DE10146399B4

DE10146399B4 - Anordnung mit einem Dämpferelement, Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Anordnung bzw. eines solchen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10146399B4
Application number: DE10146399A
Authority: DE
Inventors: Stephan Zecha
Original assignee: Siemens Restraint Systems GmbH
Current assignee: Continental Safety Engineering International GmbH
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: US20030078715A1; DE10146399A1

Abstract

Anordnung mit einem Dämpferelement (4) und einem dessen Kompressionsweg bei einer Krafteinwirkung detektierenden, mit dem Dämpferelement (4) verbundenen Wegsensor (5a, 5b), der ein Ausgangssignal zur Verarbeitung in einem Kraftfahrzeugrückhaltesystem bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Wegsensors proportional dem Kompressionsweg ist.

Description

Bei einem Aufprall eines Kraftfahrzeugs auf ein feststehendes oder sich bewegendes Hindernis mit niedriger Geschwindigkeit oder bei einer sogenannten Off-Set-Kollision, also bei einer Kollision bei der das andere Fahrzeug oder ein Hindernis nicht die gesamte Fahrzeugbreite betrifft sondern die Kollision nur einseitig erfolgt, bestehen zum Teil erhebliche Schwierigkeiten, eine Entscheidung über die Auslösung einer Rückhalteeinheit, insbesondere eines Airbags, zu treffen. Bisherige Lösungen sehen Beschleunigungssensoren im Vorderbau des Fahrzeugs vor, aus deren Signalen zumindest auf eine Off-Set-Kollision geschlossen werden kann.
Die DE 25 03 565 A1 offenbart eine Anordnung mit einem Dämpferelement und einem dessen Kompressionsweg bei einer Krafteinwirkung detektierenden, mit dem Dämpferelement verbundenen Wegsensor, der ein Ausgangssignal zur Verarbeitung in einem Kraftfahrzeugrückhaltesystem bereitstellt, das Ausgangssignal des dortigen Wegsensors zeigt jedoch lediglich das Überschreiten eines bestimmten, voreingestellten Schwellwertes an, da alle Sensoren lediglich einen Schalter aufweisen, der bei einer bestimmten, zurückgelegten Wegstrecke betätigt wird. Hierdurch ist jedoch nur eine sehr eingeschränkte Weiterverarbeitung des Signals möglich, so ist es beispielsweise nicht möglich, durch einfache bzw. doppelte Integration dieses Ausgangssignals auf die Eindringgeschwindigkeit bzw. die Beschleunigung des eindringenden Objekts zu schließen.
In der DE 195 21 746 A1 ist eine Einrichtung zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs mit an den Rädern einer Fahrzeugachse jeweils zwischen einem Radführungselement und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Hydraulikzylindern offenbart, die sich über ein Federelement am Fahrzeugaufbau abstützen und eine Arbeitskammer aufweisen, die von einer Hydraulikpumpe druckbelastbar ist.
Ähnliche Fahrwerksregelungen sind außerdem aus der DE 195 08 302 C2 , der DE 42 16 603 A1 , der DE 41 40 752 A1 , der DE 41 32 262 A1 und der DE 41 33 725 A1 bekannt. Die dortigen Hydraulikelemente sind jedoch nicht geeignet, die Entscheidung über die Auslösung einer Rückhalteeinheit in vorteilhafter Weise zu beeinflussen.
Die DE 23 11 218 A offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Rückhaltesystem und einem Stoßfänger, der sich bei einem Aufprall auf ein Objekt in Richtung auf den Aufbau um eine Strecke bewegt und mit einer Kontaktanordnung in Verbindung steht, die einen Bestandteil einer Aktivierungsvorrichtung für das Rückhaltesystem für Fahrzeuginsassen bildet. Die Kontaktanordnung enthält zumindest einen an der Bewegung des Stoßfängers teilnehmenden ersten Kontakt und zumindest einen mit dem Aufbau verbundenen zweiten Kontakt, den der erste Kontakt nach Bewegung um eine vorgegebene Strecke berührt, wobei der erste und der zweite Kontakt im Ansteuerstromkreis einer einen Aktivierungsstromkreis nur dann durchschaltenden Relaiseinrichtung liegen, wenn beim Aufprall der erste Kontakt die vorgegebene Strecke innerhalb einer vorgegebenen Zeit zurücklegt. Damit kann zwar auf die Aufprallgeschwindigkeit geschlossen werden, allerdings ist auch hier eine Weiterverarbeitung des Signals nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung dieses Problems anzugeben, die eine möglichst frühzeitige Erkennung des Schweregrads einer Kollision bzw. eines Aufpralls ermöglicht, so dass eine rechtzeitige Entscheidung über die Auslösung einer Rückhalteeinheit möglich ist.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 3 und ein Verfahren gemäß An spruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei Kraftfahrzeugen ist der Stoßfänger bzw. die Stoßstange üblicherweise mittels Dämpferelemente mit dem Rahmen des Fahrzeugs verbunden. Diese Dämpferelemente sind meist so dimensioniert, dass sie bei einem mit geringer Geschwindigkeit erfolgenden Aufprall die gesamte Kollisionsenergie elastisch oder auch nicht-elastisch unter Verformung absorbieren, so dass die restliche Fahrzeugkarosserie oder der Fahrzeugrahmen keinen Schaden nehmen.
Ausgehend von einer solchen Fahrzeugkonstruktion ist ein beschriebenes Dämpferelement gemäß der Erfindung mit einem Wegsensor verbunden, der ein Ausgangssignal zur Verarbeitung in einem Kraftfahrzeugrückhaltesystem bereitstellt.
Der Wegsensor kann dabei in bekannter Weise den Deformierungsweg des Dämpfungselements mittels eines induktiven, kapazitiven, optischen oder eines sonstigen Verfahrens erfassen. Aus dem von einem Wegsensor gelieferten, dem Weg proportionalen Signal kann dann in einer Verarbeitungs- und Steuereinheit auf die Aufprallgeschwindigkeit, die dabei auftretenden Beschleunigungen und daraus abgeleitet auf die auftretenden Kräfte durch geeignete Algorithmen geschlossen werden.
Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung in Verbindung mit elastischen oder reversiblen Dämpfungselementen verwirklichen, da ein Aufprall mit geringer Geschwindigkeit hier nicht zur Zerstörung eines Dämpfungselements führt und somit der Mehraufwand für die Wegsensoren nur einmal getrieben werden muss.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Anordnung mit einem Dämpfungselement und deren Wechselwirkung mit einem Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug kann eine frühzeitige Kollisionserkennung realisiert werden, insbesondere, wenn die Information über die Geschwindigkeit und die Masse des Fahrzeugs als weitere Parameter der Verarbeitungs- und Steuereinheit zugeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematisierte Skizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Anordnung und
2 ein Diagramm für den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein stark schematisiert dargestelltes erstes Fahrzeug 1 weist einen Fahrzeugrahmen 2 auf, mit dem ein Stoßfänger 3 über zwei Dämpfungselemente 4 verbunden ist. Die Dämpfungselemente 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als reversible Dämpfungselemente mit einem in einem Zylinder verschieblichen Kolben, wie sie beispielsweise aus der DE 30 28 448 A1 bekannt sind, ausgebildet.
An den Dämpfungselementen 4 sind Wegsensoren 5a, 5b angeordnet, die aus einem ersten Teil 5a, das mit dem mit dem Fahrzeugrahmen 2 verbundenen Zylinder des Dämpfungselements 4 verbunden ist und aus einem zweiten Teil 5b bestehen, das mit dem beweglichen Kolben des Dämpfungselements 4 verbunden ist. Die Wegsensoren 5a, 5b sind über Leitungen 6 mit einer Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 verbunden. Die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 dient unter anderem zur Ansteuerung von Rückhalteeinheiten wie beispielsweise Airbags oder Gurtstraffern und kann als Teil eines Rückhaltesystems angesehen werden.
Die Wegsensoren 5a, 5b können nach allen bekannten Methoden arbeiten. So sind induktive, kapazitive oder optische Verfahren ebenso denkbar wie Messverfahren mittels Hallsensoren oder akustischen Oberflächenwellenfiltern, um nur einige Beispiele zu nennen.
2 zeigt den Ablauf des Verfahrens, um aus dem von dem Stoßfänger 3 bei einer in 1 dargestellten Off-Set-Kollision mit geringer Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs 1 mit einem zweiten Fahrzeug 8 zurückgelegten Weg ein Kriterium für die Auslösung eines Rückhaltesystems zum Schutz von Fahrzeuginsassen zu gewinnen.
Die erfindungsgemäße Anordnung aus einem Dämpfungselement 4 und einem Wegsensor 5a, 5b liefert ein Signal, das proportional dem von dem Stoßfänger 3 zurückgelegten Weg ist, an die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7. Die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 erhält außerdem von anderen – nicht dargestellten – Fahrzeugeinheiten wie beispielsweise Radsensoren oder einer Niveauregulierung Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugmasse. Aus diesen Informationen kann die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 Daten über die bei der Kollision wirkende Kraft und die Eindringgeschwindigkeit errechnen. Daraus gewinnt sie Informationen über den Schweregrad der Kollision, aus den unterschiedlichen Signalen der beiden Anordnungen 4, 5a, 5b Informationen über den Kollisions-Off-Set sowie eine Information zur Misuse-Diskriminierung. All diese Informationen können dann nach bekannten Regeln zur Entscheidung über die Aktivierung von Rückhalteeinrichtungen eines Rückhaltesystems und die Art der Aktivierung genutzt werden.
In der Darstellung der 1 sind zwar nur zwei erfindungsgemäße Anordnungen 4, 5a, 5b dargestellt, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anzahl beschränkt. So ist es jederzeit möglich auch mehr als zwei oder auch nur eine solche Anordnung 4, 5a, 5b vorzusehen.

Claims

Anordnung mit einem Dämpferelement (4) und einem dessen Kompressionsweg bei einer Krafteinwirkung detektierenden, mit dem Dämpferelement (4) verbundenen Wegsensor (5a, 5b), der ein Ausgangssignal zur Verarbeitung in einem Kraftfahrzeugrückhaltesystem bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Wegsensors proportional dem Kompressionsweg ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferelement (4) reversibel ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Stoßfänger (3), der über Dämpferelemente (4) mit dem Fahrzeugrahmen (2) verbunden ist und mit Rückhalteeinheiten sowie einer deren Aktivierung und Auslösung steuernden Verarbeitungs- und Steuereinheit (7), wobei an den Dämpferelementen (4) Wegsensoren (5a, 5b) angeordnet sind, die mit der Verarbeitungs- und Steuereinheit (7) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Wegsensoren proportional einem Kompressionsweg der Dämpferelemente ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferelemente (4) reversibel ausgebildet sind.
Verfahren zum Betreiben einer Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 und einem Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem einen Weg repräsentierenden, dem Weg proportionalen Ausgangssignal eines Wegsensors (5a, 5b) ein Beschleunigungswert gewonnen wird, der ein Maß für die auf das Dämpferelement (4) einwirkende Kraft ist und zur frühzeitigen Aktivierung des Rückhaltesystems bzw. der Rückhalteeinheiten herangezogen werden kann.