherweise bereits verformt wird, wenn beispielsweise beim Einparken ein Laternenpfahl oder eine Mülltonne übersehen wird. Zum anderen bildet das Bauteil mit der Karosserie bei hohen Geschwindigkeiten einen steifen Verbund, sodass es nicht bereits beispielsweise durch den Winddruck zu einer Verformung des Deformationselements kommen kann und/oder sich das Bauteil labil verwinden kann. Bei hohen Geschwindigkeiten prallt ein Fußgänger oder Radfahrer normalerweise nicht auf ein Bauteil des Vorderwagens auf, sondern auf die Frontscheibe, sodass trotz der Verriegelung bei hohen Geschwindigkeiten keine erhöhte Verletzungsgefahr mit der Verriegelung einhergeht. Als Deformationselemente sind sowohl Elemente geeignet, die sich elastisch verformen, wie beispielsweise Federn, als auch Elemente, die sich plastisch verformen, wie beispielsweise Wabenstrukturen.
Alternativ zu derartigen passiven Systemen sind als zweite Möglichkeit aktive Fußgängeraufprallschutzsysteme bekannt. Bei diesen Systemen steht normalerweise nicht genügend Bauraum für einen ausreichenden Deformationsweg unter dem Bauteil zur Verfügung. Daher wird das Bauteil bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers aktiv über zumindest einen Aktuator verlagert. Beispielsweise kann eine Frontklappe über den zumindest einen Aktuator angehoben werden, damit ein ausreichender Abstand zum Motorblock als Deformationsweg entsteht, oder ein Scheinwerfer kann in den Motorraum hinein verschwenkt werden. Gemäß Patentanspruch 2 ist bei einem solchen aktiven System das Bauteil eines Vorderwagens eines Fahrzeugs, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Die Verbindungseinrichtung ist auch hier bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit über eine Sperreinrichtung verriegelt, sodass sie sowohl mit dem Bauteil als auch mit der Karosserie verbunden ist. Bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit dagegen ist die Sperreinrichtung gelöst, sodass die Verbindungseinrichtung mit dem Bauteil und/oder mit der Karosserie nicht oder nur lose verbunden ist. Das Bauteil wird dann nur mehr durch den zumindest einen Aktuator in seiner Position gehalten. Dies verhindert einerseits, dass Auslösungen des Aktuators bei Berührungen des Fahrzeugs mit Gegenständen, wie Laternenpfählen oder Mülltonnen, bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zu einer Verlagerung des Bauteils führen. Zum anderen kann die benötigte Zeit zum Verlagern des Bauteils verkürzt werden, da nicht mehr zunächst Verbindungseinrichtungen, wie beispielsweise Schlösser, gelöst werden müssen, bevor der zumindest eine Aktuator das Bauteil verlagern kann. So kann beispielsweise bei einer Frontklappe ein Klappenschloss zwischen der Mindest- und der Höchstgeschwindigkeit bereits geöffnet sein, sodass bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers nicht mehr zuerst das Klappenschloss geöffnet werden muss, bevor die Frontklappe über den zumindest einen Aktuator angehoben werden kann. Die Frontklappe kann sofort angehoben werden. Der Zeitgewinn kann in einen größeren Verlagerungsweg umgesetzt werden oder dient zur Stabilisierung der bewegten Bauteile. Fußgänger, die wegen ihrer geringen Körpergröße schneller mit dem Fahrzeug in Berührung kommen, haben dadurch bessere Chance, die Frontklappe im angehobenen Endzustand zu treffen. Auch bei einem sogenannten „upper leg" Aufprall ist eine aktive Frontklappe möglich, da die Zeit zum Öffnen der Schlösser bzw. Scharniere in Weg umgesetzt werden kann.
Typische Verbindungseinrichtungen bei einer Frontklappe sind Scharniere, Klappenschlösser, Fanghaken oder Öffnungshilfen wie Gasdruckfedern. Die Verriegelungseinrichtung kann elektronisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, o. ä. betätigt werden.
Vorteilhafterweise führt eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs zu einer Erhöhung oder Verringerung der Mindest- und/oder Maximalgeschwindigkeit innerhalb eines definierten Bereichs. Wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Zusammenstosses mit dem Fußgänger oder Radfahrer gerade verzögert wird, prallt der Fußgänger oder Radfahrer – in Fahrtrichtung gesehen – weiter vorne auf, da sich in der Zeit zwischen Zusammenstoss und Aufprall die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert. Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, wird zum Ausgleich die Mindest- und die Maximalgeschwindigkeit etwas angehoben. Umgekehrt wird bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs die Minimal- und die Maximalgeschwindigkeit etwas abgesenkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Schnitt durch ein Klappenschloss, mit dem eine Frontklappe mit einer Karosserie eines Personenkraftwagens verbunden ist.
In der Figur ist ein Schloss 1 für eine Frontklappe 2 eines Personenkraftwagens dargestellt. Das Schloss 1 weist eine mit der Karosserie 6 verbundene Klinke 3 auf, in der bei geschlossener Frontklappe ein mit dieser verbundener Schließbügel 4 eingreift. Unterhalb der Frontklappe steht ausreichend Bauraum zur Verfügung, sodass sich die Frontklappe bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers so stark verformen kann, dass das Verletzungsrisiko minimiert wird. Damit auch im Bereich des Schlosses ein ausreichender Deformationsweg in Richtung z zum Schutz des aufprallenden Fußgängers oder Radfahrers zur Verfügung steht, ist die Klinke 3 nicht direkt, sondern über mehrere parallel zueinander angeordnete Federn 5 als Deformationselemente mit der Karosserie 6 verbunden.
Diese Anordnung würde allerdings dazu führen, dass bereits zu Deformationen kommt wenn sich beispielsweise ein Passant auf der Fronthaube abstützt. Um dies zu verhindern, ist zwischen Karosserie 6 und Klinke 3 eine elektromagnetisch betätigbare Sperreinrichtung 7 vorgesehen, die unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit von beispielsweise 10 km/h die Klinke 3 fest mit der Karosserie 6 verbindet, sodass die Klinke 3 nicht mehr in Richtung z nachgeben kann.
Eine ähnliche Problematik stellt sich bei hohen Geschwindigkeiten. Bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs jenseits einer Maximalgeschwindigkeit von beispielsweise 60 km/h prallt ein Fußgänger normalerweise nicht mehr auf der Frontklappe 2, sondern auf einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs auf. Die Frontklappe 2 muss also nicht mehr im Bereich des Schlosses 1 nachgiebig sein. Diese Nachgiebigkeit kann im Gegenteil von Nachteil sein, da die Frontklappe 2 aufgrund der Windlast möglicherweise zum Flattern oder Klappern anfangen kann. Daher verbindet die Sperreinrichtung 7 auch bei Geschwindigkeiten oberhalb der Maximalgeschwindigkeit die Klinke 3 fest mit der Karosserie 6. Nur bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit ist die Klinke nachgiebig nur über die Federn 5 mit der Karosserie 6 verbunden.
Dieses Prinzip lässt sich nicht nur bei einem Schloss 1 der Frontklappe 2, sondern auch bei Scharnieren, bei einem Fanghaken und bei einer Öffnungshilfe, wie beispielsweise einer Gasdruckfeder anwenden. Jedes dieser Elemente ist sowohl mit der Karosserie 5 als auch mit der Frontklappe 2 verbunden. Zwischen dem Element und der Karosserie 5 und/oder zwischen dem Element und der Frontklappe 2 ist dann zumindest ein Deformationselement angeordnet, dass mit einer Sperreinrichtung verriegelt werden kann.
Ferner lässt sich dieses Prinzip auch auf andere Bauteile des Vorderwagens übertragen, wie einen Scheinwerfer, einen Kotflügel, ein Frontend oder einen Stoßfänger.

Claims

Anordnung eines Bauteils (2) an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, und das mit zumindest einer Verbindungseinrichtung (3, 4) mit der Karosserie (6) des Fahrzeugs verbunden ist, wobei zwischen dem Bauteil (2) und der Verbindungseinrichtung (3, 4) und/oder zwischen Karosserie (6) und Verbindungseinrichtung (3, 4) zumindest ein Deformationselement (5) zum Schutz des Fußgängers oder Radfahrers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (5) bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit mit einer Sperreinrichtung (7) verriegelt ist, sodass sich das Deformationselement (5) nicht verformen kann, während bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit die Sperreinrichtung (7) gelöst ist, sodass die Verbindungseinrichtung (3, 4) mit dem Bauteil (2) und/oder mit der Karosserie (6) nicht oder nur lose verbunden ist.
Anordnung eines Bauteils an einem Vorderwagen eines Fahrzeugs, auf das ein Fußgänger oder Radfahrer aufprallen kann, und das mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist, wobei das Bauteil bei einem detektierten Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers über zumindest einen Aktuator verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer Maximalgeschwindigkeit über eine Sperreinrichtung verriegelt ist, sodass sie sowohl mit dem Bauteil als auch mit der Karosserie verbunden ist, während bei Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit die Sperreinrichtung gelöst ist, sodass die Verbindungseinrichtung mit dem Bauteil und/oder mit der Karosserie nicht oder nur lose verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) eine Frontklappe, ein Frontend, ein Stoßfänger, ein Kotflügel oder ein Scheinwerfer ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) eine Frontklappe und die zumindest eine Verbindungseinrichtung (3, 4) eine Scharniereinrichtung, ein Schloss, ein Fanghaken oder eine Öffnungshilfe ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs zu einer Erhöhung oder Verringerung der Mindest- und/oder Maximalgeschwindigkeit innerhalb eines definierten Bereichs führt.