DE102005018588A1 - Sensor arrangement on vehicle body part to control passenger protection system whereby sensor detects deformation of body by crashing object, emits signals to unit to evaluate nature of said crash and release protection system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems, mit einer Sensorik zum Erfassen einer durch den Aufprall eines Objekts auf das Fahrzeug 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 Fahrzeuges auslösbar ist.The The invention relates to a sensor arrangement in a body component a vehicle for controlling a personal protection system, with a sensor for detecting a by the impact of an object on the vehicle caused deformation, which by the sensor emitted signals of an evaluation unit can be fed to information about the Characteristics of the impact to be determined, depending on This information is at least a protection system of the vehicle can be triggered.
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. Zur Vermeidung schwerer Verletzungen existieren deshalb eine Reihe verschiedener Schutzsysteme, welche nach Detektion eines Fußgängeraufpralls zum Schutz des Fußgängers und/oder der Fahrzeuginsassen aktiviert werden.comes it's a clash between a vehicle and a pedestrian, so pull this in many cases serious injuries to the pedestrian, sometimes deadly could be. Therefore, there are a number of ways to avoid serious injuries various protection systems, which after detection of a pedestrian impact to protect the pedestrian and / or the vehicle occupants are activated.
Bei diesem Schutzsystem ist es erforderlich, dass ein Aufprall innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne durch die Sensorik der Sensoranordnung registriert und zur Auswertung einer Auswerteeinheit zugeführt wird. In der Praxis ist die Zeitspanne, innerhalb der ein Aufprall durch die Sensorik detektiert wird, von den Umgebungsbedingungen, insbesondere der Umgebungstemperatur, abhängig. Nachdem die Ansprechcharakteristik in einer Sensoranordnung auf einen typischen Aufprall und auf typische Umgebungsbedingungen ausgelegt ist, können Abweichungen von diesen typischen Umgebungsbedingungen unter Umständen zu einem verspäteten Ansprechen der Sensorik führen, wodurch der Schutz für den Fußgänger und/oder die Insassen nicht mehr optimal ist. Andererseits kann bereits der Aufprall eines von einer Person unterschiedlichen Objekts, z.B. einem Stein oder einem Ball, zu einem Ansprechen der Sensorik und zu einem unnötigen Auslösen des Personenschutzsystems führen.at This protection system requires an impact within a predetermined period of time by the sensor system of the sensor arrangement registered and fed to the evaluation of an evaluation. In practice, the time span within which an impact is due the sensor is detected, of the environmental conditions, in particular the ambient temperature, depending. After the response in a sensor array on a typical impact and designed for typical environmental conditions is, can Deviations from these typical environmental conditions may apply a late one Trigger the sensor, thereby protecting for the pedestrian and / or the inmates is no longer optimal. On the other hand, already the Impact of an object different from a person, e.g. one Stone or a ball, to a responsiveness of the sensory and to a unnecessary Trigger of the personal protection system.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoranordnung anzugeben, welche auch bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen eine definierte Ansprechcharakteristik beibehält, wodurch insgesamt eine erhöhte Zuverlässigkeit der Sensoranordnung geschaffen werden kann.It is therefore an object of the present invention, a sensor arrangement specify which, even under different environmental conditions defined response characteristic maintains, making a total of increased reliability the sensor arrangement can be created.
Diese Aufgabe wird mit einer Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These Task is with a sensor arrangement with the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Bei einer gattungsgemäßen Sensoranordnung ist erfindungsgemäß ein Übertragungs- und Kompensationsmittel vorgesehen, das die im Falle eines Aufpralls auf das Karosseriebauteil wirkende Kraft auf die Sensorik überträgt und das ein zu dem Karosseriebauteil angepasstes Temperaturverhalten aufweist, um Temperatureinflüsse auf die Ansprechcharakteristik der Sensoranordnung zu kompensieren.at a generic sensor arrangement According to the invention, a transmission and compensating means provided in the event of an impact transmits to the force acting on the body component force on the sensors and the has a temperature behavior adapted to the body component, around temperature influences to compensate for the response of the sensor array.
Durch das Übertragungs- und Kompensationsmittel wird die auf die Sensorik übertragene Kraft entsprechend den herrschenden Umgebungsbedingungen variiert. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere stark unterschiedliche Umgebungstemperaturen das elastische Verhalten des Karosseriebauteils und damit die Ansprechcharakteristik der Sensoranordnung in unerwünschter Weise beeinflussen können. So wird das Karosseriebauteil bei tiefen Umgebungstemperaturen, beispielsweise unterhalb von –10°C, derart steif, dass die durch einen Aufprall verursachte Verformung des Karosseriebauteils unter Umständen nicht mehr ausreichend groß ist, um einen auslegungsgemäß zu überbrückenden Deformationsweg bis zum Ansprechen der Sensorik zu überbrücken. Sofern die Sensorik überhaupt auf die Deformation, d.h. auf die auf das Karosseriebauteil ausgeübte Kraft, reagiert, so ist die Zeitspanne vom ersten Aufprall bis zur Detektion durch die Sensorik je doch größer. Im Gegensatz dazu wird das Karosseriebauteil bei hohen Temperaturen, z.B. oberhalb von 50°C, gegenüber Normalbedingungen deutlich nachgiebiger, so dass ein Aufprall innerhalb einer kürzeren Zeitspanne durch die Sensorik wahrgenommen wird. Weiterhin führt die erhöhte Nachgiebigkeit auch dazu, dass bereits der Aufprall eines Balles oder eines größeren Steines zum Ansprechen der Sensorik führen könnte.By the transmission and compensation means is transferred to the sensor Force varies according to the prevailing environmental conditions. The invention is based on the finding that in particular strongly different ambient temperatures the elastic behavior of the body component and thus the response of the Sensor arrangement in unwanted Way can influence. So the body part is at low ambient temperatures, for example, below -10 ° C, such stiff, that caused by an impact deformation of the Body components under certain circumstances is no longer big enough, to a design to be bridged Deformation path to the response of the sensors to bridge. Provided the sensors at all on the deformation, i. on the force exerted on the body component, responds, so is the time from the first impact to detection but ever larger due to the sensors. in the In contrast, the body component is heated at high temperatures, e.g. above 50 ° C, across from Normal conditions significantly more forgiving, so that an impact within a shorter one Time span is perceived by the sensors. Furthermore, the leads increased Giving also to that already the impact of a ball or a larger stone to Trigger the sensor could.
Das Vorsehen des Übertragungs- und Kompensationsmittels kompensiert diese beschriebenen Effekte über einen weiten Temperaturbereich von ca. –40°C bis +85°C nahezu vollständig, da dieses ein zu dem Karosseriebauteil angepasstes Temperaturverhalten aufweist, wodurch Temperatureinflüsse auf die Ansprechcharakteristik der Sensoranordnung kompensiert werden können.The Provision of the transmission and compensating means compensates for these effects described above wide temperature range of about -40 ° C to + 85 ° C almost completely, since this is a temperature behavior adapted to the body component has, whereby temperature influences on the response characteristic the sensor arrangement can be compensated.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Übertragungs- und Kompensationsmittel eine in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur variierende Steifigkeit aufweist, wobei die Steifigkeit des Übertragungs- und Kompensationsmittels mit zunehmender Umgebungstemperatur abnimmt und mit abnehmender Temperatur zunimmt. Da das Übertragungs- und Kompensationsmittel im Falle eines Aufpralls die auf das Karosseriebauteil wirkende Kraft auf die Sensorik überträgt, kann die Kraft in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur variabel, d.h. stärker oder schwächer, an die Sensorik weitergegeben werden. Das Übertragungs- und Kompensationsmittel verteilt den Druck eines Aufpralls flächig auf die Sensorik, wodurch einerseits eine verbesserte Abgrenzung hinsichtlich der Auslösung von Objekten, die keinen Fußgänger darstellen, ermöglicht wird. Andererseits versteift sich das Übertragungs- und Kompensationsmittel bei tiefen Temperaturen, wodurch der auf das Karosseriebauteil ausgeübte Druck unmittelbar an die Sensorik weitergegeben wird, wodurch im Ergebnis die Empfindlichkeit der Sensoranordnung erhöht wird. Bei hohen Temperaturen hingegen wird das Übertragungs- und Kompensationsmittel nachgiebig, wodurch nur ein geringer Teil der auf das Karos seriebauteil wirkenden Kraft an die Sensorik weitergegeben wird und im Ergebnis die Empfindlichkeit der Sensoranordnung herabgesetzt wird. Durch dieses Temperaturverhalten des Übertragungs- und Kompensationsmittels werden die Temperatureigenschaften des Karosseriebauteils weitgehend kompensiert, wodurch die Ansprechcharakteristik der Sensoranordnung über einen weiten Temperaturbereich innerhalb der vorgegebenen Spezifikation gehalten werden kann.According to a preferred embodiment it is provided that the transmission and compensation means has a varying depending on the ambient temperature stiffness, wherein the rigidity of the transmission and compensation means decreases with increasing ambient temperature and increases with decreasing temperature. Since the transmission and compensation means transmits the force acting on the body component force on the sensor in the event of an impact, the force depending on the ambient temperature variable, ie stronger or weaker, to the Sensors are passed. The transmission and compensation means spreads the pressure of an impact flat on the sensor, which on the one hand, an improved delimitation in terms of triggering objects that are not pedestrian, is possible. On the other hand, the transmission and compensation means stiffened at low temperatures, whereby the pressure exerted on the body component pressure is transmitted directly to the sensor, whereby the sensitivity of the sensor arrangement is increased as a result. At high temperatures, however, the transmission and compensation means is yielding, whereby only a small part of the serially acting on the body component force is transmitted to the sensor and the result is the sensitivity of the sensor arrangement is reduced. By this temperature behavior of the transmission and compensation means, the temperature characteristics of the body component are largely compensated, whereby the response characteristic of the sensor assembly over a wide temperature range can be maintained within the specified specification.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei Unterschreiten einer ersten Grenztemperatur die Steifigkeit des Übertragungs- und Kompensationsmittels größer als die Steifigkeit des Karosseriebauteils ist und dass bei Überschreiten einer zweiten Grenztemperatur die Steifigkeit des Übertragungs- und Kompensationsmittels kleiner als die Steifigkeit des Karosseriebauteils ist. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass das Temperaturverhalten des Übertragungs- und Kompensationsmittels nicht nur an das Temperaturverhalten des Karosseriebauteils angepasst ist, sondern dass das Verhalten hinsichtlich Steifigkeit und Nachgiebigkeit bei Überschreiben jeweiliger Temperaturgrenzwerte sogar darüber hinausgeht. Hierdurch ist in besonderem Maße möglich, die spezifizierte Ansprechcharakteristik auch bei extremen Umgebungsbedingungen aufrechtzuerhalten.According to one Another advantageous embodiment is provided that falls below a first limit temperature, the stiffness of the transmission and compensating agent greater than the rigidity of the body component is and that when exceeded a second limit temperature, the stiffness of the transmission and compensating means smaller than the rigidity of the body component is. In other words this means that the temperature behavior of the transmission and compensation means not only adapted to the temperature behavior of the body component but that's the behavior in terms of stiffness and compliance when overwriting respective temperature limits even exceeds this. This is in particular possible, the specified response even under extreme environmental conditions maintain.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind dabei die erste und/oder die zweite Grenztemperatur des Übertragungs- und Kompensationsmittels einstellbar zur Festlegung der Ansprechcharakteristik der Sensoranordnung. Die Ansprechcharakteristik einer herkömmlichen Sensoranordnung kann durch Positionierung der Sensorik in dem Karosseriebauteil sowie der Materialien des Karosseriebauteils konstruktiv beeinflusst werden. Um dieser Ansprechcharakteristik im Rahmen der Erfindung Rechnung tragen zu können, kann das Übertragungs- und Kompensationsmittel auf jeweilige Ansprechcharakteristiken eingestellt werden, indem sein Verhalten hinsichtlich Steifigkeit und Nachgiebigkeit entsprechend gewählt wird. Weitere Parameter sind dabei die geeignete Wahl der ersten und/oder zweiten Grenztemperatur.In a particularly advantageous embodiment are the first and / or the second limit temperature of the transmission and compensation means adjustable for determining the response characteristic of the sensor arrangement. The Response characteristic of a conventional sensor arrangement can by positioning the sensor in the body component as well the materials of the body component are structurally influenced. To account for this response in the context of the invention to be able to carry can the transmission and compensation means are set to respective response characteristics be by his behavior regarding stiffness and compliance selected accordingly becomes. Other parameters are the appropriate choice of the first and / or second limit temperature.
Das Übertragungs- und Kompensationsmittel ist bevorzugt durch eine Polsterelement, insbesondere ein Gelpolster oder ein Kunststoffpolster, gebildet. Ein Gelpolster weist den Vorteil auf, dass dieses, je nach Umgebungstemperatur, Zustände zwischen „unverformbar" und „flüssig" annehmen kann. Dadurch kann das Temperaturverhalten des Karosseriebauteils über einen weiten Temperaturbereich zwischen ca. –40°C und ca. +85°C problemlos kompensiert werden. Entsprechendes lässt sich auch mit geeigneten Kunststoffen bewerkstelligen.The transmission and compensating means is preferably a cushioning element, in particular a gel pad or a plastic pad formed. A gel pad has the advantage that, depending on the ambient temperature, conditions between "undeformable" and "liquid". Thereby can the temperature behavior of the body component over a Wide temperature range between about -40 ° C and about + 85 ° C easily be compensated. The same can be done with suitable Accomplish plastics.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Karosseriebauteil aus einem Werkstoffverbund aus einer Stoßfänger-Außenhaut und einem Aufpralldämpfungselement, z.B. einem Schaumkörper, gebildet ist, in welchem die Sensorik angeordnet ist, und das Temperaturverhalten des Übertragungs- und Kompensationsmittels insbesondere zu dem Aufpralldämpfungselement angepasst ist.A Further training provides that the body component from a composite material from a bumper outer skin and an impact attenuation element, e.g. a foam body, is formed, in which the sensor is arranged, and the temperature behavior of the transmission and compensation means, in particular to the impact attenuation element is adjusted.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Übertragungs- und Kompensationsmittel in einer Aussparung des Aufpralldämpfungselements zwischen der Stoßfänger-Außenhaut und der Sensorik angeordnet ist.Farther It is foreseen that the transmission and compensation means in a recess of the impact attenuation element between the bumper outer skin and the sensor is arranged.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Übertragungs- und Kompensationsmittel die Sensorik über deren gesamte Breite des Karosseriebauteils überdeckt.It is further preferred when the transmission and compensation means the sensors over covers the entire width of the body component.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der einzigen Figur näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment in the single Figure explained in more detail.
Die
Figur zeigt in geschnittener Darstellung einen Ausschnitt eines
Karosseriebauteils
Die
Tiefe der Aussparung
Zur
Vermeidung dieser Problematik ist in der Aussparung
Bei
dem Übertragungs-
und Kompensationsmittel
Bei
tiefen Umgebungstemperaturen versteift sich das Übertragungs- und Kompensationsmittel, wodurch
die auf den Stoßfänger
Bei
hohen Umgebungstemperaturen hingegen wird das Übertragungs- und Kompensationsmittel
nachgiebig, unter Umständen
sogar flüssig,
so dass die auf den Stoßfänger
Die Ansprechcharakteristik der Sensoranordnung kann durch das Übertragungs- und Kompensationsmittel weiterhin in vorteilhafter Weise eingestellt werden. Dies könnte z.B. durch die Wahl der Materialien des Übertragungs- und Kompensationsmittels erfolgen. Insbesondere ist es möglich, ein Material des Übertragungs- und Kompensationsmittels zu wählen, welches bei Überschreiten einer ersten Grenztemperatur, z.B. 50°C, eine Steifigkeit aufweist, welche größer ist als die Steifigkeit des Stoßfängers. Ebenso kann das Material so gewählt werden, dass bei Überschreiten einer zweiten Grenztemperatur, z.B. –10°C, die Steifigkeit des Übertragungs- und Kompensationsmittels kleiner als die Steifigkeit des Karosseriebauteils ist.The The response characteristic of the sensor arrangement can be determined by the transmission and compensating means continue to be set advantageously become. this could e.g. by the choice of the materials of the transmission and compensation agent respectively. In particular, it is possible a material of the transmission and compensation means to choose which when crossing a first limit temperature, e.g. 50 ° C, has a rigidity which is larger as the stiffness of the bumper. As well the material can be chosen like this be that when crossing a second limit temperature, e.g. -10 ° C, the rigidity of the transmission and compensating means smaller than the rigidity of the body component is.
Ein
weiterer Parameter zur Beeinflussung der Ansprechcharakteristik
der Sensoranordnung besteht in der Wahl der geometrischen Abmaße des Übertragungs-
und Kompensationsmittels
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Sensoranordnung bereitgestellt, welche eine zuverlässige Sensierung eines Aufpralls über einen weiten Temperaturbereich ermöglicht, wobei die Ansprechcharakteristik über diesen Temperaturbereich weitestgehend konstant gehalten werden kann.With The present invention provides a sensor arrangement, which is a reliable one Sensing an impact over allows a wide temperature range, the response characteristic over this Temperature range can be kept largely constant.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL SAFETY ENGINEERING INTERNATIONAL G, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111101 |