DE102005016066A1

DE102005016066A1 - Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102005016066A1
Application number: DE200510016066
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schöps
Original assignee: Siemens Restraint Systems GmbH
Current assignee: Continental Safety Engineering International GmbH
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-12

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil (1) eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems, mit einer Sensorik (7) zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil (1) bewirkten Deformation, wobei die von der Sensorik (7) abgegebenen Signale einer Auswerteeinheit zuführbar sind, um Informationen über die Charakteristik des Aufpralls zu ermitteln, in Abhängigkeit dieser Informationen zumindest ein Schutzsystem des Fahrzeugs auslösbar ist. Die Sensoranordnung weist Mittel (8, 11) zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik (7) in und zu dem Karosseriebauteil (1) auf, wobei die Mittel (8, 11) zum Überprüfen dazu ausgebildet sind, eine nicht korrekte Anordnung zu signalisieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil des Fahrzeugs.
Personenschutzsysteme dienen unter anderem dem Fußgängerschutz im Straßenverkehr. Kommt es zu einem Zusammenstoß zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger, so zieht dies in vielen Fällen schwerwiegende Verletzungen des Fußgängers nach sich, die mitunter tödlich sein können. Grundsätzlich müssen daher Zusammenstöße von Fußgängern und Fahrzeugen vermieden werden. Dies stellt sowohl Anforderungen an das Verhalten von Fußgängern im Straßenverkehr, das Fahrverhalten von Fahrzeugführern als auch an die Entwicklungsrichtung von Personenschutzsystemen.

Die Sensorik zum Erkennen des Aufpralls und zur Aktivierung eines Personenschutzsystems ist hinter dem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet. Genauer befindet sich die Sensoranordnung zwischen einer Stoßfänger-Außenhaut und einem dahinter angeordneten Aufpralldämpfungselement, das häufig als Schaumkörper ausgebildet ist. Damit die Zeitspanne zwischen dem Aufprall eines Fußgängers auf das Fahrzeug, dem Detektieren des Aufpralls und dem Auslösen des Schutzsystems möglichst klein gehalten werden kann, muss der Abstand zwischen der Sensorik und der Stoßfänger-Außenhaut in einem definierten Bereich genau eingehalten werden.

Die Systemzuverlässigkeit eines Personenschutzsystems hängt insbesondere von der korrekten Anordnung der Sensorik in dem Karosseriebauteil ab.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil anzugeben, welche eine verbesserte Systemzuverlässigkeit auch über einen langen Zeitraum bereitstellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems weist eine Sensorik zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil bewirkten Deformation auf. Die von der Sensorik abgegebenen Signale sind einer Auswerteeinheit zuführbar, um Informationen über die Charakteristik des Aufpralls zu ermitteln, in Abhängigkeit dieser Informationen zumindest ein Schutzsystem des Fahrzeugs auslösbar ist. Es sind Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik in und zu dem Karosseriebauteil vorgesehen. Die Mittel zum Überprüfen sind dazu ausgebildet, eine nicht korrekte Anordnung der Sensorik in und zu dem Karosseriebauteil zu signalisieren.

Das Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik in und zu dem Karosseriebauteil ermöglicht einerseits bereits während der Montage die Überprüfung, ob die Sensorik spezifikationsgemäß in und zu dem Karosseriebauteil angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Vorgehen ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Sensorik in einer Komponente des Karosseriebauteils eingebettet ist und eine Sichtprüfung auf eine spezifikationsgemäße Anordnung nicht möglich ist. Andererseits stellt das Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik auch nach einer Vielzahl von Jahren sicher, dass eine korrekte Anordnung vorliegt, sofern keine Signalisierung durch das Mittel zum Überprüfen abgegeben wird. Die gleichen Vorteile ergeben sich auch, wenn z.B. die Sensorik oder Teile des Karosseriebauteils in einem Reparaturfall ausgetauscht werden müssen. Die Systemzuverlässigkeit eines Personenschutzsystems kann auf diese Weise erheblich verbessert werden.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung bewirken die Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik ein Ansprechen der Sensorik auf eine Deformation, wenn kein Aufprall eines Objekts auf ein Karosseriebauteil vorliegt, wobei eine korrekte Einbaulage der Sensorik in dem Karosseriebauteil gegeben ist, wenn das Ansprechen der Sensorik innerhalb eines vorgegebenen Ansprechbereichs erfolgt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik eine definierte Deformation bzw. ein definiertes Ansprechen der Sensorik sicherstellen. Dieses Ansprechen erfolgt jedoch lediglich dann, wenn die Sensorik in einer korrekten Anordnung in und zu dem Karosseriebauteil ist. Ein Nicht-Ansprechen der Sensorik während eines Montagefalls oder nach einer Anzahl von Jahren bedeutet damit, dass keine korrekte Anordnung der Sensorik in und zu dem Karosseriebauteil vorliegt.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung bewirken die Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik die Umformung einer definierten Deformation der Sensorik in einen undeformierten Zustand der Sensorik, wobei eine korrekte Einbaulage der Sensorik in dem Karosseriebauteil gegeben ist, wenn keine Deformation der Sensorik feststellbar ist. Bei dieser Variante liegt somit ein konstruktiv inverser Fall zur ersten Variante vor. Vor dem Einbringen der Sensorik in das Karosseriebauteil liegt eine künstlich erzeugte Deformation vor. Ist die Sensorik zu diesem Zeitpunkt bereits an eine Auswerteeinheit angeschlossen, so signalisiert diese eine Deformation. Bei einem korrekten Einbau der Sensorik in das Karosseriebauteil wird die künstlich herbeigeführte De formation vollständig oder nahezu vollständig rückgängig gemacht. Die Mittel zum Überprüfen sind dabei derart ausgebildet, dass das Rückgängigmachen der Deformation lediglich dann erfolgt, wenn die korrekte Einbaulage erreicht ist. In allen anderen Fällen würde die Deformation vollständig oder zumindest teilweise beibehalten und zu einem Ansprechen der Sensorik, d.h. zu einer Signalisierung führen. Dies bedeutet, es liegt eine nicht korrekt eingebaute Sensorik vor.

In einer Ausbildung dieser zweiten Ausgestaltung ist die Sensorik mit einer Klammer versehen, die definierte Deformation der Sensorik bewirkt, wenn diese nicht in oder an dem Karosseriebauteil angeordnet ist. Die von der Klammer bewirkte Deformation ist im eingebauten Zustand der Sensorik in dem Karosseriebauteil durch das Mittel zum Überprüfen vollständig oder nahezu vollständig reversibel gemacht. Der konstruktive Aufbau der Klammer ist dabei prinzipiell unerheblich, solange diese für die gewünschte Deformation im nicht eingebauten Zustand sorgt. Ein weiteres Merkmal dieser Klammer besteht darin, dass die durch diese herbeigeführte Deformation vollkommen reversibel ist. Die Reversibilität wird durch das Zusammenwirken der Klammer mit dem Mittel zum Überprüfen bewirkt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Mittel zum Überprüfen eine Nase an dem Karosseriebauteil auf, die die Deformation der Sensorik oder ein Rückgängigmachen der definierten Deformation der Sensorik bewirkt. Die geometrische Gestalt der Nase und deren Abmaße sind dabei abhängig vom Sensortyp der Sensorik sowie von dessen genauer Ausgestaltung.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Mittel zum Überprüfen einen in der Sensorik angeordneten Positionssensor.

Der Positionssensor ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung funktionaler Bestandteil der Sensorik zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil bewirkten Deformation. Der Positionssensor kann jedoch auch einen von der Sensorik unabhängigen Sensor darstellen, der wahlweise in der gleichen oder einer anderen Sensortechnologie gefertigt ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Nase in Wirkverbindung mit dem Positionssensor steht. Dies ist gleichbedeutend mit einer korrekten Einbaulage der Sensorik in dem Karosseriebauteil. Besteht umgekehrt eine solche Wirkverbindung zwischen der Nase und dem Positionssensor nicht, so lässt dies auf einen nicht korrekten Einbau der Sensorik schließen. Aufgrund der zu erzielenden Wirkverbindung zwischen der Nase und dem Positionssensor sind diese beiden Komponenten hinsichtlich ihrer Größe und ihrer Ausgestaltung in geeigneter Weise aneinander angepasst.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, die Sensorik als faseroptischen Sensor mit einer Anzahl an Lichtwellenleitern auszubilden und den Positionssensor durch einen Lichtaustrittsbereich zumindest eines der Lichtwellenleiter zu schaffen. Das Vorsehen eines Lichtaustrittsbereichs kann dadurch bewirkt werden, dass eine die Lichtwellenleiter üblicherweise umgebende Ummantelung, z.B. mit einem Laser, entfernt wird. Bei einer Durchbiegung dieses Bereichs tritt ein Teil des durch die Lichtwellenleiter gesendeten Lichts im Bereich der Biegung aus und sorgt somit für eine geänderte Lichtintensität beim Lichtempfänger, wobei der Unterschied der Lichtintensitäten zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger durch eine Sensorelektronik detektierbar ist. Der mit der Nase in Wirkverbindung zu bringende Positionssensor kann somit auf einfachste Weise dadurch gebildet werden, dass im Bereich der Nase ein Lichtaustrittsbereich aus zumindest einem der Lichtwellenleiter geschaffen wird.

In einer anderen Ausgestaltung ist die Sensorik als druckempfindlicher Sensor, insbesondere als FSR (Force Sensing Resistor)-Sensor, mit einer Anzahl an Schaltern ausgebildet, und der Positionssensor ist durch zumindest einen der Schalter geschaffen. Das Mittel zum Überprüfen sorgt bei dieser Ausgestaltung bei korrekter Einbaulage für das Schließen wenigstens eines der Schalter der Sensorik. Dadurch ist es lediglich notwendig, die dem Positionssensor zugeordneten Schalter hinsichtlich ihres Ansprechens zu detektieren.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Karosseriebauteil ein Stoßfänger mit einer Stoßfänger-Außenhaut und einem Schaumkörper, wobei die Sensorik in den Schaumkörper eingelassen ist und einen definierten Abstand zu der Stoßfänger-Außenhaut aufweist. Das Karosseriebauteil kann jedoch auch ein beliebiges anderes Bauteil eines Fahrzeuges darstellen. Bevorzugt ist die Nase an die Stoßfänger-Außenhaut angeformt, wobei jedoch auch alternativ eine Integration in den Schaumkörper denkbar ist.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems. Dabei umfasst das Karosseriebauteil eine Stoßfänger-Außenhaut und einen Schaumkörper. Die Sensoranordnung umfasst eine Sensorik zum Erkennen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil bewirkten Deformation, wobei die von der Sensorik abgegebenen Signale einer Auswerteeinheit zuführbar sind, um Informationen über die Charakteristik des Aufpralls zu ermitteln, in Abhängigkeit dieser Informationen zumindest ein Schutzsystem des Fahrzeugs auslösbar ist, sowie Mittel zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik in und zu dem Karosseriebauteil. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anordnens der Sensorik in dem Schaumkörper zu einem Modul, das Anpressen des Moduls an die Stoßfänger-Außenhaut, bis das Mittel zum Überprüfen eine korrekte Anordnung der Sensorik zu der Stoßfänger-Außenhaut signalisiert und das Befestigen des Moduls an der Stoßfänger-Außenhaut, wenn die korrekte Anordnung signalisiert wird. Der letzte Schritt des Verfahrens ist dabei dahingehend zu verstehen, dass das Modul in der Position, in der die korrekte Anordnung signalisiert wird, an der Stoßfänger-Außenhaut mechanisch fixiert wird, so dass eine Relativbewegung der beiden Komponenten zueinander ausgeschlossen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, bereits während des Herstellungsprozesses während des Verbindens des Moduls mit der Stoßfänger-Außenhaut die korrekte Anordnung der Sensorik zu dem Karosseriebauteil zu überprüfen. Die Überprüfung könnte selbstverständlich auch nach dem Befestigen des Moduls an der Stoßfänger-Außenhaut erfolgen, wobei anhand der Signalisierung überprüft werden könnte, ob die Anordnung die gesetzten Anforderungen erfüllt oder nicht. Im letzten Fall wäre die Anordnung entweder als Ausschussteil zu behandeln oder eine Nacharbeit notwendig.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sensorik vor oder nach dem Anpressen des Moduls an die Stoßfänger-Außenhaut an die Auswerteeinheit angeschlossen, um die Signalisierung zu Überprüfen.

Anhand der nachfolgenden Figuren werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Karosseriebauteils in Form eines Stoßfängers in einer geschnittenen Draufsicht,
2 in einer vergrößerten Darstellung das Mittel zum Überprüfen der korrekten Anordnung einer Sensorik in dem Karosseriebauteil mit einem faseroptischen Sensor,
3 in einer vergrößerten Darstellung das Mittel zum Überprüfen der korrekten Anordnung einer Sensorik in dem Karosseriebauteil mit einem druckempfindlichen Sensor, und
4A, 4B eine weitere Ausführungsform des Mittels zum Überprüfen der korrekten Anordnung der Sensorik, wobei die Sensorik einmal vor der Anordnung an dem Karosseriebauteil und einmal nach der Anordnung an dem Karosseriebauteil gezeigt ist.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung in einer Draufsicht einen Schnitt durch einen Ausschnitt eines Stoßfängers 1 eines Kraftfahrzeugs. Der Stoßfänger 1 weist in bekannter Weise eine Stoßfänger-Außenhaut 2 auf, welche im Ausführungsbeispiel mit einem als Aufpralldämpfungselement dienenden Schaumkörper 3 mechanisch verbunden ist (die mechanische Verbindung ist in der Figur nicht dargestellt). Der Verbund aus Stoßfänger-Außenhaut 2 und Schaumkörper 3 ist über Befestigungselemente 6 mit einem Trägerelement 5 des Kraftfahrzeugs verbunden.
In weiterhin bekannter Weise ist ein sich über die gesamte Breite des Stoßfängers 1 erstreckende Sensorik 7 zwischen der Stoßfänger-Außenhaut 2 und dem Schaumkörper 3 angeordnet. In der Praxis, jedoch aus der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht ersichtlich, ist die Sensorik 7 in einer Nut des Schaumkörpers 3 angeordnet und wird durch den Schaumkörper 3 gegen die Stoßfänger-Außenhaut 2 gepresst. Die Tiefe der Nut, in welche die Sensorik 7 eingelassen ist, ist dabei derart gewählt, dass die Sensorik mit einem vorbestimmten Abstand unter Wahrung einer vorgegebenen Toleranz gegenüber der Stoßfänger-Außenhaut zum Liegen kommt.
Die Sensorik 7 ist in der Figur beispielhaft an ihrem linken Ende mit einer Sensorelektronik 9 verbunden, welche in einer Aussparung 4 des Schaumkörpers 3 angeordnet ist. Die Sensorelektronik 9 kann die Auswerteeinheit darstellen, die Informationen über die Charakteristik des Aufpralls ermittelt, um in Abhängigkeit dieser Informationen ein oder mehrere Schutzsysteme des Fahrzeugs auszulösen. Wenn die Sensorik 7 als fa seroptischer Sensor mit einer Anzahl an Lichtwellenleitern ausgebildet ist, so kann die Sensorelektronik 9 darüber hinaus Lichtsende- und Lichtempfangselemente enthalten. Nachdem der Aufbau eines faseroptischen Sensors aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt ist, wird an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet.
Die Einhaltung des vorgegebenen Abstands 10 innerhalb der vorgegebenen Toleranzen ist notwendig, um das bestimmungsgemäße Funktionieren der Sensorik im Falle eines Aufpralls eines Objekts auf den Stoßfänger 1 sicherstellen zu können.
Die Einhaltung des vorgegebenen Abstands 10 ist auch deshalb sinnvoll, da die Stoßfänger-Außenhaut 2 und der Schaumkörper 3 infolge von Temperaturschwankungen sowohl Ausdehnungen als auch Schrumpfungen unterworfen sind. Diese Temperaturschwankungen können dazu führen, dass auch der Abstand zwischen der Stoßfänger-Außenhaut 2 und der Sensorik 7 gewissen Schwankungen unterworfen ist, wobei jedoch der vorgegebene Toleranzbereich für das einwandfreie Funktionieren des Personenschutzsystems auch in solchen Situationen nicht verlassen werden darf, in denen Stoßfänger-Außenhaut 2 und Schaumkörper 3 einer maximalen Ausdehnung bzw. Schrumpfung unterworfen sind.
Um die Systemsicherheit des Personenschutzsystems unter allen erdenklichen Situationen sicherstellen zu können, ist somit eine sehr präzise Anordnung der Sensorik 7 zu der Stoßfänger-Außenhaut 2 notwendig. Um auf einfache Weise überprüfen zu können, ob die geforderte korrekte Anordnung vorliegt, ist als Mittel zum Überprüfen eine an der Stoßfänger-Außenhaut 2 angeformte Nase 11 vorgesehen, die im Falle einer korrekten Anordnung mit einem Positionssensor 8 der Sensorik 7 in Wirkverbindung steht. In einer anderen, in der 1 nicht dargestellten Variante, könnte die Nase 11 auch in dem Schaumkörper 3 integriert sein.
Bei dem Positionssensor 8 kann es sich um einen eigenständigen Sensor handeln, der unabhängig von der restlichen Sensorik 7 angesteuert und ausgewertet wird. Bevorzugt ist der Positionssensor 8 jedoch Teil der Sensorik und trägt auch zur Informationssammlung über eine Kollision mit einem Objekt auf den Stoßfänger bei.
Der genaue Aufbau und die Funktionsweise des Mittels zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik zu der Stoßfänger-Außenhaut 2 wird nachfolgend anhand der 2 bis 4 näher beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel der 2, welche in vergrößerter Darstellung das Mittel zum Überprüfen zeigt, ist die Sensorik 7 als faseroptischer Sensor mit mehreren Lichtwellenleitern ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der 3 ist die Sensorik durch einen druckempfindlichen Sensor, insbesondere einen so genannten FSR (Force Sensing Resistor)-Sensor gebildet. In diesen beiden Ausführungsbeispielen wird beim Anbringen der Sensorik an die Stoßfänger-Außenhaut 2 eine definierte Deformation der Sensorik erzeugt. Wird die Deformation im Bereich des Positionssensors 8 erzeugt, so kann dies durch den Positionssensor 8 signalisiert werden. Eine derartige Wirkverbindung lässt auf eine korrekte Anordnung der Sensorik 7 zu der Stoßfänger-Außenhaut 2 schließen.
Der Begriff der „korrekten Anordnung" ist dabei derart zu verstehen, dass der geforderte Abstand b zwischen der Stoßfänger-Außenhaut 2 und der Sensorik innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches d + x gelegen ist. Weiterhin ist sichergestellt, dass die Sensorik auch in lateraler Richtung korrekt zu der Stoßfänger-Außenhaut 2 angeordnet ist.
Der in den 2 und 3 gezeigte Zustand der Deformation entspricht somit dem gewünschten Ausgangszustand und stellt den „Nulloffset" dar, d.h. die mit der Sensorik verbundene Auswerteeinheit (nicht dargestellt) identifiziert diese Situation derart, dass keine Kollision mit einem Objekt vorliegt.
Im Falle eines faseroptischen Sensors gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 wird eine die Lichtwellenleiter umgebende Ummantelung im Bereich des Positionssensors, z.B. mittels eines Lasers, entfernt und somit eine „aktive Fläche" erzeugt. Steht der Positionssensor 8 in Wirkverbindung mit der Nase 11, so kann Licht aus diesem deformierten Bereich aus zumindest einem der Lichtwellenleiter austreten. Befindet sich der Positionssensor 8 nicht in Wirkverbindung mit der Nase, so ist dieser Bereich keiner Deformation unterworfen, und es tritt kein Licht aus dem Sensor aus. Die Auswerteeinheit detektiert dies und kann somit auf die korrekte Anordnung der Sensorik 7 zu der Stoßfänger-Außenhaut 2 schließen. Das Mittel zum Überwachen ist dabei in der Lage, sowohl eine Fehlpositionierung in Erstreckungsrichtung der Sensorik als auch den korrekten Abstand d zu ermitteln.
Im Falle eines spezifizierten Abstandes d weist die Sensorik im Bereich des Positionssensors 8 aufgrund der Abmaße der Nase eine ideale Auslenkung A1 auf. Mit variierendem Abstand d ändert sich auch die Auslenkung A1 und somit der Anteil des aus dem Positionssensor 8 austretenden Lichts. Eine gewisse Schwankung um die Auslenkung A1 wird dabei toleriert. Der Abstand d und damit die Größe der A1 können durch die Überwachung einer von der Sensorik abgreifbaren Spannung während des Einbaus der Sensorik an die Stoßfänger-Außenhaut 2 detektiert werden, da die Spannung sich mit dem aus der aktiven Fläche austretenden Lichtanteil verändert.
Wird ein spezifizierter Abstand d während des Montagevorgangs ermittelt, so wird die in dem Schaumkörper 3 gelegene Sensorik 7 an der Stoßfänger-Außenhaut 2 mechanisch fixiert, so dass ein Verrutschen weder in Erstreckungsrichtung der Sensorik noch senkrecht zu der Stoßfänger-Außenhaut 2 möglich ist. Dieses Vorgehen weist dabei den Vorteil auf, dass auch die Langzeitpositionierung durch das Mittel zum Überwachen, umfassend die Nase 11 und den Positionssensor 8, sichergestellt werden kann, indem der während der Montage ermittelte Spannungswert gespeichert und von Zeit zu Zeit mit neu ermittelten Spannungswerten verglichen wird.
Der in 2 nicht dargestellte Schaumkörper weist im Bereich der Nase 11 unter Umständen eine Ausnehmung auf, so dass die in der Figur gezeigte Deformation der Sensorik 7 ermöglicht wird. Dadurch ist sichergestellt, dass die Sensorik keinen Quetschungen unterworfen wird, welche gegebenenfalls die Funktionsfähigkeit beeinträchtigt.
Das gleiche Prinzip liegt auch dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 zugrunde, in dem die Sensorik jedoch als druckempfindlicher Sensor ausgebildet ist. Ein FSR-Sensor umfasst zwei Folien, auf die jeweils eine leitfähige Paste auf den gegenüberliegenden, einander zugewandten Seiten aufgebracht ist. Dazwischen ist eine Trennfolie mit einer Vielzahl an Durchbrüchen, die auch als Spacer bezeichnet werden, angeordnet. Im Falle einer Deformation, sei es durch die Nase 11 oder einen Aufprall eines Objekts auf die Stoßfänger-Außenhaut 2, werden die mit der leitfähigen Paste versehenen Folien aneinander gepresst, und geraten im Bereich der Durchbrüche bzw. Spacer in Kontakt zueinander, so dass ein sich ändernder Widerstandswert detektierbar ist. Das Sensorprinzip basiert damit auf der Ermittlung eines Widerstandswerts und dessen Überwachung.
Der Positionssensor 8 macht sich dieses Prinzip ebenfalls zunutze, wobei in dessen Bereich die Größe der Durchbrüche geändert, die Anzahl der Durchbrüche erhöht oder die Trennfolie vollständig entfernt sein kann.
Das Vorsehen der Nase 11 im Bereich des Positionssensors 8 sorgt für einen Druck auf der Sensorik 7, wobei Gegendruck durch den in der Figur nicht dargestellten Schaumkörper auf gebaut wird. Durch diese Deformation bzw. den erzeugten Druck wird ein veränderter Widerstandswert in diesem Bereich erzeugt, der durch die Auswerteeinheit detektiert wird.
Aufgrund des physikalisch unterschiedlichen Sensorprinzips zu dem faseroptischen Sensor kann die an dem Stoßfänger 2 angeformte Nase geringere Abmaße aufweisen, so dass eine Auslenkung A2 erzeugt wird, welcher kleiner ist als die Auslenkung A1 im Falle des faseroptischen Sensors.
In den 4A und 4B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das auf einem inversen Prinzip zu den in Verbindung mit 2 und 3 beschriebenen Beispielen basiert.
Die Sensorik 7 ist beispielhaft als faseroptischer Sensor ausgebildet und im Bereich des Positionssensors mit einer Klammer 12 versehen, welche zu der in 4A gezeigten Deformation führt, solange die Sensorik 7 nicht mit der Stoßfänger-Außenhaut 2 verbunden ist. Die Klammer 12, die lediglich schematisch angedeutet ist, kann prinzipiell beliebiger Natur sein, solange sichergestellt ist, dass eine an die geometrischen Abmaße der Nase 11 angepasste Deformation bewirkt ist.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß 2 braucht der Positionssensor 8 in diesem Falle von seiner Ummantelung nicht befreit zu werden. Wird der Positionssensor 8 nämlich in seiner korrekten Anbauposition mit der Nase 11 in Wirkverbindung gebracht (4B), so wird die durch die Klammer 12 bewirkte Deformation vollständig bzw. nahezu vollständig reversibel gemacht, so dass die Sensorik keinerlei Deformation unterworfen ist. Der korrekte Einbauzustand wird somit dadurch detektiert, dass die Sensorik im Bereich des Positionssensors 8 keinerlei Deformation unterworfen ist („Nulloffset"). Wird hingegen eine Deformation festgestellt, so deutet dies darauf hin, dass die korrekte Einbaulage noch nicht erreicht ist.
Die Erfindung wurde in den vorangegangenen Beispielen anhand eines Stoßfängers mit einer Stoßfänger-Außenhaut und einem Schaumkörper erläutert. Prinzipiell lässt sich das erfindungsgemäße Prinzip bei jedem beliebigen Karosseriebauteil eines Fahrzeuges anwenden, bei welchem die Deformation des Karosseriebauteils detektiert werden soll.
Mit der Erfindung ist sichergestellt, dass auch die nicht elektrischen funktionalen Größen eines Kontaktsensorsystems zum Fußgängerschutz oder zur Detektion eines Heckaufpralles kontinuierlich überwacht werden. Die Systemzuverlässigkeit des Personenschutzsystems wird dadurch immens erhöht.

Claims

Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil (1) eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems, mit einer Sensorik (7) zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil (1) bewirkten Deformation, wobei die von der Sensorik (7) abgegebenen Signale einer Auswerteeinheit zuführbar sind, um Informationen über die Charakteristik des Aufpralls zu ermitteln, in Abhängigkeit dieser Informationen zumindest ein Schutzsystem des Fahrzeugs auslösbar ist, wobei Mittel (8, 11) zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik (7) in und zu dem Karosseriebauteil (1) vorgesehen sind, und die Mittel (8,11) zum Überprüfen dazu ausgebildet sind, eine nicht korrekte Anordnung zu signalisieren.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8, 11) zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik (7) ein Ansprechen der Sensorik (7) auf eine Deformation bewirken, wenn kein Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil (1) vorliegt, wobei eine korrekte Einbaulage der Sensorik (7) in dem Karosseriebauteil (1) gegeben ist, wenn das Ansprechen der Sensorik (7) innerhalb eines vorgegebenen Ansprechbereichs erfolgt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8, 11) zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik (7) die Umformung einer definierten Deformation der Sensorik (7) in einen undeformierten Zustand der Sensorik bewirken, wobei eine korrekte Einbaulage der Sensorik (7) in dem Karosseriebauteil (1) gegeben ist, wenn keine Deformation der Sensorik (7) feststellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) mit einer Klammer (12) versehen ist, die die definierte Deformation der Sensorik (7) bewirkt, wenn diese nicht in oder an dem Karosseriebauteil (1) angeordnet ist, und die von der Klammer (12) bewirkte Deformation im eingebauten Zustand der Sensorik (7) in dem Karosseriebauteil (1) durch das Mittel (8, 11) zum Überprüfen vollständig oder nahezu vollständig reversibel gemacht ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (8, 11) zum Überprüfen eine Nase (11) an dem Karosseriebauteil (1) aufweist, die die Deformation der Sensorik (7) oder ein Rückgängigmachen der definierten Deformation der Sensorik (7) bewirkt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (8, 11) zum Überprüfen einen in der Sensorik (7) angeordneten Positionssensor (8) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (8) funktionaler Bestandteil der Sensorik (7) zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil (1) bewirkten Deformation ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (8) ein von der Sensorik (7) unabhängiger Sensor ist.
Anordnung nach Anspruch 5 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (11) in Wirkverbindung mit dem Positionssensor (8) steht.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) als Faseroptischer Sensor mit einer Anzahl an Lichtwellenleitern ausgebildet ist und der Positionssensor (8) durch einen Lichtaustrittsbereich zumindest eines der Lichtwellenleiter geschaffen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) als druckempfindlicher Sensor, insbesondere als FSR-Sensor, mit einer Anzahl an Schaltern ausgebildet ist und der Positionssensor (8) durch zumindest einen der Schalter geschaffen ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosseriebauteil (1) ein Stoßfänger mit einer Stoßfänger-Außenhaut (2) und einem Schaumkörper (3) ist, wobei die Sensorik (7) in den Schaumkörper (3) eingelassen ist und einen definierten Abstand zu der Stoßfänger-Außenhaut aufweist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (11) an die Stoßfänger-Außenhaut (2) angeformt ist.
Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil (1) eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems, wobei das Karosseriebauteil (1) eine Stoßfängeraußenhaut (2) und einen Schaumkörper (3) aufweist und die Sensoranordnung umfasst: – eine Sensorik (7) zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Karosseriebauteil (1) bewirkten Deformation, wobei die von der Sensorik (7) abgegebenen Signale einer Auswerteeinheit zuführbar sind, um Informationen über die Charakteristik des Aufpralls zu ermitteln, in Abhängig keit dieser Informationen zumindest ein Schutzsystem des Fahrzeugs auslösbar ist, sowie – Mittel (8,11) zum Überprüfen der mechanisch korrekten Anordnung der Sensorik (7) in und zu dem Karosseriebauteil, mit den Schritten: – Anordnen der Sensorik (7) in dem Schaumkörper (3) zu einem Modul, – Anpressen des Moduls an die Stoßfänger-Außenhaut (2), bis das Mittel (8,11) zum Überprüfen eine korrekte Anordnung der Sensorik zu der Stoßfänger-Außenhaut (2) signalisiert, – Befestigen des Moduls an der Stoßfänger-Außenhaut (2), wenn die korrekte Anordnung signalisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) vor oder nach dem Anpressen des Moduls an die Stoßfänger-Außenhaut (2) an die Auswerteeinheit angeschlossen wird, um die Signalisierung zu überprüfen.