DE102011080754A1 - Device for detecting collision of object to vehicle, has tube, which is filled with filling medium and has two opposite ends, where pressure sensor is connected to former end of tube - Google Patents

Device for detecting collision of object to vehicle, has tube, which is filled with filling medium and has two opposite ends, where pressure sensor is connected to former end of tube Download PDF

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Abstract

The device has a tube (2), which is filled with a filling medium (3) and has two opposite ends. The filling medium has excess pressure against the ambient pressure in an intended normal condition, in which no impact of an object exists on the device. The excess pressure is provided as a signal from one of the pressure sensors (1a,1b) of a processing unit (5), which evaluates the level of excess pressure for diagnosing the reliability of the device. An independent claim is included for a method for checking a device for detecting the collision of an object to a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst einen mit einem Befüllmedium gefüllten Schlauch, der ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende aufweist. Ein erster Drucksensor ist mit dem ersten Ende des Schlauches und ein zweiter Drucksensor mit dem zweiten Ende des Schlauches verbunden, wobei der erste und der zweite Drucksensor jeweils ein den Druck des Befüllmediums repräsentierendes Signal bereitstellen. Ferner verfügt die Vorrichtung über eine Recheneinheit, welche über Anschlussleitungen mit dem ersten und dem zweiten Sensor zum Austausch von Daten verbunden ist, wobei die Recheneinheit zur Verarbeitung der von dem ersten und dem zweiten Drucksensor empfangenen Signale ausgebildet ist.The invention relates to a device and method for detecting the impact of an object on a vehicle. The device includes a tube filled with a filling medium having a first end and a second end opposite the first end. A first pressure sensor is connected to the first end of the tube and a second pressure sensor to the second end of the tube, wherein the first and the second pressure sensor each provide a signal representing the pressure of the filling medium. Furthermore, the device has an arithmetic unit, which is connected via connecting lines to the first and the second sensor for exchanging data, wherein the arithmetic unit is designed to process the signals received by the first and the second pressure sensor.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer typischen Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug. Eine derartige Vorrichtung wird insbesondere in Fußgängerschutzsystemen im vorderen Stoßfänger eines Fahrzeugs verbaut. Die Vorrichtung besteht aus zwei elektrischen Drucksensoren 1a, 1b, die miteinander mit einem hochflexiblen Schlauch 2, z. B. aus Gummi, Kautschuk oder Latex, dicht verbunden sind. Der Schlauch 2 ist mit Luft befüllt, wobei der im Inneren des Schlauches 2 herrschende Druck p2 in etwa gleich dem Umgebungsdruck p1 ist. Die Drucksensoren 1a, 1b sind elektrisch über Anschlussleitungen 4 an eine Recheneinheit 5 (Electronic Control Unit, ECU) angeschlossen. Über die Anschlussleitungen 4 erfolgt nicht nur die Signalübertragung von den Drucksensoren 1a, 1b an die Recheneinheit 5. Ebenso werden die Drucksensoren 1a, 1b über die Anschlussleitungen 4 mit der für ihren Betrieb erforderlichen Spannung versorgt. 1 shows a schematic representation of the structure of a typical device for detecting the impact of an object on a vehicle. Such a device is installed in particular in pedestrian protection systems in the front bumper of a vehicle. The device consists of two electrical pressure sensors 1a . 1b , which work together with a highly flexible hose 2 , z. As rubber, rubber or latex, are tightly connected. The hose 2 is filled with air, taking the inside of the hose 2 prevailing pressure p 2 is approximately equal to the ambient pressure p 1 . The pressure sensors 1a . 1b are electrical via connecting cables 4 to a computing unit 5 (Electronic Control Unit, ECU) connected. About the connection lines 4 Not only does the signal transmission from the pressure sensors occur 1a . 1b to the arithmetic unit 5 , Likewise, the pressure sensors 1a . 1b over the connection lines 4 supplied with the voltage required for their operation.

Eine äußere Krafteinwirkung F auf den Schlauch 2 hat eine Druckänderung des Drucks p2 zur Folge. Die Druckänderung wird von den beiden Drucksensoren 1a, 1b registriert. Je nachdem, an welcher Stelle die Druckbeaufschlagung bzw. äußere Krafteinwirkung F erfolgt, kann die Sensierung der Druckänderung an den beiden Drucksensoren 1a, 1b zeitversetzt erfolgen. In der Recheneinheit 5 oder alternativ einer der Recheneinheit 5 nachgeschalteten Auswerteeinheit erfolgt die Auswertung der Druckänderung. Insbesondere wird hierbei der zeitliche Verlauf der Druckänderung ausgewertet, wobei in Abhängigkeit der Ergebnisse der Auswertung eine Entscheidung über die Auslösung geeigneter Schutzmaßnahmen erfolgt. Im Falle eines Fußgängerschutzsystems können die Schutzmaßnahmen darin bestehen, die Motorhaube des Fahrzeugs anzuheben, so dass nach einem Aufprall des Kopfes und/oder des Körpers einer Person ein größerer Verformungsweg zum Abbau von Energie zur Verfügung steht. Hierdurch können Verletzungen der Person gemildert werden.An external force F on the hose 2 has a pressure change of the pressure p 2 result. The pressure change is from the two pressure sensors 1a . 1b registered. Depending on where the pressurization or external force F occurs, the sensing of the pressure change at the two pressure sensors 1a . 1b time-delayed. In the arithmetic unit 5 or alternatively one of the arithmetic unit 5 Downstream evaluation takes place the evaluation of the pressure change. In particular, in this case the time course of the pressure change is evaluated, wherein, depending on the results of the evaluation, a decision is made on the triggering of suitable protective measures. In the case of a pedestrian protection system, the protective measures may be to lift the bonnet of the vehicle so that after impact of the head and / or body of a person a greater deformation path is available for the removal of energy. As a result, injuries to the person can be mitigated.

Als Drucksensoren in der oben beschriebenen Vorrichtung werden in der Regel Derivate von herkömmlichen Drucksensoren, wie diese beispielsweise in den Türen eines Fahrzeugs zur Erkennung eines Seitenaufpralls verwendet werden, eingesetzt. Aufgrund dessen sind die Drucksensoren diagnosefähig. Dies bedeutet, durch die Recheinheit oder eine nachgeschaltete Auswerteeinheit kann festgestellt werden, ob ein jeweiliger Drucksensor an sich funktionsfähig ist.As pressure sensors in the apparatus described above, derivatives of conventional pressure sensors, such as those used in the doors of a vehicle for detecting a side impact, are usually used. Due to this, the pressure sensors are diagnosable. This means that it can be determined by the computing unit or a downstream evaluation unit whether a respective pressure sensor is functional in itself.

Die Anbindung des Schlauchs an die Drucksensoren erfolgt zumeist dadurch, dass die Schlauchenden über korrespondierende Anschlussstutzen der Drucksensoren gesteckt werden. Eine mechanische Fixierung erfolgt über Schellen oder Kabelbinder. Über die Zeit kann der Schlauch, beispielsweise durch Temperatureinflüsse oder Reibstellen brüchig oder porös werden. Ebenso können Risse des Schlauches nicht ausgeschlossen werden. Auch im Betrieb der Vorrichtung, sogar beim Verbau eines Neuteils kann nicht sichergestellt werden, dass der Schlauch und die Anbindung des Schlauchs an die Drucksensoren dicht sind. Hierdurch ist jedoch die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts nicht mehr sicher gewährleistet.The connection of the hose to the pressure sensors is usually carried out in that the hose ends are inserted via corresponding connecting pieces of the pressure sensors. A mechanical fixation via clamps or cable ties. Over time, the hose may become brittle or porous, for example due to temperature or friction. Likewise, cracks in the hose can not be ruled out. Also in the operation of the device, even when installing a new part can not be ensured that the hose and the connection of the hose to the pressure sensors are tight. As a result, however, the functionality of the device for detecting the impact of an object is no longer guaranteed safe.

Undichtigkeiten haben zur Folge, dass eine durch äußere Krafteinwirkung, d. h. den Aufprall eines Objekts, resultierende Druckänderung der Luft im Inneren des Schlauches nicht oder nicht genügend erkannt werden. Dies hat jedoch direkten Einfluss auf den für die Erkennung eines Aufpralls verwendeten Algorithmus und damit auf die Entscheidung über die Auslösung einer Schutzmaßnahme. Im schlechtesten Fall, einem gerissenen Schlauch oder einer geöffneten Schlauchanbindung an einen der Drucksensoren, ist sogar keine Druckänderung mehr detektierbar, so dass beim Aufprall eines Fußgängers auf das Fahrzeug keine Schutzmaßnahmen ausgelöst werden.Leaks have the consequence that a by external force, d. H. the impact of an object, resulting pressure change of the air inside the tube is not or not sufficiently recognized. However, this has a direct influence on the algorithm used for the detection of an impact and thus on the decision to initiate a protective measure. In the worst case, a cracked hose or an open hose connection to one of the pressure sensors, even no pressure change is detectable, so that no protective measures are triggered when a pedestrian impacts the vehicle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug anzugeben, welche die Diagnosefähigkeit der gesamten Vorrichtung ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method for detecting the impact of an object on a vehicle, which allow the diagnostic capability of the entire device.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. These objects are achieved by a device according to the features of claim 1 and a method according to the features of claim 10. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst einen mit einem Befüllmedium befüllten Schlauch, der ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende aufweist. Ein erster Drucksensor ist mit dem ersten Ende des Schlauches verbunden. Ein zweiter Drucksensor ist mit dem zweiten Ende des Schlauches verbunden. Der erste und der zweite Drucksensor stellt jeweils ein den Druck des Befüllmediums repräsentierendes Signal bereit. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Recheneinheit, welche über Anschlussleitungen mit dem ersten und dem zweiten Sensor zum Austausch von Daten verbunden ist, wobei die Recheneinheit zur Verarbeitung der von dem ersten und von dem zweiten Drucksensor empfangenen Signale ausgebildet ist.The invention provides a device for detecting the impact of an object on a vehicle. The device includes a tube filled with a filling medium having a first end and a second end opposite the first end. A first pressure sensor is connected to the first end of the hose. A second pressure sensor is connected to the second end of the hose. The first and the second pressure sensor each provide a signal representing the pressure of the filling medium. The device further comprises a computing unit, which is connected via connecting lines to the first and the second sensor for exchanging data, wherein the arithmetic unit is designed to process the signals received from the first and from the second pressure sensor.

Erfindungsgemäß weist in einem bestimmungsgemäßen Normalzustand, in dem kein Aufprall des Objekts auf die Vorrichtung vorliegt, das Befüllmedium gegenüber dem Umgebungsdruck einen Überdruck auf, der als Signal von zumindest einem der Drucksensoren der Recheneinheit bereit gestellt wird. Die Recheneinheit wertet zur Diagnose der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung die Höhe des Überdrucks aus.According to the invention, in an intended normal state, in which there is no impact of the object on the device, the filling medium with respect to the ambient pressure on an overpressure, which is provided as a signal from at least one of the pressure sensors of the arithmetic unit. The arithmetic unit evaluates the level of overpressure for diagnosing the functionality of the device.

Dadurch, dass das in dem Schlauch vorgesehene Befüllmedium gegenüber dem bestimmungsgemäßen Normalzustand einen Überdruck aufweist, welcher durch die Drucksensoren detektierbar und die Recheneinheit auswertbar ist, ist eine Diagnosefähigkeit der gesamten Vorrichtung gegeben. Betriebsbedingte Undichtigkeiten, beispielsweise durch Reibstellen, ein Ablösen des Schlauchs von einem der Drucksensoren, Risse im Schlauch und dergleichen, machen sich in einem Druckverlust bemerkbar, so dass sich über die Zeit der Druck des Befüllmediums an den Umgebungsdruck anpasst. Diese Druckveränderung kann durch die Recheneinheit detektiert werden. Somit ist auch die Diagnose bislang nicht diagnosefähiger Komponenten der Vorrichtung zur Erkennung des Aufpralls eines Objekts gewährleistet.Due to the fact that the filling medium provided in the hose has an overpressure relative to the intended normal state, which pressure can be detected by the pressure sensors and the arithmetic unit can be evaluated, a diagnostic capability of the entire device is provided. Operational leaks, for example due to friction, detachment of the hose from one of the pressure sensors, cracks in the hose and the like, are reflected in a pressure loss, so that over time the pressure of the filling medium adapts to the ambient pressure. This pressure change can be detected by the arithmetic unit. Thus, the diagnosis of components of the device for detecting the impact of an object, which have not hitherto been diagnosable, is also guaranteed.

In dem Normalzustand ist der Überdruck größer als ein vorgegebener Schwellwert, um die Vorrichtung, insbesondere den Schlauch und/oder dessen Anbindung an den ersten und/oder zweiten Drucksensor, als funktionsfähig zu erkennen. Unterschreitet der Überdruck den vorgegebenen Schwellwert, so wird die Vorrichtung als nicht mehr funktionsfähig erkannt. Beispielsweise kann dann eine entsprechende Kontrollleuchte in dem Kraftfahrzeug auf den Defekt der Vorrichtung hinweisen.In the normal state, the overpressure is greater than a predefined threshold value in order to be able to recognize the device, in particular the hose and / or its connection to the first and / or second pressure sensor, as being functional. If the overpressure falls below the predetermined threshold value, then the device is recognized as no longer functional. For example, then a corresponding indicator light in the motor vehicle may indicate the defect of the device.

Der Überdruck ist wahlweise ein Differenzdruck zwischen dem Umgebungsdruck und dem Innendruck oder der absolute Innendruck in dem Schlauch, wobei in dem Normalzustand der Differenzdruck größer als ein vorgegebener Schwell-Differenzdruck oder der Innendruck größer als ein vorgegebener absoluter Schwellenwert ist, um die Vorrichtung als funktionsfähig zu erkennen. Ob der Überdruck ein Differenzdruck oder der absolute Innendruck in dem Schlauch ist, ist davon abhängig, welches Messprinzip die Drucksensoren der Vorrichtung zur Druckmessung verwenden.The overpressure is optionally a differential pressure between the ambient pressure and the internal pressure or the absolute internal pressure in the hose, wherein in the normal state the differential pressure is greater than a predetermined threshold differential pressure or the internal pressure is greater than a predetermined absolute threshold to make the device operable detect. Whether the overpressure is a differential pressure or the absolute internal pressure in the hose depends on which measuring principle the pressure sensors of the pressure measuring device use.

In einer Ausgestaltung wird die Höhe des vorgegebenen Schwellwerts, insbesondere des Schwell-Differenzdrucks und/oder des vorgegebenen absoluten Schwellenwerts, abhängig von einer messtechnisch ermittelten Umgebungstemperatur ermittelt. Hierdurch kann eine Außentemperatur bedingte Druckminderung berücksichtigt werden.In one embodiment, the height of the predetermined threshold value, in particular of the threshold differential pressure and / or the predetermined absolute threshold value, is determined as a function of a measured ambient temperature. As a result, an outside temperature-related pressure reduction can be taken into account.

Alternativ ist die Höhe eines vorgegebenen Schwellwerts, insbesondere des Schwell-Differenzdrucks und/oder des vorgegebenen absoluten Schwellenwerts derart gewählt, dass eine durch eine Umgebungstemperatur bedingte Druckminderung des Innendrucks bei gegebener Funktionsfähigkeit der Vorrichtung nicht zu einem Unterschreiten des Schwellwerts führt. Dies lässt sich beispielsweise über die hydrodynamische Druckformel p·V = n·R·T (mit p: Druck, V: Volumen, n: Stoffmenge, R: Gaskonstante, T: absolute Temperatur) berücksichtigen, über die eine zu erwartende Druckänderung in Abhängigkeit von Temperatureinflüssen bestimmbar ist. Bei einer dichten Vorrichtung sind das Befüllmedium-Volumen (V) sowie die beiden Konstanten n und R konstant.Alternatively, the height of a predetermined threshold value, in particular of the threshold differential pressure and / or the predetermined absolute threshold value, is chosen such that a pressure reduction of the internal pressure caused by an ambient temperature does not lead to a fall below the threshold value for a given functionality of the device. This can be taken into account, for example, via the hydrodynamic pressure formula p.V = n.R.T (with p: pressure, V: volume, n: amount of substance, R: gas constant, T: absolute temperature), via which an expected pressure change in dependence Can be determined by temperature influences. In a dense device, the filling medium volume (V) and the two constants n and R are constant.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Höhe des vorgegebenen Schwellwerts, insbesondere des Schwell-Differenzdrucks und/oder des vorgegebenen absoluten Schwellenwerts abhängig von Toleranzen des ersten und/oder des zweiten Drucksensors ist.It is also expedient if the height of the predetermined threshold value, in particular of the threshold differential pressure and / or the predetermined absolute threshold value, is dependent on tolerances of the first and / or the second pressure sensor.

Das Befüllmedium kann wahlweise ein Gas, insbesondere Luft, oder ein Fluid sein. Wird beispielsweise eine Flüssigkeit als Befüllmedium verwendet, so kann zusätzlich zur Überwachung des Überdrucks durch die Drucksensoren eine optische Verifikation des Zustands der Vorrichtung erfolgen. Beispielsweise kann hierzu eine gefärbte oder eine fluoreszierende Flüssigkeit als Befüllmedium zum Einsatz kommen, deren Auftreten am Schlauchäußeren sich einerseits mittels einer Sichtprüfung oder durch entsprechende optische Sensoren erkennen lässt. Dabei wird z. B. mittels der Sensoren überprüft, ob Flüssigkeit aus dem Schlauch austritt, insbesondere an der Verbindungsstelle zwischen Schlauch und Drucksensoren. Im Falle eines Verlusts von Befüllmedium ist beispielsweise eine Nachfüllung des Befüllmediums möglich.The filling medium may optionally be a gas, in particular air, or a fluid. If, for example, a liquid is used as the filling medium, then in addition to monitoring the overpressure by the Pressure sensors carried out an optical verification of the state of the device. For example, for this purpose, a colored or a fluorescent liquid can be used as the filling medium whose appearance on the outside of the tube can be recognized on the one hand by means of a visual inspection or by means of corresponding optical sensors. This z. B. checked by means of the sensors, if liquid leaking from the hose, in particular at the junction between the hose and pressure sensors. In the case of a loss of filling medium, for example, a refilling of the filling medium is possible.

Eine weiter erhöhte Zuverlässigkeit der Vorrichtung gegenüber Drucksverlusten ergibt sich dadurch, wenn als Schlauch ein sog. Druckschlauch verwendet wird. Ein Druckschlauch zeichnet sich durch entsprechende Druckanschlüsse aus, wie diese beispielsweise von standardisierten Fahrzeug-Bremsschläuchen bekannt sind. Beispielsweise können die Druckanschlüsse mittels Verschraubung mit den Drucksensoren verbunden werden.A further increased reliability of the device with respect to pressure losses is obtained when a so-called pressure hose is used as the hose. A pressure hose is characterized by corresponding pressure connections, as are known for example from standardized vehicle brake hoses. For example, the pressure ports can be connected by screwing with the pressure sensors.

Um in dem Schlauch den Überdruck gegenüber der Umgebung herstellen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Schlauch ein Ventil, z. B. eine Befüllöffnung umfasst, über die das Befüllmedium in den Schlauch eingebracht oder nachgefüllt werden kann, bis der für den Normalzustand erforderliche Druck erreicht oder überschritten ist.In order to be able to produce the overpressure with respect to the environment in the hose, it is expedient if the hose has a valve, for. B. comprises a filling via which the filling medium can be introduced or refilled into the tube until the pressure required for the normal state is reached or exceeded.

Die Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zum Überprüfen einer Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung wie oben beschrieben ausgebildet ist. Bei dem Verfahren wird zur Diagnose der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung überprüft, dass kein Aufprall eines Objekts auf die Vorrichtung vorliegt und währenddessen das Befüllmedium gegenüber dem Umgebungsdruck einen Überdruck aufweist, der als Signal von zumindest einem der Drucksensoren der Recheneinheit bereitgestellt wird. Anschließend wird die Höhe des Überdrucks ausgewertet.The invention further provides a method for checking a device for detecting the impact of an object on a vehicle, the device being designed as described above. The method is used to diagnose the functionality of the device checks that there is no impact of an object on the device and while the filling medium over the ambient pressure has an overpressure, which is provided as a signal from at least one of the pressure sensors of the arithmetic unit. Subsequently, the height of the overpressure is evaluated.

Weiterhin wird der Schlauch und/oder dessen Anbindung an den ersten und/oder zweiten Drucksensor als funktionsfähig klassifiziert, wenn der Überdruck größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.Furthermore, the hose and / or its connection to the first and / or second pressure sensor is classified as functional if the overpressure is greater than a predefined threshold value.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn als Überdruck wahlweise ein Differenzdruck zwischen dem Umgebungsdruck und dem Innendruck oder der absolute Innendruck verarbeitet oder ausgewertet wird, wobei in dem Normalzustand der Differenzdruck größer als ein vorgegebener absoluter Schwellenwert sein muss, damit die Vorrichtung als funktionsfähig erkannt wird.It is furthermore expedient if, as overpressure, optionally a differential pressure between the ambient pressure and the internal pressure or the absolute internal pressure is processed or evaluated, whereby in the normal state the differential pressure must be greater than a predefined absolute threshold value, so that the device is recognized to be functional.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention and its advantages are explained below with reference to an embodiment in the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten und einleitend bereits beschriebenen Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug, und 1 a schematic representation of a known from the prior art and initially already described device for detecting the impact of an object on a vehicle, and

2 eine erfindungsgemäße schematische Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug. 2 a schematic device according to the invention for detecting the impact of an object on a vehicle.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf das Fahrzeug. Die Vorrichtung stellt die Sensorik eines Fußgänger-Schutz-Systems dar. Dieses umfasst zwei elektrische Drucksensoren 1a, 1b, die mit einem Schlauch 2 miteinander verbunden sind. Der Schlauch besteht aus einem Material, das eine hohe Flexibilität bei einer auf den Schlauch einwirkenden, äußeren Krafteinwirkung F aufweist. Über jeweilige Anschlussleitungen 4 sind die Drucksensoren 1a, 1b mit einer Recheneinheit 5 verbunden. Die Anschlussleitungen sind bevorzugt als Bus-System (PSI5, LIN, CAN usw.) ausgelegt, so dass neben dem Austausch von Daten auch eine Spannungsversorgung der Sensoren 1a, 1b durch die Recheneinheit 5 erfolgen kann. 2 shows a schematic representation of a device according to the invention for detecting the impact of an object on the vehicle. The device represents the sensor technology of a pedestrian protection system. This includes two electrical pressure sensors 1a . 1b with a hose 2 connected to each other. The hose is made of a material which has a high flexibility with an external force F acting on the hose. Via respective connecting cables 4 are the pressure sensors 1a . 1b with a computing unit 5 connected. The connection lines are preferably designed as a bus system (PSI5, LIN, CAN, etc.), so that in addition to the exchange of data and a power supply of the sensors 1a . 1b through the arithmetic unit 5 can be done.

In bekannter Weise wird die in 2 dargestellte Vorrichtung im Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs über dessen gesamte Breite angeordnet. Eine äußere Krafteinwirkung (F) auf den Schlauch hat eine Druckänderung des Innendrucks p2 des Befüllmediums zur Folge. Diese Druckänderung wird von den beiden Drucksensoren 1a, 1b registriert. Das Registrieren kann je nach Lage der Krafteinwirkung zeitversetzt erfolgen. Die Druckänderung ist abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Gewicht des auftreffenden Objekts. Eine erwachsene Person zieht z. B. eine größere Druckänderung als ein auf die Vorrichtung prallendes Kind oder sogar ein Ball nach sich (bei gleicher Fahrzeugeigengeschwindigkeit). Aus der Höhe der Druckänderung kann beispielsweise auch auf die Art des aufprallenden Objekts geschlossen werden. Abhängig hiervon können geeignete Schutzmaßnahmen ausgelöst werden.In known manner, the in 2 shown device arranged in the bumper of a motor vehicle over its entire width. An external force (F) on the hose results in a pressure change of the internal pressure p 2 of the filling medium. This pressure change is from the two pressure sensors 1a . 1b registered. The registration can be delayed, depending on the location of the force. The pressure change depends on the speed of the vehicle and the weight of the impacting object. An adult pulls z. B. a larger pressure change than a bouncing on the device child or even a ball by itself (at the same speed of the vehicle). From the height of the pressure change can be closed, for example, on the nature of the impacting object. Depending on this, suitable protective measures can be triggered.

Die Drucksensoren können beispielsweise von herkömmlichen Drucksensoren abgeleitet sein, die in Fahrzeugen zur Crasherkennung in Türen eingesetzt werden. Bei solchen Drucksensoren ist die Diagnosefähigkeit der Sensoren selbst gegeben. Die Drucksensoren können somit automatisiert auf ihre mechanische und elektrische Funktionsfähigkeit (hinsichtlich Druckerfassung und Weiterleitung eines den Druck repräsentierenden Signals an die Recheneinheit) überprüft werden. For example, the pressure sensors may be derived from conventional pressure sensors used in vehicles for crash detection in doors. In such pressure sensors, the diagnostic capability of the sensors themselves is given. The pressure sensors can thus be checked automatically for their mechanical and electrical functionality (with regard to pressure detection and forwarding of a signal representing the pressure to the arithmetic unit).

Der Schlauch kann z. B. aus Gummi, Kautschuk oder Latex bestehen. Alle drei Materialien weisen eine hohe Flexibilität in Reaktion auf die äußere Krafteinwirkung F auf den Schlauch 2 auf. Der Schlauch 2 könnte auch als sog. Druckschlauch ausgebildet sein, welcher über sog. Druckanschlüsse verfügt. Über diese Druckanschlüsse können die Drucksensoren an den gegenüberliegenden Enden des Schlauches derart befestigt werden, dass ein unbeabsichtigtes Abrutschen oder Lösen nicht möglich ist. Entsprechende Verbindungsmechanismen sind beispielsweise von Bremsschläuchen bekannt. Darüber hinaus weisen Druckschläuche generell eine erhöhte Robustheit auf, so dass auch alterungsbedingte, durch Temperatureinflüsse oder Reibstellen bedingte Risse in der Regel nicht auftreten.The hose can z. B. rubber, rubber or latex. All three materials have high flexibility in response to the external force F on the hose 2 on. The hose 2 could also be designed as a so-called. Pressure hose, which has so-called. Pressure connections. About these pressure ports, the pressure sensors can be attached to the opposite ends of the hose so that an accidental slipping or loosening is not possible. Corresponding connection mechanisms are known, for example, from brake hoses. In addition, pressure hoses generally have an increased robustness, so that age-related, caused by temperature effects or friction points cracks usually do not occur.

Lediglich schematisch weist der Schlauch 2 ein Ventil 8 auf, über das ein Befüllmedium in den Schlauch 2 eingebracht bzw. nachgefüllt werden kann. Das Befüllmedium kann ein Gas, insbesondere Luft, oder ein Fluid sein. Um den Zustand des den Schlauches 2 selbst sowie dessen Anbindung an die Drucksensoren 1a, 1b diagnostizieren zu können, weist das Befüllmedium gegenüber dem Umgebungsdruck (p1) einen Überdruck auf. Der Überdruck des Befüllmediums wird durch beide Drucksensoren 1a, 1b erfasst und als den Druck repräsentierende Signale an die Recheneinheit 5 übertragen.Only schematically, the hose 2 a valve 8th on, via a filling medium in the hose 2 can be introduced or refilled. The filling medium may be a gas, in particular air, or a fluid. To the condition of the hose 2 itself as well as its connection to the pressure sensors 1a . 1b To be able to diagnose, the filling medium over the ambient pressure (p 1 ) has an overpressure. The overpressure of the filling medium is through both pressure sensors 1a . 1b detected and as the pressure representing signals to the arithmetic unit 5 transfer.

Auf eine Funktionsfähigkeit des Systems kann dann geschlossen werden, wenn in einem bestimmungsgemäßen Normalzustand, in dem kein Aufprall eines Objekts auf die Vorrichtung vorliegt, das Befüllmedium gegenüber dem Umgebungsdruck den Überdruck aufweist.On a functional capability of the system can be concluded when in a normal state, in which there is no impact of an object on the device, the filling medium with respect to the ambient pressure has the overpressure.

Ist bei einer Initialisierung der Vorrichtung, beispielsweise bei einem Systemstart, der durch die Drucksensoren 1a, 1b gleichzeitig gemessene Druck p2 unterhalb einer vorher festgelegten Schwelle oder gar gleich dem Umgebungsdruck p1, so ist die Funktionsfähigkeit aufgrund einer Undichtigkeit des Schlauches 2 oder der Anbindung zu einem der beiden Drucksensoren 1a, 1b nicht gegeben. Durch das vorgeschlagene Vorgehen sind sowohl „schleichende” Druckverluste als auch Risse, durch die das Befüllmedium schlagartig entströmen kann, detektierbar. Schleichende Druckverluste treten beispielsweise bei einem porös werdenden Schlauch auf.Is at an initialization of the device, for example, at a system start, by the pressure sensors 1a . 1b simultaneously measured pressure p 2 below a predetermined threshold or even equal to the ambient pressure p 1 , the functionality is due to a leakage of the hose 2 or the connection to one of the two pressure sensors 1a . 1b not given. As a result of the proposed procedure, "creeping" pressure losses as well as cracks, through which the filling medium can flow abruptly, can be detected. Creeping pressure drops occur, for example, in a porous hose.

Die Vorgehensweise – ein Schwellwertvergleich der durch die Drucksensoren 1a, 1b an die Recheneinheit 5 übertragenen Drucksignale mit einem vorgegebenen Schwellwert – ist unabhängig davon gleich, ob durch die Drucksensoren 1a, 1b ein Differenzdruck zwischen dem Umgebungsdruck p1 und dem Innendruck p2 des Befüllmediums oder der absolute Innendruck p2 in dem Schlauch 2 ermittelt wird. Gegebenenfalls ist es erforderlich, die Höhe des Schwellwerts an die von den Drucksensoren verwendete Messmethode anzupassen.The procedure - a threshold comparison by the pressure sensors 1a . 1b to the arithmetic unit 5 transmitted pressure signals with a predetermined threshold - is the same regardless of whether by the pressure sensors 1a . 1b a differential pressure between the ambient pressure p 1 and the internal pressure p 2 of the filling medium or the absolute internal pressure p 2 in the hose 2 is determined. If necessary, it is necessary to adjust the height of the threshold to the measuring method used by the pressure sensors.

Um die Zuverlässigkeit der Diagnose zu erhöhen, fließt eine durch die Außentemperatur T bedingte Druckminderung Δp2 in die Festlegung des vorgegebenen Schwellwerts ein. Einen weiteren Einfluss auf den Schwellwert können Alterungsvorgänge und Toleranzen der Drucksensoren haben.To increase the reliability of the diagnosis, a 2 flows caused by the outside temperature T a pressure reduction Ap in the determination of the predetermined threshold. Another influence on the threshold value can be aging processes and tolerances of the pressure sensors.

Über die hydrodynamische Druckformel p·V = n·R·T (mit p: Druck, V: Volumen, n: Stoffmenge, R: Gaskonstante, T: absolute Temperatur) kann eine zu erwartende Druckminderung durch Temperatureinflüsse bestimmt werden. Bei einer dichten Vorrichtung sind das Volumen V des Befüllmediums und die beiden Konstanten n und R konstant. Dies wird anhand eines Rechenbeispiels verdeutlicht.About the hydrodynamic pressure formula p · V = n · R · T (with p: pressure, V: volume, n: amount of substance, R: gas constant, T: absolute temperature) can be determined by an expected pressure reduction by temperature influences. In a dense device, the volume V of the filling medium and the two constants n and R are constant. This is illustrated by an example calculation.

Rechenbeispiel: Bei einer Temperatur von T2(t1) = 20°C beträgt ein Anfangsdruck p2(t1) = 5 bar. Fällt die Umgebungstemperatur auf T2(t2) = –40°C, so beträgt die Druckminderung Δp = p2(t2) – p2(t1) = 4 bar – 5 bar = –1 bar. Dies ergibt sich aus

Figure 00090001
Calculation example: At a temperature of T 2 (t 1 ) = 20 ° C, an initial pressure p 2 (t 1 ) = 5 bar. If the ambient temperature drops to T 2 (t 2 ) = -40 ° C, the pressure reduction Δp = p 2 (t 2 ) - p 2 (t 1 ) = 4 bar - 5 bar = -1 bar. This is evident
Figure 00090001

Hieraus ergibt sich, dass bei einem vorgegebenen Schwellwert von etwa 4 bar Temperaturschwankungen in einem für Fahrzeuge üblichen Bereich gerade noch nicht zur Signalisierung eines Problems der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung führen. Sinkt allerdings der im Inneren des Schlauchs vorherrschende Druck auf einen Wert von kleiner als 4 bar, so ist dies ein Hinweis auf einen Fehler.It follows that at a predetermined threshold of about 4 bar temperature fluctuations in a usual range for vehicles just do not lead to the signaling of a problem of the functioning of the device. If, however, the pressure prevailing inside the hose drops to a value of less than 4 bar, this is an indication of an error.

Aus diesem Ausführungsbeispiel wird deutlich, dass allein durch die Wahl der Schwelle temperaturbedingte Druckschwankungen berücksichtigt werden können. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausgestaltung könnte zusätzlich eine Messung der Umgebungstemperatur erfolgen, wobei der Schwellwert dann abhängig von der gemessenen Temperatur variiert werden kann. Letztere Variante weist den Vorteil auf, dass Druckverluste schneller erkannt werden können, da der Schwellwert näher an dem ursprünglich gewählten Überdruckwert gewählt werden kann.From this embodiment, it is clear that temperature-related pressure fluctuations can be taken into account solely by the choice of the threshold. In an alternative embodiment, not shown, a measurement of the ambient temperature could additionally take place, wherein the threshold value can then be varied depending on the measured temperature. The latter variant has the advantage that pressure losses can be detected more quickly, since the threshold value can be selected closer to the originally selected overpressure value.

Wie oben bereits beschrieben, kann als Befüllmedium auch eine Flüssigkeit zum Einsatz kommen. Diese kann beispielsweise eingefärbt oder fluoreszierender Natur sein. Die Flüssigkeit kann zusätzlich zur optischen Detektion einer Druckminderung des Überdrucks herangezogen werden. Die optische Überprüfung kann sensorisch oder durch eine Sichtprüfung durch Werkstattpersonal erfolgen. Insbesondere kann eine optische Sichtprüfung beim Verbau des Neuteilen und/oder im Rahmen eines Werkstattaufenthalts vorteilhaft genutzt werden. Aus dem System austretende Flüssigkeit stellt dann einen Indikator für ein undichtes System dar. Gegebenenfalls kann nach einer eingehenden Untersuchung der Ursache des Flüssigkeitsverlusts Flüssigkeit (allg. Befüllmedium) nachgefüllt werden. Unter Umständen ist jedoch auch ein Austausch der gesamten Vorrichtung erforderlich.As already described above, a liquid can also be used as the filling medium. This can for example be colored or fluorescent nature. The liquid can be used in addition to the optical detection of a reduction in pressure of the overpressure. The visual inspection can be carried out by sensors or by a visual inspection by workshop personnel. In particular, an optical visual inspection during installation of the new parts and / or in the context of a workshop visit can be advantageously used. Liquid leaking from the system will then be an indicator of a leaky system. If necessary, after a thorough investigation of the cause of the fluid loss, fluid (generally filling medium) may be added. Under certain circumstances, however, an exchange of the entire device is required.

Claims (12)

Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug, umfassend: – einen mit einem Befüllmedium (3) gefüllten Schlauch (2), der ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende aufweist; – einen ersten Drucksensor (1a), der mit dem ersten Ende des Schlauches und einen zweiten Drucksensor (1b), der mit dem zweiten Ende des Schlauches verbunden ist, wobei der erste und der zweite Drucksensor (1a, 1b) jeweils ein den Druck des Befüllmediums (3) repräsentierendes Signal bereitstellen; – eine Recheneinheit (5), welche über Anschlussleitungen (4) mit dem ersten und dem zweiten Sensor (1a, 1b) zum Austausch von Daten verbunden ist, wobei die Recheneinheit (5) zur Verarbeitung der von dem ersten und dem zweiten Drucksensor (1a, 1b) empfangenen Signale ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem bestimmungsgemäßen Normalzustand, in dem kein Aufprall eines Objekts auf die Vorrichtung vorliegt, das Befüllmedium gegenüber dem Umgebungsdruck (p1) einen Überdruck aufweist, der als Signal von zumindest einem der Drucksensoren (1a, 1b) der Recheneinheit (5) bereitgestellt wird, welche zur Diagnose der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung die Höhe des Überdrucks auswertet.Device for detecting the impact of an object on a vehicle, comprising: - one with a filling medium ( 3 ) filled hose ( 2 ) having a first end and a second end opposite the first end; A first pressure sensor ( 1a ) connected to the first end of the hose and a second pressure sensor ( 1b ), which is connected to the second end of the tube, wherein the first and the second pressure sensor ( 1a . 1b ) one each the pressure of the filling medium ( 3 provide); A computing unit ( 5 ), which via connecting lines ( 4 ) with the first and the second sensor ( 1a . 1b ) for exchanging data, wherein the arithmetic unit ( 5 ) for processing the first and second pressure sensors ( 1a . 1b formed), characterized in that in a normal state, in which there is no impact of an object on the device, the filling medium with respect to the ambient pressure (p 1 ) has an overpressure, which is a signal from at least one of the pressure sensors ( 1a . 1b ) of the arithmetic unit ( 5 ), which evaluates the level of overpressure for diagnosing the functionality of the device. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Normalzustand der Überdruck größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, um die Vorrichtung, insbesondere den Schlauch (2) und/oder dessen Anbindung an den ersten und/oder zweiten Drucksensor (1a, 1b), als funktionsfähig zu erkennen.Device according to claim 1, characterized in that, in the normal state, the overpressure is greater than a predefined threshold value around the device, in particular the hose ( 2 ) and / or its connection to the first and / or second pressure sensor ( 1a . 1b ), to recognize as functional. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck wahlweise ein Differenzdruck zwischen dem Umgebungsdruck (p1) und dem Innendruck (p2) oder der absolute Innendruck (p2) in dem Schlauch (2) ist, wobei in dem Normalzustand der Differenzdruck größer als ein vorgegebener Schwell-Differenzdruck oder der Innendruck (p2) größer als ein vorgegebener absoluter Schwellenwert ist, um die Vorrichtung als funktionsfähig zu erkennen.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the overpressure optionally a differential pressure between the ambient pressure (p 1 ) and the internal pressure (p 2 ) or the absolute internal pressure (p 2 ) in the hose ( 2 ), wherein in the normal state, the differential pressure is greater than a predetermined threshold differential pressure or the internal pressure (p 2 ) is greater than a predetermined absolute threshold to recognize the device as functional. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des vorgegebenen Schwellwerts, insbesondere des Schwell-Differenzdrucks und/oder des vorgegebenen absoluten Schwellenwerts, abhängig von einer messtechnisch ermittelten Umgebungstemperatur variiert ist.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the height of the predetermined threshold value, in particular of the threshold differential pressure and / or the predetermined absolute threshold, is varied depending on a metrologically determined ambient temperature. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des vorgegebenen Schwellwerts, insbesondere des Schwell-Differenzdrucks und/oder des vorgegebenen absoluten Schwellenwerts, derart gewählt ist, dass eine durch eine Umgebungstemperatur bedingte Druckminderung des Innendrucks (p2) bei gegebener Funktionsfähigkeit der Vorrichtung nicht zu einem Unterschreiten des Schwellwerts führt.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the height of the predetermined threshold value, in particular of the threshold differential pressure and / or the predetermined absolute threshold, is selected such that a conditional by an ambient temperature pressure reduction of the internal pressure (p 2 ) for a given functionality the device does not lead to an undershooting of the threshold. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des vorgegebenen Schwellwerts, insbesondere des Schwell-Differenzdrucks und/oder des vorgegebenen absoluten Schwellenwerts abhängig von Toleranzen des ersten und/oder des zweiten Drucksensors (1a, 1b) ist.Device according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the height of the predetermined threshold value, in particular of the threshold differential pressure and / or the predetermined absolute threshold depending on tolerances of the first and / or the second pressure sensor ( 1a . 1b ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllmedium (3) ein Gas, insbesondere Luft, oder ein Fluid ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the filling medium ( 3 ) is a gas, in particular air, or a fluid. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2) ein Druckschlauch ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hose ( 2 ) is a pressure hose. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2) eine Befüllöffnung, insbesondere ein Ventil (8), umfasst, über die das Befüllmedium (3) in den Schlauch (2) eingebracht oder nachgefüllt werden kann, bis der für den Normalzustand erforderliche Druck erreicht oder überschritten ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hose ( 2 ) a filling opening, in particular a valve ( 8th ), via which the filling medium ( 3 ) in the hose ( 2 ) can be introduced or refilled until the pressure required for the normal state is reached or exceeded. Verfahren zum Überprüfen einer Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug, umfassend: – einen mit einem Befüllmedium (3) gefüllten Schlauch (2), der ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende aufweist; – einen ersten Drucksensor (1a), der mit dem ersten Ende des Schlauches und einen zweiten Drucksensor (1b), der mit dem zweiten Ende des Schlauches verbunden ist, wobei der erste und der zweite Drucksensor (1a, 1b) jeweils ein den Druck des Befüllmediums (3) repräsentierendes Signal bereitstellen; – eine Recheneinheit (5), welche über Anschlussleitungen (4) mit dem ersten und dem zweiten Sensor (1a, 1b) zum Austausch von Daten verbunden ist, wobei die Recheneinheit (5) zur Verarbeitung der von dem ersten und dem zweiten Drucksensor (1a, 1b) empfangenen Signale ausgebildet ist, bei dem zur Diagnose der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung – überprüft wird, dass kein Aufprall eines Objekts auf die Vorrichtung vorliegt und währenddessen das Befüllmedium gegenüber dem Umgebungsdruck (p1) einen Überdruck aufweist, der als Signal von zumindest einem der Drucksensoren (1a, 1b) der Recheneinheit bereitgestellt wird; und – die Höhe des Überdrucks ausgewertet wird.Method for checking a device for detecting the impact of an object on a vehicle, comprising: - one with a filling medium ( 3 ) filled hose ( 2 ) having a first end and a second end opposite the first end; A first pressure sensor ( 1a ) connected to the first end of the hose and a second pressure sensor ( 1b ), which is connected to the second end of the tube, wherein the first and the second pressure sensor ( 1a . 1b ) one each the pressure of the filling medium ( 3 provide); A computing unit ( 5 ), which via connecting lines ( 4 ) with the first and the second sensor ( 1a . 1b ) for exchanging data, wherein the arithmetic unit ( 5 ) for processing the first and second pressure sensors ( 1a . 1b In order to diagnose the functional capability of the device, it is checked that there is no impact of an object on the device and meanwhile the filling medium has an overpressure relative to the ambient pressure (p1) which is a signal from at least one of the pressure sensors. 1a . 1b ) is provided to the arithmetic unit; and - the level of overpressure is evaluated. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Vorrichtung, insbesondere der Schlauch (2) und/oder dessen Anbindung an den ersten und/oder zweiten Drucksensor (1a, 1b), als funktionsfähig klassifiziert wird, wenn der Überdruck größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.Method according to Claim 10, in which the device, in particular the hose ( 2 ) and / or its connection to the first and / or second pressure sensor ( 1a . 1b ) is classified as functional if the overpressure is greater than a predetermined threshold. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei dem als Überdruck wahlweise ein Differenzdruck zwischen dem Umgebungsdruck (p1) und dem Innendruck (p2) oder der absolute Innendruck (p2) verarbeitet und ausgewertet wird, wobei in dem Normalzustand der Differenzdruck größer als ein vorgegebener Schwell-Differenzdruck oder der Innendruck (p2) größer als ein vorgegebener absoluter Schwellenwert sein muss, damit die Vorrichtung als funktionsfähig erkannt wird.Apparatus according to claim 10 or 11, wherein as a pressure optionally a differential pressure between the ambient pressure (p 1 ) and the internal pressure (p 2 ) or the absolute internal pressure (p 2 ) is processed and evaluated, wherein in the normal state, the differential pressure greater than a predetermined threshold differential pressure or the internal pressure (p 2 ) must be greater than a predetermined absolute threshold, so that the device is recognized as functional.
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