-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung und ein Verfahren
zum Auslösen
einer Rückhaltevorrichtung
eines Fahrzeugs bei einem Aufprall.
-
Stand der
Technik
-
Zum
Erkennen eines Seitenaufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug werden üblicherweise Drucksensoren
in die Fahrzeugtür
eingebaut, die beim Seitenaufprall ein entsprechendes Drucksignal abgeben.
Die Drucksignale werden einer im Fahrzeug eingebauten Auswertevorrichtung
zugeführt, die
die Drucksignale auswertet und bei Bedarf eine Rückhaltevorrichtung des Fahrzeugs
auslöst.
Beispiele von Rückhaltevorrichtungen
sind Airbags oder Gurtstraffer. Um ein unbeabsichtigtes Auslösen der Rückhaltevorrichtung
zu verhindern, löst
nur dann die Auswertevorrichtung die Rückhaltevorrichtung aus, wenn
ein zweites Signal ebenfalls auf einen Aufprall schließen lässt. Das
zweite Signal ist üblicherweise
ein Beschleunigungssignal eines Beschleunigungssensors, der die
Beschleunigung des Fahrzeugs misst und zentral im Fahrzeug eingebaut
ist.
-
Die
DE 103 09 713 A1 offenbart
eine Drucksensoranordnung mit zwei Drucksensorelementen, die eine
Trennung zwischen einem Drucksignal und einem Beschleunigungssignal
erlaubt. Bei Einbau der Drucksensoranordnung in eine Tür eines
Fahrzeugs gibt das bei einem Aufprall auf die Fahrzeugtür entstehende
Drucksignal einen Hinweis auf den Aufprall und das Beschleunigungssignal
kann für
die Überprüfung der
Plausibilität
dieses Hinweises herangezogen werden.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Sensoranordnung zum
Erkennen eines Aufpralls für
ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugtür
weist einen Drucksensor, einen ersten Beschleunigungssensor zum
Messen einer ersten Beschleunigung bezüglich einer ersten Achse des
Fahrzeugs und einen zweiten Beschleunigungssensor zum Messen einer
zweiten Beschleunigung bezüglich
einer von der ersten Achse unterschiedlich ausgerichteten zweiten
Achse des Fahrzeugs auf, wobei der Drucksensor, der erste Beschleunigungssensor
und der zweite Beschleunigungssensor innerhalb der Fahrzeugtür eingebaut
sind. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung
umfasst den in der Fahrzeugtür
eingebauten Drucksensor, der bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs
auf die Fahrzeugtür
relativ schnell ein entsprechendes Drucksignal abgibt. Dieses wird
z.B. zu einer Auswertevorrichtung des Fahrzeugs weiter geleitet,
die das Drucksignal analysiert und gegebenenfalls eine Rückhaltevorrichtung,
wie z.B. einen Airbag oder einen Gurtstraffer, auslöst. Weil
das Drucksignal bei einem Aufprall auf die Fahrzeugtür relativ
schnell entsteht, sind Vorraussetzungen für ein schnelles Auslösen der
Rückhaltevorrichtung
gegeben.
-
Um
jedoch ein unbeabsichtigtes Auslösen der
Rückhaltevorrichtung
zu verhindern, benötigt
die Auswertevorrichtung ein weiteres Signal eines weiteren Sensors,
das zur Überprüfung der
Plausibilität des
Drucksignals herangezogen wird. Zu diesem Zweck umfasst die erfindungsgemäße Sensoranordnung
die beiden ebenfalls in der Fahrzeugtür eingebauten Beschleunigungssensoren.
Diese geben bei einem Seitenaufprall ebenfalls Signale ab, die einzeln
oder in Kombination zur Plausibilitätsüberprüfung des von dem Drucksensor
abgegebenen Drucksignals herangezogen werden können. Dadurch, dass die beiden
Beschleunigungssensoren erfindungsgemäß ebenfalls in der Fahrzeugtür angeordnet
sind, sind Vorraussetzungen gegeben, dass diese bei einem Seitenaufprall
ebenfalls relativ schnell entsprechende Beschleunigungssignale für die Auswertevorrichtung
abgeben, zumindest jedoch bei einem Seitenaufprall schneller Beschleunigungssignale
abgeben, als ein in der Mitte des Fahrzeugs eingebauter Beschleunigungssensor,
wie dies normalerweise üblich
ist. Folglich kann mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung die Rückhaltevorrichtung bei
einem Seitenaufprall schneller ausgelöst werden, wie dies bei einer
gewöhnlichen
Sensoranordnung der Fall ist, ohne die Gefahr einer unbeabsichtigten Auslösung zu
erhöhen.
-
Des
Weiteren sind erfindungsgemäß die beiden
Beschleunigungssensoren bezüglich
zweier unterschiedlicher Achsen des Fahrzeugs ausgerichtet. Dadurch
ist sichergestellt, dass zumindest einer der Beschleunigungssensoren
eine Beschleunigungskomponente in Richtung der Längsachse des Fahrzeugs, d.h.
in Fahrtrichtung, und der andere Beschleunigungssensor zumindest
eine Beschleunigungskomponente in Richtung der Querachse des Fahrzeugs,
also in Richtung eines Seitenaufpralls, misst. Dadurch ist es möglich, dass
die Auswertevorrichtung bei einem Seitenaufprall ein Beschleunigungssignal
erhält,
das einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs zugeordnet ist. Ein solches
Beschleunigungssignal erhöht
eine zuverlässige
Plausibilitätsüberprüfung des
Drucksignals im Vergleich zu einer Plausibilitätsüberprüfung, die sich lediglich auf
ein Beschleunigungssignal in Fahrtrichtung stützt. Dadurch verbessert sich
die Zuverlässigkeit
einer Auslösung
der Rückhaltevorrichtung.
Um die Beschleunigung bei einem Aufprall möglichst gut erkennen zu können und
somit die erfindungsgemäße Sensoranordnung
möglichst
zuverlässig
auszuführen,
wird die erfindungsgemäße Sensoranordnung bevorzugt
in der Nähe
einer Scharniers, mit dem die Fahrzeugtür gelenkig an der Fahrzeugkarosserie
des Fahrzeugs befestigt ist, eingebaut.
-
Wird
bei einem Seitenaufprall nicht die Fahrzeugtür, in der die erfindungsgemäße Sensoranordnung
eingebaut ist, getroffen, dann gibt der Drucksensor in der Regel
kein entsprechendes Drucksignal ab. Da jedoch die erfindungsgemäße Sensoranordnung
auch ein Beschleunigungssignal quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs
abgibt, kann dieses Beschleunigungssignal auch für eine zuverlässige Auslösung der
Rückhaltevorrichtung
bei einem Seitenaufprall ohne entsprechendem Drucksignal verwendet
werden.
-
Wenigstens
einer der beiden Beschleunigungssensoren misst eine Beschleunigungskomponente
in Richtung der Längsachse
des Fahrzeugs, also in Fahrtrichtung. Das Beschleunigungssignal
mit dieser Beschleunigungskomponente kann bevorzugt zum Erkennen
eines Front- oder Heckaufpralls verwendet werden. Somit benötigt ein
mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
ausgerüstetes Fahrzeug
keinen zusätzlichen
Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung in Fahrtrichtung
misst. Ein solcher zusätzlicher
Beschleunigungssensor ist üblicherweise
zentral am Fahrzeug befestigt und Teil der Auswertvorrichtung. Dadurch
ist es auch möglich,
die Auswertevorrichtung innerhalb des Fahrzeugs flexibler anzuordnen.
-
Somit
schafft die erfindungsgemäße Sensoranordnung
nicht nur Voraussetzungen für
ein schnelleres und zuverlässigeres
Erkennen eines Seitenaufpralls, sondern kann auch für das Erkennen
eines Front- oder
Heckaufpralls auf das Fahrzeug verwendet werden. Dadurch kann auf
einen zentralen Beschleunigungssensor ohne Einbussen in der Zuverlässigkeit
eines Front- oder Heckaufpralls verzichtet werden, wodurch die erfindungsgemäße Sensoranordnung
auch relativ preisgünstig
ausgeführt
werden kann.
-
Gemäß Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
sind die erste Achse und die zweite Achse um 90° versetzt zueinander ausgerichtet
und/oder verläuft
die erste Achse parallel zur Längsachse,
der Querachse oder diagonal zur Längsachse und Querachse des
Fahrzeugs. Wenn die erste Achse parallel zur Längsachse verläuft, dann
misst der erste Beschleunigungssensor im Wesentlichen lediglich
eine Beschleunigung in Fahrtrichtung. Dieses Beschleunigungssignal
kann dann besonders gut zum Erkennen eines Front- oder Heckaufpralls
benützt
werden. Wenn die erste Achse parallel zur Querachse verläuft, dann
misst der erste Beschleunigungssensor im Wesentlichen lediglich
eine Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung. Dieses Beschleunigungssignal
kann dann besonders gut zur Plausibilitätsüberprüfung eines Seitenaufpralls
benützt
werden. Sind ferner beide Beschleunigungssensoren um 90° zueinander
versetzt ausgerichtet, dann ist eine Trennung zwischen einem Beschleunigungssignal
in Fahrtrichtung und einem Beschleunigungssignal quer zur Fahrtrichtung
besonders einfach möglich.
-
Bevorzugt
verlaufen die beiden Achsen diagonal zur Längs- und Querachse und sind
um 90° zueinander
versetzt ausgerichtet. Dadurch ist sicher gestellt, dass beide Beschleunigungssensoren
sowohl eine Beschleunigungskomponente in Fahrtrichtung und eine
Beschleunigungskomponente quer zur Fahrtrichtung messen. Außerdem kann
bei dieser Ausrichtung der beiden Beschleunigungssensoren relativ
einfach aus den beiden Beschleunigungssignalen ein Beschleunigungssignal
in Fahrtrichtung und ein Beschleunigungssignal quer zur Fahrtrichtung
berechnet werden. Diese Berechnung kann dann besonders einfach durchgeführt werden,
wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
die beiden Achsen jeweils um 45° versetzt
zur Längsachse
und um 90° zueinander
versetzt ausgerichtet sind. Dann erhält man die Beschleunigung des
Fahrzeugs in Fahrtrichtung durch Addieren der Beschleunigungssignale der
beiden Beschleunigungssensoren und die Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung
durch Subtrahieren der Beschleunigungssignale. Ein weiterer Vorteil
dieser Anordnung ist es, dass auch bei Ausfall einer der beiden
Beschleunigungssensoren der Auswertevorrichtung sowohl eine Beschleunigungskomponente
in Fahrtrichtung als auch eine Beschleunigungskomponente quer zur
Fahrtrichtung für
das Auslösen
der Rückhaltevorrichtung
zu Verfügung steht.
Durch diese Ausrichtung der beiden Beschleunigungssensoren kann
ferner auch ein Aufprall schräg
zur Fahrtrichtung besser erkannt werden. Auch können die beiden Beschleunigungssignale
zur gegenseitigen Plausibilitätsprüfung herangezogen werden.
-
Wenn
nach einer Variante der erfindungsgemäßen Sensoranordnung der Drucksensor
und die beiden Beschleunigungssensoren auf einer gemeinsamen Platine
angeordnet sind, dann kann die Sensoranordnung relativ preisgünstig hergestellt,
aber auch relativ klein ausgeführt
werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung relativ
einfach in die Fahrzeugtür
eingebaut werden. Zusätzlich ist
es möglich,
eine zur Verarbeitung der Beschleunigungssignale und des Drucksensors
bestimmte Verarbeitungsvorrichtung ebenfalls auf der gemeinsamen
Platine anzuordnen. Die Verarbeitungsvorrichtung kann insbesondere
die Beschleunigungssignale und das Drucksignal aufbereiten und die
aufbereiteten Signale an die die Rückhaltevorrichtung auslösende Auswertevorrichtung
zuführen.
Die Verarbeitungsvorrichtung kann aber auch direkt die Rückhaltevorrichtung
auslösen.
-
Wenn
die beiden Beschleunigungssensoren nach einer Variante der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
als separate Beschleunigungselemente ausgeführt sind, können die Beschleunigungssignale für eine gegenseitigen
Plausibilitätsüberprüfung beider
Beschleunigungssignale verwendet werden. Wenn dagegen die beiden
Beschleunigungssensoren nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
als ein einziger Beschleunigungssensor ausgeführt sind, der eine erste Beschleunigungskomponente
bezüglich
der ersten Achse und eine zweite Beschleunigungskomponente bezüglich der
zweiten Achse misst, dann kann die Sensoranordnung besonders kompakt
ausgeführt
und daher relativ einfach in die Fahrzeugtür eingebaut werden.
-
Erfindungsgemäß kann es
ferner vorgesehen sein, sowohl in die Fahrertür als auch in die Beifahrertür des Fahrzeugs
jeweils eine erfindungsgemäße Sensoranordnung
einzubauen. Dann können insbesondere
von der Fahrertür
und der Beifahrertür stammende
Beschleunigungssignale zum Erkennen eines Front- oder Heckaufpralls
herangezogen werden. Die von der Fahrertür und der Beifahrertür stammenden
Beschleunigungssignale können
insbesondere für
eine gegenseitige Plausibilitätsüberprüfung herangezogen
werden. Auch die von den beiden Drucksensoren der beiden Sensoranordnungen stammenden
Drucksignale können
zu einer Plausibilitätsüberprüfung eines
Front- oder Heckaufpralls herangezogen werden. Werden z.B. die Druckmembrane
der Drucksensoren beispielsweise mit einem Gel beschichtet, dann
erhöhen
sich die bewegten Massen der beiden Drucksensoren, weshalb mit den Drucksensoren
auch eine Beschleunigung relativ gut gemessen werden kann. Durch
einen Unterschied in der Intensität der Beschleunigungssignale
der beiden Fahrzeugtüren
kann auch Vorteilhafterweise auf einen sogenannten Offset-Aufprall
geschlossen werden, also auf einen Frontaufprall, der seitlich zur Längsachse
des Fahrzeugs versetzt ist.
-
Um
auch Fahrgäste
auf Rücksitzen
des Fahrzeugs zuverlässig
vor einem Aufprall zu schützen,
ist es gemäß einer
weiteren Ausführungsform vorgesehen,
auch eventuell vorhandene Hintertüren des Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
zu versehen.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Auslösen
einer Rückhaltevorrichtung
eines Fahrzeugs bei einem Aufprall weist folgende Verfahrensschritte auf:
- – Auswerten
eines von einem in einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs eingebauten
ersten Beschleunigungssensor stammenden ersten Beschleunigungssignals
mit einer in dem Fahrzeug angeordneten Auswertevorrichtung, wobei
das erste Beschleunigungssignal ein Maß für eine Beschleunigung bezüglich einer
ersten Achse des Fahrzeugs ist,
- – Auswerten
eines von einem in der Fahrzeugtür des
Fahrzeugs eingebauten zweiten Beschleunigungssensor stammenden zweiten
Beschleunigungssignals mit der Auswertevorrichtung, wobei das zweite
Beschleunigungssignal ein Maß für eine Beschleunigung
bezüglich
einer zur ersten Achse versetzt ausgerichteten zweiten Achse des Fahrzeugs
ist,
- – Auswerten
eines von einem in der Fahrzeugtür des
Fahrzeugs eingebauten Drucksensor stammenden Drucksignals mit der
Auswerteeinrichtung und
- – mit
der Auswertevorrichtung Abgeben eines Auslösesignals zum Auslösen der
Rückhaltevorrichtung
des Fahrzeugs, wenn die Auswertung des Drucksignals einen Aufprall
auf die Fahrzeugtür
ergibt und die Auswertung des ersten und/oder zweiten Beschleunigungssignals
ergibt, dass die Auswertung des Drucksignals plausibel ist.
-
Wird
bei einem Seitenaufprall die Fahrzeugtür getroffen, so ergibt sich
aufgrund der erfindungsgemäßen Sensoranordnung
bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Erkennen eines Aufpralls der Vorteil, dass der Drucksensor relativ
frühzeitig
sein Drucksignal abgibt, wodurch die Auswertevorrichtung den Seitenaufprall
relativ frühzeitig
erkennen kann. Da sich die beiden Beschleunigungssensoren ebenfalls
in der Fahrzeugtür
befinden, liefern diese ebenfalls relativ schnell Beschleunigungssignale,
die für
eine Plausibilitätsüberprüfung für ein zuverlässiges Auslösen der
Rückhaltevorrichtung
notwendig sind. Gibt der Drucksensor bei einem Seitenaufprall für dessen
Erkennung kein ausreichendes Drucksignal ab, da beispielsweise die
Fahrzeugtür
nicht getroffen wird oder sich das Fahrzeug in relativ großer Höhe befindet,
wie z.B. in den Anden in einer Höhe über 5000m,
so kann der Seitenaufprall auch aufgrund der beiden Beschleunigungssignale
zuverlässig
erkannt werden.
-
Sind
in der Beifahrer- und der Fahrertür jeweils eine erfindungsgemäße Sensoranordnung
eingebaut, so kann auch die Plausibilitätsüberprüfung aufgrund der Sensorsignale
der jeweils gegenüberliegenden
Sensoranordnung erfolgen.
-
Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Beschleunigungssensoren
in der Fahrzeugtür
ist es, dass die beiden Beschleunigungssensoren beim Zuschlagen
der Fahrzeugtür das
Zuschlagen charakterisierende Beschleunigungssignale abgeben, wodurch
zuverlässig
zwischen dem Zuschlagen der Fahrzeugtür und einem Aufprall auf die
Fahrzeugtür
geschlossen werden kann, auch wenn der Drucksensor ein relativ starkes Drucksignal
abgibt. Auch ist es in einem solchen Fall möglich, dass die Beschleunigungssensoren
die Beschleunigungssignale abgeben, bevor der Drucksensor sein Drucksignal
abgibt. Diese Tatsache kann auch für eine Plausibilitätsüberprüfung des
Drucksignals verwendet werden. Zusätzlich ist es noch möglich, eine
Betätigung
des Türschlossschalters
der Fahrzeugtür
bei der Plausibilitätsüberprüfung mit
einzubeziehen. Durch die mehrachsige Ausrichtung der beiden Beschleunigungssensoren
können
weitere Situationen, in denen der Drucksensor ein signifikantes
Drucksignal abgibt, ohne dass die Rückhaltevorrichtung auslösen soll,
erkannt werden. Solche Situationen sind u.a. ein Fußball, der
die Fahrzeugtür trifft,
Fußtritte
oder Hammerschläge
gegen die Fahrzeugtür
oder ein gegen die Fahrzeugtür
stoßendes Fahrrad.
-
Kurze
Beschreibung der Zeichnungen:
-
1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäße Sensoranordnung,
-
2 zeigt
einen kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor,
-
3 bis 5 zeigt
weitere Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäßer Sensoranordnungen und
-
6 zeigt
einen weiteren kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor.
-
Ausführungsformen
der Erfindung
-
Die 1 zeigt
exemplarisch ein Fahrzeug in Form eines Personenkraftwagens 1 mit
einer Fahrertür 2,
in der ein kombinierter Druck- und Beschleunigungssensor 4 eingebaut
ist, und mit einer Beifahrertür 3,
in der ist ein kombinierter Druck- und Beschleunigungssensor 5 eingebaut
ist. Der in der Fahrertür 2 eingebaute
Beschleunigungssensor 4 ist in der 2 näher dargestellt.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
umfasst der in der 2 gezeigte kombinierte Druck- und Beschleunigungssensor 4 eine
Platine 6, auf der ein Druckelement 7, ein erstes
Beschleunigungselement 8, ein zweites Beschleunigungselement 9 und
eine Vorverarbeitungsvorrichtung in Form eines Mikrocontrollers 12 angeordnet
sind. Die beiden Beschleunigungselemente 8, 9 sind
auf der Platine 6 derart angeordnete, dass ihre Empfindlichkeitsachsen
um 90° versetzt
zueinander ausgerichtet sind. Dies ist mit Pfeilen 13, 15 in
den 1 und 2 angedeutet. Des Weiteren ist
der kombinierte Druck- und
Beschleunigungssensor 4 derart in der Fahrertür 2 eingebaut,
dass die Empfindlichkeitsachsen der beiden Beschleunigungselemente 8, 9 jeweils
einen Winkel von 45° mit
der Längsachse 10 des
Personenkraftwagen 1 einschließen. Somit hat das Beschleunigungssignal
des ersten Beschleunigungselements 8 eine Beschleunigungskomponente in
Richtung der Längsachse 10,
also in Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 1, und eine
Beschleunigungskomponente in Richtung einer Querachse 11 des
Personenkraftwagens 1, also quer zur Fahrtrichtung. Das
Beschleunigungssignal des zweiten Beschleunigungselements 9 hat
dagegen eine Beschleunigungskomponente entgegen der Fahrtrichtung
und eine Beschleunigungskomponente quer zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 1.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
werden die von den beiden Beschleunigungselementen 8, 9 abgegebenen
Beschleunigungssignale an den Mikrokontroller 12 weiter
geleitet, der aus diesen Beschleunigungssignalen eine Beschleunigung
des Personenkraftwagens 1 in Fahrtrichtung und eine Beschleunigung
des Personenkraftwagens 1 quer zur Fahrtrichtung berechnet.
Die Beschleunigung in Fahrrichtung wird durch Addieren der Beschleunigungssignale
beider Beschleunigungselemente 8, 9 berechnet
und die Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung wird dadurch erhalten,
indem das vom Beschleunigungselement 9 stammende Beschleunigungssignal
vom vom Beschleunigungselement 8 stammenden Beschleunigungssignal
abgezogen wird.
-
Um
die Beschleunigungen bei einem Aufprall eines Objekts auf den Personenkraftwagen 1 möglichst
schnell zu messen, ist der kombinierte Druck- und Beschleunigungssensor 4 im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
möglichst
nahe an einem in der 1 der Übersicht halber nicht näher darge stellten
Scharnier der Fahrertür 2 in
der Fahrertür 2 befestigt.
Mit dem Scharnier ist die Fahrertür 2 schwenkbar an
der Karosserie des Personenkraftwagens 1 befestigt.
-
Das
Druckelement 7 ist in allgemein bekannter Weise derart
ausgeführt,
dass es bei einer durch einen Aufprall auf die Fahrertür 2 bedingte
Verformung der Fahrertür 2 ein
Drucksignal abgibt, das an den Mikrocontrollers 12 weiter
gegeben wird. Außerdem
umfasst der Mikrokontroller 12 eine nicht näher dargestellte
Schnittstelle, die mit einer elektrischen Leitung 16 verbunden
ist, die den Mikrokontroller 12 mit einer im Personenkraftwagen 1 eingebauten
Auswertevorrichtung 17 verbindet. Über die elektrische Leitung 16 werden
das vom Druckelement 7 stammende Drucksignal und die vom
Mikrokontroller 12 berechneten Beschleunigungssignale an
die Auswertevorrichtung 17 übermittelt.
-
Der
kombinierte Druck- und Beschleunigungssensor 5 ist im Falle
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
nahe einem Scharnier der Beifahrertür 3 in der Beifahrertür 3 eingebaut
und ist im Wesentlichen aufgebaut wie der in der 2 gezeigte kombinierte
Druck- und Beschleunigungssensor 4 der Fahrertür 2.
Das Scharnier der Beifahrertür 3 ist der Übersicht
halber nicht näher
dargestellt.
-
Der
kombinierte Druck- und Beschleunigungssensor 5 der Beifahrertür 3 umfasst
ebenfalls ein Druckelement, das bei einem Aufprall eines nicht näher dargestellten
Objekts auf die Beifahrertür 3 ein entsprechendes
Drucksignal abgibt, das an einen Mikrokontroller des kombinierten
Druck- und Beschleunigungssensors 5 weiter geleitet wird.
Der kombinierte Druck- und Beschleunigungssensor 5 umfasst ebenfalls
zwei Beschleunigungselemente, deren Empfindlichkeitsachsen um 90° zueinander
versetzt angeordnet sind. Des Weiteren ist der kombinierte Druck-
und Beschleunigungssensor 5 derart in der Beifahrertür 3 eingebaut,
dass die Empfindlichkeitsachsen seiner beiden Beschleunigungselemente ebenfalls
jeweils einen Winkel von 45° mit
der Längsachse 10 des
Personenkraftwagen 1 einschließen. Somit hat das Beschleunigungssignal
eines der Beschleunigungselemente eine Beschleunigungskomponente
in Fahrtrichtung und eine Beschleunigungskomponente quer zur Fahrtrichtung
des Personenkraftwagens 1 (Pfeil 18). Das Beschleunigungssignal des
anderen Beschleunigungselements hat dagegen eine Beschleunigungskomponente
entgegen der Fahrtrichtung und eine Beschleunigungskomponente quer
zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 1 (Pfeil 19).
Der Mikrokontroller des kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 5 ist
ebenfalls derart ausgeführt,
dass er aus diesen Beschleunigungssignalen ein Beschleunigungssignal
in Fahrtrichtung und ein Beschleunigungssignal quer zur Fahrtrichtung
berechnet.
-
Des
Weiteren umfasst der Mikrokontroller des kombinierten Druck- und
Beschleunigungssensors 5 ebenfalls eine Schnittstelle,
die mit einer elektrischen Leitung 20 verbunden ist, die
wiederum an die Auswerevorrichtung 17 angeschlossen ist. Über die
elektrische Leitung 20 werden das Drucksignal und die vom
Mikrokontroller verarbeiteten Beschleunigungssignale des kombinierten
Druck- und Beschleunigungssensors 5 an die Auswertevorrichtung 17 übermittelt.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
weist die Auswertevorrichtung 17 einen Mikroprozessor 21 auf,
auf dem ein Auswerteprogramm läuft,
das aufgrund der von den beiden kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 4, 5 stammenden
Druck- und Beschleunigungssignale auf einen Aufprall eines Objekts
auf den Personenkraftwagen 1 schließt und gegebenenfalls ein Auslösesignal über eine
elektrische Leitung 22 an einen im Lenkrad 23 des
Personenkraftwagens 1 angeordneten Airbag 24 auslöst.
-
Das
auf dem Mikroprozessor 21 laufende Auswerteprogramm ist
derart ausgeführt,
dass es die beiden Drucksignale mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht
und auf einen Seitenaufprall auf den Personenkraftwagen 1 schließt, wenn
eines der beiden Drucksignale ihren zugeordneten Schwellwert überschreitet.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird jedoch das Auslösesignal
für den Airbag 24 nur
dann abgegeben, wenn auch das Beschleunigungssignal quer zur Fahrtrichtung
des Personenkraftwagens 1 des entsprechenden kombinieren
Druck- und Beschleunigungssensors 4, 5 einen bestimmten
Schwellwert überschreitet.
-
Um
einen Front- oder Heckaufprall eines Objekts auf den Personenkraftwagen 1 zu
erkennen, wertet im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das auf dem
Mikroprozessor 21 laufende Auswerteprogramm die von den
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 4, 5 stammenden
Beschleunigungssignale in Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 1 aus,
indem es diese mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht. Dabei
ist es im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass
nur dann auf einen Front- oder Heckaufprall geschlossen wird, wenn
beide Beschleunigungssignale ihren Schwellwert überschreiten.
-
Zusätzlich kann
der Personenkraftwagen 1 noch weitere Beschleunigungssensoren 14, 25, 26 umfassen,
deren Signale über
nicht dargestellte elektrische Leitungen mit der Auswerteeinrichtung 17 verbunden
sind und zum Erkennen eines Aufpralls vom Mikroprozessor 21 verarbeitet
werden. Die 1 zeigt exemplarisch zwei Beschleunigungssensoren 25,
die in Fahrtrichtung ausgerichtet und im vorderen Teil des Personenkraftwagens 1 eingebaut sind,
zwei zentral im Personenkraftwagen 1 eingebaute Beschleunigungssensoren 26,
die jeweils eine Beschleunigungskomponente in Fahrtrichtung und quer
zur Fahrtrichtung haben, und zwei in den C-Säulen des Personenkraftwagens 1 eingebaute Beschleunigungssensoren 14,
die jeweils eine Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 1 aufnehmen.
Dann kann z.B. das auf dem Mikroprozessor 21 laufende Auswerteprogramm
derart ausgeführt
sein, dass es auf einen Seitenaufprall auf den Personenkraftwagen 1 nur
dann schließt, wenn
zusätzlich
zur Auswertung der beiden Drucksignale auch eine Auswertung der
von den Beschleunigungssensoren 26 stammenden Signale auf einen
Aufprall hindeuten.
-
Die 3 zeigt
einen weiteren Personenkraftwagen 31 mit einer weiteren
erfindungsgemäßen Sensoranordnung,
die eine Erweiterung der Sensoranordnung des Personenkraftwagens 1 darstellt.
Wenn folgend nicht anders beschrieben, sind Bestandteile des in
der 3 dargestellten Personenkraftwagens 31,
welche mit Bestandteilen des in der 1 gezeigten
Personenkraftwagens 1 weitgehend bau- und funktionsgleich sind, mit denselben Bezugszeichen
versehen.
-
Der
in der 3 gezeigte Personenkraftwagen 31 unterscheidet
sich im Wesentlichen vom in der 1 dargestellten
Personenkraftwagen 1 durch in Hintertüren 32, 33 eingebaute
kombinierte Druck- und Beschleunigungssensoren 34, 35,
die entsprechend den kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 4, 5 aufgebaut
sind und mit elektrischen Leitungen 36, 37 mit
der Auswertevorrichtung 17 verbunden sind. Das auf dem
Mikroprozessor 21 laufende Auswerteprogramm ist zudem derart
erweitert, dass dieses auch die von den kombinierten Druck- und
Beschleunigungssensoren 34, 35 stammenden Drucksignale
mit entsprechenden Schwellwerten vergleicht, um einen Seitenaufprall
auf eine der Hintertüren 32, 33 zu
erkennen.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
sind die Beschleunigungselemente des in der Hintertür 34 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 34 entsprechend
den Beschleunigungselementen 8, 9 der in der Fahrertür 2 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 4 ausgelegt,
was durch entsprechende Pfeile 38, 39 in der 3 dargestellt
ist. Die Hintertür 34 befindet
sich hinter der Fahrertür 2.
Die Beschleunigungselemente des in der Hintertür 35 eingebauten kombinierten
Druck- und Beschleunigungssensors 35 sind entsprechend
den Beschleunigungselementen der in der Beifahrertür 3 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 5 ausgelegt,
was durch entsprechende Pfeile 40, 30 in der 3 dargestellt
ist. Die Hintertür 35 befindet
sich hinter der Beifahrertür 3.
Somit erhält
die Auswertevorrichtung 17 von den in den beiden Hintertüren 34, 35 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 34, 35 ebenfalls
Beschleunigungssignale in Fahrtrichtung und quer zur Fahrtrichtung,
die das auf dem Mikroprozessor 21 laufende Auswerteprogramm
entsprechend der von den in der Fahrertür 2 bzw. Beifahrertür 3 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 4, 5 stammenden
Beschleunigungssignale zum Auslösen
des Airbags 24 auswertet.
-
Die
kombinierten Druck-Beschleunigungssensoren 4, 5, 34, 35 der
Personenkraftwagen 1, 31 sind derart in die entsprechenden
Fahrzeugtüren
eingebaut, dass die entsprechenden Beschleunigungselemente Beschleunigungen
in Richtung von Achsen aufnehmen, die mit der Längsachse 10 einen
Winkel von 45° einschließen. Dies
ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Die einzelnen Beschleunigungs elemente können auch
bezüglich
anderer Achsen ausgerichtet sein. Die 4 zeigt
ein solches Beispiel anhand eines Personenkraftwagens 41.
Wenn folgend nicht anders beschrieben, sind Bestandteile des in
der 4 dargestellten Personenkraftwagens 41,
welche mit Bestandteilen des in der 1 gezeigten Personenkraftwagens 1 weitgehend
bau- und funktionsgleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Der
in der 4 gezeigte Personenkraftwagen 41 unterscheidet
sich im Wesentlichen von dem in der 1 dargestellten
Personenkraftwagen 1 in der Ausrichtung der Beschleunigungselemente
der in der Fahrertür 2 bzw.
Beifahrertür 3 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 4, 5. Die
Beschleunigungselemente der kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 4, 5 sind
nämlich
derart ausgerichtet, dass jeweils das eine der beiden Beschleunigungselemente
des jeweiligen kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 4, 5 nur eine
Beschleunigung in Fahrtrichtung und das andere Beschleunigungselement
nur eine Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 41 aufnimmt.
Dies ist mit Pfeilen 43, 45, 48, 49 in
der 4 verdeutlicht.
-
Es
ist auch möglich,
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren in Fahrzeugtüren derart auszuführen, dass
sich die Orientierung der Beschleunigungselemente der kombinierten
Druck- und Beschleunigungssensoren unterscheiden. Die 5 zeigt
ein solches Beispiel in Form eines Personenkraftwagens 51.
Wenn folgend nicht anders beschrieben, sind Bestandteile des in
der 5 dargestellten Personenkraftwagens 51,
welche mit Bestandteilen des in der 3 gezeigten
Personenkraftwagens 31 weitgehend bau- und funktionsgleich
sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Der
in der 5 dargestellte Personenkraftwagen 51 unterscheidet
sich im Wesentlichen von dem in der 3 gezeigten
Personenkraftwagen 31 dadurch, dass die Beschleunigungselemente
des in der Beifahrertür 3 eingebauten
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 5 derart
in die Beifahrertür 3 ausgerichtet
sind, dass das eine Beschleunigungselement nur eine Beschleunigung
in Fahrtrichtung und das andere Beschleunigungselement nur eine
Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 51 aufnimmt.
Der kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor 34, der
in der hinter der Fahrertür 2 befindlichen
Hintertür 32 eingebaut
ist, ist ebenfalls derart ausgerichtet, dass das eine Beschleunigungselement
nur eine Beschleunigung in Fahrtrichtung und das andere Beschleunigungselement
nur eine Beschleunigung quer zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 51 aufnimmt.
Dies ist mit Pfeilen 53, 55, 58, 59 veranschaulicht.
-
In
den bis jetzt dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Druck- und Beschleunigungselemente der kombinierten Druck-
und Beschleunigungssensoren 4, 5, 34, 35 jeweils
auf einer Platine 6 angeordnet. Dies muss nicht notwendigerweise
der Fall sein. Insbesondere können
die beiden Beschleunigungselemente und das Druckelement auch auf unterschiedlichen
Platinen angeordnet und z.B. auch an verschiedenen Stellen innerhalb
der entsprechenden Fahrzeugtür
befestigt sein. Es ist aber auch möglich, die beiden Beschleunigungselemente
eines kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors als ein kombiniertes
Beschleunigungselement zusammen zu fassen. Ein Beispiel einer solchen
Ausführungsform
ist in der 6 dargestellt.
-
Die 6 zeigt
eine alternative Ausführung eines
kombinierten Druck- und Beschleunigungssensors 64, der
an Stelle der kombinierten Druck- und Beschleunigungssensoren 4, 5, 34, 35 verwendet werden
kann. Der kombinierte Druck- und Beschleunigungssensor 64 umfasst
im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
eine Platine 66, auf der ein Druckelement 67,
ein Mikrocontroller 69 und ein Beschleunigungselement 68 angeordnet
sind, das jeweils eine Beschleunigung misst, die um 90° zueinander
versetzt sind. Dies ist durch entsprechende Pfeile 13, 15 in
der 6 angedeutet. Aaternativ kann der kombinierte
Druck- und Beschleunigungssensor 64 auch derart ausgeführt sein,
dass das Druckelement 67 und das Beschleunigungselement 68 auf
verschiedenen Platinen angeordnet sind.
-
Ferner
braucht ein kombinierter Druck- und Beschleunigungssensor keine
Vorverarbeitungsvorrichtung, wie die Mikrokontroller 12, 69 haben.
Dann werden die von dem kombinierten Druck- und Beschleunigungssensor
stammenden Signale direkt der Auswertevorrichtung 17 zugeführt, die
dann insbesondere Beschleunigungen in Fahrtrichtung und quer zur
Fahrtrichtung berechnet. Es ist auch möglich, dass der Mikrocontroller 12, 69 direkt
ein Auslösesignal
für den
Airbag 24 erzeugt. Auch der Airbag 24 ist nur
ein Beispiel einer Rückhaltevorrichtung.
Weitere Beispiele für
Rückhaltevorrichtungen
sind außer
dem Airbag 24, der in den beschriebenen Ausführungsbeispielen
ein Fahrerairbag ist, Beifahrerairbags, Seitenairbags oder Gurtstraffer.
Die Auswertevorrichtung 17 kann auch andere oder weitere
Rückhaltevorrichtungen
auslösen.