CN1692036A - 识别汽车碰撞的传感器装置 - Google Patents

Abstract

一种识别汽车碰撞的传感器装置，它们布置在汽车前面部位里。传感器装置可以检测到在汽车纵向方向和汽车垂直方向上的运动参数。传感器装置尤其适用于卡车(LKW)钻底事故。

Description

识别汽车碰撞的传感器装置

技术背景

本发明涉及按独立权利要求前序部分所述类型的用于汽车碰撞识别的一种传感器装置。

由DE 196 09 290 C2就已知，在一种拉回系统中使用了时效处理过的传感器用于识别汽车碰撞。

本发明的优点

具有独立权利要求所述特征的用于碰撞识别的按照本发明的传感器装置相比来说其优点在于：设有一种用于汽车正面碰撞识别的传感器装置，它具有传感装置，既能探测汽车纵向方向、也能探测汽车垂直方向上，即Z方向上的运动参数大小。这尤其在卡车(LKW)钻底事故时，所谓“卡车的钻底碰撞”(Truck-Underride-Crashes)时有很大优点，在这种事故时这些一般称为上部正面传感器的时效处理过的传感器应能够使拉回装置及时地触发。尤其可能发生的是，固定有上部正面传感器的车体部分在撞车时发生了弯曲，并因此使上部正面传感器不再指在汽车纵向方向上。确切地说可以预期，它们则近似地在垂直方向上指向上或者指向下。因此按照本发明规定了应用的传感器也能检测在汽车垂直方向上的运动参数大小，从而也就能够在发生弯曲时检测到汽车纵向方向上的运动参数大小。因为只是在汽车纵向方向上，也就是X-方向上由于一种这样的碰撞而使敏感的上部正面传感器脱离方位并能够根据碰撞的情况只还检测大部分的或小部分的X-延迟分量。因此最简单的结构形式是在X-和Z-方向上设置加速度传感器作为上部正面传感器。但是也可以应用与X-和Z-方向成一定角度布置的加速度传感器，以便例如通过多个这样成角度布置的加速度传感器也来检测撞车的方向。也可以应用一种附加的Y-传感器此处用于检测撞车方向；也加强可信性。

通过在从属权利要求中所述的措施和改进方案可以对在独立权利要求中所述的传感器装置进行有利的改进。

尤其有利的是，设有加速度传感器，以便检测运动参数大小，此处也就是在汽车纵向和垂直方向上的加速度。如上所述，加速度传感器可以直接布置在汽车纵向或者垂直方向上，但也可以与之成角度，例如成45°。此处也可以使用其它在碰撞时能检测到这种运动参数的传感器。

第一和第二加速度传感器优选布置在一个共同的外壳里。这节省了电缆长度、简化了传感器装置的安装。但另一种方案也可以将加速度传感器置于分开的外壳里。这可以带来一种简化。

传感器装置与拉回系统的一个控制仪的连接应使这控制仪能够根据第一和第二加速度传感器的信号来识别，哪个布置在汽车纵向方向上或垂直方向上或者与之成一定角度。控制仪对此识别出哪个传感器提供了从数值上来说较大的信号。发生碰撞对汽车纵向分量总是提供一个比汽车垂直分量来说更大的信号。因此在一个这样的碰撞时，布置在最接近于汽车纵向方向的传感器就提供较大的信号，即使散热器弯曲了。传感器装置也就是说最好布置在上部散热器横梁上。同时可以规定：成对的这样的第一和第二加速度传感器布置在散热器横梁的右面和左面上或者只是唯一的一对，它布置在散热器横梁的中间。

附图说明

实施例表示于附图中并在以下加以详细说明。

所示为：

图1：按照本发明的传感器装置的方块图；

图2：加速度传感器的另一种配置；

图3：撞车时传感器的旋转过程；

图4：上部正面传感器的装入位置的一个简图；

图5：传感器装入位置的另一个简图；

图6：碰撞变皱区的一个模型和上部正面传感器的安装位置。

具体实施方式

目前所使用的上部正面传感器只是在汽车纵向方向上进行测量的，装在汽车的前部碰撞变皱区里的，也就是装在散热器横梁上的加速度传感器。可以使加速度传感器也在Y-方向上能够进行探测，例如用于识别撞车方向。上部正面传感器主要用于识别正面撞车事故，如在一种倾斜的碰撞时，在卡车(LKW)钻底事故时，在遇到软障时的碰撞如在与较大的动物和驼鹿、马或牛相撞时。

在受伤危险很大的和车内太晚才能探测到的LKW钻底事故中，上部正面传感器真正应该能够实现及时触发，其中在目前的上部正面传感器和状况和配置时，也就是在这些传感器装置中发生如下现象：机械上并不如此稳固的散热器横梁在识别出撞车之前就向上或向下弯曲了，这取决于碰撞物体高度。对于碰撞物体来说此处是指LKW-后部，也就是LKW-吊架防钻底保护件、LKW-吊架纵梁、LKW-挂车接合器或者LKW-车箱平台底边。碰撞汽车纵梁钻到这些物体之下。因此这种撞车很危险并且很晚才在车内探测到。

只是在X-方向上灵敏的上部正面传感器由于碰撞而脱离走向并且能够根据碰撞的状况只还识别出一大部分或一小部分的X-延迟分量。遗憾的是有多种情况，其中乘客保护系统在LKW发生钻底事故时由于上部正面传感器脱离开走向因而没有触发或者触发太晚并已使乘客受伤。

因而按照本发明建议的一种传感器装置布置在汽车正面，而且其设计应使它们能够检测到汽车纵向方向上和垂直方向上的运动参数。因而有一种上部正面传感器，它通常具有二通道的加速度传感器，也就是在X-和Y-方向上。另外还可以规定这传感器装置应使它们也能够在汽车横向方向上检测到加速度或者说检测到其它的运动参数。因此也就可以方便地鉴定出撞车方向。

在一种正常的撞车时，也就是说散热器横梁并没有在触发之前就向上或向下弯曲，这在X-方向上灵敏的，在上部正面传感器里，也就是在传感器装置里的加速度传感器就探测到了事故撞车。此处例如：X-方向上的最大的加速度信号被用在触发算法中用于生成整数。在Z-方向上灵敏的传感器装置中的传感器虽然探测到在每个撞车中都有的加速度-Z分量，但这些分量远小于X-加速度分量并且对于触发时刻的确定来说仅是第二位的重要。它们可用于加强可信性。另外Z-信号也可以有利地利用来识别碰撞或者说鉴别碰撞。

对于在触发之前就变形的散热器横梁来说，这在严重的事故撞车时可能发生的，此时只在X-方向上灵敏的上部正面传感器已多次失效了，X-传感器不再或者只是部分地测到X-加速度分量，因为它们现在或多或少指向Z-轴方向上。如果散热器横梁以及因此这上部正面传感器向上转动了，那么原始的X-传感器就在Z-方向上探测，而按照本发明规定的Z-传感器则在X-方向上。在向下转动时，原始的X-传感器就在-Z-方向上，而原始的Z-传感器则在X-方向上探测。对应等效的是：Z-传感器从开始起就布置在-Z方向上和/或X-传感器布置在-X方向上，这对于专业人士来说当然是显然的。

图3表示了传感器装置在旋转时的过程。装置30的取向尚正确，加速度传感器在X-和Z-方向上进行探测。装置31则向上转动了，原始的X-传感器在Z-方向上探测，而原始的Z-传感器在X-方向上探测。布置32向下旋转，此处这原始的Z-传感器在X-方向探测，而原始的X-传感器在-Z方向上探测。这是理想情况，在正常情况下传感器即使在旋转时也与座标系成角度布置，因此这必须在进行分析处理时加以考虑。

在一碰撞时原始的Z-传感器检测了按大小来说较大的信号，而原始的X-传感器检测到按大小来说较小的信号，以此就了解到一个散热器横梁以及因此传感器装置的旋转。因此就识别出发生了一次碰撞，它对于一种在车内中央进行探测的乘客保护系统来说是一种所谓事故撞车。用于形成触发决断的一种算法在这些情况下或者被设置于不履行参数设定，或者Z-信号被用于确定触发时刻。因此也可以通过旋转的传感器装置和真正脱离走向的传感器来良好地识别一个撞车并因此实现对乘客的保护。这意味着对其安全性的大大改善。

图1用方块图表示了按照本发明的装置的一个实施例。Z-方向上的一个传感器10作为加速度传感器连接在一个传感器信号处理装置12的第一数据入口上。一个X-加速度传感器11连在传感器数据处理装置12的第二数据入口上。传感器数据处理装置12通过一个单向或双向配置的数据传输系统与拉回系统的一个控制仪13相连接。控制仪13又与拉回装置14如安全气囊、安全带拉紧器或翻车保护弓架连接起来。

传感器数据处理装置12的上部正面传感器10和11也具有一个传输部件，以便将数字化的并进行过分析处理的数据传送给控制仪13，它们用来识别撞车。另一种方案也可以使传感器布置在Y-方向上，以便更好地探测到撞车的方向。控制仪13对信号进行处理并根据这些信号而影响触发算法并因此影响拉回装置14的触发决定，如相应的其它数据，如一种乘客识别和其它例如布置在控制仪13本身里面的传感器的其它数据，例如用于加强对传感器11和10的信号的可信度。传感器10和11以及传感器数据处理装置12可以装在一个共同的外壳里。但也可以规定：传感器10和11置于分开的外壳里有分开的传感器数据处理装置。数据传输此处只是从传感器数据处理装置12至控制仪13是单向的。这简化了结构，因而节省了费用。另一种方法可以使这种连接设计成双向的或者也可以连接于一个总线连接。

图2表示，传感器10和11分别可以通过倾斜布置的传感器20和21来模拟。因此可以更好地识别撞车方向。如果这两个传感器10和11被这种传感器20和21替代的话，那就要有四个传感器。

图4表示按照本发明的传感器装置的安装位置。在汽车40的正面部位里的一个散热器横梁41上此处表示出了按本发明的传感器装置的安装位置。它或者布置在中心的位置43处，或者分别在左边和右边在位置42和44处。按照本发明的传感器装置，不管装在何处，都与一个集中于车内布置的控制仪45相连。

图5表示了按本发明的传感器装置的安装位置的一个简图。在一辆汽车50里在散热器横梁上很高处装入了传感器装置51。

图6表示了在一个简图中按本发明的传感器装置61布置在一个与撞车区有关的汽车60里。对于一种汽车来说可区分为一种在低速时就已经变形的变形区62和一种只是在高速时在碰撞物体和汽车之间发生变形的区63。按照本发明的传感器装置61设在低速的变形区和高速变形区之间的过渡区里。这对于其作用方式有很大优点。

一种通常的加速度传感器的测量范围为±220g，灵敏度9mV/g。它具有自检测能力并且可以方便地装在一个塑料外壳里。

Claims (8)

1.用于识别汽车碰撞的传感器装置，其中所述传感器装置(61)设于汽车(60)的外部，其特征在于，传感器装置(61)设于汽车正面，而且使传感器装置(61)能检测到汽车纵向方向(X)和垂直方向(Z)上的至少一个运动参数。

2.按权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，用于检测至少一个运动参数大小的传感器装置(61)具有至少一个第一加速度传感器(10)用于检测在汽车纵向方向上的加速度，还有至少一个第二加速度传感器(11)用于检测在汽车垂直方向上的加速度。

3.按权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，至少第一和至少第二加速度传感器(10，11)布置在一个共同的外壳里。

4.按权利要求2或3所述的传感器装置，其特征在于，传感器装置(42至44)与一个控制仪(45)的连接使这控制仪(45)能根据至少第一和第二加速度传感器信号识别加速度传感器是否旋转偏离其原始位置。

5.按上述权利要求之一所述的传感器装置，其特征在于，传感器装置(61)设于上部散热器横梁(41)上。

6.按权利要求2至5中任意一项所述的传感器装置，其特征在于，至少第一加速度传感器(10)和至少第二加速度传感器(11)布置在汽车正面中央。

7.按权利要求2至5中任意一项所述的传感器装置，其特征在于，各有一对第一和第二加速度传感器布置在汽车正面的右侧和左侧上。

8.按上述权利要求之一所述的传感器装置，其特征在于，传感器装置的结构使这传感器装置能够检测汽车横向方向上的运动参数。

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