DE102012021214B4

DE102012021214B4 - Device for impact detection using structure-borne noise

Info

Publication number: DE102012021214B4
Application number: DE102012021214.3A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Alisch; André Neubohn; Thorsten Gaas
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-10-27
Filing date: 2012-10-27
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2032-10-28
Also published as: DE102012021214A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug mit einer ersten Fahrzeugkomponente (3), einer zweiten Fahrzeugkomponente (5) und mindestens einem federelastischen Schwingelement (11), wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, mittels des federelastischen Schwingelements (11) Körperschall zu erzeugen, der zu wenigstens einer Körperschallsensorik (s) zur Aufprallerkennung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingelement (11) durch Relativverlagerung der ersten Fahrzeugkomponente (3) und der zweiten Fahrzeugkomponente (5) zueinander zum Schwingen anregbar ist,wobei das Schwingelement (11) mindestens einen Ausleger (13) aufweist, der durch Relativverlagerung der Fahrzeugkomponenten (3, 5) zueinander zum Schwingen anregbar ist,wobei das Schwingelement (11), insbesondere mit dem Ausleger (13), bei Verlagerung der Fahrzeugkomponenten (3, 5) zueinander an eine der Fahrzeugkomponenten (3, 5) anschlägt,und/oder das Schwingelelement (11) federvorgespannt ist und durch die Verlagerung der Fahrzeugkomponenten (3, 5) zueinander eine Entspannung des Schwingelements (11) ausgelöst wird.Device (1) for impact detection by means of structure-borne noise in a vehicle with a first vehicle component (3), a second vehicle component (5) and at least one spring-elastic oscillating element (11), the device being set up to generate structure-borne noise by means of the spring-elastic oscillating element (11). , which is transmitted to at least one structure-borne noise sensor (s) for impact detection, characterized in that the oscillating element (11) can be excited to oscillate by displacing the first vehicle component (3) and the second vehicle component (5) relative to one another, the oscillating element (11) has at least one extension arm (13) which can be excited to oscillate by moving the vehicle components (3, 5) relative to one another, the oscillating element (11), in particular with the extension arm (13), moving towards one another when the vehicle components (3, 5) are displaced one of the vehicle components (3, 5) strikes, and/or the oscillating element (11) is spring-loaded t and the displacement of the vehicle components (3, 5) relative to one another triggers relaxation of the oscillating element (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug mit einer ersten Fahrzeugkomponente, einer zweiten F6+ahrzeugkomponente und mindestens einem federelastischen Schwingelement, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, mittels des federelastischen Schwingelements Körperschall zu erzeugen, der zu wenigstens einer Körperschallsensorik zur Aufprallerkennung übertragen wird.The invention relates to a device for detecting impact using structure-borne noise in a vehicle with a first vehicle component, a second vehicle component and at least one resilient oscillating element, the device being set up to generate structure-borne noise using the resilient oscillating element, which is transmitted to at least one structure-borne noise sensor system for impact detection will.

Die mittlerweile grundsätzlich verwendeten Insassenschutzsysteme, wie z.B. Airbags, und darüber hinaus auch Rückhaltesysteme, wie z.B. Gurtstraffer, werden im Falle eines Aufprallunfalles durch Vorrichtungen zur Aufprallerkennung aktiviert. Die Aktivierung erfolgt dabei in den meisten Fällen durch Trägheitssensoren. Diese Trägheitssensoren bestehen aus Masseelementen, die bei Verschiebung durch Beschleunigung, bzw. Negativbeschleunigung, eine Ortsveränderung ausführen. Diese Ortsveränderung wird in verschiedener Weise detektiert, bzw. als Signal umgesetzt. Überschreiten dabei die Beschleunigungen und die daraus resultierenden Masseverschiebungen vorbestimmbare Grenzwerte, so führt dies zur Auslösung der oben genannten Insassenschutzsysteme.The occupant protection systems that are now generally used, such as airbags, and also restraint systems, such as belt tensioners, are activated in the event of a collision by impact detection devices. In most cases, activation is carried out by inertial sensors. These inertial sensors consist of mass elements which, when displaced by acceleration or negative acceleration, cause a change in location. This change of location is detected in various ways, or implemented as a signal. If the accelerations and the mass displacements resulting therefrom exceed predeterminable limit values, this leads to the above-mentioned occupant protection systems being triggered.

Es ist weiterhin bekannt, dass die Insassenschutzsysteme innerhalb weniger Millisekunden ausgelöst bzw. aktiviert werden müssen, um einen ausreichenden Schutz bei Unfällen mit hoher Geschwindigkeit zu bieten. Ein Aufprallunfall aus hoher Geschwindigkeit läuft, zumindest was die Deformationszeit der Fahrgastzelle betrifft, in Millisekunden bzw. mindestens Sekundenbruchteilen, ab. Der Crash-Sensor als auslösendes Element des Insassenschutzsystems detektiert den Unfall in derjenigen Zeitphase, in der der Aufprall bereits stattgefunden hat und die Deformation der Fahrgastzelle beginnt. Erst zu diesem Zeitpunkt wird dem Fahrzeug eine Negativbeschleunigung aufgeprägt, die der Sensor erfassen kann. Die Verwendung von trägen Massen und entsprechenden Anlenkmitteln hat sich in vielen Fällen als zu langsam erwiesen. Die Schnelligkeit der Bewertung des Aufpralles ist jedoch ausschlaggebend für eine sichere Aktivierung der Insassenschutzsysteme.It is also known that the occupant protection systems have to be triggered or activated within a few milliseconds in order to offer adequate protection in the event of accidents at high speed. A collision at high speed takes place in milliseconds or at least fractions of a second, at least as far as the deformation time of the passenger compartment is concerned. As the triggering element of the occupant protection system, the crash sensor detects the accident in the time phase in which the impact has already occurred and the deformation of the passenger cell is beginning. It is only at this point in time that the vehicle is subjected to negative acceleration, which the sensor can detect. The use of inertial masses and corresponding articulation means has proven to be too slow in many cases. However, the speed with which the impact is evaluated is crucial for safe activation of the occupant protection systems.

Aus der Druckschrift DE 37 29 019 C2 ist eine Steuerschaltung zum Auslösen einer Rückhalteeinrichtung bekannt. Ein Körperschallsensor nimmt den auftretenden Körperschall auf und das resultierende Signal wird analysiert. Aus dem Frequenzinhalt und der Leistungsdichte pro Frequenz sowie dem Phasenunterschied zwischen den Signalen wird die Richtung und Art des Aufpralls ermittelt. Dadurch sind die Insassenschutzsysteme frühzeitiger aktivierbar und es stehen schnell auch Informationen über die Schwere des zu erwartenden Aufpralles zur Einleitung, bzw. Aktivierung, entsprechender Maßnahmen, bzw. Einrichtungen, zur Verfügung.From the pamphlet DE 37 29 019 C2 a control circuit for triggering a restraint device is known. A structure-borne noise sensor records the structure-borne noise that occurs and the resulting signal is analyzed. The direction and type of impact is determined from the frequency content and the power density per frequency as well as the phase difference between the signals. As a result, the occupant protection systems can be activated earlier and information about the severity of the impact to be expected is also quickly available for initiating or activating appropriate measures or devices.

Aus der DE 102 45 780 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug bekannt, die mittels wenigstens eines Detektors Körperschall erzeugt, der zu wenigstens einem Schwingungssensor zur Aufprallerkennung übertragen wird. Der Detektor ist beispielsweise nach dem Stimmgabelprinzip aufgebaut oder als elektronischer Aktor realisiert. Diese Vorrichtung zur Aufprallerkennung bezieht jedoch keine Informationen über eine Verformung des Fahrzeugs in die Köperschallerzeugung ein. Die tatsächliche Verformung des Fahrzeugs kann aber relevante Informationen für eine an den Aufprall angepasste Auslösung der Insassenschutzsysteme geben.From the DE 102 45 780 A1 a device for impact detection by means of structure-borne noise in a vehicle is also known, which generates structure-borne noise by means of at least one detector, which is transmitted to at least one vibration sensor for impact detection. The detector is constructed, for example, according to the tuning fork principle or implemented as an electronic actuator. However, this impact detection device does not include any information about a deformation of the vehicle in the generation of structure-borne noise. However, the actual deformation of the vehicle can provide relevant information for triggering the occupant protection systems in a way that is adapted to the impact.

Bekannte Lösungen versuchen im natürlichen, stochastischen Körperschall der Deformation Muster zu erkennen, sind aber dabei beschränkt durch die mangelnder Reproduzierbarkeit und große Streubreite. Andere bekannte Ansätze versuchen die Crashgeschwindigkeit in den ersten Millisekunden eines Kollisionsereignisses mit Hilfe einer Frequenzauswertung von künstlich erzeugten Körperschallsignalen zu ermitteln. Dabei konnte bisher jedoch keine Korrelation von Crashschwere und Annäherungsgeschwindigkeit erkannt werden.Known solutions attempt to recognize patterns in the natural, stochastic structure-borne noise of the deformation, but are limited by the lack of reproducibility and the large scatter range. Other known approaches try to determine the crash speed in the first milliseconds of a collision event using a frequency evaluation of artificially generated structure-borne sound signals. So far, however, no correlation between crash severity and approach speed has been identified.

Insgesamt habe die bekannten Systeme des Standes der Technik den Nachteil, dass die Separation an der Auslösegrenze (NoFire - Fire - Grenze) schwierig ist, da die Zuordnung Ereignis - Signal nicht eindeutig ist. Ferner ergibt sich eine aufwendige Modulation und Demodulation bei der Amplituden-Frequenz-Wandelung, was eine kostenintensive leistungsfähige Rechnerhardware bedingt. Außerdem wird nicht berücksichtigt, dass die Aufprallgeschwindigkeit nicht proportional zur Crashschwere sein muss.Overall, the known systems of the prior art have the disadvantage that the separation at the triggering limit (NoFire-Fire-limit) is difficult, since the association between event and signal is not unambiguous. Furthermore, there is a complex modulation and demodulation in the amplitude-frequency conversion, which requires cost-intensive, powerful computer hardware. In addition, it is not taken into account that the impact speed does not have to be proportional to the crash severity.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall zur Verfügung zu stellen, die eine Berücksichtigung von Verlagerungen von Fahrzeugkomponenten zueinander ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a device for impact detection by means of structure-borne noise, which makes it possible to take account of displacements of vehicle components relative to one another.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Aufprallerkennung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by an impact detection device having the features of independent patent claim 1 . Advantageous configurations and improvements of the invention can be found in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt weist eine Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug eine erste Fahrzeugkomponente, eine zweite Fahrzeugkomponente und mindestens ein federelastisches Schwingelement auf, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, mittels des federelastischen Schwingelements Körperschall zu erzeugen, der zu wenigstens einer Körperschallsensorik zur Aufprallerkennung übertragen wird, wobei das Schwingelement durch Relativverlagerung der ersten Fahrzeugkomponente und der zweiten Fahrzeugkomponente zueinander zum Schwingen anregbar ist.According to one aspect, a device for impact detection using structure-borne noise in a vehicle has a first vehicle component, a second vehicle component and at least one spring-elastic oscillating element, the device being set up to generate structure-borne noise by means of the spring-elastic oscillating element, which is transmitted to at least one structure-borne noise sensor system for impact detection, the oscillating element being able to be excited to oscillate by displacing the first vehicle component and the second vehicle component relative to one another.

Die Verlagerung der ersten Fahrzeugkomponente und der zweiten Fahrzeugkomponente zueinander über ein bestimmtes Maß hinaus führt mittels des Schwingelements zu einer Körperschallerzeugung. Obwohl somit die Crashdetektion mittels Körperschall erfolgt, wird die Verformung des Fahrzeugs dennoch berücksichtigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall ermöglicht dadurch eine Feststellung der auslöserelevanten Deformation. Neben der Beschleunigung wird damit eine zweite physikalische Größe festgestellt, was zu einer Erhöhung der Robustheit und der Verbesserung der Separation führt. Die Signalerzeugung und Signalübertragung erfolgt mechanisch, wodurch Bauraum für Signalerzeugungs- und Signalübertragungskomponenten eingespart werden kann. Ferner entfallen verzögernde Signalerzeugungs- und Signalübertragungszeiten der entsprechenden elektrischen/elektronischen Bauteile.The displacement of the first vehicle component and the second vehicle component relative to one another beyond a certain extent leads to the generation of structure-borne noise by means of the oscillating element. Although the crash detection takes place by means of structure-borne noise, the deformation of the vehicle is still taken into account. The device according to the invention for impact detection by means of structure-borne noise enables the deformation relevant for triggering to be determined. In addition to the acceleration, a second physical variable is thus determined, which leads to an increase in robustness and an improvement in separation. The signal is generated and transmitted mechanically, which means that space can be saved for signal generation and signal transmission components. Furthermore, delaying signal generation and signal transmission times of the corresponding electrical/electronic components are eliminated.

Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Fahrzeugkomponente und die zweite Fahrzeugkomponente über eine Langlochverbindung zueinander festgelegt. Die Langlochverbindung erlaubt eine Verschiebung der beiden Fahrzeugkomponenten. Dabei ist der Verschiebeweg begrenzt. Das Langloch erstreckt sich dabei bevorzugt geradlinig, so dass sich eine geradlinige Verschiebbarkeit der beiden Fahrzeugkomponenten gegeneinander ergibt. Die Langlochverbindung erlaubt beispielsweise oberhalb einer Schwellenkraft eine Verschiebung der ersten Fahrzeugkomponente und der zweiten Fahrzeugkomponente zueinander entlang eines Langlochs der Langlochverbindung. Die Verschiebbarkeit ist gegeben, wenn die Verschiebekraft in der Längserstreckungsrichtung des Langlochs die Reibkräfte übersteigt, die zwischen den Fahrzeugkomponenten bestehen.According to one embodiment, the first vehicle component and the second vehicle component are fixed to one another via a slotted hole connection. The slotted connection allows the two vehicle components to be moved. The displacement path is limited. The elongated hole preferably extends in a straight line, so that the two vehicle components can be displaced in a straight line relative to one another. The slot connection allows, for example above a threshold force, a displacement of the first vehicle component and the second vehicle component relative to one another along a slot of the slot connection. The displaceability is given when the displacement force in the longitudinal direction of the slot exceeds the frictional forces that exist between the vehicle components.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Fahrzeugkomponente ein Kühlerrahmen des Fahrzeugs und die zweite Fahrzeugkomponente ein Halter einer Schottplatte des Fahrzeugs. Durch diese Fahrzeugkomponenten kann die Verformung des Fahrzeugs bei einem Frontaufprall besonders gut erfasst und der Frontaufprall detektiert werden. Ferner ist dadurch eine leichte Montierbarkeit der Vorrichtung gegeben. Ebenso kann die Vorrichtung mit anderen Fahrzeugkomponenten realisiert werden, um beispielsweise einen Seitenaufprall des Fahrzeugs zu erkennen.According to a further embodiment, the first vehicle component is a radiator frame of the vehicle and the second vehicle component is a bracket for a bulkhead panel of the vehicle. With these vehicle components, the deformation of the vehicle in the event of a frontal collision can be recorded particularly well and the frontal collision can be detected. Furthermore, this makes it easy to assemble the device. The device can also be implemented with other vehicle components, for example to detect a side impact of the vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Schwingelement mindestens einen Ausleger auf, der durch Relativverlagerung der Fahrzeugkomponenten zueinander zum Schwingen anregbar ist. Ein solcher Ausleger kann sehr einfach durch ein Anschlagen zum Schwingen angeregt werden. Ferner ist ein solches Schwingelement technisch einfach, kostengünstig und kompakt realisierbar. Ebenso kann das Schwingelement auch spiralfederförmig oder als Torsionsfederelement gebildet sein. Das Schwingelement ist dabei beispielsweise so angeordnet, dass es, insbesondere mit dem Ausleger, bei Verlagerung der Fahrzeugkomponenten zueinander an eine der Fahrzeugkomponenten anschlägt. Dazu kann an der Fahrzeugkomponente, an der das Federelement anschlägt, ein entsprechender Vorsprung bzw. eine Nase gebildet sein, die einen definierten Anschlagpunkt für das Federelement bietet.According to a further embodiment, the oscillating element has at least one arm which can be excited to oscillate by displacing the vehicle components relative to one another. Such a cantilever can be excited to oscillate very easily by hitting it. Furthermore, such an oscillating element can be implemented in a technically simple, inexpensive and compact manner. Likewise, the oscillating element can also be designed in the form of a spiral spring or as a torsion spring element. The oscillating element is arranged, for example, in such a way that it strikes one of the vehicle components, in particular with the boom, when the vehicle components are displaced relative to one another. For this purpose, a corresponding projection or nose can be formed on the vehicle component against which the spring element strikes, which offers a defined stop point for the spring element.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Schwingelement federvorgespannt und durch die Verlagerung der Fahrzeugkomponenten zueinander wird eine Entspannung des Schwingelements ausgelöst. Die Federvorspannung ermöglicht das Generieren einer besonders starken Schwingung des Federelements, auch wenn das Anschlagen des Schwingelements schwach ist. Ferner kann nach einem Crash festgestellt werden, ob das Schwingelement ausgelöst wurde.According to one embodiment, the oscillating element is spring-loaded and the displacement of the vehicle components relative to one another triggers relaxation of the oscillating element. The spring preload makes it possible to generate a particularly strong vibration of the spring element, even if the impact of the vibrating element is weak. Furthermore, it can be determined after a crash whether the oscillating element has been triggered.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Schwingelemente vorgesehen. Dadurch kann ein größeres Schallvolumen erzielt werden. Ferner können die Schwingelemente an verschiedenen Stellen anschlagen, wodurch die Fehler- bzw. Ausfallwahrscheinlichkeit gesenkt wird. Bestimmten Verformungsfällen kann durch das Anbringen der Schwingelemente an separaten geeigneten Stellen hierzu Rechnung getragen werden. Die Schwingelemente weisen beispielsweise unterschiedliche Hauptschwingfrequenzen auf. Dies ermöglicht zum Einen eine Zuordnung des durch die Schwingelemente generierten Schalls zu entsprechenden Verformungsfällen des Fahrzeugs und zum Anderen kann ein gewünschtes Klangspektrum eingestellt werden. Die Schwingelemente sind beispielsweise so angeordnet, dass mit zunehmendem Verlagerungsweg der beiden Fahrzeugkomponenten zueinander diese nacheinander zum Schwingen angeregt werden. Aus den Schallemissionen der Schwingelemente kann dann auf den Verlagerungsweg der Fahrzeugkomponenten zueinander geschlossen werden, was eine besonderes differenzierte Auswertung der Crashcharakteristik ermöglicht.According to a further embodiment, several oscillating elements are provided. This allows a larger sound volume to be achieved. Furthermore, the oscillating elements can strike at different points, which reduces the probability of error or failure. Certain cases of deformation can be taken into account by attaching the oscillating elements to separate suitable locations. The oscillating elements have different main oscillating frequencies, for example. On the one hand, this enables the sound generated by the oscillating elements to be assigned to corresponding deformation cases of the vehicle and, on the other hand, a desired sound spectrum can be set. The oscillating elements are arranged, for example, in such a way that as the displacement distance between the two vehicle components increases, they are successively excited to oscillate. The displacement path of the vehicle components relative to one another can then be deduced from the noise emissions of the oscillating elements, which enables a particularly differentiated evaluation of the crash characteristics.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Schwingelemente so vorgesehen, dass eine Verschiebung der ersten Fahrzeugkomponente und der zweiten Fahrzeugkomponente zueinander, insbesondere im Bereich entlang eines Langlochs der Langlochverbindung, ein Abbrechen wenigstens eines Schwingelements, insbesondere des Auslegers, bedingt. Das Abbrechen des Schwingelements bedingt eine besondere Körperschallemission, die gut detektierbar ist. Ferner kann bei der Nachuntersuchung des Fahrzeugs nach dem Crash eindeutig das Betätigen des Schwingelements nachgewiesen werden.According to one embodiment, the oscillating elements are provided so that a displacement of the first vehicle component and the second vehicle component to each other, in particular in the area along a slot of the slot connection, a breaking off of at least one oscillating element, in particular the boom. The breaking off of the oscillating element causes a special emission of structure-borne noise, which is easily detectable. Furthermore, during the follow-up examination of the vehicle after the crash, actuation of the oscillating element can be clearly demonstrated.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung weiter erläutert.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the attached figures of the drawing.

Es zeigt schematisch:

1 eine Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Teildarstellung.

It shows schematically:

1 a device for impact detection by means of structure-borne noise in a vehicle according to a first embodiment in a perspective partial representation.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Teildarstellung. Eine erste Fahrzeugkomponente 3, bei diesem Ausführungsbeispiel ein Kühlerrahmen (KUM), ist an einer zweiten Fahrzeugkomponente 5, bei diesem Ausführungsbeispiel einem Halter einer Schottplatte des Fahrzeugs, angeordnet. Der Kühlerrahmen 3 ist mittels einer Langlochverbindung 7 mit dem Halter 5 verbunden. Die Langlochverbindung 7 weist bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Langlöcher 9 an der ersten Fahrzeugkomponente 3, hier dem Kühlerrahmen, auf. Mittels Bolzen, hier nicht dargestellt, die durch die Langlöcher 9 verlaufen, wird eine Führung der zweiten Fahrzeugkomponente 5, hier von dem Halter einer Schottplatte des Fahrzeugs, entlang dem Langloch 9 erreicht. Der Bolzen ist beispielsweise Teil einer Schraube oder eines Niets, mit dem die erste Fahrzeugkomponente und die zweite Fahrzeugkomponente aneinander befestigt sind. Werden die erste Fahrzeugkomponente 3 und die zweite Fahrzeugkomponente 5 beispielsweise mittels der Nieten oder Schrauben gegeneinander gepresst, ergibt sich eine Verschiebbarkeit der Fahrzeugkomponenten 3, 5 relativ zueinander entlang des Langlochs 9 bei Überschreiten der Reibkräfte, die zwischen den so reibschlüssig verbundenen Fahrzeugkomponenten 3, 5 zu überwinden sind. Die Verlagerung der beiden Fahrzeugkomponenten 3, 5 wird durch die Länge des Langlochs 9 in seiner Längserstreckungsrichtung begrenzt. Die Langlochverbindung 7 des Kühlerrahmens 3 am Halter 5 der Schottplatte erlaubt so eine zerstörungsfreie Relativbewegung zwischen dem Kühlerrahmen 3 und dem Längsträger 5 im Versicherungseinstufungstest (RCAR). Eine Relativbewegung die darüber hinausgeht führt zu Beschädigungen und ist ein Hinweis auf eine über den RCAR-Test hinausgehende Crashschwere. 1 shows a device 1 for impact detection by means of structure-borne noise in a vehicle according to a first exemplary embodiment in a perspective partial illustration. A first vehicle component 3, in this exemplary embodiment a radiator frame (KUM), is arranged on a second vehicle component 5, in this exemplary embodiment a holder for a bulkhead panel of the vehicle. The radiator frame 3 is connected to the holder 5 by means of a slot connection 7 . In this exemplary embodiment, the slot connection 7 has a plurality of slots 9 on the first vehicle component 3, here the radiator frame. By means of bolts, not shown here, which run through the elongated holes 9 , the second vehicle component 5 , here by the holder of a bulkhead panel of the vehicle, is guided along the elongated hole 9 . The bolt is part of a screw or a rivet, for example, with which the first vehicle component and the second vehicle component are fastened to one another. If the first vehicle component 3 and the second vehicle component 5 are pressed against one another, for example by means of rivets or screws, the vehicle components 3, 5 can be displaced relative to one another along the elongated hole 9 if the frictional forces between the vehicle components 3, 5 connected in this manner by friction are exceeded are overcome. The displacement of the two vehicle components 3, 5 is limited by the length of the slot 9 in its longitudinal direction. The slot connection 7 of the radiator frame 3 on the holder 5 of the bulkhead plate thus allows a non-destructive relative movement between the radiator frame 3 and the side member 5 in the insurance classification test (RCAR). A relative movement that goes beyond this leads to damage and is an indication of a crash severity that exceeds the RCAR test.

Ein federelastisches Schwingelement 11 der Vorrichtung zur Aufprallerkennung ist eingerichtet durch Verlagern der ersten Fahrzeugkomponente 3 und der zweiten Fahrzeugkomponente 5 zueinander zum Schwingen angeregt zu werden und dabei Körperschall zu erzeugen, der zu einer Körperschallsensorik s zur Aufprallerkennung übertragen wird und von dieser ausgewertet werden kann. Das federelastisches Schwingelement 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zungenförmig gestaltet und einseitig eingespannt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das zungenförmige federelastisches Schwingelement 11 an der ersten Fahrzeugkomponente 3 angebracht und schlägt mit einem Ausleger 13, d.h. nicht eingespannten Ende, gegen die zweite Fahrzeugkomponente 3, wodurch das federelastische Schwingelement 11 zum Schwingen angeregt wird und die Schwingungen als Körperschall in die erste Fahrzeugkomponente 3 eingekoppelt und von dort zur Körperschallsensorik s übertragen werden. Die Relativbewegung zwischen den Fahrzeugkomponenten 3, 5 wird so genutzt, um einen charakteristischen Ton bzw. eine Tonfolge zu erzeugen, die von der in der Zentralen Airbagauslöseeinheit (CEUN) eingesetzten Körperschallsensorik s ausgewertet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel schlägt der Ausleger 13 erst bei einer Verlagerung der ersten Fahrzeugkomponente 3 und der zweiten Fahrzeugkomponente 5 zueinander an, die über den Bewegungsspielraum hinausgeht, den das Langloch 9 den beiden Komponenten zueinander ermöglicht, d.h. wenn eine Verformung einer der Fahrzeugkomponenten 3, 5 auftritt.A resilient oscillating element 11 of the device for impact detection is set up to be excited to oscillate by moving the first vehicle component 3 and the second vehicle component 5 relative to one another and thereby to generate structure-borne noise, which is transmitted to a structure-borne noise sensor system s for impact detection and can be evaluated by it. In this exemplary embodiment, the spring-elastic oscillating element 11 is tongue-shaped and clamped on one side. In this exemplary embodiment, the tongue-shaped, spring-elastic oscillating element 11 is attached to the first vehicle component 3 and strikes the second vehicle component 3 with a boom 13, i.e. the end that is not clamped, whereby the spring-elastic oscillating element 11 is excited to oscillate and the oscillations as structure-borne noise in the first Vehicle component 3 coupled and transmitted from there to structure-borne noise sensors s. The relative movement between the vehicle components 3, 5 is used to generate a characteristic tone or a tone sequence that can be evaluated by the structure-borne noise sensors used in the central airbag deployment unit (CEUN). In this exemplary embodiment, the extension arm 13 only strikes when the first vehicle component 3 and the second vehicle component 5 are displaced relative to one another, which exceeds the range of motion that the elongated hole 9 allows for the two components relative to one another, i.e. when deformation of one of the vehicle components 3, 5 occurs .

Alternativ oder zusätzlich zur Anordnung der Körperschallsensorik (s) gemäß 1, kann diese auch entfernt vom Frontendbereich des Fahrzeugs beispielsweise integriert in einem Airbagsteuergerät erfolgen. Der erzeugte Schall wird dann über die Karosseriestruktur zu Körperschallsensorik (s) geleitet und ausgewertet.Alternatively or in addition to the arrangement of the structure-borne noise sensor (s) according to 1 , this can also take place away from the front end of the vehicle, for example integrated in an airbag control unit. The sound generated is then conducted via the body structure to structure-borne noise sensors (s) and evaluated.

Bezugszeichenlistereference list

11: Vorrichtung zur AufprallerkennungImpact detection device
33: erste Fahrzeugkomponentefirst vehicle component
55: zweite Fahrzeugkomponentesecond vehicle component
77: Langlochverbindungslot connection
99: LanglochLong hole
1111: Federelastisches SchwingelementSpring-elastic oscillating element
1313: Auslegerboom
ss: Körperschallsensorikstructure-borne noise sensors

Claims

Device (1) for impact detection by means of structure-borne noise in a vehicle with a first vehicle component (3), a second vehicle component (5) and at least one spring-elastic oscillating element (11), the device being set up to generate structure-borne noise by means of the spring-elastic oscillating element (11). , which is transmitted to at least one structure-borne noise sensor (s) for impact detection, characterized in that the oscillating element (11) can be excited to oscillate by displacing the first vehicle component (3) and the second vehicle component (5) relative to one another, the oscillating element (11) has at least one extension arm (13) which can be excited to oscillate by moving the vehicle components (3, 5) relative to one another, the oscillating element (11), in particular with the extension arm (13), moving towards one another when the vehicle components (3, 5) are displaced one of the vehicle components (3, 5) strikes, and / or the oscillating element (11) federvorges is pannt and the displacement of the vehicle components (3, 5) relative to one another triggers relaxation of the oscillating element (11).

Device (1) after claim 1 , characterized in that the first vehicle component (3) and the second vehicle component (5) are fixed to one another via a slot connection (7).

Device (1) after claim 2 , characterized in that the slot connection (7) allows a displacement of the first vehicle component (3) and the second vehicle component (5) to each other along a slot (9) of the slot connection (7) above a threshold force.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first vehicle component (3) is a radiator frame of the vehicle and the second vehicle component (5) is a bracket for a bulkhead panel of the vehicle.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that several oscillating elements (11) are provided.

Device (1) after claim 5 , characterized in that the oscillating elements (11) have different main oscillating frequencies.

Device (1) after claim 5 or 6 , characterized in that the oscillating elements (11) are excited to oscillate one after the other as the displacement path of the two vehicle components (3, 5) increases.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the oscillating elements (11) are provided in such a way that a displacement of the first vehicle component (3) and the second vehicle component (5) relative to one another, in particular in the area along the slot (9) of the slot connection (7), breaking off at least one oscillating element (11), in particular the boom (13).