DE102004029532A1

DE102004029532A1 - Kontaktsensorik für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102004029532A1
Application number: DE200410029532
Authority: DE
Inventors: Rolf-Jürgen Recknagel; Michael Bunse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-05

Abstract

Es wird eine Kontaktsensorik für ein Fahrzeug (1) vorgeschlagen, die einen Aufprall auf ein Hindernis (2) durch mindestens einen Sensor (3.1 bis 3.6) erkennt, der beim Aufprall entstehenden Schall detektiert und an eine Auswerteeinheit (4) weiterleitet.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kontaktsensorik zur Erkennung eines Aufpralls auf ein Hindernis nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.

Zur Erkennung eines Aufpralls auf ein Hindernis werden in der Regel Beschleunigungs-, Druckoder andere elektronische Sensoren eingesetzt, die entweder zentral oder dezentral in Randbereichen im Fahrzeug angebracht sind. Beispiele hierfür sind so genannte Up-Front-Sensoren (UFS), Peripheral Acceleration Sensor (PAS) oder Peripheral Pressure Sensor (PPS). Dezentral im Randbereich angeordnete Sensoren sind näher am Hindernisaufprallort angeordnet und können so Informationen über eine sehr frühe Phase eines Crashs liefern. So liefern beispielsweise dezentral angeordnete Up-Front-Sensoren sehr frühe Informationen bei einem Frontalcrash.

Zudem sind von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise zur Erleichterung des Einparkens, Ultraschallsensoren bekannt, die insbesondere zur Detektierung und Abstandsmessung von Hindernissen während eines Einparkvorgangs verwendet werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kontaktsensorik hat den Vorteil, dass ein Aufprall auf ein Hindernis durch den entstehenden Schall von einem entsprechenden Schallsensor erkannt wird. Durch die Verwendung anderer, im Fahrzeug vorhandener Schallsensoren, die beispielsweise zur Abstandserkennung eingesetzt werden, kann eine kostengünstige Kontaktsensorik zur Erkennung eines Aufpralls zur Verfügung gestellt werden. Die erfindungsgemäße Kontaktsensorik ermittelt somit kostengünstig Informationen über die frühe Crashphase und einen Kontaktzeitpunkt mit dem Hindernis und ist in vorteilhafter Weise geeignet die Funktion der Up-Front-Sensorik zu ergänzen oder gegebenenfalls zu ersetzen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Kontaktsensorik möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass durch die erfindungsgemäße Kontaktsensorik ein stoßartig deformierendes Ereignis, bzw. ein Auftreten größerer Impulse auf einen Stoßfänger des Fahrzeugs detektiert werden können, da diese stoßartigen Ereignisse, wie sie typischerweise bei einem Frontalcrash auftrete, auch wesentliche Signalanteile im hohen Frequenzspektrum aufweisen. Deshalb können solche stoßartigen Ereignisse durch geeignete im Stoßfänger integrierte Ultraschallsensoren delektiert werden. Durch eine Auswertung der nicht mit einem Sendeereignis der Ultraschallsensoren korrelierten Schallsignale und einer Ermittlung einer zeitlichen Charakteristik der Schallsignale, können beispielsweise Aufprallzeitpunkt und/oder Aufprallposition bestimmt werden.

Die Auswerteergebnisse werden beispielsweise über ein Bussystem an ein Steuergerät weitergeleitet, das aus den übertragenen Informationen in vorteilhafter Weise die Grashart und/oder die Crashschwere ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Grashart und/oder der Crashschwere steuert das Steuergerät im Fahrzeug vorhandene Insassenschutzmittel, vorzugsweise Airbags und/oder Gurtstraffer.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Kontaktsensorik für ein Fahrzeug.
Beschreibung
Fahrzeuge besitzen eine Vielzahl unterschiedlicher Crashsensoren, um Sicherheitsanforderungen zu bestehen. Üblicherweise werden in der vorderen Crashzone so genannte Up-Front-Sensoren eingesetzt, um eine frühe Crasherkennung und Crashartbestimmung im Frontbereich zu erreichen. Weiterhin sind periphere Druck- und Beschleunigungssensoren mit einem Airbagsteuergerät verbunden, wobei diese Sensoren in den Seiten des Fahrzeugs, im Front- und Heckbereich angeordnet sind.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen mindestens einen Schallsensor zur Erkennung eines Aufpralls auf ein Hindernis zu verwenden, der Aufprall durch den entstehenden Schall erkennt. Durch die Verwendung anderer, im Fahrzeug vorhandener Schallsensoren, die beispielsweise zur Abstandserkennung eingesetzt werden, kann eine kostengünstige Kontaktsensorik zur Erkennung eines Aufpralls zur Verfügung gestellt werden. Die erfindungsgemäße Kontaktsensorik ermittelt somit kostengünstig Informationen über die frühe Crashphase und einen Kontaktzeitpunkt mit dem Hindernis und ist in vorteilhafter Weise geeignet die Funktion der Up-Front-Sensorik zu ergänzen oder gegebenenfalls zu ersetzen.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind zur Erkennung eines Aufpralls mit einen Geschwindigkeit V auf ein Objekt 2 mit der Fahrzeugfront beispielsweise sechs Sensoren 3.1 bis 3.6 an der Fahrzeugfront, beispielsweise an einem Stoßfänger angeordnet. Bei dem dargestellten Aufprall breitet sich das entstehende Frequenzspektrum entlang der gestrichelt eingezeichneten Pfeilrichtungen A1 und A2 aus und wird von den Sensoren 3.1 bis 3.6 entsprechend detektiert. Hierbei erkennt der erste Sensor 3.1 nach Ablauf einer Zeitdauer t1 ein Schallsignal, das einen Laufweg 11 zurückgelegt hat, der zweite Sensor 3.2 erkennt nach Ablauf einer Zeitdauer t2, ein Schallsignal, das einen Laufweg 12 zurückgelegt hat, der dritte Sensor 3.3 erkennt nach Ablauf einer Zeitdauer t3 ein Schallsignal, das einen Laufweg 13 zurückgelegt hat, der vierte Sensor 3.4 erkennt nach Ablauf einer Zeitdauer t4 ein Schallsignal, das einen Laufweg 14 zurückgelegt hat, der fünfte Sensor 3.5 erkennt nach Ablauf einer Zeitdauer t5 ein Schallsignal, das einen Laufweg 15 zurückgelegt hat und der sechste Sensor 3.6 erkennt nach Ablauf einer Zeitdauer t6 ein Schallsignal, das einen Laufweg 16 zurückgelegt hat. Aus den ermittelten Zeiten kann ein Impulsereignis ermittelt und dessen Ort an der Fahrzeugfront, d.h. den Aufprallort des Hindernisses 2, durch die relative Schallaufzeiten und die entsprechenden Schalllaufwege 11 bis 16 bestimmt werden. In der Auswerteeinheit 4 der Ultraschallsensoren 3.1 bis 3.6 werden der genaue Kontaktzeitpunkt und der Kontaktort berechnet. Diese Daten werden über eine geeignete Schnittstelle, beispielsweise eine CAN- oder PAS- oder LIN-Schnittstelle in das zugehörige Bussystem bzw. zum Airbagsteuergerät 5 übertragen. Im Airbagsteuergerät 5 werden die Informationen weiterverarbeitet und zur optimierten Crasherkennung, sowie zur Steuerung der Insassenschutzmittel verwendet.
Beim Aufprall des Fahrzeugs 1 auf ein Objekt 2 wirken zunächst Kräfte auf den Stoßfänger. Je Impulsartiger diese Kräfte sind, desto höher ist auch der Schallanteil im hohen Frequenzspektrum, in dem die Ultraschallsensoren 3.1 bis 3.6 Signale empfangen können. Anhand der zeitlichen Charakteristik der von den unterschiedlichen Sensoren 3.1 bis 3.6 empfangenen Signale kann der Ort des Impulsereignisses und der Zeitpunkt seines Auftretens berechnet werden. Insbesondere werden die Informationen über Kontaktzeitpunkt und/oder Kontaktort zur verbesserten Crashschwere- und Crashtyperkennung, z.B. Erkennung von Offsetcrashs, Pfahlaufprallen usw. verwendet, was eine optimierte Steuerung der Insassenschutzmittel wie Airbags und/oder Gurtstraffer ermöglicht. Weiterhin kann damit auch eine preiswerte Fußgängeraufprallerkennung realisiert werden. Insbesondere kann bei der Nutzung der Ultraschallsensoren als Precrashsensoren die Entscheidung dieser Sensoren direkt beim Anprall plausibilisiert werden.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Fahrzeuge, in denen ein Rückhaltesystem für Frontalunfälle und ein Ultraschallsystem als Komfortsystem zur Einparkhilfe eingesetzt werden. Da bei diesen Fahrzeugen die ohnehin vorhandenen Ultraschallsensoren zur Erkennung eines Aufpralls auf ein Hindernis benutzt werden können. Zur Umsetzung muss nur eine geeignete Auswertesoftware in der Auswerteeinheit implementiert werden, mit der bei einem Aufprall die Aufprallkontaktzeit und Aufprallkontaktort bestimmt werden.

Claims

Kontaktsensorik für ein Fahrzeug (1), die einen Aufprall auf ein Hindernis (2) erkennt, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (3.1 bis 3.6), der beim Aufprall entstehenden Schall detektiert und an eine Auswerteeinheit (4) weiterleitet.
Kontaktsensorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (4) eine zeitliche Charakteristik der von mindestens zwei Sensoren (3.1, 3.6) detektierten Schallsignale auswertet und das Auswerteergebnis an ein Steuergerät (5) weiterleitet.
Kontaktsensorik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (4) einen Aufprallzeitpunkt und/oder eine Aufprallposition bestimmt und weiterleitet.
Kontaktsensorik nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (5) aus den von der Auswerteeinheit (4) übertragenen Informationen die Grashart und/oder die Crashschwere ermittelt.
Kontaktsensorik nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (5) Insassenschutzmittel in Abhängigkeit von der Grashart und/oder Crashschwere steuert, vorzugsweise Airbags und/oder Gurtstraffer.
Kontaktsensorik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (3.1 bis 3.6) Teil eines Fahrerassistenzsystems zur Detektierung von Hindernissen und/oder zur Abstandsmessung ist.
Kontaktsensorik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (3.1 bis 3.6) als Ultraschallsensor ausgeführt ist.
Kontaktsensorik nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteergebnis über ein Bussystem an das Steuergerät (5) übertragbar ist.