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Die Erfindung betrifft einen Kraftwagenbug mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Kollision eines Personenkraftwagens, insbesondere mit einem Fußgänger, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher, gattungsbildender Kraftwagenbug mit einer üblicherweise auch als Schlauchsensorik bezeichneten Erfassungseinrichtung ist der
DE 10 2010 022 686 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Erfassungseinrichtung umfasst ein Schlauchelement, welches ein Querträgerelement in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne zumindest teilweise überdeckt. Darüber hinaus ist zumindest ein Verkleidungselement vorgesehen, mittels welchem das Schlauchelement und das Querträgerelement überdeckt beziehungsweise abgedeckt werden.
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Kommt es beispielsweise zu einer Kollision des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger, bei welcher unfallbedingte Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten zumindest mittelbar auf das Schlauchelement wirken, so stellt das Querträgerelement ein Widerlager dar, an dem das Schlauchelement zumindest mittelbar abgestützt wird. Dadurch wird das beispielsweise aus einem elastischen Werkstoff gebildete und demzufolge elastische Schlauchelement verformt, wodurch ein Gas, insbesondere Luft, im Innenraum des Schlauchelements beaufschlagt wird. Aus der Deformation des Schlauchelements resultiert ein Druckanstieg in dem Innenraum, welcher mittels wenigstens eines fluidisch mit dem Innenraum verbundenen Drucksensors erfasst wird.
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Die Erfassungseinrichtung kann Bestandteil eines Fußgängerschutzsystems sein, welches infolge der Erfassung der Kollision, das heißt infolge der Deformation des Schlauchelements, aktiviert wird. Das Fußgängerschutzsystem umfasst beispielsweise wenigstens einen Aktor, mittels welchem eine Fronthaube des Personenkraftwagens infolge der Kollision mit dem Fußgänger aufgestellt wird. Mittels der aufgestellten Fronthaube kann der auf die Fronthaube aufprallende Fußgänger aufgefangen, abgestützt und dadurch vor unerwünschten Kollisionen mit unterhalb der Fronthaube angeordneten, steifen Komponenten des Personenkraftwagens geschützt werden.
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Das als Widerlager wirkende Querträgerelement muss in Fahrzeuglängsrichtung eine hinreichende Steifigkeit aufweisen, sodass das Schlauchelement hinreichend deformiert wird und die Kollision mit einem Fußgänger erfasst werden kann. In anderen Lastfällen jedoch ist eine hinreichende Nachgiebigkeit in Fahrzeuglängsrichtung wünschenswert, um Belastungen gering zu halten. Jedoch ist es darüber hinaus ebenfalls wünschenswert, übermäßige, thermisch bedingte Verformungen des Verkleidungselements zu vermeiden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kraftwagenbug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine effektive Erfassung einer Kollision sowie eine hinreichende Nachgiebigkeit des Querträgerelements in Fahrzeuglängsrichtung realisiert werden können bei gleichzeitiger Vermeidung von übermäßigen thermisch bedingten Verformungen des Verkleidungselements.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftwagenbug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Kraftwagenbug zeichnet sich dadurch aus, dass das Querträgerelement zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Gurte aufweist, welche zum Abstützen des Verkleidungselements über in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise voneinander beabstandete Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Den Verbindungselementen kommt dabei eine Mehrfachfunktion zu. Zum einen dienen die Verbindungselemente zum Verbinden der Gurte, zum anderen zum Abstützen des Verkleidungselements, sodass übermäßige, zum Beispiel durch Sonneneinwirkung thermisch bedingte Verformungen des beispielsweise aus einem Kunststoff gebildeten Verkleidungselements vermieden werden können. Das Verkleidungselement kann sich insbesondere in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) nach unten zwischen den Gurten an den Verbindungselementen abstützen, sodass das Verkleidungselement beispielsweise nicht in Fahrzeughochrichtung nach unten einfallen und das Design des Personenkraftwagens insgesamt nicht beeinträchtigen kann.
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Außerdem dienen die Verbindungselemente, welche zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung unter Ausbildung jeweiliger, zwischen den Verbindungselementen angeordneter Zwischenräume voneinander beabstandet sind, zur Realisierung einer hinreichenden Nachgiebigkeit des Querträgerelements in Fahrzeuglängsrichtung. Die Verbindungselemente können nämlich versagen, insbesondere brechen und/oder sich verformen, wenn eine unfallbedingte und in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf das Querträgerelement wirkende Kraftbeaufschlagung einen vorgebbaren Schwellenwert von beispielsweise 8,9 KN überschreitet. Diese Kraftbeaufschlagung kann beispielsweise bei einem Anprall eines Objekts oder eines Unfallgegners an den Personenkraftwagen, insbesondere bei sogenannten Pendel-Lastfällen, auftreten, wobei infolge des Versagen und/oder Deformierens der Verbindungselemente auf das Objekt beziehungsweise den Unfallgegner wirkende Belastungen gering gehalten werden können. Bei anderweitigen Lastfällen, beispielsweise bei einer Kollision des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger, jedoch sorgen die Verbindungselemente für eine hinreichende Steifigkeit des Querträgers in Fahrzeuglängsrichtung, sodass das Querträgerelement als ein das Schlauchelement bei einer solchen Kollision hinreichend und zumindest mittelbar abstützendes Widerlager wirkt und das Schlauchelement hinreichend verformt wird. Infolgedessen können Kollisionen des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger effektiv mittels des Schlauchelements erfasst werden.
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Zur Realisierung einer hinreichenden Steifigkeit des Querträgerelements ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass sie Verbindungselemente einstückig mit den Gurten ausgebildet sind.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verbindungselemente als Stege oder plattenförmig ausgebildet sind, wodurch eine besonders gute Nachgiebigkeit des Querträgerelements in Fahrzeuglängsrichtung geschaffen werden kann.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn durch die Verbindungselemente eine Wabenstruktur mit sich in Fahrzeughochrichtung erstreckenden, beispielsweise an sich in Fahrzeughochrichtung offenen Waben gebildet ist. Einerseits kann dadurch eine hinreichende Nachgiebigkeit des Querträgerelements in Fahrzeuglängsrichtung geschaffen werden, andererseits kann das Verkleidungselement insbesondere in Fahrzeughochrichtung besonders gut und großflächig mittels der Wabenstruktur abgestützt werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht auf einen Personenkraftwagen mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Kollision mit einem Unfallgegner;
- 2 eine schematische Längsschnittansicht durch die Erfassungseinrichtung; und
- 3 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht auf die Erfassungseinrichtung.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht von schräg vorne einen Personenkraftwagen, dessen Kraftwagenbug eine Fronthaube in Form einer Motorhaube 10 und eine Stoßfängerverkleidung 12 aufweist. Die Stoßfängerverkleidung 12 ist ein Verkleidungselement und umfasst wenigstens eine Durchströmöffnung 14 für Luft, wobei in die Durchströmöffnung 14 ein Kühlergrill 16 eingesetzt ist. In einem in 1 gekennzeichneten Bereich B weist die Stoßfängerverkleidung 12 eine sogenannte Softnose 18 (Weich-Nase) auf, welche in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin an die Motorhaube 10 angrenzt und zur Darstellung eines sehr hohen Fußgängerschutzes besonders weich ausgestaltet ist. Darüber hinaus wird die Softnose 18 beispielsweise auch dazu verwendet, ein Frontendmodul des Personenkraftwagens relativ zur Motorhaube 10 unter Einstellung eines einerseits durch die Softnose 18 und andererseits durch die Motorhaube 10 begrenzten Spalts 20 auszurichten.
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Wie in Zusammenschau mit 2 und 3 erkennbar ist, umfasst der Personenkraftwagen auch eine Erfassungseinrichtung, mittels welcher eine Kollision des Personenkraftwagens mit einem Unfallgegner, insbesondere einem Fußgänger, erfassbar ist. Die Softnose 18 und die Erfassungseinrichtung sind dabei in Fahrzeughochrichtung zumindest teilweise oberhalb der Durchströmöffnung 14 angeordnet. Kommt es zu einer Kollision des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger, so wird der Fußgänger im Bereich seiner Unterschenkel gezielt angeschoben, sodass der Fußgänger im Verlauf der Kollision über die Softnose 18 abrollen und auf die Motorhaube 10 aufprallen kann, wobei er mittels der Motorhaube 10 aufgefangen und abgestützt werden kann. Die Motorhaube 10 ist dabei als aktive Motorhaube eines Fußgängerschutzsystems ausgebildet und wird mittels wenigstens eines Aktors in Fahrzeughochrichtung nach oben aufgestellt, wenn eine Kollision des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger erfasst wird. Durch das Aufstellen der Motorhaube 10 wird der Fußgänger aufgefangen und vor unerwünschten Kollisionen mit unterhalb der Motorhaube 10 angeordneten, steifen Komponenten des Personenkraftwagens geschützt.
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Zum Erfassen der Kollision mit dem Fußgänger umfasst die Erfassungseinrichtung ein Schlauchelement in Form eines Schlauchs 22, welcher aus einem elastischem Werkstoff, beispielsweise Silikon, gebildet und elastisch verformbar ist und ein Querträgerelement 24 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne zumindest teilweise überdeckt. Vorteilhafterweise erstreckt sich der Schlauch 22 zumindest über einen überwiegenden Teil der in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Breite des Querträgerelements 24, sodass zumindest nahezu über die gesamte Breite des oberen Bereichs B Kollisionen des Personenkraftwagens mit Fußgängern erfassbar sind. Aus 2 ist besonders gut erkennbar, dass das Querträgerelement 24 und der Schlauch 22 durch die Stoßfängerverkleidung 12 abgedeckt beziehungsweise überdeckt sind. Der Schlauch 22 und das Querträgerelement 24 sind vor allem in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und in Fahrzeughochrichtung nach oben durch die Stoßfängerverkleidung 12 überdeckt. Aus 2 ist ferner ein in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Querträgerelement 24 angeordnetes Bauteil 26 erkennbar, an welchem beispielsweise das Querträgerelement 24 nach hinten abgestützt oder abstützbar ist.
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Darüber hinaus ist ein Absorberelement vorgesehen, welches aus einem Schaum gebildet und demzufolge als Prallschaum 28 ausgebildet ist. Dabei sind das Querträgerelement 24 und der Schlauch 22 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin zumindest teilweise durch den Prallschaum 28 überdeckt. Der Prallschaum 28 weist eine Aufnahme in Form einer Nut 30 auf, in welcher der Schlauch 22 zumindest teilweise aufgenommen ist. Die Nut 30 ist zumindest teilweise durch Arme 33 des Prallschaums 28 begrenzt, welche in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten von einem Grundkörper 34 des Prallschaums 28 abstehen und somit den Schlauch 22 halten.
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Kommt es zu einer Kollision des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger, so werden die Stoßfängerverkleidung 12 im Bereich der Softnose 18 und der Prallschaum 28 verformt, wobei mittels des Prallschaums 28 Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt und somit der Anprall des Fußgängers an die Stoßfängerverkleidung 12 gedämpft wird. Bei dieser Kollision wirkende Kräfte werden über den Prallschaum 28 auf den Schlauch 22 übertragen, sodass der Schlauch 22 verformt wird. Der Schlauch 22 weist dabei einen Innenraum 32 auf, welcher mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt ist. Aus der Verformung beziehungsweise Deformation des Schlauchs 22 resultiert ein Druckanstieg in dem Innenraum 32. Der Schlauch 22 ist an seinen beiden Enden mit jeweils einem Drucksensor verbunden, wobei die jeweiligen Drucksensoren fluidisch mit dem Innenraum 32 verbunden sind. Der beschriebene Druckanstieg im Innenraum 32 wird mittels wenigstens eines der Drucksensoren erfasst, sodass dadurch mittels des Schlauchs 22 und der Drucksensoren Kollisionen des Personenkraftwagens mit Fußgängern erfasst werden können.
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Während des Verlaufs einer solchen Kollision wirkt das Querträgerelement 24 als Widerlager, welches den Schlauch 22 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten zumindest mittelbar und vorliegend direkt abstützt. Dabei weist das Querträgerelement 24 eine hinreichende Steifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung auf, um eine hinreichende Deformation des Schlauchs 22 und somit einen hinreichenden Druckanstieg im Innenraum 32 zu realisieren, sodass die Kollision effektiv erfasst werden kann. Gleichzeitig dient das Querträgerelement 24 zum Abstützen der Stoßfängerverkleidung 12 insbesondere in Fahrzeughochrichtung nach unten, sodass die Stoßfängerverkleidung 12 auch bei sehr hohen Umgebungstemperaturen im Bereich ihrer Softnose 18 nicht einfällt und es nicht zu unschönen Wölbungen, insbesondere Einwölbungen, der Stoßfängerverkleidung 12 kommt.
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Um darüber hinaus eine hinreichende Nachgiebigkeit in Fahrzeuglängsrichtung zu realisieren, weist das Querträgerelement 24 zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Gurte 36 und 38 auf, welche als Abstützplatten zum Einsatz kommen. Der vordere Gurt 36 dient dabei zum Abstützen des Schlauchs 22, wobei der hintere Gurt 38 als Abstützelement dient, über welches das Querträgerelement 24 bei der in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf das Querträgerelement 24 wirkenden Kraftbeaufschlagung am Bauteil 26 abgestützt wird. Darüber hinaus weist das Querträgerelement 24 Verbindungselemente auf, welche vorliegend als Stege 40 ausgebildet sind. Die Stege 40 sind in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Gurten 36 und 38 angeordnet, wobei die Gurte 36 und 38 über die Stege 40 miteinander verbunden sind. Dabei können die Stege 40 einstückig mit den Gurten 36 und 38 ausgebildet sein.
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Aus 3 ist erkennbar, dass die Stege 40, welche beispielsweise zumindest im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet sind, schräg zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Alternativ oder zusätzlich zu den Stegen 40 könnten die Verbindungselemente auch wabenförmig angeordnet oder ausgebildet sein, sodass durch die Verbindungselemente beispielsweise eine Wabenstruktur mit sich in Fahrzeughochrichtung erstreckenden und beispielsweise in Fahrzeughochrichtung offenen Waben gebildet ist. Da die Stege 40 in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind, sind zwischen den Stegen 40 jeweilige Zwischenräume 42 gebildet. Aus 2 ist erkennbar, dass die Stoßfängerverkleidung 12 in Fahrzeughochrichtung nach unten an den Verbindungselementen (Stegen 40) abstützbar ist, sodass die Stoßfängeraußenhaut auch bei starker Wärme nicht nach unten einfällt. Kommt es beispielsweise zu einem Lastfall, bei welchem eine in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf das Querträgerelement 24 wirkende Kraftbeaufschlagung einen vorgebbaren Schwellenwert von beispielsweise 8,9 Kilonewton überschreitet, so geben die Stege 40 dieser Kraftbeaufschlagung nach, wobei sie beispielsweise verformt werden und/oder versagen, insbesondere brechen. Dies bedeutet, dass die zumindest im Wesentlichen vertikalen Stege 40 für eine hinreichende Stabilität in Fahrzeughochrichtung zum Abstützen der Softnose 18 sorgen, damit die Stoßfängeraußenhaut nicht einfällt. Auch in Fahrzeuglängsrichtung sorgen sie für eine hinreichende Steifigkeit und können derart abgestimmt werden, dass die Steifigkeit hoch genug für eine hinreichende Verformung des Schlauchs 22, jedoch möglichst gering ist, und beispielsweise dann, wenn die Kraftbeaufschlagung den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, übermäßige, auf den Unfallgegner wirkende Belastungen zu vermeiden.
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Da sich die Stege 40 zumindest im Wesentlichen schräg zur Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, können die Stege 40 gezielt nachgeben und der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ausweichen. Bleibt die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung jedoch unterhalb des vorgebbaren Schwellenwerts, so werden der Gurt 36 und über diesen der Schlauch 22 hinreichend am Gurt 38 und am Bauteil 26 abgestützt, sodass der Schlauch 22 hinreichend verformt wird und eine Kollision des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger sicher und effektiv erfasst werden kann.