DE10156648A1

DE10156648A1 - Kraftfahrzeug mit Querbeschleunigungssensor

Info

Publication number: DE10156648A1
Application number: DE10156648A
Authority: DE
Inventors: Andre Zander
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-11-17
Filing date: 2001-11-17
Publication date: 2003-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug 100, umfassend zumindest einen Querbeschleunigungssensor 200-1, ..., 200-n zum Erzeugen und Ausgeben eines die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 100 repräsentierenden Meßsignals, eine Auswerteeinrichtung 300 zum Auswerten des Meßsignals und Ausgeben eines Steuersignals nach Maßgabe durch das Meßsignal und eine Sicherheitseinrichtung 400 zum Schutz der Insassen des Kraftfahrzeugs 100, aktivierbar im Ansprechen auf das Steuersignal. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Kraftfahrzeug so weiterzubilden, daß die Erfassung der Querbeschleunigung schneller und preiswerter realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Querbeschleunigungssensor 200-1, ..., 200-n im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest einen Querbeschleunigungssensor zum Erzeugen und Ausgeben eines die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs repräsentierenden Meßsignals, eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Meßsignals und zum Ausgeben eines Steuersignals nach Maßgabe durch das Meßsignal und eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz der Insassen des Kraftfahrzeugs aktivierbar im Ansprechen auf das Steuersignal.

Ein derartiges Kraftfahrzeug ist aus dem Stand der Technik, insbesondere aus der DE 43 24 753 A1, bekannt und in Fig. 4 dargestellt. Genauer gesagt, offenbart diese Druckschrift eine Auslösevorrichtung für eine Sicherheitseinrichtung 4, insbesondere einen Seitenairbag zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Seitenaufprall. Die Auslösevorrichtung umfaßt einen im Seitenbereich des Fahrzeugs angeordneten Deformationssensor 3, welcher im Fall eines Seitenaufpralls ein den Aufprall repräsentierendes Deformationssignal erzeugt, und einen auf der Längsachse des Fahrzeugs, also zentriert in dessen Innern, angeordneten Querbeschleunigungssensor 6. Sowohl das Deformationssignal wie auch ein von dem Querbeschleunigungssensor erzeugtes Beschleunigungssignal werden einer Auswerteschaltung 5 zugeführt und dort im Hinblick auf das Vorliegen eines Seitenaufpralls ausgewertet. Wird ein Seitenaufprall von der Auswerteschaltung 5 erkannt, so gibt diese ein Auslösesignal an den Seitenairbag, damit dieser ausgelöst wird.

Der in der DE 43 24 753 A1 beanspruchten Auslösevorrichtung haftet der Nachteil an, daß sie eine Doppelsensorik bestehend aus dem Deformationssensor 3 und dem Querbeschleunigungssensor 6 umfaßt und deshalb relativ teuer ist. Darüber hinaus ist der Querbeschleunigungssensor 6 zentriert im Fahrzeuginnern vorgesehen, weshalb er eine durch einen Seitenaufprall verursachte Querbeschleunigung des Fahrzeugs nur mit einer gewissen Zeitverzögerung, in der Regel im Millisekundenbereich, erfassen kann; dies liegt darin begründet, daß sich eine Beschleunigung der Seitenteile des KFZ erst über die Karosserie an die Position des Querbeschleunigungssensors 6 ausbreiten muß.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bekanntes Kraftfahrzeug mit Querbeschleunigungssensor derart weiterzubilden, daß die Erfassung der Querbeschleunigung schneller und preiswerter realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Genauer gesagt, wird die Aufgabe demnach dadurch gelöst, daß der Querbeschleunigungssensor im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.

Mit Seitenbereich ist bei der vorliegenden Erfindung insbesondere der Türbereich, d. h. die Türen selber sowie deren Einfassung gemeint.

Durch eine Positionierung des Querbeschleunigungssensors unmittelbar im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs wird eine auftretende Querbeschleunigung schneller erfaßt, als wenn der Querbeschleunigungssensor im Inneren des Fahrzeugs angeordnet wäre. Im Unterschied zum Stand der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Deformationssensor im Seitenbereich des Fahrzeugs entbehrlich sein, weshalb die Herstellungskosten des Kraftfahrzeugs bei gleichem Sicherheitsstandard geringer ausfallen können.

Vorzugsweise sollte die Crasherkennung mittels eines weiteren Sensors zur Plausibilitätskontrolle verknüpft sein.

Eine Sicherheitseinrichtung im Sinne der Erfindung kann z. B. ein Airbag oder ein Gurtstraffer sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Querbeschleunigungssensor ein Querbeschleunigungssensorelement zum Erzeugen eines analogen Querbeschleunigungssignals und einen analogen Integrator zum Erzeugen des Meßsignals durch Integration des Querbeschleunigungssignals auf. Durch die Integration des analogen Querbeschleunigungssignals vor dessen Digitalisierung wird vorteilhafterweise erreicht, daß bei einer nachfolgend durchgeführten Digitalisierung, sei es noch innerhalb des Querbeschleunigungssensors oder innerhalb der Auswerteeinrichtung, die Abtastrate und damit die Anzahl der auszuwertenden Abtastwerte, verringert wird gegenüber einer vor der Integration ausgeführten Digitalisierung.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn nicht nur ein Querbeschleunigungssensor, sondern eine Vielzahl von Querbeschleunigungssensoren in dem Seitenbereich des Kraftfahrzeugs verteilt angeordnet ist. Es ist dann möglich, daß alle von den Querbeschleunigungssensoren bereitgestellten Meßsignale von der Auswerteeinrichtung ausgewertet werden, wobei die Auswertung einer Vielzahl von Meßsignalen eine zuverlässigere Aussage über das Vorliegen eines für die Insassen des Fahrzeugs gefährlichen Unfalls zuläßt, als wenn lediglich ein Meßsignal diesbezüglich ausgewertet würde.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des beanspruchten Kraftfahrzeugs sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Beschreibung sind insgesamt vier Figuren beigefügt, wobei Fig. 1 eine Sicherheitsschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Anordnung von Querbeschleunigungssensoren im Seitenbereich eines KFZ gemäß der Erfindung;

Fig. 3 den Aufbau eines Querbeschleunigungssensors gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 ein Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik zeigt.

Fig. 1 zeigt eine Sicherheitsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche üblicherweise in einem Kraftfahrzeug 100 eingebaut ist. Die Sicherheitsschaltung umfaßt einen oder mehrere Querbeschleunigungssensoren 200-1,. . ., 200-N zum Erzeugen und Ausgeben jeweils eines die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs repräsentierenden Meßsignals.

Gemäß Fig. 2 sind die Querbeschleunigungssensoren 200-n mit n = 1. . . N vorzugsweise mittelbar im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 100 angeordnet. Genauer gesagt empfiehlt sich deren Einbau z. B. an einem Aufprallträger 110-1, 110-2 in den Türen des Kraftfahrzeugs 100, an dessen B-Säule 120 und/oder in dessen Schwellerbereich 130. Generell empfiehlt sich ein Einbau der Querbeschleunigungssensoren 200-n generell in der Nähe der Sitzpositionen der Insassen, d. h. z. B. auch an den Teilen der Karosserie, welche den Türrahmen bilden.

Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, werden die von den Querbeschleunigungssensoren 200-1, 200-2,. . . 200-n erzeugten Meßsignale jeweils einer Auswerteeinrichtung 300 zugeführt, und dort einem Schwellenwertvergleich unterzogen. Mit Hilfe des Schwellenwertvergleiches stellt die Auswerteeinrichtung 300 fest, ob ein für die Insassen des Kraftfahrzeugs gefährlicher Seitenaufprall stattgefunden hat. Wenn die Auswerteeinrichtung 300 dies festgestellt hat, so erzeugt sie ein Steuersignal zum Auslösen einer Sicherheitseinrichtung 400. Bei der Sicherheitseinrichtung 400 kann es sich z. B. um einen Seitenairbag oder um einen Gurtstraffer handeln.

Wenn nicht nur ein, sondern mehrere Querbeschleunigungssensoren 200-1,. . ., 200-N und damit entsprechend viele Meßsignale vorhanden sind, ist die Auswerteinrichtung 300 vorteilhafterweise so ausgebildet, daß sie aufgrund der Vielzahl der unabhängigen Meßsignale eine zuverlässigere Aussage über das Vorliegen eines Seitenaufpralls treffen kann. Anders ausgedrückt, ist sie so ausgebildet, daß sie die Aussage eines Meßsignals im Hinblick auf das Vorliegen eines Seitenaufpralls durch Auswerten weiterer Signale verifizieren, d. h. bestätigen oder falsifizieren kann.

Die Durchführung der Verifikation oder Falsifikation der Vielzahl von Meßsignalen erfordert einen erhöhten Zeitaufwand für die Auswertung, gegenüber der Auswertung von nur einem Maßsignal. Insofern ist es vorteilhaft, wenn die Querbeschleunigungssensoren unmittelbar im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, weil der dann gegenüber einer zentralen Anordnung der Querbeschleunigungssensoren im Inneren des Fahrzeugs gewonnene Zeitvorteil, in der Regel im Millisekundenbereich, für die Durchführung der Verifikation oder Falsifikation genutzt werden kann.

Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau eins Querbeschleunigungssensors 200-n Er umfaßt ein Querbeschleunigungssensorelement 210 zum Erzeugen eines die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 100 repräsentierenden Querbeschleunigungssignals. Der Querbeschleunigungssensor 200-n umfaßt weiterhin einen Integrator 220 zum Erzeugen des Meßsignals durch Integrieren des analogen Querbeschleunigungssignals. Vorzugsweise kann ein Hochpaß-Filter zur Offset- Kompensation des Ausgangssignals des Integrators verwendet werden (Unterdrückung von niederfrequenten Schwingungen). Das Meßsignal am Ausgang des Hochpaß-Filters, welches die Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 repräsentiert, wird nachfolgend, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, an die Auswerteeinrichtung 300 übertragen. Das Meßsignal kann entweder innerhalb des Querbeschleunigungssensors 200-n oder aber innerhalb der Auswerteeinrichtung 300 mit Hilfe eines Analog/Digitalwandlers digitalisiert werden. Der analoge Integrator 220 ist vorzugsweise in Hardware innerhalb des Querbeschleunigungssensors 200-n ausgebildet. Das Vorsehen des Integrators zum Integrieren des analogen Querbeschleunigungssignals vor einer Digitalisierung bietet den Vorteil, daß die bei einer nachträglichen Digitalisierung, d. h. bei einer Digitalisierung des Meßsignals, erforderliche Abtastrate geringer ist, als wenn die Abtastung zwecks Digitalisierung noch vor der Integration durchgeführt würde. Die geringere Abtastrate geht einher mit einer Verringerung der an die Auswerteeinrichtung 300 zu übertragenden Abtastwerte und damit auch mit einer Verringerung des Aufwandes für deren Auswertung. Aufgrund des geringeren Aufwandes läßt sich die Auswertung kostengünstiger durchführen.

Die vorgeschlagene Integration des Querbeschleunigungssignals bietet weiterhin den Vorteil, daß das an die Auswerteeinrichtung übertragene Meßsignal stabiler ist als das Querbeschleunigungssignal. Während das Querbeschleunigungssignal häufig zum Schwingen neigt, ist das Meßsignal durch den Integrator geglättet und zeigt deshalb keine Tendenz zum Schwingen. Auch deshalb wird die Auswertung in der Auswerteeinrichtung 300 erleichtert.

Vorzugsweise ist der Meßbereich des Sensorelementes 210 begrenzt, z. B. auf einen Meßbereich von -400 g bis +400 g. Tatsächlich auftretende Beschleunigungswerte außerhalb dieses Meßbereiches werden dann von dem Querbeschleunigungssensorelement 210 ignoriert und führen nicht zu unerwünschten Instabilitäten oder Sättigungen des Querbeschleunigungssignals. BEZUGSZEICHENLISTE 100 Kraftfahrzeug
110-1, 110-2 Aufprallträger
120 B-Säule
130 Schwellerbereich
200-1,. . ., 200N Querbeschleunigungssensor
210 Querbeschleunigungssensorelement
220 Integrator
300 Auswerteeinrichtung
400 Sicherheitseinrichtung

Claims

1. Kraftfahrzeug (100) umfassend, zumindest einen Querbeschleunigungssensor (200-1,. . ., 200N) zum Erzeugen und Ausgeben eines die Querbeschleunigung des Kfz repräsentierenden Meßsignals; eine Auswerteeinrichtung (300) zum Auswerten des Meßsignals und Ausgeben eines Steuersignals nach Maßgabe durch das Meßsignal; und eine Sicherheitseinrichtung (400) zum Schutz der Insassen des Kfz (100), aktivierbar im Ansprechen auf das Steuersignal; dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungssensor (200-1,. . ., 200n) im Seitenbereich des Kfz (100) angeordnet ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungssensor (200-1,. . ., 200n) an einem Aufprallträger (110-1, 110-2) in einer Tür des Kfz (100) montiert ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungssensor (200-n mit n = 1. . . N) in der B-Säule (120) und/oder im Schwellerbereich (130) des Kfz montiert ist.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungssensor (200-n mit n = 1. . . N) ein Querbeschleunigungssensorelement (210) zum Erzeugen eines insbesondere analogen Querbeschleunigungssignals und einen insbesondere analogen Integrator (220) sowie einen analogen Hochpaß-Filter aufweist zum Erzeugen des Meßsignals durch Integration des Querbeschleunigungssignals.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (300) ausgebildet ist zum Anwenden eines Schwellenwertvergleichs auf das Meßsignal und zum Erzeugen des Steuersignals nach Maßgabe durch das Ergebnis des Schwellenwertvergleiches.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Querbeschleunigungssensoren (200-1,. . ., 200N) in dem Seitenbereich des Kraftfahrzeugs (100) verteilt angeordnet ist und daß die Auswerteeinrichtung (300) ausgebildet ist zum Auswerten einer Vielzahl von - von den Querbeschleunigungssensoren (200-1,. . ., 200n) erzeugten - Meßsignalen im Hinblick auf das Vorliegen eines für die Insassen des Fahrzeugs gefährlichen Unfalls und zum Erzeugen des Steuersignals nach Maßgabe durch das Ergebnis der Auswertung.