DE102004031575A1

DE102004031575A1 - Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004031575A1
Application number: DE200410031575
Authority: DE
Inventors: Armin Dr. Hürland; Aleksandar Dr. Knezevic; Carsten Dr. Plog
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem in seinem Frontbereich angeordneten mit einem Medium gefüllten Hohlkörper, in welchem in Folge einer auf den Hohlkörper ausgeübten äußeren Kraft eine Druckwelle erzeugbar ist, und einem im Bereich des Hohlkörpers angeordneten Drucksensor. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein weiterer Drucksensor in einem vorgegebenen Abstand zu dem ersten Drucksensor im Bereich des Hohlkörpers angeordnet ist und aus Laufzeitunterschieden für die erfassten Drucksignale der Druckwelle zwischen den beiden Drucksensoren auf den Aufprallort geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem in seinem Frontbereich angeordneten mit einem Medium gefüllten Hohlkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 101 37 250 A1 ist eine Sensoreinrichtung für eine Fahrzeugaufprallerfassung mit einem an einer Stoßstange angeordneten Sensor bekannt, welcher mit einer Auslöseeinrichtung, insbesondere einem Rückhaltesystem, verbunden ist. Der Sensor weist einen elastisch verformbaren Schlauch mit einem Schlauchinnenraum auf, welcher an einen Drucksensor angeschlossen ist. Der Drucksensor aktiviert bei einem vorgegebenen Druck im Schlauchinnenraum die Auslöseeinrichtung. Der Sensor kann auch mehrere Schläuche aufweisen, deren Schlauchinnenräume an einem gemeinsamen Drucksensor angeschlossen sind.
In der DE 197 32 302 A1 ist eine Anordnung von Kollisionssensoren an der Karosserie eines Kraftfahrzeuges zur Aktivierung passiver Sicherheitskomponenten, wie zum Beispiel Airbags und Sicherheitsgurte, beschrieben. Dabei werden die Kollisionssensoren an den kollisionsgefährdeten Stellen des Kraftfahrzeuges angeordnet, welche im Crashfall ein Signal zur Aktivierung der Sicherheitseinrichtungen an ein Steuergerät sen den. Bei einem Crashfall und in Folge der dabei auftretenden Fahrzeugdeformationen ändert sich der elektrische Widerstand der jeweiligen Kollisionssensoren. Überschreitet die Widerstandsänderung einen Sollwert, wird auf einen gefährlichen Zusammenstoß geschlossen und die entsprechenden Sicherheitseinrichtungen werden aktiviert. Die Kollisionssensoren sind als piezoelektrische Folien ausgebildet und großflächig an den kollisionsgefährdeten Stellen des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Außerdem ist aus der DE 100 13 563 A1 ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug zum Schutz von Fußgängern bekannt, bei welchem an einem Fahrzeugfrontbereich an zumindest zwei unterschiedlichen Stellen Kräfte aufnehmende Sensoren angeordnet sind. Die Signale der Sensoren werden auf eine elektronische Auswerteeinrichtung übertragen, welche zumindest eine am Kraftfahrzeug angebrachte Sicherheitseinrichtung aktivieren kann. Das Kraftfahrzeug ist mit einer reversiblen und einer nicht reversiblen Sicherheitseinrichtung versehen, wobei die reversible Sicherheitseinrichtung durch Signale des zuerst betätigbaren Sensors aktivierbar ist. Der zuerst betätigbare Sensor ist im Bereich des vorderen Stoßfängers und ein nachfolgend betätigbarer Sensor im Bereich der Vorderkante der Fronthaube angeordnet. Die reversible Sicherheitseinrichtung ist als eine rückstellbare Einrichtung zum Anstellen der Fronthaube ausgeführt. Die nicht reversible Sicherheitseinrichtung kann insbesondere ein Airbagsystem umfassen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem in seinem Frontbereich angeordneten mit einem Medium gefüllten Hohlkörper anzugeben, welche eine gegenüber dem Stand der Technik zuverlässigere Erkennung eines auf das Kraftfahrzeug prallenden Objekts gewährleistet.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem in seinem Frontbereich angeordneten mit einem Medium gefüllten Hohlkörper mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Erfindungsgemäß ist der weitere Drucksensor in einem vorgegebenen Abstand zu dem ersten Drucksensor im Bereich des Hohlkörpers angeordnet, wobei aus Laufzeitunterschieden für die erfassten Drucksignale der Druckwelle zwischen den beiden Drucksensoren auf den Aufprallort geschlossen wird. Die Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens einen in seinem Frontbereich angeordneten und mit einem Medium gefüllten Hohlkörper, in welchem in Folge einer auf den Hohlkörper ausgeübten äußeren Kraft eine Druckwelle erzeugbar ist. In einem Bereich des Hohlkörpers ist ein Drucksensor zur messtechnischen Erfassung der Druckwelle angeordnet. Mit der erfindungsgemäßen Aufprallerfassungseinrichtung ist ein individualisierter Schutz für Personen im nahen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges, insbesondere für Fußgänger, und für Personen im Kraftfahrzeug gegeben. Da die Größe der beim Aufprall im Hohlkörper erzeugten Druckwelle von der Masse und der Geschwindigkeit des aufprallenden Objekts abhängt und die Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges zu jedem Zeitpunkt bekannt ist, kann auf die Masse des aufprallenden Objekts geschlossen werden. Die Aufprallerfassungseinrichtung kann somit zwischen einem Fußgänger und anderen in Frage kommenden Objekten unterscheiden und situationsbedingt geeignete fahrzeugseitige Sicherheitsmaßnahmen einleiten. Eine unnötige Auslösung von Sicherheitseinrichtungen für den Fußgängerschutz durch kleinere und leichtere Objekte im Vergleich zu einem Fußgänger kann dadurch verhindert werden. Die Aufprallerfassungseinrichtung erweist sich als unempfindlich gegenüber mechanischen Verspannungen im Bereich der Drucksensoren, so dass langsam erfolgende Deformationen, beispielsweise bei einem Einparkvorgang des Kraftfahrzeuges, weitestgehend nicht von der Aufprallerfassungseinrichtung erfasst werden. Des weiteren erzeugen Bewegungen mit einer nur geringen Auslenkung der Kraftfahrzeugkarosserie im Frontbereich, beispielsweise verursacht durch Vibrationen auf einer Schlechtwegstrecke, im Drucksensor nur Signale mit einer geringen Intensität oder gar keine Signale. Als Medium für den Hohlkörper sind ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Gel vorgesehen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlkörper als elastischer Schlauch ausgebildet, wobei der Hohlkörper auch mehrere Schläuche umfassen kann. Dabei ist vorgesehen, dass der elastische Schlauch an seinen beiden Enden jeweils mit einem Drucksensor versehen ist. Der elastische Schlauch ist für einen Einbau ins Kraftfahrzeug besonders günstig geeignet und mit einem nur geringen Aufwand zu Bewerkstelligen. Zudem kann durch geeignete Wahl seiner Länge und seiner geometrischen Anordnung ein großer Bereich des Kraftfahrzeuges sensortechnisch erfasst werden. Der Einsatz des Schlauches ist auch für seitliche und hintere Bereiche des Kraftfahrzeuges geeignet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist als Drucksensor ein piezoelektrischer Sensor vorgesehen. Der Einsatz eines piezoelektrischen Sensors in der Aufprallerfassungseinrichtung erweist sich im Einsatz als besonders zuverlässig und störunanfällig. Der von den Druckwellen ausgeübte Druck wird in ein elektrisches Spannungssignal umgewandelt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Figur näher erläutert, wobei die Figur eine Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug in einem Ausschnitt in einer schematischen Darstellung zeigt.
Gemäß der Figur weist eine Aufprallerfassungseinrichtung 1 für ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug einen in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Hohlkörper 2 auf. Der Hohlkörper 2 ist mit einem Medium 7 gefüllt, wobei als Medium 7 für den Hohlkörper 2 insbesondere ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Gel vorgesehen ist, welches für eine Ausbreitung von Druckwellen geeignet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hohlkörper 2 als elastischer Schlauch ausgebildet, wobei der Hohlkörper 2 auch mehrere elastische Schläuche umfassen kann. Der Hohlkörper 2 kann aber auch, beispielsweise in Abhängigkeit von den vorgegebenen geometrischen Einbauverhältnissen, eine andere Ausgestaltung aufweisen.
Der elastische Schlauch ist an seinen beiden Enden 3, 4 jeweils mit einem Drucksensor 5, 6 versehen. Eine von außen auf den Hohlkörper 2 ausgeübte Kraft, verursacht durch ein im Frontbereich des Kraftfahrzeuges aufprallendes Objekt, erzeugt innerhalb des Mediums 7 Druckwellen, welche sich in dem Medium 7 ausbreiten und von den beiden Drucksensoren 5, 6 messtechnisch erfasst wird. Durch die Verwendung von zwei Drucksensoren 5, 6 kann aus Laufzeitunterschieden oder aus dem Signalverhältnis der beiden Drucksensoren 5, 6 für die erfassten Drucksignale der Druckwellen zwischen den beiden Drucksensoren 5, 6 auf den Ort der Krafteinwirkung am Hohlkörper 2 und damit auf den Anprallort des aufprallenden Objektes am Kraftfahrzeug geschlossen werden.
Die beiden Drucksensoren 5, 6 können mit einem vorgegebenen Abstand auch an anderen Positionen im Bereich des Hohlkörpers 2, insbesondere in und/oder an dem Hohlkörper 2, angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, je nach Bedarf und Anspruch an eine Ortsauflösung für den Anprallort mehr als zwei Drucksensoren 5, 6 in der Aufprallerfassungseinrichtung 1 einzusetzen.
Als Drucksensor 5, 6 ist ein piezoelektrischer Sensor vorgesehen, welcher die Drucksignale in elektrische Spannungssignale umwandelt. Es können aber auch Drucksensoren 5, 6 mit einem anderen geeigneten physikalischen Messprinzip eingesetzt werden.
Die Spannungssignale der Drucksensoren 6, 7 werden an eine Steuereinrichtung 8 weitergeleitet. Unter Einbeziehung der Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird auf die Masse des aufprallenden Objektes geschlossen. In Abhängigkeit von einer Gewichtsklassifizierung können verschiedene Sicherheitssysteme des Kraftfahrzeugs entsprechend angesteuert werden, beispielsweise eine Anstellung und/oder Hebung einer Motorhaube 9, ein Airbagsystem 10 und/oder ein Insassengurtsystem 11.
Der Hohlkörper 2 kann beispielsweise in einem Schaumstoffblock in einer vorderen Stoßfängerstruktur integriert oder in einem Bereich zwischen dem Schaumstoffblock und dem Stoßfänger angeordnet sein. Der Hohlkörper 2 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Kraftfahrzeugfront. Er kann aber auch in den Seitenbereichen und/oder in einem Heckbereich des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Aufprallerfassungseinrichtung 1 für das Kraftfahrzeug erweist sich für den Einsatz aufgrund ihrer ho hen Zuverlässigkeit als äußerst geeignet. Fehlauslösungen von Sicherheitssystemen des Kraftfahrzeugs können weitestgehend vermieden werden. Unter anderem ist fahrzeugseitig ein größtmöglicher Fußgängerschutz gewährleistet.

Claims

Aufprallerfassungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem in seinem Frontbereich angeordneten mit einem Medium (7) gefüllten Hohlkörper (2), in welchem in Folge einer auf den Hohlkörper (2) ausgeübten äußeren Kraft eine Druckwelle erzeugbar ist, und einem im Bereich des Hohlkörpers (2) angeordneten Drucksensor (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Drucksensor (5, 6) in einem vorgegebenen Abstand zu dem ersten Drucksensor (5, 6) im Bereich des Hohlkörpers (2) angeordnet ist und aus Laufzeitunterschieden für die erfassten Drucksignale der Druckwelle zwischen den beiden Drucksensoren (5, 6) auf den Aufprallort geschlossen wird.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) wenigstens einen elastischen Schlauch umfasst.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Schlauch an seinen beiden Enden (3, 4) jeweils mit einem Drucksensor (5, 6) versehen ist.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Drucksensor (5, 6) ein piezoelektrischer Sensor vorgesehen ist.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium (7) des Hohlkörper (2) ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Gel vorgesehen ist.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) in einem Schaumstoffblock in einer vorderen Stoßfängerstruktur oder in einem Bereich zwischen dem Schaumstoffblock und einem Stoßfänger integriert ist.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlkörper (2) im Wesentlichen über die gesamte Breite der Kraftfahrzeugfront erstreckt.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einbeziehung der Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf die Masse des aufprallenden Objektes geschlossen wird.
Aufprallerfassungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von Laufzeitunterschieden ein Signalverhältnis zwischen den beiden Drucksensoren (5, 6) ausgewertet wird.