DE112005001173B4

DE112005001173B4 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE112005001173B4
Application number: DE112005001173T
Authority: DE
Inventors: Mark A. Sterling Heights Kramarczyk; Gary L. Farmington Hills Jones; Joseph D. Macomb Mc Cleary; Kenneth J. Sterling Heights Baron; Mark O. Rochester Neal; Jenne-Tai Rochester Wang
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: US7334656B2; WO2005115822A3; DE112005001173T5; US20050264036A1; WO2005115822A2

Abstract

Fahrzeug (16), umfassend:
eine Haube (40), die derart konfiguriert ist, dass sie sich oberhalb eines und über einen Frontraum/s (36) erstreckt;
ein funktionsfähig mit der Haube (40) verbundenes Trägerelement (64, 64');
ein Stellglied (72), das zum selektiven Anheben und Absenken der Haube (40) durch Ausfahren bzw. Einfahren des Trägerelements (64, 64') konfiguriert ist, so dass beim Anheben der Haube (40) das Trägerelement (64, 64') in eine erste Richtung ausgefahren wird und beim Absenken der Haube (40) das Trägerelement (64, 64') in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung eingefahren wird; und
einen Verschlussmechanismus (76, 76'), der das Stellglied (72) und das Trägerelement (64, 64') funktionsfähig miteinander verbindet und konfiguriert ist, um einer durch eine auf die Haube (40) während eines Fahrzeugaufpralls ausgeübte Kraft verursachten Bewegung der Haube (40) nach unten zu widerstehen, während eine durch das Stellglied (72) initiierte Bewegung der Haube (40) nach unten...

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Fahrzeug der eingangsgenannten Art ist z. B. aus US 6,364,402 B1 bekannt.
Aus US 6,217,108 B1 ist ein Fahrzeug bekannt, welches eine Haube, die derart konfiguriert ist, dass sie sich oberhalb eines und über einen Frontraum/s des Fahrzeugs erstreckt, und ein Stellglied aufweist, das zum selektiven Anheben der Haube durch in eine erste Richtung Ausfahren eines Trägerelements konfiguriert ist, wobei das Trägerelement wieder eingefahren wird, nachdem die Haube in einem hinteren Bereich dieser in eine hochgehobene Position gebracht wurde. Zum selektiven Absenken der Haube ist ein zweites Stellglied vorgesehen, welches über ein Seil mit einem mit der Haube verbundenen in der hochgehobenen Position verriegelbaren Hebelmechanismus verbunden ist. Durch Verfahren eines Kolbens des zweiten Stellglieds in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung wird bei schon eingefahrenem Trägerelement des ersten Stellglieds der Hebelmechanismus entriegelt, so dass sich die Haube absenken kann.
Aus JP 09/315266 A ist ein Fahrzeug bekannt, welches eine Haube, die derart konfiguriert ist, dass sie sich oberhalb eines und über einen Frontraum/s des Fahrzeugs erstreckt, und ein Stellglied aufweist, das zum selektiven Anheben der Haube durch in eine erste Richtung Ausfahren eines mit der Haube verbundenen Trägerelements konfiguriert ist. Ein Absenken der Haube wird durch das Eigengewicht der Haube realisiert, wobei das Trägerelement durch die Haube eingefahren wird.
Weitere Fahrzeuge, die jeweils eine selektiv anhebbare und absenkbare Haube aufweisen, sind aus DE 28 41 315 A1 und US 4,249,632 A bekannt.
In bestimmten Fahrzeugaufprallsituationen kann ein Gegenstand auf die Fahrzeughaube eine Kraft nach unten ausüben. Die Verformung der Fahrzeughaube als Folge der Kraft nach unten stellt Aufprallenergieabsorption bereit. Jedoch kann die Verformung und dementsprechend das Vermögen der Haube, Energie zu absorbieren, durch die Nähe der Haube zu Komponenten im Motorraum behindert sein. Demgemäß erleichtert ein Abstand zwischen einer Fahrzeughaube und Motorraumkomponenten, oder ein anderes funktionsfähig mit der Haube verbundenes Energie absorbierendes Material die Verformung der Haube, wenn eine Kraft nach unten auf die Haube einwirkt.
Jedoch kann ein minimaler Abstand zwischen der Haube und den Motorraumkomponenten deutliche Vorteile, wie verbesserte Sicht des Fahrers und Aerodynamik, bereitstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei dem ein irrtümliches Anheben der Haube schnell umgekehrt werden kann.
Dies wird mit einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein Fahrzeug mit einem System zum Hochheben einer Haube ist bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine zum Abdecken eines Frontraums konfigurierte Haube. Das System zum Hochheben der Haube umfasst ein Element, das die Haube mit einem Stellglied, wie einem Elektromotor, funktionsfähig verbindet. Das Stellglied ist angepasst, um die Haube durch selektives Ausfahren und Einfahren des Elements selektiv zwischen einer hochgehobenen Position und einer eingefahrenen Position zu bewegen. Mindestens ein Teil der Haube ist in der hochgehobenen Position höher als in der eingefahrenen Position, sodass ein vergrößerter Abstand zwischen der Haube und beliebigen Inhalten des Frontraums, z. B. einem Motor, Steuerkomponenten, Bremskomponenten, Beladung usw., besteht. Das System zum Hochheben der Haube umfasst auch einen funktionsfähig mit dem Element verbundenen Verschlussmechanismus und ist derart konfiguriert, dass es einer Bewegung der Haube nach unten, die durch eine auf die Haube ausgeübte Kraft nach unten, wie während eines Fahrzeugaufpralls, verursacht wird, widersteht, während eine durch das Stellglied initiierte Bewegung der Haube nach unten ermöglicht wird.
Die Haube ist folglich in dem Fall, dass die Haube durch das Stellglied hochgehoben wird, jedoch kein Aufprall erfolgt, leicht einziehbar. Demzufolge kann ein Voraufprallerfassungssystem eingesetzt werden, um die Fahrzeugbetriebsumgebung zu überwachen und um festzustellen, wann die Haube hochzuheben ist, da die Haube in dem Falle, dass das Erfassungssystem das Hochheben der Haube in der Erwartung eines Aufpralls initiiert, jedoch kein Aufprall erfolgt, leicht und umschaltbar einfahrbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet der selbsthemmende Mechanismus während eines Fahrzeugaufpralls als Energieabsorptionsmittel.
Das System zum Hochheben der Haube ist vorzugsweise automatisiert. Demgemäß ist auch ein Verfahren zur vorteilhaften Verwendung des Systems zum Hochheben der Haube bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Überwachen der Möglichkeit von Fahrzeugaufprall und bewirkt, dass sich die Haube als Antwort darauf, dass die Möglichkeit eines Aufpralls einen vorbestimmten Betrag übersteigt, von der eingefahrenen Position zur ausgefahrenen Position bewegt.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Modi zum Durchführen der Erfindung leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine ausgeschnittene schematische Teilseitenansicht eines Fahrzeugvorderteils, umfassend ein System zum Hochheben der Haube und eine Haube in einer eingefahrenen Position;
2 ist ein schematischer Teilquerschnitt eines Teils des Systems zum Hochheben der Haube von 1, umfassend einen Motor und einen selbsthemmenden Mechanismus;
3 ist eine schematische Seitenansicht des Systems zum Hochheben der Haube und der Haube von 1, wobei sich die Haube in einer hochgehobenen Position befindet;
4 ist eine schematische ausgeschnittene Perspektivteilansicht eines alternativen selbsthemmenden Mechanismus zur Verwendung mit dem System zum Hochheben der Haube der 1–3;
5 ist eine schematische Querschnittsansicht des alternativen selbsthemmenden Mechanismus von 4 in einem ersten Modus;
6 ist eine schematische Querschnittsansicht des alternativen selbsthemmenden Mechanismus von 4 in einem zweiten Modus;
7 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht eines anderen alternativen selbsthemmenden Mechanismus in einem ersten Modus;
8 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht der alternativen selbsthemmenden Konfiguration von 7 in einem zweiten Modus;
9 ist eine schematische Seitenansicht des Systems zum Hochheben der Haube von 1 mit einem heilbaren Energieabsorptionselement in einer Linie; und
10 ist eine graphische Veranschaulichung eines Verfahrens zum Einsetzen des Systems zum Hochheben der Haube von 1.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf 1 ist das Vorderteil 12 eines Fahrzeugs 16 schematisch dargestellt. Die Vorderseite des Fahrzeugs ist durch einen vorderen Stoßfänger 20 und einen Grill 24 ausgebildet. Ein Kotflügel 28 definiert teilweise eine Radöffnung 32 und einen Frontraum 36, bei dem es sich in der dargestellten Ausführungsform um einen Motorraum handelt. Der Frontraum 36 enthält verschiedene Fahrzeugkomponenten (nicht dargestellt) wie einen Motor, eine Batterie, Lenkkomponenten; Bremskomponenten und Heizungs-, Belüftungs- und Klimaanlagenkomponenten. Eine Haube 40 definiert einen Teil der oberen Oberfläche 44 des Fahrzeugs 16 und ist zum Drehen um einen Satz an Gelenkteilen 48 konfiguriert. Die Gelenkteile 48 sind an einer oberen Schiene 52 in der Nähe einer Stirnwand (nicht dargestellt) befestigt. Eine Windschutzscheibe 53 erstreckt sich von der Haube 40 nach oben und nach hinten.
Die Gelenkteile 48 sind jeweils mit einem Haubenaufstellungsgestänge 54 funktionsfähig verbunden. Mit Bezug auf 1 und 3 umfasst das Haubenaufstellungsgestänge 54 ein erstes Verbindungsglied 55, das in Bezug auf die obere Schiene 52 an drehbaren Verbindungen 56 drehbar verbunden ist. Das erste Verbindungsglied 55 umfasst einen Arm 57, der sich durch eine erste in der oberen Schiene gebildete Öffnung (nicht dargestellt) erstreckt. Ein zweites Verbindungsglied 58 umfasst einen Arm 59, der mit dem ersten Verbindungsglied 55 an der drehbaren Verbindung 60 drehbar verbunden ist, und der Arm 61 erstreckt sich durch eine zweite in der oberen Schiene ausgebildete Öffnung (nicht dargestellt). Die erste und zweite Öffnung führen die Arme 57 bzw. 61 während der Bewegung der Verbindungsglieder. Das Gelenkteil 48 ist an der drehbaren Verbindung 62 mit dem zweiten Verbindungsglied 58 drehbar verbunden. Das Haubenaufstellungsgestänge 54 ist zum Ermöglichen des herkömmlichen Öffnens z. B. zum Zugang des Motors konfiguriert, wodurch die Haube an ihrem vorderen Ende in der Nähe des Grills 24 angehoben und um die Gelenkteile 48 in der Nähe ihres hinteren Endes gedreht wird. Das Haubenaufstellungsgestänge 54 ist auch konfiguriert, um zu ermöglichen, dass die Haube 40 hochgehoben werden kann, wodurch die Haube in der Nähe ihres hinteren Endes angehoben wird, während das vordere Ende abgesenkt bleibt, wie nachstehend weiter detailliert erklärt. Der Fachmann erkennt andere Gelenkteil- und Verbindungsgliedkonfigurationen, die im Umfang der beanspruchten Erfindung eingesetzt werden können.
Die Haube 40 ist funktionsfähig mit einem Haubenenergieabsorptionssystem 63, hier auch als „umschaltbares Haubenstellglied bezeichnet, verbunden. Insbesondere ist die Haube 40 über das Haubenaufstellungsgestänge 54 und die Halterung 68, die ein integrales Teil des Elements 64 sein kann oder nicht, mit einem Trägerelement 64 (hier auch als „Innenrohr” bezeichnet), bewegbar verbunden. Die Halterung 68 ist mit dem Haubenaufstellungsgestänge drehbar verbunden. Das Element 64 ist über einen selbsthemmenden Mechanismus 76 funktionsfähig mit einem Elektromotor 72 verbunden. Der Motor 72 arbeitet durch selektives Einfahren oder Ausfahren des Elements 64 als Stellglied zum selektiven Bewegen der Haube 40 zwischen einer eingefahrenen oder abgesenkten Position, wie in 1 dargestellt, und einer ausgefahrenen oder hochgehobenen Position, wie in 3 bei 40' dargestellt.
Insbesondere wirkt das Element 64 am Haubenaufstellungsgestänge 54, um zu bewirken, dass sich das hintere Ende der Haube anhebt, während sich das vordere Ende der Haube um ein oder mehrere Fallen und Riegelelemente (nicht dargestellt) dreht. Mit besonderem Bezug auf 3 ist in Bezug zum Motorraum die Höhe der Haube in der eingefahrenen, im Phantombild bei 40 dargestellten Position geringer als die Höhe in der bei 40' dargestellten hochgehobenen Position. Der selbsthemmende Mechanismus 76 ist mit dem Element 64 funktionsfähig verbunden, um einer durch eine auf die Haube während eines Fahrzeugaufpralls ausgeübten äußeren Kraft F mit einer vertikalen Komponente verursachten Bewegung des Elements 64 und dementsprechend der Haube 40 nach unten zu widerstehen; der selbsthemmende Mechanismus 76 ermöglicht die durch das Stellglied initiierte Bewegung des Elements 64 und dementsprechend der Haube 40 nach unten.
Der Motor 72 ist vorzugsweise ein Direktantriebsmotor, der mit dem selbsthemmenden Mechanismus 76 koaxial ausgerichtet ist, um den erforderlichen Packraum zu minimieren. Mit besonderem Bezug auf 2 umfasst der selbsthemmende Mechanismus 76 eine im Inneren eines Außenrohrs 84 zur Verschiebung darin angeordnete Pendelvorrichtung 80. Ein Betätigungselement 88, bei dem es sich in 2 um eine Leitspindel handelt, ist mit der Antriebswelle 90 des Motors 72 verbunden, um das Drehmoment und die Geschwindigkeit des Motors auf die Leitspindel 88 zu übertragen. Die Leitspindel 88 ist mit einer Mutter 92 verbunden, die wiederum mit der Pendelvorrichtung 80 verbunden ist. Das Element 64 ist ein mit der Pendelvorrichtung 80 zur Verschiebung damit verbundenes Innenrohr. Der selbsthemmende Mechanismus 76 ist im Wesentlichen gleich dem in US-Patent Nr. 5,967,573 , erteilt am 19. Okt. 1999 an Wang; US-Patent Nr. 6,302,458 , erteilt an 16. Okt. 2001 an Wang et al.; US-Patent Nr. 6,401,565 , erteilt am 11. Juni 2002 an Wang et al.; und US-Patent Nr. 6,641,166 , erteilt am 4. Nov. 2003 an Brown et al.; beschriebenen selbsthemmenden Mechanismen, wobei der Offenbarungsgehalt jedes der vorstehend erwähnten Patente hier durch Bezugnahme in seinem vollen Umfang mit eingeschlossen ist.
Erneut mit Bezug auf 1 werden der Motor 72 und die selbsthemmende Vorrichtung 76 durch einen Rahmen des Systems zum Hochheben der Haube 96, der an die obere Mittelschiene (nicht dargestellt) des Fahrzeugs in einer Weise montiert ist, gestützt und gehalten, um die Freiheitsgrade, die durch das Haubenaufstellungsgestänge 54 erforderlich sein können, zu ermöglichen. Der Motor 72 wird durch ein andernorts am Fahrzeug angeordnetes Erfassungssystem 100 (Voraufprall- oder Aufprallinitiierung) gesteuert, das feststellt, wann ein Hochheben der Haube oder eine „Haubenaufstellung” erforderlich ist.
Das Erfassungssystem 100 umfasst Sensoren 101 und einen Erfassungssystem-Controller 102. Die Sensoren überwachen die Fahrzeugumgebung und übertragen Signale 105, die Fahrzeugumgebungsbedingungen beschreibende Sensordaten übertragen, an den Controller. Der Sensorsystem-Controller 102 ist programmiert, um die Sensordaten von den Signalen 105 zu analysieren, um festzustellen, ob ein oder mehrere vorbestimmte Fahrzeugzustände anzeigen, dass ein erhöhtes Fahrzeugaufprallrisiko besteht. Der Controller umfasst ein Datenspeichermedium mit gespeicherten Daten, welche der Controller zum Feststellen der Gegenwart oder Abwesenheit der einen oder mehreren vorbestimmten Bedingungen auf der Basis der Sensordaten verwendet. Der Fachmann erkennt, dass die gespeicherten Daten in einer Vielzahl an Formen, wie relationale Datenbänke, Nachschlagetabellen, Formulare usw., innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung vorliegen können. Der Fachmann erkennt auch eine Vielfalt an Konfigurationen des Sensorsystems 100, die innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung eingesetzt werden können. Zum Beispiel können die Sensoren 101 Radarsensoren, Videosensoren, fotoelektrische Sensoren usw. umfassen. Das Erfassungssystem kann auch Radarsender (nicht dargestellt) umfassen.
Der Controller 102 ist programmiert und konfiguriert, um ein Signal 103 zu erzeugen, das die Aktivierung des Motors 72 bewirkt, der wiederum bewirkt, dass sich ein Element 64 in eine Ausfahrposition bewegt, um die Haube zur hochgehobenen Position zu bewegen, wenn der Controller das Vorliegen der einen oder mehreren vorbestimmten Bedingungen feststellt.
Unter normaler Verwendung bleibt die Haube 40 in der eingefahrenen Position, um andere Fahrzeuganforderungen als die Energieabsorption der Haube zu optimieren. Wird jedoch durch das Erfassungssystem 100 festgestellt, dass die Haube 40 zur hochgehobenen Position aufgestellt werden soll, ist der Motor 72 zum Drehen der Spindel 88 eingerückt, die die Mutter 92 und Pendelvorrichtung 80 des selbsthemmenden Mechanismus 76 entlang der Länge der Spindel 88 antreibt. Der selbsthemmende Mechanismus 76 fährt das Innenrohr 64 aus, das durch seine Befestigung am Haubenaufstellungsgestänge 54 bewirkt, so dass sich die Haube 40 zur hochgehobenen Position anhebt und zusätzlichen Abstand unter der Haube schafft. Die Haube 40 bleibt auf Grund des selbsthemmenden Mechanismus 76 ohne Einsatz des Motors 72 in der hochgehobenen Position.
Nach einer Aufstellung der Haube wird, falls das Erfassungssystem 100 feststellt, dass die Möglichkeit von Aufprall in den letzten „x” Sekunden (z. B. „x” ist gleich 5 Sekunden) gering war, der Systembetrieb zum Absenken der Haube 40 von der hochgehobenen Position zur eingefahrenen Position umgeschaltet. Das heißt der Motor 72 wird eingerückt, um die Spindel 88 in die dem Aufstellen entgegen gesetzte Richtung zu drehen. Die Mutter 92 und die Pendelvorrichtung 80 werden die Spindel 88 abwärts gezogen, wobei ermöglicht wird, dass das Gewicht der Haube 40 das Haubenaufstellungsgestänge 54 und das Innenrohr 64 in die eingefahrene Position zurückbringt. Früherkennungs- oder Voraufprallerfassungssysteme wie Radar können mit dem Haubenaufstellungssystem 63 verwendet werden, da ein irrtümliches Ausfahren schnell und automatisch umgekehrt werden kann. Dasselbe Früherkennungserfassungssystem könnte zur Voraufprallaktivierung von anderen Vorrichtungen, Aufprallvermeidungssystemen oder sogar Einparkhilfssystemen verwendet werden, wobei ermöglicht wird, dass die Kosten des Erfassungssystems 100 unter vielen Fahrzeugmerkmalen verteilt werden.
Mit besonderem Bezug auf 3 arbeitet in dem Falle, in welchem im hochgehobenen, d. h. aufgestellten Zustand eine äußere Belastung F als Folge eines Aufpralls mit einem Gegenstand auf die Haube 40 aufgebracht wird, der selbsthemmende Mechanismus in einem der beiden in den Patenten beschriebenen Modi, auf die vorher Bezug genommen wurde: (a) einem Verriegelungsmodus, in dem der selbsthemmende Mechanismus zum Verriegeln und Verhindern von Bewegung nach unten des Elements 64 konfiguriert ist, und (2) einem plastischen Verformungsmodus, in welchem der selbsthemmende Mechanismus Aufprallenergie absorbiert. Der plastische Verformungsmodus ist bevorzugt und reduziert die auf die Strukturkomponenten des Haubenaufstellungssystems aufgebrachten Belastungen, was zu verringerten Kosten führen sollte.
Der Verriegelungsmodus stellt die Option des Absorbierens der Belastung in einer Vielfalt von anderen Wegen, wie Verformung der Haube 40, Stauchung des Innenrohrs 64 und Verformung einer in einer Linie mit dem Innenrohr 64 aufgebrachten Energie absorbierenden Komponente bereit. Beispiele für Energie absorbierende Komponenten umfassen federnde Elemente wie Druckfedern und Elastomere und nachgiebige und heilbare Elemente wie diejenigen von Formgedächtnismaterialien, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Mit Bezug auf 4 und 5, wobei gleiche Nummern gleiche Komponenten aus den 1–3 bezeichnen, ist eine alternative Ausführungsform des selbsthemmenden Mechanismus 76 zur Verwendung mit dem Haubenaufstellungssystem schematisch dargestellt. Das Element 64' d. h. das Innenrohr, ist an einem Ende über eine Halterung mit dem Haubenaufstellungsgestänge verbunden. Das gegenüber liegende Ende des Innenrohrs 64' ist mit einem inneren Element d. h. einer Hülse 104 verbunden, die sich im Inneren des Außenrohrs 84 befindet. Die Hülse 104 ist in eine Ausfahrrichtung zum Ausfahren des Elements 64' und in eine Einfahrrichtung zum Einfahren des Elements 64' verschiebbar. Die Hülse 104 definiert eine konische Fläche, die als Rampe 108 bezeichnet ist. Die Hülse 104 ist durch ein ringförmiges Scherelement 112 an die Pendelvorrichtung 80' gekoppelt. Die Pendelvorrichtung 80' umfasst einen Halter 114, der eine Vielzahl an Löchern 116 definiert, die Rollenelemente d. h. Kugeln 120 um den Unfang der Hülse 104 gleichmäßig beabstanden und halten. Die Rollenelemente 120 werden radial zwischen der Rampe 108, der Hülse 104 und der Innenfläche 124 des Außenrohrs 84 gehalten. Ein Führungsring 128 stützt die Pendelvorrichtung 80' an der Innenfläche 124 des Außenrohrs 84 ab.
Die Pendelvorrichtung 80' ist mit einem Betätigungselement 88' verbunden und ist koaxial zum Außenrohr 84. Das Betätigungselement 88' ist zum Antreiben der Pendelvorrichtung 80', des Halters 114, der Rollenelemente 120, des Führungsrings 128, des Scherelements 112, der Hülse 104 und des Innenrohrs 64' zum Zweck des Ausfahrens und Einfahrens verschiebbar. Die Rampe 108 umfasst ein erstes Ende 132 und ein zweites Ende 136. Das erste Ende 132 ist durch einen größeren Abstand von der Innenfläche 124 als das zweite Ende 136 gekennzeichnet. Das Außenrohr 84 ist mit der Fahrzeugstruktur, in dieser Anwendung durch geeignete Montagehardware, wie den in 1 bei 96 dargestellten Rahmen, verbunden.
Das Betätigungselement 88' ist mit dem in den 1–3 bei 72 dargestellten Motor durch ein zum Umwandeln der Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung konfiguriertes Gerät verbunden. Zum Beispiel kann die Antriebswelle des Motors ein darauf montiertes Ritzelrad aufweisen und kann das Betätigungselement 88' einen in das Ritzelrad eingreifenden Zahnstangentrieb aufweisen.
Ein Teil des Halters 114 erstreckt sich zwischen den Rollenelementen 120 und dem zweiten Ende 136 der Rampe 108. Der Halter ist im Wesentlichen mit dem Betätigungselement 88' über die Pendelvorrichtung 80' zur im Wesentlichen gleichmäßigen Bewegung damit starr verbunden. Folglich wird, wenn das Stellglied das Betätigungselement 88' in die Einfahrrichtung treibt, der Halter 114 ebenfalls in die Einfahrrichtung bewegt und treibt wiederum die Rollenelemente in die Einfahrrichtung. In einem ersten in 4 und 5 veranschaulichten Betriebsmodus ist die Rampe 108 ebenfalls mit der Pendelvorrichtung 80', dem Halter 114 und dem Betätigungselement 88' über das Scherelement 112 zur gleichmäßigen Bewegung damit verbunden. Folglich beschränkt der Teil des Halters zwischen den Rollenelementen 120 und dem zweiten Ende 136 der Rampe die relative Bewegung zwischen den Rollenelementen 120 und der Rampe 108, wenn das Betätigungselement 88' die Pendelvorrichtung 80' und die Hülse 104 mit der Rampe 108 in die Einfahrrichtung treibt. Der Halter 114 verhindert dadurch, dass sich die Rollenelemente zu einem Segment der Rampe bewegen, in welchem ein unzureichender Abstand zwischen der Rampe 108 und der Innenfläche 124 besteht. Der Halter 114 gewährt folglich, dass das Stellglied das Innenelement 104, das Element 64' und die Haube bewegt, um sich durch die Bewegung des Betätigungselements 88' in die Einfahrrichtung zu bewegen.
Die Belastungskapazität des Scherelements 112 kann zugeschnitten sein, um zu ermöglichen, dass der selbsthemmende Mechanismus 76' im ersten Modus und einem zweiten Modus arbeitet. Der selbsthemmende Mechanismus 76' arbeitet in einem ersten Modus, wenn die durch die Haube über die Gelenkteile und Verbindungsglieder auf das Innenrohr 64' übertragene Belastung kleiner ist als die Belastungskapazität des Scherelements 112. Das Scherelement 112 bleibt deshalb intakt, und die Hülse 104 und die Pendelvorrichtung 80' sind zur gleichmäßigen Bewegung im Inneren des Außenrohrs 84 starr miteinander verbunden.
Wird eine äußere Belastung auf die Haube 40 aufgebracht, die einem Aufprall entspricht, wird die Belastung über die Haube und das Haubenaufstellungsgestänge auf den selbsthemmenden Mechanismus 76' übertragen. Das Innenrohr 64' und die Hülse 104 übertragen diese Belastung auf das Scherelement 112, dessen Bewegung in Bezug auf die Pendelvorrichtung 80' und dem Betätigungselement 88' fest ist. Die Belastung, die zum Überwinden der Belastungskapazität des Scherelements 112 ausreicht, initiiert den zweiten Modus des selbsthemmenden Mechanismus 76'. Im zweiten in 6 dargestellten Modus, teilt sich das Scherelement 112 in viele Segmente, die das Innenrohr 64' und die Hülse 104 von der Pendelvorrichtung 80' und dem Halter entkoppeln.
Da sich das Innenrohr 64' und die Hülse 104 in Bezug auf die Pendelvorrichtung 80' und dem Halter 114 und den rollenden Elementen 120 verschieben, bewegen sich die rollenden Elemente 120 in Bezug auf die Rampe 108 gegen das zweite Ende 136, an welchem ein unzureichender Abstand zwischen der Rampe 108 und der Innenfläche 124 besteht, um die rollenden Elemente 120 unterzubringen. Mit anderen Worten verschieben sich die rollenden Elemente 120 auf Grund der durch die Rampe 108 auf sie aufgebrachten Belastung radial, indem sie sich vom ersten Ende 132 zum zweiten Ende 136 bewegen. Die rollenden Elemente 120 beginnen mit dem keilförmigen Einrücken in die Innenfläche 124 des Außenrohrs 84, wobei sie einer Bewegung der Haube und des Elements 64' entweder durch Bewirken dessen, dass sich die Hülse 104 und das Element 64' in Bezug auf das Außenrohr 84 verriegeln, oder durch plastische Verformung des Außenrohrs 84 nach unten widerstehen. Im zweiten Modus absorbiert der selbsthemmende Mechanismus 76' vorzugsweise Energie von der Haube über einen Pflügevorgang, in welchem die rollenden Elemente 120 Rillen im Außenrohr 84 bilden, indem sie sich auf der Innenfläche 124 verschieben. Alternativ dazu verriegelt in einem zweiten Modus der selbsthemmende Mechanismus 76', wobei Energieabsorption durch akkordeonartige Knickung des Innenrohrs 64' ermöglicht wird, wobei ein Energie absorbierendes Element in einer Linie mit dem Motor usw. platziert ist.
Folglich umfasst der selbsthemmende Mechanismus 76 ein Verbindungselement d. h. Scherelement 112, das die Rampe 108, den Halter 114, und das Betätigungselement 88' starr miteinander verbindet, vorausgesetzt, dass die auf das Innenrohr 64' ausgeübte Belastung unter einem vorbestimmten Betrag liegt. Verbindet das Verbindungselement die Rampe 108, den Halter 114 und das Stellglied 88' starr miteinander, bleibt die Position der Rampe 108 in Bezug auf den Halter 114 und der rollenden Elemente 120 im Wesentlichen konstant, und die rollenden Elemente 120 werden so positioniert, dass sie die Verschiebung des Innenrohrs nicht stören. Übersteigt die auf das Innenrohr ausgeübte Kraft den vorbestimmten Betrag, ist die Rampe in Bezug auf den Halter 114 und den rollenden Elementen 120 beweglich, sodass die Rampe eine radiale Kraft auf die rollenden Elemente 120 ausübt, wobei sie gegen die Innenfläche 124 getrieben werden.
Ein alternatives Scherelement 112' ist in den 7 und 8 schematisch dargestellt, wobei gleiche Bezugsnummern gleiche Komponenten aus den 1–6 bezeichnen. Das Scherelement 112' ist an der Pendelvorrichtung 80'' in der Einkerbung 140 befestigt und erstreckt sich in die in der Hülse 104' gebildete Einkerbung 144. Ist die durch das Innenrohr und die Hülse 104' in Einfahrrichtung ausgeübte Kraft geringer als ein vorbestimmter Betrag, verbindet das Scherelement 112' die Hülse 104' und die Pendelvorrichtung 80'' zur gleichmäßigen Verschiebung im Inneren des Außenrohrs, d. h. für den ersten Modus des selbsthemmenden Mechanismus, wie in 7 dargestellt. Ist die durch das Innenrohr und die Hülse 104' ausgeübte Kraft in Einfahrrichtung größer als der vorbestimmte Betrag, verformt sich das Scherelement 112' ausreichend, sodass es nicht in der Einkerbung 144 eingerückt ist, und die Hülse 104' ist in Bezug auf die Pendelvorrichtung 80'' für den zweiten Modus des selbsthemmenden Mechanismus, wie in 8 dargestellt, verschiebbar. Die Verformung des Scherelements 112' kann elastisch oder plastisch sein. Beispiele für Scherelementmaterialien umfassen Eisen- und Nichteisenmaterialien, Polymere, Elastomere oder nachgiebige und heilbare Elemente wie die von Formgedächtnismaterialien, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Verwendung eines Formgedächtnismaterials ist vorteilhaft, wenn die Verformung plastisch ist, da das Material leicht zu seiner ersten Modusform zurück gebracht werden kann, um die relative Bewegung der Pendelvorrichtung und der Hülse zu verhindern.
Mit Bezug auf 9, wobei gleiche Bezugsnummern gleiche Komponenten von den 1–3 bezeichnen, ist das Haubenenergieabsorptionssystem 63 schematisch dargestellte an ein Energie absorbierendes Element 150 befestigt. Das Energie absorbierende Element 150 ist an der oberen Mittelschiene 154 des Fahrzeugs montiert. Das Energie absorbierende Element ist durch eine erste Größe und Form wie in 9 dargestellt gekennzeichnet. Wird in der hochgehobenen Position eine Kraft nach unten auf die Haube ausgeübt, wird die Kraft auf das Energie absorbierende Element 150 übertragen, welches sich zu einer zweiten Größe und Form verformt und dadurch Energie absorbiert. Das Energie absorbierende Element besteht vorzugsweise aus einem Formgedächtnismaterial und ist zum Rückkehren zur ersten Form, wenn es einer Stimulierung, wie ausreichende Wärme, ausgesetzt wird, konfiguriert. Zum Beispiel kann elektrische Widerstandserwärmung des Energie absorbierenden Elements 150 angewandt werden, um das Element 150 in seinen ursprünglichen Zustand, d. h. die erste Form und Größe, zurückzubringen.
10 stellt ein Verfahren zum selektiven Anheben und Absenken einer Fahrzeughaube dar und vertritt einen beispielhaften Steueralgorithmus für das umschaltbare aktive Haubenstellglied und insbesondere für den in 1 bei 102 dargestellten Erfassungssystem-Controller. Mit Bezug auf 1 und 10 überwacht der Controller 102 den Zustand des Haubenstellglieds, d. h. ob sich die Haube 40 in der ausgefahrenen oder eingefahrenen Position (Schritt 160) befindet. Der Controller überwacht auch die Möglichkeit von Fahrzeugaufprall (Schritt 164), der typischerweise die Überwachung der Fahrzeugbetriebsumgebung mit Sensoren 101 und Feststellen, ob bestimmte vorbestimmte Zustände bestehen, die auf einen bevorstehenden Fahrzeugaufprall anzeigen, einbezieht. Ein beispielhaftes Voraufprallerfassungssystem und -verfahren ist in US-Patent Nr. 6,813,562 , erteilt am 2. November 2004 an Altan et al., das hier unter Bezugnahme in seinem vollen Umfang eingebracht ist, beschrieben.
Der Controller fragt ab, ob die Möglichkeit eines Fahrzeugaufpralls hoch ist (Schritt 168), z. B. ob die vorbestimmten Bedingungen gegenwärtig bestehen. Lautet die Antwort auf die Anfrage bei Schritt 168 ja, dann fragt der Controller 102 an, ob das Haubenstellglied 63 derart vorliegt, dass sich die Haube in der hochgehobenen Position (Schritt 172) befindet. Lautet die Antwort auf die Anfrage bei Schritt 172 ja, dann fährt der Controller bei Schritt 160 fort. Lautet die Antwort auf die Anfrage bei Schritt 172 nein, dann veranlasst der Controller den Motor 72, das Element 64 auszufahren, um die Haube 40 zur hochgehobenen Position (Schritt 180) anzuheben.
Lautet die Antwort auf die Anfrage bei Schritt 168 nein, dann fragt der Controller an, ob die Möglichkeit eines Aufpralls für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer gering war (Schritt 184), d. h. ob die vorbestimmten Bedingungen innerhalb des vorausgehenden vorbestimmten Zeitbetrags nicht bestanden. Lautet die Antwort auf die Anfrage bei Schritt 184 ja, dann fragt der Controller an, ob das Haubenstellglied 63 derart vorliegt, dass sich die Haube in der eingefahrenen Position (Schritt 188) befindet. Lautet die Antwort auf die Anfrage bei Schritt 188 nein, dann veranlasst der Controller 102 den Motor 72, das Element 64 einzufahren, um die Haube zur eingefahrenen Position (Schritt 192) zu bewegen.
Während die besten Modi zum Durchführen der Erfindung detailliert beschrieben wurden, erkennen diejenigen, die mit dem diese Erfindung betreffenden Fachgebiet vertraut sind, verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zum Praktizieren der Erfindung im Umfang der anhängigen Ansprüche.

Claims

Fahrzeug (16), umfassend: eine Haube (40), die derart konfiguriert ist, dass sie sich oberhalb eines und über einen Frontraum/s (36) erstreckt; ein funktionsfähig mit der Haube (40) verbundenes Trägerelement (64, 64'); ein Stellglied (72), das zum selektiven Anheben und Absenken der Haube (40) durch Ausfahren bzw. Einfahren des Trägerelements (64, 64') konfiguriert ist, so dass beim Anheben der Haube (40) das Trägerelement (64, 64') in eine erste Richtung ausgefahren wird und beim Absenken der Haube (40) das Trägerelement (64, 64') in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung eingefahren wird; und einen Verschlussmechanismus (76, 76'), der das Stellglied (72) und das Trägerelement (64, 64') funktionsfähig miteinander verbindet und konfiguriert ist, um einer durch eine auf die Haube (40) während eines Fahrzeugaufpralls ausgeübte Kraft verursachten Bewegung der Haube (40) nach unten zu widerstehen, während eine durch das Stellglied (72) initiierte Bewegung der Haube (40) nach unten ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (72) so konfiguriert ist und das Trägerelement (64, 64') mit der Haube (40) so verbunden ist, dass die Haube (40) beim Absenken dieser von dem Trägerelement (64, 64') nach unten gezogen wird.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 1, wobei der Verschlussmechanismus (76') umfasst: ein durch eine Innenfläche (124) gekennzeichnetes Außenrohr (84); ein mit dem Trägerelement (64') betriebsfähig verbundenes und im Inneren des Außenrohrs (84) angeordnetes Innenelement (104) zur Verschiebung in eine Ausfahrrichtung, in der das Trägerelement (64') ausgefahren ist, und in eine Einfahrrichtung, in der das Trägerelement (64') eingefahren ist; eine Rampe (108) am Innenelement (104), die der Innenfläche (124) des Außenrohrs (84) zugewandt ist, wobei der Abstand zwischen der Rampe (108) und der Innenfläche (124) des Außenrohrs (84) an einem ersten Ende (132) der Rampe (108) größer ist als an einem zweiten Ende (136) der Rampe (108); ein Rollenelement (120) zwischen der Rampe (108) und der Innenfläche (124) des Außenrohrs (84); und ein Halterglied (114), das konfiguriert ist, um die relative Bewegung des Rollenelements (120) in Richtung des zweiten Endes (136) der Rampe (108) während einer durch das Stellglied (72) verursachten Bewegung des Trägerelements (64') zu beschränken, und dadurch verhindert, dass das Rollenelement (120) sich mit der Innenfläche (124) des Außenrohrs (84) verkeilt.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 2, wobei der Verschlussmechanismus (76') derart konfiguriert ist, dass die durch eine auf die Haube (40) ausgeübte Kraft verursachte Bewegung des Innenelements (104) in die Einfahrrichtung zu einer relativen Bewegung zwischen der Rampe (108) und dem Halterglied (114) führt, wodurch die Rampe (108) das Rollenelement (120) in verkeilende Einrückung mit der Innenfläche (124) treibt, um dadurch die relative Bewegung zwischen der Rampe (108) und dem Außenrohr (84) zu beschränken.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend ein Scherelement (112), das konfiguriert ist, um das Innenelement (104) und das Halterglied (114) zur Bewegung als eine Einheit im Wesentlichen starr zu verbinden, wenn die auf die Haube (40) ausgeübte Kraft unter einem vorbestimmten Wert liegt, und um eine relative Bewegung zwischen dem Innenelement (104) und dem Halterglied (114) zu ermöglichen, wenn die Kraft über dem vorbestimmten Wert liegt.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 4, wobei das Scherelement (112) konfiguriert ist, um zu brechen, wenn die Kraft den vorbestimmten Wert übersteigt.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: mindestens einen Controller (102); und mindestens einen Sensor (101), der konfiguriert ist, um mindestens eine Fahrzeugbedingung zu überwachen und die mindestens eine Fahrzeugbedingung anzeigenden Sensorsignale zu dem mindestens einen Controller (102) zu übertragen; wobei der mindestens eine Controller (102) konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die Sensorsignale die Gegenwart der mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugbedingung anzeigen, und um zu bewirken, dass das Stellglied (72) als Antwort auf die Sensorsignale, die die Gegenwart der mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugbedingung anzeigen, zumindest einen Teil der Haube (40) anhebt.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend im Hinblick auf den Verschlussmechanismus (76, 76') positioniertes Material, um zumindest einen Teil der Kraft aufzunehmen, und wobei es plastisch verformbar ist, wenn die Kraft einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 7, wobei das Material ein Formgedächtnismaterial ist.
Fahrzeug (16) nach Anspruch 3, wobei das Innenelement (104) im Inneren des Außenrohrs (84) gestützt ist, und wobei das Halterglied (114) konfiguriert ist, um sich während der durch das Stellglied (72) verursachten Bewegung des Trägerelements (64'), zumindest teilweise zwischen dem Rollenelement (120) und dem zweiten Ende (136) der Rampe (108) zu erstrecken, um die relative Bewegung des Rollenelements (120) und der Rampe (108) zu beschränken, und dadurch verhindert, dass das Rollenelement (120) sich mit der Innenfläche (124) des Außenrohrs (84) verkeilt.