DE102011080754B4

DE102011080754B4 - Device for detecting the impact of an object on a vehicle

Info

Publication number: DE102011080754B4
Application number: DE102011080754.3A
Authority: DE
Inventors: Georg Kunert
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: DE102011080754A1

Abstract

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 (p) 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: - a hose (2) filled with a filling medium (3) having a first end and a second end opposite the first end; - a first pressure sensor (1a) which with the first end of the hose and a second pressure sensor (1b) which is connected to the second end of the hose, the first and second pressure sensors (1a, 1b) each providing a signal representing the pressure of the filling medium (3); a computing unit (5) which is connected to the first and second sensors (1a, 1b) via connecting lines (4) for the exchange of data, the computing unit (5) for processing the data from the first and second pressure sensors (1a, 1b) received signals, characterized in that in an intended normal state in which there is no impact of an object on the device, the filling medium compared to the ambient pressure (p) a n has overpressure, which is provided as a signal from at least one of the pressure sensors (1a, 1b) of the computing unit (5), which evaluates the level of the overpressure in order to diagnose the functionality of the device.

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 a method for detecting the impact of an object on a vehicle. The device comprises a hose which is filled with a filling medium and has a first end and a second end opposite the first end. A first pressure sensor is connected to the first end of the hose and a second pressure sensor is connected to the second end of the hose, the first and second pressure sensors each providing a signal representing the pressure of the filling medium. The device also has a computing unit which is connected to the first and the second sensor for exchanging data via connecting lines, the computing unit being designed to process the signals received from 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 in a schematic representation 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 connected to each other with a highly flexible hose 2 , for example made of rubber, caoutchouc or latex, are tightly connected. The hose 2 is filled with air, with 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 4th to a computing unit 5 (Electronic Control Unit, ECU) connected. Via the connecting cables 4th not only does the signal transmission from the pressure sensors take place 1a , 1b to the computing unit 5 . Likewise are the pressure sensors 1a , 1b via the connecting cables 4th 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 results in a pressure change in pressure p ₂ . The pressure change is determined by the two pressure sensors 1a , 1b registered. Depending on the point at which the application of pressure or external force F occurs, the pressure change can be sensed at the two pressure sensors 1a , 1b take place with a time delay. In the arithmetic unit 5 or alternatively one of the computing unit 5 downstream evaluation unit, the pressure change is evaluated. In particular, the change in pressure over time is evaluated here, with a decision being made as to whether or not suitable protective measures are triggered depending on the results of the evaluation. In the case of a pedestrian protection system, the protective measures can consist in lifting the hood of the vehicle so that a greater deformation path is available for the dissipation of energy after an impact of the head and / or the body of a person. This can reduce injuries to the person.

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 a rule, the pressure sensors used in the device described above are derivatives of conventional pressure sensors, such as those used, for example, in the doors of a vehicle to detect a side impact. Because of this, the pressure sensors can be diagnosed. This means that the computing unit or a downstream evaluation unit can determine whether a respective pressure sensor is actually functional.

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 usually takes place in that the hose ends are plugged over corresponding connection pieces of the pressure sensors. Mechanical fixation is carried out using clamps or cable ties. Over time, the hose can become brittle or porous, for example as a result of temperature influences or friction points. Likewise, cracks in the hose cannot be ruled out. Even when the device is in operation, even when installing a new part, it cannot 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 reliably guaranteed.

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 an external force, i.e. the impact of an object, the resulting change in pressure of the air inside the hose are not or not sufficiently recognized. However, this has a direct influence on the algorithm used to detect an impact and thus on the decision to initiate a protective measure. In the worst case, a torn hose or an open hose connection to one of the pressure sensors, no pressure change can even be detected, so that no protective measures are triggered if a pedestrian hits the vehicle.

Das Dokument DE 10 2007 044 814 A1 offenbart einen Sensor mit einem Hohlkörper, der mit einer druckübertragenden Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die Flüssigkeit 1,2-Propandiol oder 1,3-Butandiol oder eine beliebige Mischung dieser beiden Stoffe untereinander ist, wahlweise mit einem Anteil Wasser. Der Sensor ist vorgesehen bei einem Kraftfahrzeug als Anprallsensor für Fußgängerschutz und/oder Insassenschutz.The document DE 10 2007 044 814 A1 discloses a sensor with a hollow body which is filled with a pressure-transmitting liquid, the liquid being 1,2-propanediol or 1,3-butanediol or any mixture of these two substances with one another, optionally with a portion of water. The sensor is provided in a motor vehicle as an impact sensor for pedestrian protection and / or passenger protection.

Das Dokument DE 101 14 465 A1 offenbart einen Kontaktsensor zur Sensierung der Berührung eines Gegenstands mit einem anderen Objekt, mit einem schlauchförmigen Körper, wobei der schlauchförmige Körper mit einem Fluid gefüllt ist und wenigstens ein den in dem Fluid jeweils vorliegenden Druck erfassender Sensor vorgesehen ist. Der Kontaktsensor ist zur Anordnung an einem frontseitigen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. The document DE 101 14 465 A1 discloses a contact sensor for sensing the contact of an object with another object, with a tubular body, wherein the tubular body is filled with a fluid and at least one sensor is provided which detects the pressure present in the fluid. The contact sensor is intended to be arranged on a front bumper of a motor 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 the object of the present invention to specify a device and a method for detecting the impact of an object on a vehicle, which enable 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 patent claim 1 and a method according to the features of patent claim 10. Advantageous configurations result from the dependent patent 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 comprises a hose which is filled with a filling medium and has 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 second pressure sensors 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, the computing unit being designed to process the signals received from the first and 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 has an excess pressure compared to the ambient pressure, which is provided as a signal by at least one of the pressure sensors of the computing unit. The computing unit evaluates the level of the overpressure to diagnose 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.The fact that the filling medium provided in the hose has an overpressure compared to the intended normal state, which can be detected by the pressure sensors and evaluated by the computing unit, provides the entire device with a diagnostic capability. Operational leaks, for example due to friction points, detachment of the hose from one of the pressure sensors, cracks in the hose and the like, are noticeable in a pressure loss, so that the pressure of the filling medium adapts to the ambient pressure over time. This change in pressure can be detected by the computing unit. This also ensures the diagnosis of components of the device for recognizing the impact of an object that were previously not diagnosable.

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 predetermined threshold value in order to recognize the device, in particular the hose and / or its connection to the first and / or second pressure sensor, as functional. If the overpressure falls below the specified threshold value, the device is recognized as no longer functional. For example, a corresponding control lamp in the motor vehicle can then indicate the defect in 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 in order to make the device functional 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 device use for pressure measurement.

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 level of the predefined threshold value, in particular the threshold differential pressure and / or the predefined absolute threshold value, is determined as a function of an ambient temperature determined by measurement. In this way, a pressure reduction caused by the outside temperature 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 level of a predefined threshold value, in particular the threshold differential pressure and / or the predefined absolute threshold value, is selected such that a pressure reduction in the internal pressure caused by an ambient temperature does not result in the device falling below the threshold value given the device's functionality. This can be done, for example, using the hydrodynamic pressure formula pV = nRT (with p: pressure, V: volume, n: amount of substance, R: gas constant, T: absolute temperature) which can be used to determine an expected change in pressure as a function of temperature influences. In the case of a tight 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 level of the predefined threshold value, in particular the threshold differential pressure and / or the predefined 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 can optionally be a gas, in particular air, or a fluid. If, for example, a liquid is used as the filling medium, in addition to monitoring the overpressure by the pressure sensors, an optical verification of the state of the device can take place. For example, a colored or fluorescent liquid can be used as the filling medium, the appearance of which on the outside of the hose can be recognized on the one hand by means of a visual inspection or by appropriate optical sensors. E.g. checks by means of the sensors whether liquid is leaking from the hose, in particular at the connection point between the hose and the pressure sensors. If the filling medium is lost, it is possible, for example, to refill the filling medium.

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 results 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 connections can be connected to the pressure sensors by means of a screw connection.

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 in relation to the surroundings in the hose, it is expedient if the hose has a valve, e.g. comprises a filling opening through which the filling medium can be introduced into the hose or refilled 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 also provides a method for checking a device for detecting the impact of an object on a vehicle, the device being designed as described above. In the method, to diagnose the functionality of the device, it is checked that there is no impact of an object on the device and during this time the filling medium has an excess pressure compared to the ambient pressure, which is provided as a signal by at least one of the pressure sensors of the computing unit. The level of overpressure is then 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 predetermined 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 also useful if either a differential pressure between the ambient pressure and the internal pressure or the absolute internal pressure is processed or evaluated as the overpressure, with the differential pressure having to be greater than a predetermined absolute threshold value in the normal state so that the device is recognized as functional.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

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
2 eine erfindungsgemäße schematische Vorrichtung zur Erfassung des Aufpralls eines Objekts auf ein Fahrzeug.

The invention and its advantages are explained below using an exemplary embodiment in the drawing. Show it:

1 a schematic representation of a device known from the prior art and already described in the introduction for detecting the impact of an object on a vehicle, and
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 system of a pedestrian protection system. This comprises two electrical pressure sensors 1a , 1b that with a hose 2 are interconnected. The hose is made of a material that is highly flexible when an external force F acts on the hose. Via respective connecting cables 4th 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, there is also a voltage supply for the sensors 1a , 1b by the computing 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. As is known, the in 2 The device shown is arranged in the bumper of a motor vehicle over its entire width. An external force (F) on the hose results in a pressure change in the internal pressure p _{2 of} the filling medium. This change in pressure is determined by the two pressure sensors 1a , 1b registered. The registration can take place with a time delay depending on the position of the force. The change in pressure depends on the speed of the vehicle and the weight of the impacting object. An adult person, for example, causes a greater change in pressure than a child impacting the device or even a ball (at the same vehicle speed). From the level of the pressure change, for example, conclusions can be drawn about the type 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.The pressure sensors can for example be derived from conventional pressure sensors that are used in vehicles for crash detection in doors. With such pressure sensors the diagnostic capability of the sensors themselves is given. The pressure sensors can thus be automatically checked for their mechanical and electrical functionality (with regard to pressure detection and forwarding of a signal representing the pressure to the computing 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 for example consist of rubber, rubber or latex. All three materials have a high degree of 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. The pressure sensors can be attached to the opposite ends of the hose via these pressure connections in such a way that unintentional slipping or loosening is not possible. Corresponding connection mechanisms are known, for example, from brake hoses. In addition, pressure hoses are generally more robust, so that aging-related cracks caused by temperature influences or friction points 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.The hose shows only schematically 2 a valve 8th on, through which a filling medium enters the hose 2 can be introduced or refilled. The filling medium can 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 has an excess pressure compared to the ambient pressure (p ₁ ). The overpressure of the filling medium is determined by both pressure sensors 1a , 1b detected and sent as signals representing the pressure to the computing 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.It can be concluded that the system is functional if, in an intended normal state in which there is no impact of an object on the device, the filling medium has the excess pressure compared to the ambient pressure.

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 when the device is initialized, for example when the system is started, by the pressure sensors 1a , 1b At the same time measured pressure p ₂ below a predetermined threshold or even equal to the ambient pressure p ₁ , the functionality is due to a leak in the hose 2 or the connection to one of the two pressure sensors 1a , 1b not given. With the proposed procedure, both “creeping” pressure losses and cracks through which the filling medium can suddenly escape can be detected. Creeping pressure losses occur, for example, in a hose that becomes porous.

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 value comparison of the pressure sensors 1a , 1b to the computing unit 5 transmitted pressure signals with a predetermined threshold value - is the same regardless of whether through 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. It may be necessary to adapt the level of the threshold value to the measurement 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.In order to increase the reliability of the diagnosis, a pressure reduction Δp ₂ caused by the outside temperature T is included in the determination of the predetermined threshold value. Aging processes and tolerances of the pressure sensors can have a further influence on the threshold value.

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.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 used to determine an expected pressure reduction due to temperature influences. In the case of a tight device, the volume V of the filling medium and the two constants n and R are constant. This is illustrated using a calculation example.

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 $p_{2} (t_{2}) = p_{2} (t_{1}) \cdot \frac{T_{2} (t_{2})}{T_{2} (t_{1})} = p_{2} (t_{1}) \times \frac{233K}{293K} = p_{2} (t_{1}) \times 0,8 = 4 bar$

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 falls to T ₂ (t ₂ ) = -40 ° C, the pressure reduction is Δp = p ₂ (t ₂ ) - p ₂ (t ₁ ) = 4 bar - 5 bar = -1 bar. This follows from

p_{2} (t_{2}) = p_{2} (t_{1}) \cdot \frac{T_{2} (t_{2})}{T_{2} (t_{1})} = p_{2} (t_{1}) \times \frac{233K}{293K} = p_{2} (t_{1}) \times 0.8 = 4th bar

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 from this that, given a predefined threshold value of approximately 4 bar, temperature fluctuations in a range customary for vehicles do not yet lead to a signaling problem with the functionality of the device. However, if 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 exemplary embodiment it is clear that temperature-related pressure fluctuations can be taken into account simply by selecting the threshold. In an alternative embodiment, not shown, the ambient temperature could also be measured, the threshold value then being able to be varied as a function of the measured temperature. The latter variant has the advantage that pressure losses can be recognized more quickly since the threshold value can be selected closer to the overpressure value originally selected.

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 in nature. The liquid can also be used for the optical detection of a pressure reduction in the overpressure. The visual inspection can be carried out using sensors or a visual inspection by workshop personnel. In particular, a visual inspection when installing the new part and / or when visiting the workshop can be used to advantage. Liquid escaping from the system then represents an indicator of a leaky system. If necessary, after a detailed examination of the cause of the liquid loss, liquid (general filling medium) can be refilled. However, it may be necessary to replace the entire device.

Claims

Device for detecting the impact of an object on a vehicle, comprising: - a hose (2) filled with a filling medium (3) and having a first end and a second end opposite the first end; - A first pressure sensor (1a) which is connected to the first end of the hose and a second pressure sensor (1b) which is connected to the second end of the hose, the first and second pressure sensors (1a, 1b) each indicating the pressure of the Provide a signal representing the filling medium (3); - A computing unit (5) which is connected to the first and second sensors (1a, 1b) via connecting lines (4) for the exchange of data, the computing unit (5) for processing the data from the first and second pressure sensors (1a , 1b) received signals, characterized in that in an intended normal state in which there is no impact of an object on the device, the filling medium has an overpressure compared to the ambient pressure (p ₁ ), which as a signal from at least one of the pressure sensors ( 1a, 1b) of the computing unit (5) is provided, which evaluates the level of the overpressure in order to diagnose the functionality of the device.

Device according to Claim 1 , characterized in that in the normal state the overpressure is greater than a predetermined threshold value in order to recognize the device as functional.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the overpressure is 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 one The threshold differential pressure or the internal pressure (p ₂ ) is greater than a predetermined absolute threshold value in order to recognize the device as functional.

Device according to Claim 2 or 3 , characterized in that the level of the predetermined threshold value is varied as a function of a metrologically determined ambient temperature.

Device according to Claim 2 or 3 , characterized in that the level of the predetermined threshold value is selected in such a way that a pressure reduction caused by an ambient temperature of the Internal pressure (p ₂ ) with a given functionality of the device does not lead to the threshold value being undershot.

Device according to one of the preceding Claims 2 to 5 , characterized in that the level of the predetermined threshold value is dependent on tolerances of the first and / or the second pressure sensor (1a, 1b).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the filling medium (3) is a gas or a fluid.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hose (2) is a pressure hose.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hose (2) comprises a filling opening (8) via which the filling medium (3) can be introduced into the hose (2) or refilled until the pressure required for the normal state is reached or exceeded.

A method for checking a device for detecting the impact of an object on a vehicle, comprising: - A tube (2) filled with a filling medium (3) and having a first end and a second end opposite the first end; - A first pressure sensor (1a) which is connected to the first end of the hose and a second pressure sensor (1b) which is connected to the second end of the hose, the first and second pressure sensors (1a, 1b) each indicating the pressure of the Provide a signal representing the filling medium (3); - A computing unit (5) which is connected to the first and second sensors (1a, 1b) via connecting lines (4) for the exchange of data, the computing unit (5) for processing the data from the first and second pressure sensors (1a , 1b) received signals is designed for diagnosing the functionality of the device - it is checked that there is no impact of an object on the device and that the filling medium has an overpressure compared to the ambient pressure (p1), which is provided as a signal by at least one of the pressure sensors (1a, 1b) of the computing unit; and - the level of the overpressure is evaluated.

Procedure according to Claim 10 , in which the device is classified as functional if the overpressure is greater than a predetermined threshold value.

Device according to Claim 10 or 11 , in which either 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 as overpressure, whereby in the normal state the differential pressure is greater than a predetermined threshold differential pressure or the Internal pressure (p ₂ ) must be greater than a predetermined absolute threshold value so that the device is recognized as functional.