DE102006013946A1

DE102006013946A1 - Aufprallmessvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102006013946A1
Application number: DE200610013946
Authority: DE
Inventors: Thomas Görnig
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-04

Abstract

Es wird eine Aufprallmessvorrichtung für Fahrzeuge mit zumindest einem mechanischen Aufprallfänger und zumindest einem Sensor zum Messen der Aufprallkräfte vorgeschlagen, wobei der/die Sensor(en) von der Fahrzeugaußenfläche zurückversetzt angeordnet ist/sind und zumindest ein Kraftweiterleitungsmittel vorgesehen ist, welches mit dem Aufprallfänger verbunden ist und die Aufprallkräfte zu dem/den Sensor(en) weiterleitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufprallmessvorrichtung für Fahrzeuge.
Aufprallmessvorrichtungen dienen der frühzeitigen Bewertung der Stärke eines Zusammenstosses mit anderen Fahrzeugen oder anderen Kollisionsobjekten. Auf Grundlage der Signale der Aufprallmessvorrichtungen können bspw. Sicherheitssysteme für Fahrzeuginsassen ausgelöst werden.
Bei zukünftigen Kraftfahrzeugen ist immer stärker darauf zu achten, dass auch die schwächeren Verkehrsteilnehmer, insbesondere die Fußgänger, besser in den Schutzumfang miteinbezogen bzw. berücksichtigt werden. Aus diesem Grunde werden vermehrt so genannte Fußgängerschutzsysteme im Fahrzeug integriert. Da ein Fußgänger gegenüber einem anderen Kollisionsobjekt, wie einem anderen Fahrzeug, eine relative geringe Masse besitzt, ist es erforderlich, dass die Sensoren zur Erkennung eines Fußgängers als Kollisionsobjekt, relativ sensibel und relativ weit außen an der Fahrzeughaut angebracht sind. Damit sind diese aber stark gefährdet, bei einer Kollision mit anderen Fahrzeugen frühzeitig zerstört zu werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Aufprallmessvorrichtung anzugeben, die geeignet ist, sowohl Fußgängerschutzsysteme als auch Insassenschutzsysteme mit Signalen zu versorgen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, eine Aufprallmessvorrichtung geeignet als Fußgänger Aufprallschutzsystem und ein System zur Auslösung der Insassenschutzsysteme zu implementieren. Diese Erfindung besteht aus einem Sensor mit zumindest einem mechanischen Aufprallfänger und zumindest einem Kraftweiterleitungsmittel, welches mit dem Aufprallfänger verbunden ist und die Aufprallkräfte zu dem/den Sensoren weiterleitet. Mindestens ein Sensor wird zum Messen der Aufprallstärke verwendet, wobei der/die Sensoren) von der Fahrzeugaußenfläche zurückversetzt angeordnet sind.
Durch Strukturoptimierung, d.h. geeignete Konstruktion von Aufprallfänger und Kraftweiterleitungsmittel sowie deren Positionierung und Lagerung zur Gewährleistung einer verlustarmen Aufnahme und Weitergabe der Kräfte an die zurückversetzte Sensoranordnung einerseits bei gleichzeitig gutem Schutz für den Insassen andererseits lässt sich die Aussagequalität des Signals des einen gemeinsamen Sensors für beide Anwendungsgebiete sehr nahe an die Aussagequalität bei zwei separaten Sensoren heranbringen, wie dies Tabelle 1 veranschaulichen soll.
Tabelle 1
Die Aufprallmessvorrichtung erzeugt vorzugsweise mit zumindest einem Sensor zwei Ausgangssignale, welche den Messwert in zwei voneinander zumindest teilweise unterschiedlichen Messbereichen wiedergeben (Tabelle 2). Der erste Messbereich ist auf einem zur Erkennung eines Fußgängerzusammenstoßes typischen Aufprallstärkebereiche ausgerichtet. Der zweite Messbereich zur Erkennung eines Zusammenstoßes der für die Auslösung von Insassenschutzmitteln demgegenüber schweren stehenden oder bewegten Objekten ausgerichtet ist. Dieses kann nach mehreren Möglichkeiten/Methoden erfolgen. Die Aufprallmessvorrichtung ist vorzugsweise umschaltbar zwischen einem ersten Messbereich und einem zweitem, demgegenüber höheren Messbereich der Aufprallstärke.
Des Weiteren besitzt die Aufprallmessvorrichtung in einer bevorzugten Weiterentwicklung zumindest einen Sensor, der eine nichtlineare Kennlinie aufweist. Abgebildet wird diese Kennlinie über Messwerte in einem ersten Messbereich der Aufprallstärke, die mit einem ersten Faktor verstärkt bzw. gedämpft werden und einem zweiten, demgegenüber höheren Messbereich der die Messwerte der Aufprallstärke mit einem zweiten, vom ersten verschiedenem Faktor verstärkt bzw. dämpft (Tabelle 2).
Tabelle 1
Der Kompromiss der einheitlichen Messbereichsdynamik für zwei unterschiedliche Applikationen kann als weiterer erfindungsgemäßer Gedanke dadurch Kompensiert werden, indem das Ausgangssignal entsprechend aufbereitet wird, so dass dieses für beide Applikationen die benötigte Ausgangsempfindlichkeit darstellt.
Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, kann dieses dadurch erfolgen, dass die Sensorausgangssignale unterschiedlich verstärkt (→ unterschiedliche Empfindlichkeit/Ausgangsdynamik) werden, und diese Signale entweder an zwei getrennten Ausgängen oder an einem Ausgang gemultiplext ausgegeben werden. Als weitere Alternative kann auch eine nichtlineare Kennlinie verwendet werden, um beispielsweise den gemeinsamen Ausgang (z.B. 5 Volt-Bereich) an die beiden typischen Beschleunigungsbereiche der unterschiedlichen Crasharten anzupassen.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigen:
1: Aufprallmesssystem mit zwei Upfrontsensoren (1.1) und (1.2) für Fußgänger und Fahrzeugkollisionen
2: Aufprallmesssystem mit einem Upfrontsensor (2.2) in Stosssfänger (2.2) und Front
3: Anbringung von Aufprallfänger, Kraftweiterleitungsmittel und Sensor im Fahrzeug
4: alternative Anbringung von Aufprallfänger, Kraftweiterleitungsmittel und Sensor im Fahrzeug unter Verwendung einer Crashbox als Deformationselement
1 zeigt einen seitlichen Frontteilausschnitt eines Fahrzeugs 5, gemäß dem Stand der Technik, mit einem Upfrontsensor (1.1), welcher als Fußgängererkennungssensor ausgebildet ist und eine Messbereichsdynamik von ca. 20 g aufweist. Wie aus der 1 weiter zu entnehmen ist, ist ein weiterer Upfrontsensor (1.2) im Motorraumbereich angebracht, welcher eine Messbereichsdynamik von ca. 100 g aufweist, damit das allgemeine Auslöseverhalten bei einem herkömmlichen Fahrzeug-/Fahrzeugcrash optimiert werden kann.
Die beiden Upfrontsensoren (1.1) und (1.2) werden dem (nicht näher funktional erläuterten) Zentralsteuergerät (1.3) (ECU) zugeführt. Nachteilig bei dieser Realisierung ist, dass im Frontbereich des Fahrzeuges zwei Upfrontsensoren untergebracht werden müssen, welches neben den Sensorkosten auch Verkabelungskosten mit sich bringt.
In 2 ist nun die Sensorrealisierung des Sicherheitssystems in der Frontalansicht des Fahrzeugs mit nur einem Sensorentyp dargestellt. Anstatt zwei getrennter Upfrontsensoren wird ein einziger Sensor (2.1) vorgeschlagen, welcher für beide Applikationen die entsprechenden (Ausgangs-) Signale bereitstellen kann, wobei der Einbauort hierbei derart zu wählen ist, dass der Upfrontsensor (2.1) bei einem Fahrzeug-/Fahrzeugcrash nicht sofort bei der ersten Kontaktaufnahme der Fahrzeuge einer Belastung ausgesetzt wird, welche zu einer Zerstörung des Sensors führen würde.
Dazu ist der mechanische Aufprallfänger 2.2 mit einem Kraftweiterleitungsmittel 2.3 verbunden, welches die Aufprallkräfte zu dem/den Sensoren 2.1 weiterleitet.
Der Sensor 2.1 erzeugt vorzugsweise zwei Ausgangssignale, welche den Messwert in zwei voneinander zumindest teilweise unterschiedlichen Messbereichen wiedergeben und über die dargestellte Signalleitung an das Steuergerät 2.4 für die Signalauswertung und Ansteuerung der Sicherheitssysteme weiterleiten. Der erste Messbereich ist bspw. auf einem zur Erkennung eines Fußgängerzusammenstoßes typischen Aufprallstärkebereiche und der zweite Messbereich zur Erkennung einer die Auslösung von Insassenschutzmitteln erfordernden Zusammenstoß mit demgegenüber schweren stehenden oder bewegten Objekten ausgerichtet und das Steuergerät erzeugt entsprechende Ansteuerbefehle in Abhängigkeit der Signale des Sensors 2.1.
3 zeigt nun noch eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Anbringung im Fahrzeug, bei welcher der Sensor 2.1 auf einem mechanisch stabilen Halter im Fahrzeug befestigt ist und das Kraftweiterleitungsmittel 2.3 mit diesem verbunden unmittelbar die Kraft auf den Sensor 2.1 weitergibt, welche in das Kraftweiterleitungsmittel 2.3 vom Aufprallfänger 2.2 aus eingekoppelt wird.
In 4 wird eine dazu alternative Ausgestaltung gewählt, bei der eine sogenannte Crashbox verwendet wird, die eine definierte Energie durch Verformung aufnimmt. Derartige Crashboxen ermöglichen bei leichteren Unfällen, dass es zu keiner Verformung der gesamten Karosserie kommt, sondern nur die Crashbox ausgetauscht werden muss. Die Crashbox 2.6 ist dabei vorzugsweise so gestaltet, dass die Kräfte über das Kraftweiterleitungsmittel 2.3 weiterhin weitgehend ungehindert an den Sensor weitergeleitet werden können. Dazu ist das Kraftweiterleitungsmittel 2.3 beispielsweise innerhalb der Crashbox angeordnet.

1.1: Upfrontsensor S1 (1) für den Aufprall mit Fahrzeugen bzw. stehenden Objekten
1.2: Upfrontsensor S2 (1) für den Aufprall mit Fußgängern
1.3: ECU (1): Steuergerät für die Signalauswertung und Ansteuerung der Sicherheitssysteme
2.1: Upfrontsensor S3 (2) für den Aufprall mit beliebigen Objekten
2.2: Aufprallfänger (2) in der Fahrzeugfront
2.3: Kraftweiterleitungsmittel (2) im Stossfänger
2.4: ECU (2): Steuergerät für die Signalauswertung und Ansteuerung der Sicherheitssysteme
2.5: Halter für den Sensor
2.6: Crashbox als Deformationselement

Claims

Aufprallmessvorrichtung für Fahrzeuge, a) mit zumindest einem mechanischen Aufprallfänger b) zumindest einem Sensor (2.1) zum Messen der Aufprallstärke, wobei der/die Sensoren) von der Fahrzeugaußenfläche zurückversetzt angeordnet sind c) zumindest ein Kraftweiterleitungsmittel (2.3) vorgesehen ist, welches mit dem Aufprallfänger (22) verbunden ist und die Aufprallkräfte zu dem/den Sensoren (2.1) weiterleitet.
Aufprallmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Sensor (2.1) zwei Ausgangssignale erzeugt, welche den Messwert in zwei voneinander zumindest teilweise unterschiedlichen Messbereichen wiedergeben.
Aufprallmessvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, wobei der Messbereich zumindest eines Sensors (2.1) zwischen einem ersten Messbereich und einem zweitem, demgegenüber höheren Messbereich und einem zweiten, demgegenüber höheren Messbereich der Aufprallstärke umschaltbar ist.
Aufprallmessvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, wobei zumindest ein Sensor (2.1) eine nichtlineare Kennlinie aufweist, dergestalt dass Messwerte in einem ersten Messbereich der Aufprallstärke mit einem ersten Faktor verstärkt bzw. gedämpft werden und einem zweiten, demgegenüber höheren Messbereich der Aufprallstärke die Messwerte mit einem zweiten, vom ersten verschiedenem Faktor verstärkt bzw. gedämpft werden
Aufprallmessvorrichtung nach einem der vorgegebenen Ansprüche, wobei der erste Messbereich auf einem zur Erkennung eines Fußgängerzusammenstoßes typischen Aufprallstärkebereiche und der zweite Messbereich zur Erkennung einer die Auslösung von Insassenschutzmitteln erfordernden Zusammenstoß mit demgegenüber schweren stehenden oder bewegten Objekten ausgerichtet ist