DE10034524A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung mindestens eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung mindestens eines Bauteils eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung mindestens eines Bauteils eines Kraftzeugs (K), bei dem durch eine Sensoreinrichtung (5) mindestens ein Körperschall-Frequenzspektrum erfaßt und ein das sensierte Körperschall-Frequenzspektrum repräsentierendes Sensorsignal (51-54) der Sensoreinrichtung (5) zu einer Auswerteeinrichtung (6) geleitet wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mindestens ein Bauteil des Kraftfahrzeugs (K) wiederholt mit einem definierten Frequenzimpuls angeregt wird, daß die aus diesen Frequenzanregungen resultierenden Körperschall-Frequenzspektren des oder der frequenzimpulsangeregten Bauteile erfaßt und in der Auswerteeinrichtung (6) ausgewertet werden, und daß eine signifikante Änderung eines durch eine definierte Frequenzanregung hervorgerufenen Körperschall-Frequenzspektrums gegenüber einem vorher sensierten Körperschall-Frequenzspektrum als eine unfallbedingte Verformung des oder der überwachten Bauteile des Kraftfahrzeugs (K) charakterisierendes Signal interpretiert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung
mindestens eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs, bei dem durch eine Sensoreinrichtung
mindestens ein Körperschall-Frequenzspektrum erfaßt und ein das sensierte
Körperschall-Frequenzspektrum repräsentierendes Sensorsignal der Sensoreinrichtung
zu einer Auswerteeinrichtung geleitet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der WO 99/17965
bekannt. In dieser Druckschrift ist eine Vorrichtung für den Insassenschutz in einem
Kraftfahrzeug beschrieben, die einen Sensor zur Aufnahme einer transversalen
Körperschall-Auslenkung eines Karosseriebestandteils des Kraftfahrzeugs aufweist. Das
Ausgangssignal dieses Sensors wird zu einem Auswerter geleitet, der abhängig von dem
aufgenommenen Körperschall ein Insassenschutzmittel des Kraftfahrzeugs steuert.
Dieses bekannte Verfahren besitzt den Nachteil einer geringen Auslösesicherheit, da
Körperschall auch durch nicht auf einen Unfall zurückzuführende Verspannungen des
oder der überwachten Bauteile des Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten
Art derart weiterzubilden, daß eine erhöhte Auslösesicherheit gegeben ist, sowie eine zur
Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, daß
mindestens ein Bauteil des Kraftfahrzeugs wiederholt mit einem definierten
Frequenzimpuls angeregt wird, daß die aus diesen Frequenzanregungen resultierenden
Körperschall-Frequenzspektren des oder der frequenzimpulsangeregten Bauteile erfaßt
und in der Auswerteeinrichtung ausgewertet werden, und daß eine signifikante Änderung
eines durch eine definierte Frequenzanregung hervorgerufenen Körperschall-
Frequenzspektrums gegenüber einem vorher sensierten derartigem Körperschall-
Frequenzspektrum als eine unfallbedingte Verformung des oder der überwachten
Bauteile des Kraftfahrzeugs charakterisierendes Signal interpretiert wird.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein
Verfahren geschaffen, welches sich durch seine erhöhte Auslösesicherheit auszeichnet,
da durch die erfindungsgemäß vorgesehene definierte Frequenzanregung des oder der
Bauteile des Kraftfahrzeugs und den Vergleich der durch aufeinanderfolgende
Anregungen bewirkten Körperschall-Frequenzspektren eine Korrelation zwischen
aufeinanderfolgenden Körperschall-Frequenzspektren bewirkt wird, die es in vorteilhafter
Art und Weise erlaubt, zu unterscheiden, ob eine Veränderung der Eigenfrequenz des
oder der überwachten Bauteile durch einen Unfall, bei dem Insassenschutzmittel
ausgelöst werden sollen, oder durch eine sonstige Verformung oder Verspannung, bei
denen diese Insassenschutzmittel nicht aktiviert werden sollen, hervorgerufen wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der das oder mindestens
eines der überwachten Bauteile anregende Frequenzimpuls ein höher- oder
hochfrequenter Frequenzimpuls ist, dessen Frequenzspektrum über dem
Frequenzbereich von Frequenzanregungen liegt, die durch einen normalen Fahrbetrieb
des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf Schlechtwegstrecken, hervorrufbar sind. Eine
derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß es durch die entsprechende Wahl der
Frequenz des Frequenzimpulses in einfacher Art und Weise möglich ist, zwischen den
durch unkritische Fahrbetriebsanregungen und den erfindungsgemäßen
Frequenzimpulsanregungen hervorgerufenen Körperschallspektren zu unterscheiden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein von der
gesamten Karosserie des Kraftfahrzeugs hervorgerufenes Körperschall-
Frequenzspektrum erfaßt und ausgewertet wird. Eine derartige Vorgangsweise besitzt
den Vorteil, daß hierdurch nicht nur eine lokale Überwachung eines oder mehrerer
Bauteile, sondern eine globale Erfassung des unfallbedingten Verformungsverhaltens
des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die durch die
Frequenzimpulsanregungen hervorgerufenen Körperschall-Frequenzspektren durch
Beschleunigungssensoren erfaßt werden. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil,
daß hierdurch herkömmliche Beschleunigungssensoren zur Durchführung des
Verfahrens verwendet werden können.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu
entnehmen, das im folgenden anhand der einzigen Figur beschrieben wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung.
Das Verfahren zur Erkennung von unfallbedingten Verformungen mindestens eines
Bauteils eines Kraftfahrzeugs wird im folgenden anhand der in Fig. 1 schematisch
dargestellten, allgemein mit 1 bezeichneten Vorrichtung beschrieben. Die Vorrichtung 1
weist einen oder mehrere Impulsgeneratoren 2a-2d auf, durch die zu überwachende
Bauteile einer Karosserie K' des Kraftfahrzeugs K mit einem vorzugsweise
hochfrequenten Impuls angeregt werden können. Die Vorrichtung 1 weist desweiteren
eine Sensoreinrichtung 5 auf, die - im hier gezeigten Fall - vier Körperschallsensoren 5a-5d
besitzt, durch die Körperschall-Frequenzspektren, die von den durch die
Impulsgeneratoren 2a-2d mit entsprechenden Frequenzimpulsen angeregten Bauteilen
des Kraftfahrzeugs K emittiert werden, erfaßbar sind. Die Körperschall-Sensoren 5a-5d
erzeugen nun Sensorsignale 51-54, welche die von ihnen erfaßten Körperschall-
Frequenzspektren charakterisieren. Diese Sensorsignale 51-54 werden zu einer
Auswerteeinrichtung 6 der Vorrichtung geleitet, in der die Körperschall-Frequenzspektren
in an und für sich bekannter und daher nicht mehr näher beschriebenen Art und Weise
analysiert werden.
Um nun eine unfallbedingte Verformung des oder der überwachten Bauteile des
Kraftfahrzeugs K erfassen zu können, ist vorgesehen, daß ein Vergleich des durch eine
Impulsanregung des oder der überwachten Bauteile hervorgerufenes Körperschall-
Frequenzspektrum mit einem oder mehreren dem aktuell erfaßten Körperschall-
Frequenzspektrum vorangehenden Körperschall-Frequenzspektren verglichen und eine
signifikante Abweichung des aktuell erfaßten Körperschall-Frequenzspektrums als
charakteristisches Anzeichen für das Vorliegen einer durch einen Unfall des
Kraftfahrzeugs K bewirkten Verformungen der Karosserie K' interpretiert wird.
Hierzu ist in vorteilhafter Art und Weise vorgesehen, daß in einem ersten Schritt das
Körperschall-Frequenzspektrum für den Normalzustand ermittelt wird, indem - z. B. beim
Einschalten der Zündung - ein erster Anregungsimpuls von den Impulsgeneratoren 2a-2d
erzeugt wird. Die dann von den Körperschallsensoren 5a-5d der Sensoreinrichtung 5
erfaßten Körperschall-Frequenzspektren werden in der Auswerteeinrichtung 6 der
Vorrichtung 1 gespeichert. Nach dieser Ermittlung des Normalzustands der Körperschall-
Frequenzspektren werden in kurzen Abständen oder kontinuierlich oder quasi
kontinuierlich wiederum von den Impulsgeneratoren 2a-2d Anregungsimpulse erzeugt
und die daraus resultierenden Körperschall-Frequenzspektren von den
Körperschallsensoren 5a-5d der Sensoreinrichtung 5 gemessen.
Weist das aktuell erfaßte Körperschall-Frequenzspektrum eines oder mehrerer Bauteile
signifikante Änderungen gegenüber einem oder mehreren der vorher erfaßten
Körperschall-Frequenzspektren auf, so wird dies als sicheres Anzeichen für eine auf
einen Unfall zurückzuführende Verformung der Fahrzeugstruktur interpretiert. Die
Auswerteeinrichtung 6 erzeugt daraufhin ein Signal zur Aktivierung von an und für sich
bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Insassenschutzmittel.
Die Verwendung eines höher- oder hochfrequenten Anregungsimpulses, also eines
Impulses, dessen Frequenzspektrum über dem Frequenzbereich von Anregungen, die
durch einen normalen Fahrbetrieb hervorgerufen werden, liegt, besitzt den Vorteil, daß
es hierdurch in einfacher Art und Weise möglich ist, unfallbedingte Verformungen der
überwachten Bauteile gegenüber Verspannungen oder Verformungen der
Fahrzeugstruktur, die auf den normalen Fahrbetrieb zurückzuführen sind, zu
unterscheiden.
Bei der obigen Beschreibung wird davon ausgegangen, daß durch die Körperschall-
Sensoren 5a-5d der Sensoreinrichtung 5 einzelne Bauteile der Karosserie K' des
Kraftfahrzeugs K angeregt und für jedes dieser Bauteile durch den ihm zugeordneten
Körperschall-Sensor 5a-5d das von diesem Bauteil emittierte Körperschall-
Frequenzspektrum erfaßt und ausgewertet wird. Es ist aber auch möglich, anstelle der
Einzelüberwachung definierter Bauteile des Kraftfahrzeugs K eine Globalerfassung einer
unfallbedingten Verformung der Fahrzeugstruktur des Kraftfahrzeugs K durchzuführen,
indem die Karosserie K' durch einen oder mehrere Impulsgeneratoren 2a-2d angeregt
und die aus dieser Frequenzanregung resultierenden Körperschall-Frequenzspektren
global erfaßt werden.
Insbesondere im Falle der vorgenannten, globalen Erfassung der Verstimmung der
Eigenfrequenz der durch die Anregungen hervorgerufenen Körperschall-
Frequenzspektren ist es in vorteilhafter Art und Weise möglich, als Sensoreinrichtung 5
einen konventionellen, für den Anregungs-Frequenzbereich angepaßten
Beschleunigungssensor zu verwenden. Eine derartige Vorgangsweise besitzt den Vorteil,
daß hierdurch in kostengünstiger Art und Weise eine Sensoreinrichtung 5 für die
Vorrichtung 1 ausbildbar ist.
Claims (10)
1. Verfahren zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung mindestens eines
Bauteils eines Kraftfahrzeugs (K), bei dem durch eine Sensoreinrichtung (5)
mindestens ein Körperschall-Frequenzspektrum erfaßt und ein das sensierte
Körperschall-Frequenzspektrum repräsentierendes Sensorsignal (51-54) der
Sensoreinrichtung (5) zu einer Auswerteeinrichtung (6) geleitet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Bauteil des Kraftfahrzeugs (K) wiederholt mit
einem definierten Frequenzimpuls angeregt wird, daß die aus diesen
Frequenzanregungen resultierenden Körperschall-Frequenzspektren des oder der
frequenzimpulsangeregten Bauteile erfaßt und in der Auswerteeinrichtung (6)
ausgewertet werden, und daß eine signifikante Änderung eines durch eine definierte
Frequenzanregung hervorgerufenen Körperschall-Frequenzspektrums gegenüber
einem vorher sensierten Körperschall-Frequenzspektrum als eine unfallbedingte
Verformung des oder der überwachten Bauteile des Kraftfahrzeugs (K)
charakterisierendes Signal interpretiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von einem
Impulsgenerator (2a-2d) erzeugte Frequenzimpuls ein höher- oder hochfrequenter
Frequenzimpuls ist, dessen Frequenzspektrum über dem Frequenzbereich von
Frequenzanregungen liegt, die durch einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs
hervorrufbar sind.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenzimpulse in diskreten Zeitabständen, quasikontinuierlich oder
kontinuierlich erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zu einem definierten Anfangszeitpunkt ein Körperschall-Frequenzspektrum ermittelt
wird, und daß dieses Körperschall-Frequenzspektrum als das den Normalzustand
des oder der überwachten Bauteile des Kraftfahrzeugs (K) repräsentierende
Körperschall-Frequenzspektrum interpretiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Auftreten einer signifikanten Abweichung zwischen zwei Körperschall-
Frequenzspektren ein Steuersignal zur Aktivierung von Insassenschutzmitteln
erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Körperschall-Frequenzspektren mindestens eines Bauteils das Kraftfahrzeugs
(K) lokal erfaßt werden.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Körperschall-Frequenzspektren der Karosserie (K') des Kraftfahrzeugs (K) global
erfaßt werden.
8. Vorrichtung zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung mindestens eines
Bauteils eines Kraftfahrzeugs, die eine Sensoreinrichtung (5) aufweist, durch die
Körperschall-Frequenzspektren mindestens eines Bauteils des Kraftfahrzeugs (K)
erfaßbar und mindestens ein den die sensierten Körperschall-Frequenzspektren
repräsentierendes Sensorsignal (51-54) erzeugbar ist, daß die Vorrichtung eine
Auswerteeinrichtung (6) aufweist, in der die ihr zugeführten Sensorsignale (52-54)
der Sensoreinrichtung (5) auswertbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung (1) mindestens einen Impulsgenerator (2a-2d) aufweist, durch ein
Frequenzimpuls zur Anregung mindestens eines Bauteils des Kraftfahrzeugs (K)
erzeugbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoreinrichtung (5) der Vorrichtung (1) mindestens einen Körperschall-
Sensor (5a-5d) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoreinrichtung (5) mindestens einen Beschleunigungssensor zur
Erfassung mindestens eines Körperschall-Frequenzspektrums aufweist.
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