DE102011085912A1 - Verfahren und Steuergerät zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Steuergerät zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs Download PDF

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DE102011085912A1
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Thomas Friedrich
Reiner Marchthaler
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erfassens eines Temperaturänderungswertes, der eine Änderung einer Temperatur eines Elements einer in dem Fahrzeug angeordneten Insassenschutzvorrichtung (200) und/oder eines Luftvolumens in einem Hohlkörper des Fahrzeugs bei der Kollision repräsentiert, und einen Schritt des Ermittelns des Aufprallenergiewertes basierend auf dem Temperaturänderungswert, wenn der Temperaturänderungswert eine Änderung der Temperatur repräsentiert, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
  • Ein derartiges Verfahren und ein derartiges Steuergerät können beispielsweise in einem Fahrzeug eingesetzt werden.
  • Die EP 1 792 786 A2 zeigt eine Crashbox zur Eingliederung zwischen einem Stoßfängerquerträger und einem Fahrzeuglängsträger eines Kraftfahrzeugs. Die Crashbox weist ein gehäuseartiges Deformationsprofil als Faltkonstruktion aus Metallblech und eine längsträgerseitige Flanschplatte auf, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte als Bestandteil der Faltkonstruktion ausgebildet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, mit Mitteln um dieses Verfahren auszuführen sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Eine adaptive Crashstruktur kann auf Basis eines Verjüngungsabsorbers arbeiten. Hier wird bei einer Kollision ein Deformationselement, z.B. ein Rohr, durch eine oder mehrere in einem Gehäuse angeordnete Matrizen geschoben und dabei verformt bzw. verjüngt, um so die Aufprallenergie wirkungsvoll abzubauen. Durch eine wirksame Zu- und Abschaltung von Matrizenplatten kann der Verjüngungsdurchmesser variiert und somit die Steifigkeit der Crashstruktur angepasst werden.
  • Ein Beispiel für eine Umsetzung des Prinzips einer adaptiven Crashstruktur ist eine adaptive Energieaufnahme einer Crashstruktur durch Verjüngung. Im Zusammenhang mit einer Aktivierung der Crashstruktur ist eine schnelle und genaue Aktuatorik für die in der Steifigkeit veränderbare Crashstruktur von Bedeutung. Realisiert werden können z.B. ein Wirbelstromaktuator für eine adaptive Crashstruktur, eine Sensorkonfiguration für eine adaptive Crashstruktur sowie ein elastisches Element für eine adaptive Crashstruktur mit Sensor. Möglich ist auch eine Umsetzung einer adaptiven Crashstruktur mit Drucksensorik.
  • Des Weiteren können Temperatursensoren im Bereich der passiven Sicherheit eingesetzt werden. Diese Sensoren können anstelle von oder zusätzlich zu Drucksensoren bei der Seitencrashsensierung Verwendung finden. Druck- und Temperatursensoren funktionieren bei der Seitencrashsensierung nach einem ähnlichen Prinzip, obwohl sie jeweils eine andere physikalische Größe messen. Beide befinden sich z.B. im Hohlraum der Fahrzeugtür und sensieren die Eindrückung des äußeren Türblechs bei einer Seitenkollision. Dabei wird der Druckanstieg direkt vom Drucksensor gemessen. Bei der Luftkomprimierung ändert sich allerdings auch die Temperatur der Luft; dieser Anstieg kann mit dem Temperatursensor gemessen werden.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass mit einer Integration eines Temperatursensors im Gesamtsystem einer adaptiven Crashstruktur auf der Basis von Daten, die von dem Temperatursensor zu einem Steuergerät weitergegeben werden, eine Kollisionsschwere eines Aufpralls ermittelt werden kann.
  • So kann gemäß dem hier vorgeschlagenen Ansatz eine alternative Methode zur Messung der Kollisionsschwere, die auf einer Temperaturmessung basiert, bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann die Intrusion dauerhaft gemessen werden, was sich äußerst positiv bei der Diagnose von sehr leichten Kollisionen auswirken kann.
  • Vorteilhaft an dem hier vorgestellten Ansatz ist die Möglichkeit, eine dauerhafte und zuverlässige Diagnose liefern zu können. Der Temperatursensor kann so entworfen sein, dass er nur dann reagiert, wenn eine Eindringung des Deformationselements stattgefunden hat. Falls beispielsweise einer mehrerer verwendeter Sensoren einen Temperaturverlauf gemessen hat, dessen Gradient höher war als der einer umweltbedingten langsamen Temperaturänderung, kann dies bedeuten, dass mindestens eine leichte Kollision stattgefunden hat und somit die adaptive Struktur repariert bzw. ausgetauscht werden sollte. Besonders vorteilhaft ist hier die Verwendung von Temperatursensoren, da diese sehr empfindlich sind und vor allem sehr schnell reagieren.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Erfassen eines Temperaturänderungswertes, der eine Änderung einer Temperatur eines Elements einer in dem Fahrzeugs angeordneten Insassenschutzvorrichtung und/oder eines Luftvolumens in einem Hohlkörper des Fahrzeugs bei der Kollision repräsentiert; und
  • Ermitteln des Aufprallenergiewertes basierend auf dem Temperaturänderungswert, insbesondere, wenn der Temperaturänderungswert eine Änderung der Temperatur repräsentiert, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
  • Das Verfahren kann z.B. von einem Airbag-Steuergerät des Fahrzeugs und/oder einem Steuergerät des Fahrzeugs, das eine Auslösung von Rückhaltemitteln oder anderen Insassenschutzvorrichtungen des Fahrzeugs steuert, durchgeführt werden. Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug wie einen Lastkraftwagen handeln. Der Aufprallenergiewert kann Rückschlüsse auf eine Schwere der Kollision des Fahrzeugs liefern. Der Aufprallenergiewert kann basierend auf einer Temperaturmessung an einem Teil des Fahrzeugs bestimmt und z.B. in Kilojoule angegeben werden. Basierend auf dem Aufprallenergiewert kann beispielsweise ein Rückhaltesystem des Fahrzeugs aktiviert oder eine Steifigkeit der Insassenschutzvorrichtung des Fahrzeugs eingestellt werden. Bei der Kollision kann es sich um einen Aufprall des Fahrzeugs auf ein unbewegtes Objekt oder um einen Zusammenprall mit einem bewegten Objekt, z.B. mindestens einem zweiten Fahrzeug, handeln. Dabei kann die Kollision z.B. frontal erfolgen, oder es kann sich dabei um einen Seitencrash oder einen Schrägcrash handeln. Die Kollision kann auch ein Heck des Fahrzeugs betreffen. Der Temperaturänderungswert kann z.B. einen vorbestimmten Temperaturanstieg eines Volumens, hier z.B. des Elements der Insassenschutzvorrichtung oder des Luftvolumens, in einem vorbestimmten Zeitraum der Kollision repräsentieren. Die Erfassung dieses Temperaturanstiegs kann hier sinnvoll sein, da dieser proportional zu einem durch die Kollision bedingten Energieeintrag in die Vorrichtung bzw. den Hohlkörper erfolgt, wodurch Rückschlüsse auf die Kollisionsschwere ermöglicht werden können. Beispielsweise kann der Temperaturänderungswert sensorisch erfasst werden. Bei der Insassenschutzvorrichtung kann es sich z.B. um eine Crashstruktur bzw. Aufprallstruktur handeln, die abhängig von dem Aufprallenergiewert und damit der Kollisionsschwere auf eine geringe oder hohe Steifigkeit eingestellt werden kann. Eine derartige Insassenschutzvorrichtung kann ausgebildet sein, um während der Kollision deformiert zu werden, um so Aufprallenergie abzubauen und die Fahrzeuginsassen damit einer geringeren Verzögerungskraft auszusetzen und so das Verletzungsrisiko zu minimieren. Bei dem Hohlkörper kann es sich beispielsweise um eine Tür des Fahrzeugs oder ein Deformationselement der Insassenschutzvorrichtung handeln. Der Hohlkörper kann das Luftvolumen vollständig umschließen, so dass dieses auch zumindest zu Beginn der Kollision nicht aus dem Hohlkörper entweichen kann. Die Insassenschutzvorrichtung kann sich in der Frontstruktur und/oder im Heck des Fahrzeugs befinden. Der Schritt des Ermittelns kann in dem Steuergerät des Fahrzeugs mittels eines geeigneten Algorithmus erfolgen. Bei der Änderung der Temperatur kann es sich um eine Erhöhung der Temperatur handeln.
  • Beispielsweise kann in dem Schritt des Erfassens der Temperaturänderungswert durch mindestens einen in dem Element der Insassenschutzvorrichtung und/oder benachbart zu dem Hohlkörper angeordneten Temperatursensor erfasst werden. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass aufgrund der hohen Messempfindlichkeit des Temperatursensors der Temperaturänderungswert sehr schnell erfasst und somit entsprechende Rückhalte- oder sonstige Insassenschutzmittel des Fahrzeugs zu einem optimalen Zeitpunkt der Kollision aktiviert werden können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in dem Schritt des Erfassens der mindestens eine Temperatursensor den Temperaturänderungswert in dem Element der Insassenschutzvorrichtung erfassen. Bei der Insassenschutzvorrichtung kann es sich um eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit basierend auf dem Aufprallenergiewert einstellbarer Steifigkeit handeln. Die Vorrichtung kann ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete nicht-ausrückbare Matrize zum Aufnehmen und Deformieren eines Deformationselements aufweisen. Das Element wiederum kann angrenzend an das Deformationselement angeordnet sein und eine durch Materialreibung verursachte Temperaturänderung erfahren, wenn das Deformationselement bedingt durch die Aufprallenergie der Kollision entlang des Gehäuses und der nicht-ausrückbaren Matrize bewegt wird. Bei der Insassenschutzvorrichtung kann es sich um die oben erläuterte Crashstruktur bzw. Aufprallstruktur handeln. Die nicht-ausrückbare Matrize kann ringförmig sein, und das Deformationselement kann als ein Rohr ausgeführt sein, dass bei der Kollision in einer der Aufprallrichtung entsprechenden Vorschubrichtung in das Gehäuse und die nicht-ausrückbare Matrize verschoben und dabei verformt wird. Um eine einstellbare Steifigkeit zu realisieren kann die Vorrichtung eine der nicht-ausrückbaren Matrize nachgeschaltete ausrückbare Matrize aufweisen, die zur Realisierung einer hohen Steifigkeit abgestützt wird, und zur Realisierung einer niedrigen Steifigkeit nicht abgestützt wird, so dass die Verformung des Deformationselements bei der hohen Steifigkeit ausgeprägter ist und damit die Vorrichtung mehr Aufprallenergie aufnehmen kann. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet sich an, da hier physikalische Vorgänge genutzt werden können, die im Falle einer Kollision ohnehin in der Insassenschutzvorrichtung ablaufen. Eine Installation des Temperatursensors in dem Element der Insassenschutzvorrichtung und dessen elektrischer Kontaktierung mit dem Steuergerät des Fahrzeugs ist mit geringen baulichen Anpassungen der Insassenschutzvorrichtung umsetzbar.
  • Beispielsweise kann in dem Schritt des Erfassens ein in dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneter Dorn als das Element verwendet werden. Der Dorn kann so in dem Gehäuse angeordnet sein, dass eine Spitze des Dorns das Deformationselement kontaktiert. Der Temperatursensor kann in dem Dorn, insbesondere in der Spitze des Dorns, angeordnet sein. Der Dorn kann aus einem härteren Material als das Deformationselement gebildet sein. Da der Dorn das Deformationselement kontaktiert, kann er das Deformationselement anritzen, wenn dieses ansprechend auf die Kollision entlang des Gehäuses bewegt wird. Eine daraus entstehende Wärmeentwicklung kann wiederum von dem in dem Dorn angeordneten Temperatursensor erfasst werden. Dabei ist die Wärmeentwicklung proportional zu einer Schnelligkeit, in der sich das Deformationselement in das Gehäuse bewegt, und damit proportional zu einer Schwere des sich ereignenden Aufpralls. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass sie durch eine einfache bauliche Maßnahme umsetzbar ist und ein unmittelbares und äußerst genaues Messergebnis ermöglicht.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in dem Schritt des Erfassens eine an das Deformationselement angrenzende Wand der nicht-ausrückbaren Matrize als das Element verwendet werden. Entsprechend kann der Temperatursensor dann in der nicht-ausrückbaren Matrize angeordnet sein. Diese Ausführungsform nutzt dasselbe physikalische Prinzip wie die im Vorangehenden genannte, mit dem weiteren Vorteil, dass der Temperatursensor direkt in ein bereits vorhandenes Element der Vorrichtung integriert werden kann und auf ein zusätzliches Element gänzlich verzichtet werden kann.
  • Ferner kann in dem Schritt des Erfassens der mindestens eine Temperatursensor eine Variation des Temperaturänderungswerts erfassen, wenn eine Einkerbung an einem Außenumfang des Deformationselements den Temperatursensor passiert, wenn das Deformationselement bedingt durch die Aufprallenergie entlang des Gehäuses und der nicht-ausrückbaren Matrize bewegt wird. Die Einkerbung kann punktuell an dem Außenumfang des Deformationselements angeordnet sein oder in Form einer den Gesamtumfang des Deformationselements umlaufenden Nut vorliegen. Beispielsweise kann das Deformationselement auch mit zwei Nuten versehen sein, die einen vorbestimmten Abstand zueinander aufweisen. Da die Position der Nut bzw. Nuten im Steuergerät hinterlegt ist, kann mit dieser Ausführungsform der Erfindung vorteilhafterweise eine Plausibilisierung des von dem Temperatursensor erfassten Temperaturänderungswertes realisiert werden.
  • Auch kann in dem Schritt des Erfassens der mindestens eine Temperatursensor den Temperaturänderungswert des Luftvolumens in dem Hohlkörper erfassen, wenn das Luftvolumen durch eine durch die Kollision bedingte Kompression eine Temperaturänderung erfährt. Entsprechend kann der Temperatursensor benachbart zu dem Hohlkörper angeordnet sein. Bei der Temperaturänderung kann es sich um eine Erhöhung der Temperatur handeln. Bei dem Hohlkörper kann es sich um das Deformationselement der Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie oder z.B. um eine Fahrzeugtür des Fahrzeugs handeln. Dabei kann die Luftvolumenänderung und damit die Temperaturänderung als Maß der Deformation dienen, die die Kollision nach sich zieht, und somit eine Schwere der Kollision repräsentieren. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet sich besonders für eine optimale Steuerung der Auslösung z.B. eines Seitenairbags des Fahrzeugs an.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in dem Schritt des Erfassens eine Mehrzahl von Temperaturänderungswerten durch je einen aus einer Mehrzahl von Temperatursensoren erfasst werden. Dabei können die Temperatursensoren äquidistant voneinander beabstandet in der Insassenschutzvorrichtung und/oder benachbart zu dem Hohlkörper angeordnet sein. Beispielsweise kann die Insassenschutzvorrichtung zwei um 180 Grad zueinander versetzten Temperatursensoren oder drei um jeweils 120 Grad zueinander versetzten Temperatursensoren in dem Gehäuse und/oder der nicht-ausrückbaren Matrize aufweisen. Diese Ausführungsform bietet sich besonders für eine Detektion eines Schrägcrashs des Fahrzeugs an, da die einzelnen Temperatursensoren entsprechend zeitversetzt und unterschiedlich stark auf die Kollision reagieren.
  • Günstig ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen ist, wobei die Insassenschutzvorrichtung einen Temperatursensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Änderung einer durch Reibung verursachten Temperatur in einem Element und/oder eine durch Kompression eines Gases in einem Hohlraum der Insassenschutzvorrichtung zu erfassen, um aus der erfassen Änderung der Temperatur eine Stärke eines Aufpralls eines Objektes auf ein Fahrzeug zu bestimmen. Durch eine solche Insassenschutzvorrichtung kann die Erfindung besonders effizient und einfach implementiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um den Schritt des Ermittelns des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen, wobei das Steuergerät mit dem Temperatursensor oder der Mehrzahl von Temperatursensoren und/oder der Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit basierend auf dem Aufprallenergiewert einstellbarer Steifigkeit verbunden ist.
  • Der Schritt des Ermittelns kann in dem Steuergerät beispielsweise unter Zuhilfenahme eines geeigneten Algorithmus erfolgen. Das Steuergerät kann ferner mit einem oder mehreren Airbags oder Rückhaltemitteln des Fahrzeugs verbunden sein.
  • Beispielsweise kann das Steuergerät ausgebildet sein, um den Schritt des Ermittelns des Aufprallenergiewertes in einer entsprechenden Einrichtung durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einer Vorrichtung oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1A bis 1C Prinzipdarstellungen zur Funktionsweise einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit;
  • 2 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit integriertem Dorn und Temperatursensor, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 einen Detailausschnitt aus der Darstellung in 2;
  • 4 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit integriertem Dorn und Temperatursensor, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung aus 4 entlang einer Linie A-A;
  • 6 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit integriertem Dorn und Temperatursensor, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Temperaturentwicklungsprinzips der Vorrichtung aus 6, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit in der nicht-ausrückbaren Matrize angeordnetem Temperatursensor, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9 einen Querschnitt durch die Vorrichtung aus 8 entlang einer Linie A-A;
  • 10 eine Darstellung einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit Kennzeichnung von Positionen verwendeter Temperatursensoren, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1A bis 1C zeigen Prinzipdarstellungen zur Funktionsweise einer Vorrichtung 100 zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit. Die Darstellungen der 1A bis 1C zeigen jeweils einen Längsschnitt durch die Vorrichtung mit einstellbarer Steifigkeit bzw. adaptive Crashstruktur 100, wie sie beispielsweise in einen Vorderwagen eines Fahrzeugs installiert sein kann. Die adaptive Crashstruktur 100 umfasst ein Deformationselement 110, das hier als ein Rohr ausgebildet ist, sowie ein Gehäuse 120, in dem eine feste bzw. nicht-ausrückbare Matrize 130 und eine brechbare bzw. ausrückbare Matrize 140 angeordnet sind. Ferner umfasst die Vorrichtung 100 einen innerhalb des Gehäuses 120 verschiebbaren Ring 150 zur Abstützung bzw. Freigabe der ausrückbaren Matrize 140, eine angrenzend an den Ring 150 angeordnete stromführende Spule 160 und ein zwischen dem Ring 150 und einer weiteren Wand des Gehäuses 120 angeordnetes Federelement 170. Eine Aufprallrichtung bzw. Vorschubrichtung 180 des Deformationselements 110 entlang seiner mittels einer Punkt-Strich-Linie gekennzeichneten Längserstreckung ist durch einen Pfeil in der Darstellung gekennzeichnet. Die Punkt-Strich-Linie markiert auch eine Mittelachse der Crashstruktur 100.
  • Die adaptive Crashstruktur 100 weist in erster Hinsicht zwei Steifigkeiten auf. Die Grundeinstellung der Struktur 100 ist die höhere Steifigkeit, die der eines vorderen Längsträgers des Fahrzeugs entspricht. Die zweite Einstellung, auf die umgeschaltet wird, weist eine geringere Steifigkeit auf. Ebenfalls möglich ist es, die adaptive Crashstruktur 100 weiter hinten in der Frontstruktur einzubauen, d. h. als Ersatz eines hinteren Längsträgers. Die Struktur 100 kann ebenso für das Fahrzeugheck verwendet werden, auch wenn hierin lediglich der Vorderwagen betrachtet wird.
  • Im Falle hoher Aufprallgeschwindigkeiten und somit hoher Kollisionsenergien ist es vorteilhaft, frühzeitig ein hohes Energieabsorptionsniveau zu erreichen, weshalb die höhere Steifigkeit als Grundeinstellung sinnvoll ist. Im Falle geringer Kollisionsenergien ist eine niedrigere Steifigkeit erforderlich, damit die Struktur 100 durch die geringere eingeleitete Kraft verformt werden kann. Dadurch ergeben sich Vorteile bei der Insassenbelastung in Form einer in der Intensität geringeren, dafür aber längeren Belastung. Die beiden Niveaus werden mithilfe eines Aktuators eingestellt.
  • 1A zeigt ein Schnittbild der adaptiven Crashstruktur 100 in Ruhestellung. Hier ist der innerhalb des Gehäuses verschiebbare Ring 150 zwischen der ausrückbaren Matrize 140 und einer Wand des Gehäuses 120 angeordnet, so dass die ausrückbare Matrize 140 abgestützt ist. Bei einer Kollision wird das Rohr bzw. Deformationselement 110 in die feste Matrize 130 und in die brechbare Matrize 140 geschoben und dabei stark verjüngt.
  • 1B zeigt ein Schnittbild der adaptiven Crashstruktur 100 in aktuierter Stellung. Hier ist der Ring 150 ansprechend auf einen Stromfluss in der Spule 160 nach unten verschoben. Kommt es nun zu einer Kollision, dringt das Rohr 110 ebenfalls in die feste Matrize 130 und in die brechbare Matrize 140 ein. Da der Ring 150 die brechbare Matrize 140 nicht abstützt, kann diese infolge der Aufprägung der Radialkraft durch das Rohr 110 brechen, z.B. an Sollbruchstellen, und ausrücken. Ein Verjüngungsgrad des Rohrs 110 ist somit verglichen mit der in 1A gezeigten Grundeinstellung geringer.
  • 1C zeigt ein Schnittbild der adaptiven Crashstruktur 110 im Kollisionsfall, und zwar bei weicher Einstellung, also niedriger Steifigkeit, wie sie anhand der Darstellung in 1B erläutert ist.
  • Um die Crashschwere detektieren zu können ist eine Sensorik notwendig. Der anhand der nachfolgenden Figuren hier vorgestellte Ansatz stellt eine Alternative zu den bekannten Sensiermöglichkeiten in Form der Verwendung eines Temperatursensors dar.
  • 2 zeigt einen Längsschnitt einer adaptiven Verjüngungsstruktur 200 mit integriertem Temperatursensor, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Grundaufbau der Vorrichtung 200 zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit entspricht dem Aufbau der anhand der 1A, 1B und 1C erläuterten Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass in 2 lediglich ein rechts von der als Punkt-Strich-Linie gekennzeichneten Mittelachse liegender Abschnitt der Vorrichtung 200 gezeigt ist. Eine in der Darstellung nicht gezeigte linke Hälfte des Schnitts durch die Vorrichtung 200, ist als spiegelbildlich zu der gezeigten rechten Hälfte zu betrachten.
  • Im Unterschied zu der anhand der 1A bis 1C erläuterten Crashstruktur ist hier ein Element der Vorrichtung 200 mit einem Temperatursensor 210 ausgestattet. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform der adaptiven Crashstruktur 200 mit einem Temperatursensor 210 zur Ermittlung der Kollisionsschwere liegt das Element in Form eines in eine Wand des Gehäuses 120 eingesetzten spitz zulaufenden Dornes 220 vor. Der Temperatursensor 210 ist in den Dorn 220 integriert. Der Dorn 220 ist so in das Gehäuse 210 eingelassen, dass seine Spitze das Deformationselement bzw. Rohr 110 auch in der Ruhestellung der Vorrichtung 200 zumindest kontaktiert. Oberhalb des Dorns 220 weist das Gehäuse 120 eine Dichtung 230 auf, welche das Innenleben der Vorrichtung 200 und da besonders die Spule 160 gegen Umwelteinflüsse (Schmutz, Salz, Wasser) schützt. Bei einem kollisionsbedingten Eindringen des Rohrs 110 in das Gehäuse 120 und die nicht-ausrückbare Matrize 130 erwärmt sich der Dorn 220 aufgrund einer punktuellen Zerspanung des Rohrs 110. Durch den dynamischen Wärmeeintrag, der durch den Temperatursensor 210 gemessen wird, kann eine Rohrintrusionsgeschwindigkeit und somit eine Crashschwere ermittelt werden. Für eine schnelle und genaue Temperaturerfassung ist hier der Temperatursensor 210 in der Spitze des Dorns 220 integriert, so dass ein Abstand zwischen dem Temperatursensor 210 und dem Bereich der Wärmeerzeugung minimal ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine zeitliche Verzögerung durch die Ausbreitung der Wärme auf ein Minimum reduziert wird.
  • Über Leitungen bzw. Kabel 240 ist der Temperatursensor 210 mit einer Leistungselektronik des Fahrzeugs, beispielsweise einem Steuergerät 250 verbunden. Die Kabel 240 werden im Inneren des Gehäuses 120 entlang einer in eine Innenwand des Gehäuses 120 gefräste Axial-Nut 260 zum Äußeren des Gehäuses 120 geleitet, wo die Leistungselektronik 250 platziert ist. Vorteilhaft an dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, dass eine gesamte Elektrik und Elektronik der adaptiven Struktur 200 mittels eines einzigen Steckers mit den restlichen Fahrzeug-Komponenten vernetzt werden kann (in der Darstellung in 2 nicht gezeigt).
  • Das Rohr 110 wird bei einer Kollision durch die nicht-ausrückbare Matrize 130 und eine eventuell der Matrize 130 nachgeschaltete und in der Darstellung in 2 nicht gezeigte ausrückbare Matrize geschoben. Am äußeren Umfang der Rohrs 110 und am Gehäuse 120 fixiert befindet sich der Dorn 220, der mit einer geringen Tiefe das Rohr 110 abschabt. Die Kollisionsschwere hängt mit einer Geschwindigkeit zusammen, mit der das Rohr 110 in die Matrizen eindringt. Dabei wird der Dorn 220 proportional zum Energieeintrag, der aus der Rohreindringung resultiert, erhitzt. Dieser Temperaturanstieg wird von dem Temperatursensor 210 gemessen und über die Sensorkabel 240 an die Leistungselektronik 250, z.B. ein Airbagsteuergerät des Fahrzeugs, übermittelt. Der Temperaturanstieg wird von dem Airbagsteuergerät 250 ausgewertet, um die Steifigkeit der adaptiven Crashstruktur 200 anzupassen und eventuell zusätzliche Daten für eine zielgerechte Auslösung von Rückhaltemitteln zu generieren.
  • Alternativ kann eine Mehrzahl von Dornen 220 mit je einem Temperatursensor 210 in die Rohrführung eingebaut sein. Die Dorne 220 können dann gleichmäßig beabstandet um das Deformationselement herum angeordnet sein.
  • 3 zeigt einen Detailausschnitt aus der Darstellung in 2. Gezeigt ist in vergrößerter Darstellung der Bereich der Vorrichtung 200 um den Dorn 220 herum. Deutlich zu sehen ist hier, wie die Spitze des Dorns 220 in die Rohrführung der Crashstruktur 200 hineinragt. Der Dorn 220 wird bei der Herstellung der Vorrichtung 200 fest in das Gehäuse 120 eingepresst, so dass sichergestellt wird, dass eine Abschabung am Rohr 110 immer gegeben ist. In der Detaildarstellung in 3 ist auch zu erkennen, dass beim Einsetzen des Deformationselements 110, das im Herstellungsprozess der Vorrichtung 200 nach dem Einpressen des Dorns 220 in das Gehäuse 120 erfolgt, bereits eine Abschabungsnut 300 gebildet wurde. So kann vorteilhafterweise bereits im Fertigungsprozess der Vorrichtung 200 z.B. eine Funktionsfähigkeit des in der Spitze des Dorns 220 angeordneten Temperatursensors 210 überprüft werden. Doppelt vorteilhaft ist eine geringe Größe des Dorns 220. Erstens bedeutet dies geringere Kosten, zweitens ist die thermische Trägheit dadurch kleiner, was einen schnelleren Temperaturgradienten bei der Messung ermöglicht. Bei der hier gezeigten Vorrichtung 200 ist der Dorn 220 rund, was den Herstellungsprozess des Gesamtsystems 200 schlank hält. Ferner ist der Dorn 220 an der Spitze schräg zugeschnitten, was ebenso einen lokalen schnellen Temperaturanstieg ermöglicht und gleichzeitig Platz für den Verlauf der Kabel 240 schafft. Selbstverständlich kann der Dorn 220 anstelle eines runden auch andere Querschnitte aufweisen.
  • 4 zeigt in einem Längsschnitt einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 200 zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit integriertem Dorn 220 und Temperatursensor 210, und zwar mit alternativer Kontaktierung der Sensorik. Im Gegensatz zu dem anhand von 2 und 3 erläuterten Ausführungsbeispiel werden hier die Anschlusskabel 240 des Temperatursensors 210 nicht entlang der Innenwand des Gehäuses 210 nach unten und außen geführt, sondern direkt an einer Unterseite des Dorns 220 quer durch das Gehäuse 120 nach außen geleitet.
  • 5 zeigt den Ausschnitt aus der Vorrichtung 200 in einer Schnittdarstellung entlang einer Linie A-A in 4. Aus der Darstellung in 5 ist ersichtlich, dass der Dorn 220 auf einer Seite, hier der Unterseite, abgefräst ist. So wird Raum geschaffen, um die Kabel 240 von dem Innenraum des Gehäuses 120 nach außen zu legen. An der Stelle sind bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 200 zwei Möglichkeiten geboten. Entweder eine Kontaktierung des Temperatursensors zur Leistungselektronik, die dabei nicht innenliegend ist (in der Darstellung nicht gezeigt), oder eine direkte Kontaktierung des Sensors zum Airbagsteuergerät (in der Darstellung ebenfalls nicht gezeigt). Dies bietet den Vorteil einer höheren Modularität gegenüber den Fahrzeugherstelleranforderungen im Hinblick auf die Kontaktierung.
  • 6 zeigt in einer weiteren Längsschnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 200 zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit mit integriertem Dorn 220 und Temperatursensor 210. Das hier gezeigte System 200 entspricht dem aus 2 und 3 mit dem Unterschied einer veränderten Rohrgeometrie. Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Deformationselement 110 zwei voneinander beabstandete und auf einer Linie übereinander angeordnete Einkerbungen 600 in einem Abschnitt auf, der vor einer Kollision aus dem Gehäuse 120 der Crashstruktur 200 herausragt. Wenn bei einer Kollision die erste und zweite Einkerbung 600 nacheinander direkt über den Temperatursensor 210 gleiten, so führt dies zu gewollten Schwankungen bei der Temperaturmessung. Diese Schwankungen dienen zur Plausibilisierung von bereits vorhandenen Temperatursignalen. Anstelle der gezeigten Einkerbungen kann das Rohr 110 auch mit zwei Nuten am Umfang versehen sein. Anstelle der zwei Einschnitte 600 oder Nute kann das Deformationselement 110 auch lediglich eine einzige Einkerbung 600 bzw. Nut aufweisen.
  • 7 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Temperaturentwicklungsprinzips einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel nach 6, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Koordinatensystem, bei dem auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Temperatur aufgetragen ist. Ein Graph 700 kennzeichnet eine von dem Temperatursensor der hier vorgestellten adaptiven Crashstruktur erfassten Temperaturentwicklung im Falle einer Kollision. Der Graph 700 weist eine im Wesentlichen lineare Steigung auf, die einen nahezu gleichmäßigen Temperaturanstieg über die Zeit kennzeichnet. Lediglich zwei kleine Unregelmäßigkeiten 710 zu Zeitpunkten t1 und t2 fallen ins Auge. Diese kennzeichnen Messzeitpunkte, an denen die in 6 erläuterten Einkerbungen oder Nute den Temperatursensor passieren. Aufgrund der fehlenden Kontaktierung des Rohrs durch den Dorn an den Einkerbungen sinkt die gemessene Temperatur kurzzeitig ab.
  • Vorteilhaft an den anhand der 2 bis 7 erläuterten Ausführungsbeispielen der adaptiven Crashstruktur 200 ist, dass die Gesamtfunktionalität und die Kalibrierung bei der Bandendekontrolle dieses Erzeugnisses sichergestellt werden können. Bei der Herstellung der adaptiven Crashstruktur 200 kann das Rohr 110 am Ende des Fertigungsprozesses in das Gehäuse 120 gesteckt werden. Dabei wird das Rohr 110 zum ersten Mal durch den Dorn 220 abgeschabt, bis es am Anschlag im Gehäuse 120 sitzt, was die allererste Temperaturmessung zur Folge hat.
  • Die bei der Fertigung jeder einzelnen Crashstruktur 200 entstehende Temperaturmessung ist gemäß dem hierin vorgestellten Ansatz immer gleich und kann als Kalibrierung und Überprüfung eingesetzt werden. Eine hohe bis zu einer 100%igen Kontrolle ist somit immer gegeben.
  • Ebenso vorteilhaft bei der in 2 bis 7 beschriebenen Dorn-Variante ist, dass das System 200 auch Zugkräfte übertragen kann. Der Dorn 220 verhindert, dass das Rohr 110 herausgezogen werden kann. Um diesen Effekt zu verstärken, ist es denkbar, die in 4 dargestellte Konfiguration zu verwenden und, anders als zuvor beschrieben, bei der Herstellung des Systems 200 den Dorn 220 am Ende des Fertigungsprozesses, also nach dem Einsetzen des Rohrs 110, in das Gehäuse 120 einzupressen.
  • Eine andere Möglichkeit, die hier vorgestellte Erfindung zu realisieren, besteht in einer alternativen Platzierung des Temperatursensors 210. So kann der mindestens eine Temperatursensor 210 beispielsweise in oder an einer der Matrizenplatten befestigt sein, da sich diese beim Eindringen des Rohrs 110 ebenso erwärmen.
  • Entsprechend zeigen 8 und 9 die Crashstruktur 200 mit einem in der festen Matrize 130 eingebauten Temperatursensor 210.
  • 8 zeigt in einem Längsschnitt einen Ausschnitt eines entsprechenden Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 200 zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit. Anders als bei den anhand der 2 bis 7 vorgestellten Crashstrukturen 200 wird hier auf einen im Gehäuse 120 angeordneten Dorn verzichtet. Stattdessen ist der Temperatursensor 210 hier in einem an das Deformationselement 110 angrenzenden Bereich der nicht-ausrückbaren Matrize 130 angeordnet. Wie aus der Darstellung in 8 ersichtlich ist, befindet sich der Temperatursensor in einem oberen Bereich der festen Matrize 130. Die Anschlusskabel 240 des Sensors 210 werden zwischen der nicht-ausrückbaren Matrize 130 und dem Gehäuse 120 zu der Leistungselektronik 250 geführt, um diese zu kontaktieren. Im Kollisionsfall wird beim Verjüngen des Rohrs 110 die Matrize 130 durch die Reibung des Rohrs 110 erhitzt. Mit der in der Darstellung in 8 gezeigten Position des Temperatursensors 210 in einem oberen Innenbereich der nicht-ausrückbaren Matrize 130 wird das Ziel umgesetzt, relativ nah an der Verjüngungsoberfläche des Konus und möglichst am Anfang dieser Fläche die Temperatur zu sensieren.
  • 9 zeigt einen Querschnitt durch den Abschnitt der Vorrichtung 200 aus 8 entlang einer Linie A-A in 8. In 9 ist lediglich die nicht-ausrückbare Matrize 130 mit dem integrierten Temperatursensor 210 gezeigt. Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass die Matrize 130 eine radial verlaufende Aussparung 900 aufweist, in der der Temperatursensor 210 und seine Anschlusskabel 240 angeordnet sind. So kann wirkungsvoll verhindert werden, dass der Sensor 210 beim Verjüngen beschädigt wird.
  • 10 zeigt eine Darstellung einer Vorrichtung 200 zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit nach einer Crashsimulation mit Querbelastung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel werden vier der hierin vorgestellten Temperatursensoren eingesetzt, deren Einbauorte mittels Kreisen in der Darstellung gekennzeichnet sind. So kennzeichnen zwei gegenüberliegende Kreise links in der Darstellung Einbauorte 1000 von zwei Temperatursensoren, die um 180 Grad zueinander versetzt am Gehäuse der adaptiven Crashstruktur angeordnet sind, wie es oben anhand der 2 bis 7 beschrieben ist. Zwei gegenüberliegende Kreise rechts in der Darstellung kennzeichnen Einbauorte 1010 von zwei Temperatursensoren, die um 180 Grad beabstandet an bzw. in der festen Matrize der adaptiven Crashstruktur angeordnet sind, wie es oben anhand der 8 und 9 beschrieben ist.
  • Der Einsatz mehrerer Sensoren in der adaptiven Crashstruktur 200 bringt deutliche Vorteile mit sich. Wie bereits erläutert, werden diese geeignet beabstandet am Umfang der Matrize oder am Umfang der Gehäuseinnenwand verteilt. Im Unfallgeschehen kommen häufig Schrägcrashs vor, d. h., dass das Rohr 110 in vielen Fällen schräg verjüngt wird, wie es auch in der Darstellung in 10 gezeigt ist. Eine der Seiten reibt dabei mehr gegen die Gehäusewand der Crashstruktur 200 als die andere Seite. In diesem Fall werden mittels der hier vorgestellten Erfindung an den betroffenen Stellen unterschiedliche Temperaturverläufe gemessen, und es können dadurch Rückschlüsse über einen Winkel gemacht werden, mit dem der Crash erfolgt. Rückhaltemittel wie z.B. der Thorax- oder Curtain-Airbag können so gezielter ausgelöst werden. Da die Kräfte bei einem Schrägcrash hauptsächlich in der x-/y-Ebene wirken, ist es bei einer Verwendung von zwei Sensoren am Gehäuse bzw. an/in der Matrize sinnvoll, diese rechts und links der Rohrachse zu platzieren, wie es auch bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 200 der Fall ist.
  • Wenn drei Temperatursensoren vorgesehen sind (in den Figuren nicht gezeigt), ist eine 120°-Anordnung sinnvoll. Es steht dann eine Redundanz der Messdaten zur Verfügung, und es können auch Schrägbelastungen in der x-/z-Ebene sensiert werden. Letzteres ist bei inkompatiblen Fahrzeug-Fahrzeug-Kollisionen (z.B. kleines gegen großes Fahrzeug) relevant, da sich die Strukturen versetzt treffen und demnach durch die enormen Kollisionskräfte nach oben bzw. unten gedrückt werden. Dabei findet eine nicht optimale Energieabsorption statt, was den Insassen zusätzlich verletzten könnte.
  • Neben der oben beschriebenen Möglichkeit, den Crash über einen Temperaturanstieg des verformten Materials zu erkennen, gibt es noch die Möglichkeit, den Aufprall über das Messen eines Temperaturanstiegs komprimierter Luft zu messen. Bei der schnellen Verformung des hohlen Deformationselements bzw. anderer Hohlkörper im vorderen Pkw-Bereich bei einer Kollision durchläuft die in dem Hohlkörper enthaltene Luft eine adiabatische Zustandsänderung, da aufgrund des kurzen Zeitraums kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfinden kann. Wird der Hohlraum eingedrückt, so erhöhen sich gleichzeitig der Druck und die Temperatur der eingeschlossenen Luft. Der Zusammenhang zwischen beiden ergibt sich aus der Adiabatengleichung. Damit kann man aus der Temperaturänderung die Volumenänderung als das Maß der Deformation des Hohlkörpers berechnen. Die Volumenänderung korreliert bei bekannten Abmaßen gut mit dem Eindringweg, ist also eine Ortsgröße, aus der sich durch Differentiation Eindringgeschwindigkeit und -beschleunigung ergibt.
  • Bei dem Hohlkörper kann es sich wie bereits erwähnt um das Deformationselement der hierin beschriebenen Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit einstellbarer Steifigkeit handeln. Ebenfalls kann es sich bei dem Hohlkörper z.B. um eine Fahrzeugtür handeln. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel der hier vorgestellten Erfindung ist der Temperatursensor beispielsweise in unmittelbarer Nähe zu dem Hohlraum angeordnet.
  • 11 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs 1100 mit der adaptiven Crashstruktur 200, wie sie anhand der vorangegangen Figuren erläutert wurde. Gezeigt ist eine Frontstruktur des Fahrzeugs 1100. Diese umfasst einen Querträger und daran anschließend die Vorrichtung 200, die hier den vorderen Längsträger ersetzt. Auch ein Ersatz des hinteren Längsträgers durch die Vorrichtung 200 ist möglich. Ferner kann die Crashstruktur 200 zusätzlich oder alternativ in einem Heck des Fahrzeugs 1100 implementiert sein. Ein Pfeil kennzeichnet eine Fahrtrichtung 1110 des Fahrzeugs 1100. Ein weiterer Pfeil kennzeichnet die Vorschubrichtung 180, in der bei einer Kollision des Fahrzeugs 1100, hier bei einem Frontalaufprall, die Aufprallenergie zu absorbieren ist, und in der dementsprechend ein in 11 nicht gezeigtes Deformationselement der Vorrichtung 200 in der Vorrichtung 200 bewegt wird, um durch Deformation die Aufprallenergie zu absorbieren. Ein ebenfalls in 11 nicht gezeigter Temperatursensor ist über Kabel mit dem Steuergerät 250 des Fahrzeugs 1100, das hier außerhalb der adaptiven Crashstruktur 200 angeordnet ist, verbunden.
  • 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 1200 zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs. Das Verfahren 1200 wird in einem Steuergerät des Fahrzeugs, das mit einer Insassenschutzvorrichtung, z.B. einer adaptiven Crashstruktur, des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist, durchgeführt. In einem ersten Schritt 1210 erfasst mindestens ein Temperatursensor der Insassenschutzvorrichtung einen Temperaturänderungswert, der eine Änderung einer Temperatur eines Elements der Insassenschutzvorrichtung und/oder eines Luftvolumens in einem Hohlkörper des Fahrzeugs bei der Kollision repräsentiert. Der Temperatursensor übermittelt den Temperaturänderungswert an das Steuergerät. In einem Schritt 1220 ermittelt das Steuergerät den Aufprallenergiewert basierend auf dem von dem Temperatursensor empfangen Temperaturänderungswert. Dazu verwendet das Steuergerät einen geeigneten Algorithmus. Bedingung zum Ermitteln des Aufprallenergiewertes kann dabei insbesondere eine Überschreitung eines vorbestimmten Schwellwerts bezüglich einer Temperaturänderung durch den Temperaturänderungswert sein.
  • Die hier vorgestellte Erfindung kann entweder unter Verwendung eines einzigen Temperatursensors im Crashsystem oder im Zusammenspiel mit anderen Crashsensoren, z.B. Druck- oder Beschleunigungssensoren, oder mit vorausschauenden Sensoren verwendet werden.
  • Ebenso ist diese Erfindung auf andere mechanische Wirkprinzipien übertragbar, wie das Falten, das Stülpen, das Aufweiten, das Schneiden eines Rohres oder anderen Deformationselements.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1792786 A2 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren (1200) zum Ermitteln eines Aufprallenergiewertes einer Kollision eines Fahrzeugs (1100), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen (1210) eines Temperaturänderungswertes, der eine Änderung einer Temperatur eines Elements einer in dem Fahrzeug angeordneten Insassenschutzvorrichtung (200) und/oder eines Luftvolumens in einem Hohlkörper des Fahrzeugs bei der Kollision repräsentiert; und Ermitteln (1220) des Aufprallenergiewertes basierend auf dem Temperaturänderungswert.
  2. Verfahren (1200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermittelns der Aufprallenergiewert ermittelt wird, wenn der Temperaturänderungswert eine Änderung der Temperatur repräsentiert, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
  3. Verfahren (1200) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) der Temperaturänderungswert durch mindestens einen in dem Element der Insassenschutzvorrichtung (200) und/oder benachbart zu dem Hohlkörper angeordneten Temperatursensor (210) erfasst wird.
  4. Verfahren (1200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) der mindestens eine Temperatursensor (210) den Temperaturänderungswert in dem Element der Insassenschutzvorrichtung (200) erfasst, wobei es sich bei der Insassenschutzvorrichtung um eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit basierend auf dem Aufprallenergiewert einstellbarer Steifigkeit handelt, und wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (120) und eine in dem Gehäuse angeordnete nicht-ausrückbare Matrize (130) zum Aufnehmen und Deformieren eines Deformationselements (110) aufweist, und wobei das Element angrenzend an das Deformationselement angeordnet ist und eine durch Reibung verursachte Temperaturänderung erfährt, wenn das Deformationselement bedingt durch die Aufprallenergie der Kollision entlang des Gehäuses und der nicht-ausrückbaren Matrize bewegt wird.
  5. Verfahren (1200) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) ein in dem Gehäuse (120) der Vorrichtung angeordneter Dorn (220) als das Element verwendet wird, wobei der Dorn so in dem Gehäuse angeordnet ist, dass eine Spitze des Dorns das Deformationselement (110) kontaktiert, und wobei der Temperatursensor (210) in dem Dorn, insbesondere in der Spitze des Dorns, angeordnet ist.
  6. Verfahren (1200) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) eine an das Deformationselement (110) angrenzende Wand der nicht-ausrückbaren Matrize (130) als das Element verwendet wird, wobei der Temperatursensor (210) in der nicht-ausrückbaren Matrize angeordnet ist.
  7. Verfahren (1200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) der mindestens eine Temperatursensor (210) ferner eine Variation des Temperaturänderungswerts erfasst, wenn eine Einkerbung (600) an einem Außenumfang des Deformationselements (110) den Temperatursensor passiert, wenn das Deformationselement, bedingt durch die Aufprallenergie, entlang des Gehäuses (120) und der nicht-ausrückbaren Matrize (130) bewegt wird.
  8. Verfahren (1200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) der mindestens eine Temperatursensor (210) den Temperaturänderungswert des Luftvolumens in dem Hohlkörper erfasst, wenn das Luftvolumen durch eine durch die Kollision bedingte Kompression eine Temperaturänderung erfährt, und wobei der Temperatursensor benachbart zu dem Hohlkörper angeordnet ist.
  9. Verfahren (1200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erfassens (1210) eine Mehrzahl von Temperaturänderungswerten durch je einen aus einer Mehrzahl von Temperatursensoren (210) erfasst wird, wobei die Temperatursensoren äquidistant voneinander beabstandet in der Insassenschutzvorrichtung (200) und/oder benachbart zu dem Hohlkörper angeordnet sind.
  10. Insassenschutzvorrichtung (200) für ein Fahrzeug, wobei die Insassenschutzvorrichtung (200) mit einem Temperatursensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Änderung einer durch Reibung verursachten Temperatur in einem Element oder eine durch Kompression eines Gases in einem Hohlraum der Insassenschutzvorrichtung (200) zu erfassen, um aus der erfassen Änderung der Temperatur eine Stärke eines Aufpralls eines Objektes auf ein Fahrzeug zu bestimmen.
  11. Steuergerät (250), das ausgebildet ist, um den Schritt des Ermittelns (1220) des Verfahrens (1200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wobei das Steuergerät mit dem Temperatursensor (210) oder der Mehrzahl von Temperatursensoren und/oder der Vorrichtung (200) zum Aufnehmen von Aufprallenergie mit basierend auf dem Aufprallenergiewert einstellbarer Steifigkeit verbunden ist.
  12. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (1200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Programm auf einem Steuergerät (250) ausgeführt wird.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1792786A2 (de) 2005-11-30 2007-06-06 Benteler Automobiltechnik GmbH Crashbox

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1792786A2 (de) 2005-11-30 2007-06-06 Benteler Automobiltechnik GmbH Crashbox

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022124433A1 (de) 2022-09-22 2022-12-01 Daimler Truck AG Vorrichtung zur Erkennung eines Seitenaufpralls bei einem Nutzfahrzeug

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