DE102012101856A1

DE102012101856A1 - Verfahren zur Funktionsprüfung eines Aufprallsensorsystems bestehend aus einem Hohlraum und Drucksensoren

Info

Publication number: DE102012101856A1
Application number: DE201210101856
Authority: DE
Inventors: Tobias Tyroller; Björg Haupt; Thomas Götz; Bert Lindner
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: DE102012101856B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Aufprallsensorsystems bestehend aus einem Hohlraum (1) mit zwei mit dem Hohlraum verbundenen Drucksensoren (2L, 2R) vorgestellt. Die Drucksensoren erfassen den Druck bzw. die Druckänderung im Hohlraum, um daraus auf einen Aufprall beispielsweise eines Fußgängers oder anderen Kollisionsobjekts im Straßenverkehr zu schließen. Zur Funktionsprüfung wird eine Druckänderung im Hohlraum bewirkt und die Reaktion der Drucksensoren oder zusätzlicher Sensoren im oder am Hohlraum erfasst und deren Signal bewertet. Ein permanenter Verbau einer Testdruckerzeugungseinrichtung ist jedoch teuer und aufwändig – das Aufprallsensorsystem andererseits in der Regel in sich abgeschlossen. Es wird daher vorgeschlagen, dass zumindest ein Drucksensor in seinem elektrischen Steckerbereich (2L.2) eine Öffnung (2L.1) zwischen Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors aufweist und über den Steckerbereich (2L.2) dieses Drucksensors ein Testschalldruckpegel (S3) eingebracht wird. Vorzugsweise Weise in beide Drucksensoren (2L, 2R) jeweils eine solche Öffnung (2L.1, 2R.1) zwischen Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors auf und wird über den Steckerbereich des einen Drucksensors der Schalldruckpegel eingebracht und am Steckerbereich des anderen Drucksensors ein zusätzlicher Sensor (4) angeordnet und zudem die Laufzeit des Testschalldruckpegels erfasst und bewertet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Aufprallsensorsystems bestehend aus einem Hohlraum und Drucksensoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10232523 A1 ist ein Unfallsensor eines Kraftfahrzeugs mit mehreren langgestreckten Hohlkörpern bekannt, welche in einem Verbindungselement miteinander verbunden sind und mit dem Verbindungselement auch ein Drucksensor verbunden ist, welcher den Druck bzw. Druckänderung im Inneren des aus den Hohlkörpern gebildeten Gesamthohlraums erfasst. Zur Funktionsprüfung ist an einem der Hohlkörper eine Testdruckerzeugungseinrichtung angeordnet, beispielsweise ein Piezoelement oder ein Elektromagnet mit einer Membran oder dergleichen zur Druckerzeugung. Durch die Testdruckerzeugungseinrichtung wird der Druck im Hohlkörper erhöht und erfasst, ob und wann auf ein damit eingeprägtes Testdrucksignal hin der Drucksensor die Druckerhöhung registriert. Eine permanent im Fahrzeug verbaute Testdruckerzeugungseinrichtung erhöht die Kosten des Aufprallsensorsystems. Aufgrund der Anordnung ist eine separate Verkabelung erforderlich, wodurch sich die Kosten weiter erhöhen. Zudem kann durch diese Anordnung nicht der gesamte Hohlraum mit gleichbleibender Qualität geprüft werden und ist keine Information über die verbaute Länge der gesamten Hohlkörper möglich. Da jedoch der deformierbare Hohlraum häufig aus einem elastischen Schlauch gebildet wird, kann es aufgrund dieser Elastizität auch zu einer Änderung der Länge kommen, sei es durch Dehnung bei der Montage des Aufprallsensorsystems, durch Temperaturänderung oder beim Verbau im Fahrzeug.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass zumindest ein Drucksensor in seinem elektrischen Steckerbereich eine Öffnung zwischen Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors aufweist und über den Steckerbereich dieses Drucksensors der Schalldruckpegel eingebracht wird.
Dadurch kann selbst nach dem Verbinden des Hohlraums mit den Drucksensoren das an sich fertige und bis auf diese Öffnung eben auch geschlossene Aufprallsensorsystem geprüft werden, indem eine Testdruckerzeugungseinrichtung an den Steckerbereich gebracht wird und so über den Steckerbereich und dessen Öffnung der Schalldruckpegel ins Innere des Drucksensorgehäuses und von da in den Hohlraum gelangt. Die Testdruckerzeugungseinrichtung muss also gerade nicht permanent im Fahrzeug verbleiben, sondern kann an den Steckerbereich an und nach dem Test auch wieder abgesteckt werden.
Aus der DE 10 2009 048 067 A1 ist bereits ein Drucksensor mit einem elektrischen Steckerbereich und einer Öffnung zwischen diesem Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors bekannt, bei dem diese Öffnung zum Druckausgleich mit der Umgebung über den elastischen Mantel der elektrischen Anschlussleitung dient. Druckänderungen im Umgebungsdruck sind jedoch sehr gering und langsam und reicht für diesen Ausgleich folglich eine sehr kleine Öffnung. Eine solche Öffnung ist jedoch in der Regel zu klein, um in vorgegebener Zeit einen vorgegebenen Schalldruckpegel einbringen zu können. Verwendet man eine größere Öffnung, kann ohne Kostenmehraufwand die Voraussetzung für einen solchen Funktionstest über eine an den Steckerbereich ansteckbare Testdruckerzeugungseinrichtung geschaffen werden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figur näher erläutert. Im Folgenden können funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigen
1: bevorzugte Ausgestaltung eines Aufprallsensorsystems mit an dem. Steckerbereich angesteckter Testdruckerzeugungseinrichtung an einem Drucksensor sowie einem zusätzlichen Sensor am anderen Drucksensor
2: Adapterlösung geeignet für den permanenten Einsatz mit Wechselschaltung
1 zeigt ein Aufprallsensorsystem einem deformierbaren Schlauch (1) an dessen beiden Enden jeweils ein Drucksensor (2L, 2R) mit dem Hohlraum druckdurchlässig verbunden ist. So kann der deformierbare Schlauch beispielsweise auf entsprechende Anschlussstücke aufgeschoben und dort verlegt oder mittels Klemmen oder Kabelbindern gesichert werden.
Die 1 bildet dabei nicht die tatsächlichen Proportionen der Drucksensoren und des Schlauchs wieder, sondern ist eine skizzenhafte Darstellung, bei der insbesondere die Länge des Schlauchs verkürzt dargestellt ist, wie durch den gestrichelten mittleren Bereich verdeutlicht werden soll.
Wenn in der Anmeldung von den räumlichen und baulichen Eigenschaften des Drucksensors gesprochen wird, so bezieht sich der Begriff Drucksensor auf das Gesamtsystem bestehend aus einem Gehäuse und der in diesem Gehäuse angeordnete eigentliche Druckzelle.
Der Drucksensor, genauer gesagt das Gehäuse des Drucksensors, weist einen elektrischen Steckerbereich auf, in welchem geschützt durch eine Ausformung des Gehäuses die elektrischen Anschlüsse des Drucksensors angeordnet sind. Zudem ist die für diese Erfindung wesentliche Öffnung (2L.1, 2R.1) zwischen dem Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors (genauer Drucksensorgehäuses) vorgesehen. Diese Öffnung ist dabei so groß, dass durch diese Öffnung ein Testschalldruckpegel mit vorgegebener Stärke einbringbar ist, welche also größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Dazu ist die Funktionstestvorrichtung mit einer Testdruckerzeugungseinrichtung (3) ausgestattet, welche hier in 1 skizzenhaft als ein Lautsprecher dargestellt wird. Die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) weist einen Anschlussbereich (3.2) auf, welcher vorzugsweise druckdicht mit dem Steckerbereich (2L.2) zumindest des einen Drucksensors verbunden ist. Anschlussbereich (3.2) und Steckerbereich (2L.2) sind also maßgenau aufeinander abgestimmt und vorzugsweise Dichtungsmittel, wie beispielsweise Dichtringe vorgesehen, so dass eine druckdichte Verbindung entsteht und der von der Testdruckerzeugungseinrichtung (3) erzeugte Testschalldruckpegel (S3) möglichst gut in das Innere des Drucksensors und damit auch des Hohlraums gelangt.
Grundsätzlich ist denkbar, die Drucksensoren des Aufprallsensorsystems für die Auswertung des Testschalldruckpegels (S3) zu verwenden, das heißt deren Signale auszuwerten. Für die Verwendung im Aufprallsensorsystem müssen jedoch die Drucksensoren sehr große Druckunterschiede messen können, ist jedoch damit die Auflösung kleiner Druckunterschiede recht schlecht und zudem die Abtastrate so gewählt, dass zwar ein Aufprall hinreichend schnell erkannt werden kann, ist die Abtastrate jedoch nicht so gross, dass damit die Laufzeit des sich ja mit Schallgeschwindigkeit ausbreitenden Testschalldruckpegels hinreichend genau gemessen werden könnte.
Aus diesem Grunde ist in dieser bevorzugten Ausgestaltung ein bezüglich des Aufprallsensorsystems zusätzliche, externen Drucksensor (4) vorgesehen, welcher vorzugsweise ebenfalls mit einem Anschlussbereich ausgestaltet ist, welcher mit dem Steckerbereich des anderen Drucksensors vorzugsweise ebenfalls druckdicht verbunden ist. Der externe Drucksensor (4) der Funktionstestvorrichtung weist dabei eine Abtastrate von mehr als dem Zehnfachen der Abtastrate der Drucksensoren (2L, 2R) des Aufprallsensorsystems auf.
Mittels einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (5) wird ein Befehl zum Erzeugen eines Testschalldruckpegels an die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) gesendet und die Signale des zusätzlichen, externen Drucksensors (4) bewertet, insbesondere auch die Laufzeit des Schalldruckpegels erfasst und daraus eine Information über die tatsächliche Länge des Aufprallsensorsystems abgeleitet und diese angegeben bzw. ausgegeben.
Das Verfahren zur Funktionsprüfung läuft also in diesem Ausführungsbeispiel so ab, dass zur Funktionsprüfung über den Steckerbereich des einen Drucksensors der Schalldruckpegel eingebracht wird und am Steckerbereich des anderen Drucksensors, also nach Durchlaufen der kompletten Länge des Schlauchs, wieder erfasst wird. Dadurch ist das Signal zum einen repräsentativ für die Druckdichtigkeit des gesamten Schlauchs inklusive der Verbindung zu den Drucksensoren und ermöglicht zudem aus der Laufzeit auf die Länge zu schließen. Während dabei die Längen L1 und L2 bekannt und konstant sind, kann die Länge Lx des elastischen Schlauchs 1 aufgrund der Elastizität und Temperaturabhängigkeit sich nicht unerheblich verändern, insbesondere wenn man berücksichtigt, dass ein solcher Schlauch in einem Fahrzeug üblicherweise 2 m lang und teils noch etwas länger ist, so dass sich auch geringste relative Längenänderungen über einen so langen Schlauch zu einer nicht mehr vernachlässigbaren Änderung der Gesamtlänge führen.
So wird in einer Anwendung des Verfahrens vorgesehen, dass noch im Fertigungsprozess, beispielsweise am Bandende, nach dem Verbinden des Schlauchs mit den Drucksensoren der Schlauch geradlinig ausgebreitet und aus der Laufzeit auf die verbaute Länge (L) des Aufprallsensorsystems geschlossen wird.
Dieser Test kann selbstverständlich unmittelbar vor dem Verbau im Fahrzeug nochmal wiederholt werden und die Ergebnisse miteinander verglichen werden.
Zudem bietet sich die Möglichkeit, das im Fahrzeug verbauter Aufprallsensorsystem zu prüfen. Gerade der elastische Schlauch wird über seine Länge im Fahrzeug nicht komplett geradlinig verbaut oder ist häufig im Dämpfungselement unzugänglich eingeformt. Solange aber zumindest die Steckerbereiche (2L.2, 2R.2) der Drucksensoren (2L, 2R) beispielsweise in einer Werkstatt zugänglich gemacht werden können, kann dieses verbauter Aufprallsensorsystem inklusive des unzugänglichen Schlauchs trotzdem geprüft werden, ohne dass dieser ausgebaut oder permanent mit einer entsprechenden Testvorrichtung ausgestattet sein muss. Dazu wird über ein Funktionstest des verbauten Aufprallsensorsystems über die Steckerbereiche (2L.2, 2R.2) der Drucksensoren (2L, 2R) durchgeführt, d.h. zumindest an dem elektrischen Steckerbereich (2L.2) eines Drucksensors der Testschalldruckpegel (S3) eingebracht und vorzugsweise am elektrischen Steckerbereich (2R.2) eines anderen Drucksensors über einen dort angeordneten externen Sensor das Signal (S4) empfangen oder wie bereits angedeutet einfach das Signal des einen oder beider Drucksensoren (2L.P, 2R.P) des Aufprallsensorsystems verwendet.
2 zeigt zudem eine Ausgestaltung, bei der einerseits das Aufprallsensorsystem bestehend aus Drucksensor und Schlauch überhaupt nicht verändert, trotzdem durch Nutzung der allgemeinen Grundidee dieser Erfindung ein permanenter Funktionstest möglich wird, indem die Funktionstestvorrichtung (3) als eine Art Zwischenstecker (hier dessen Gehäusebereich gestrichelt dargestellt) zwischen die Anschlussleitung (5L) zur Stromversorgung des Drucksensors (2L) und den Steckerbereich (2L.2) des Drucksensors (2L) anschließbar ist und eine Wechselschaltung (4) aufweist, welche auf ein Signal hin zumindest zeitweise diese Testdruckerzeugungseinrichtung (3) mit dieser Anschlussleitung (5) des Drucksensors (2L.P) verbindet. Drucksensor als auch die Testeinrichtung werden über diese Anschlussleitung mit Versorgungsspannung versorgt. Dadurch kann zudem ein zusätzliches Anschlusskabel für die Testdruckerzeugungseinrichtung entfallen und somit die Kosten und der Verlegeaufwand im Fahrzeug deutlich reduziert werden. Die Testdruckerzeugungseinrichtung wird nämlich nicht permanent während des Betriebs des Drucksensors benötigt und ist die Stromaufnahme dieser Testdruckerzeugungseinrichtung so dimensionierbar, dass über die Anschlussleitung zumindest für eine kurze Zeitspanne beider Einheiten versorgt werden könnten.
So ist beispielsweise denkbar, dass auf das Zuschalten der Versorgungsspannung auf die Anschlussleitung hin die Testdruckerzeugungseinrichtung für eine vorgegebene Zeitspanne mit der Anschlussleitung und damit mit der Versorgungsspannung verbunden wird und nach Ablauf der Zeitspanne die Verbindung der Testdruckerzeugungseinrichtung mit der Anschlussleitung unterbrochen wird. In dieser Zeitphase erfolgt üblicherweise der Systemtest aller Einheiten und kann während dieser Zeitspanne ein normaler Fahrbetrieb des Fahrzeugs ausgeschlossen werden.
Zudem weist die zwischensteckbare Testdruckerzeugungseinrichtung (3) also in diesem Beispiel elektrische Kontakte auf, mit denen die Anschlussleitung (5) mit entsprechenden Anschlüssen im Steckerbereich (2L.2) des Drucksensors (2L) verbindbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10232523 A1 [0002]
DE 102009048067 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Funktionsprüfung eines Aufprallsensorsystems bestehend aus einem Hohlraum, vorzugsweise einem deformierbaren Schlauch (1), mit zwei mit dem Hohlraum verbundenen Drucksensoren (2L, 2R), welche den Druck bzw. die Druckänderung im Hohlraum erfassen, wobei zur Funktionsprüfung eine Druckänderung im Hohlraum bewirkt und die Reaktion der Drucksensoren oder zusätzlicher Sensoren im oder am Hohlraum erfasst und bewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Drucksensor in seinem elektrischen Steckerbereich (2L.2) eine Öffnung (2L.1) zwischen Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors aufweist und über den Steckerbereich (2L.2) dieses Drucksensors ein Testschalldruckpegel (S3) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Drucksensoren (2L, 2R) jeweils eine solche Öffnung (2L.1, 2R.1) zwischen Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors aufweisen, über den Steckerbereich des einen Drucksensors der Schalldruckpegel eingebracht wird und am Steckerbereich des anderen Drucksensors ein zusätzlicher Sensor (4) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeit des Testschalldruckpegels erfasst und bewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum ein deformierbarer Schlauch ist und nach dem Verbinden des Schlauchs mit den Drucksensoren der Schlauch geradlinig ausgebreitet und aus der Laufzeit auf die verbaute Länge (L) des Aufprallsensorsystems geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum ein deformierbarer Schlauch und über die Steckerbereiche (2L.2, 2R.2) der Drucksensoren (2L, 2R) ein Funktionstest des im Fahrzeug verbauten Aufprallsensorsystems erfolgt.
Drucksensor mit einem elektrischen Steckerbereich und einer Öffnung zwischen diesem Steckerbereich und dem Inneren des Drucksensors, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2L.1, 2R.1) so groß ist, dass durch diese Öffnung ein Testschalldruckpegel einbringbar ist, welcher größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Funktionstestvorrichtung für ein Aufprallsensorsystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 5 mit einer Testdruckerzeugungseinrichtung (3) mit einem Anschlussbereich (3.2), welcher druckdicht mit dem Steckerbereich (2L.2) zumindest des einen Drucksensors verbindbar ist.
Funktionstestvorrichtung nach Anspruch 7, wobei vorgesehen ist ein bezüglich des Aufprallsensorsystems zusätzlicher, externer Drucksensor (4) mit einem Anschlussbereich, welcher mit dem Steckerbereich des anderen Drucksensors verbindbar ist, vorzugsweise ebenfalls druckdicht, sowie eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (5), welche eingerichtet ist, um einen Befehl zum Erzeugen eines Testschalldruckpegels an die Testdruckerzeugungseinrichtung zu senden und die Signale des zusätzlichen, externen Drucksensors zu bewerten.
Funktionstestvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der externe Drucksensor (4) der Funktionstestvorrichtung eine Abtastrate von mehr als dem Zehnfache der Abtastrate der Drucksensoren (2L, 2R) des Aufprallsensorsystems aufweist.
Funktionstestvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei diese ausgebildet ist, um die Laufzeit des Schalldruckpegels zu erfassen und eine Information über die tatsächliche Länge des Aufprallsensorsystems anzugeben bzw. auszugeben.
Funktionstestvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Funktionstestvorrichtung zwischen die Anschlussleitung (5L) zur Stromversorgung des Drucksensors (2L) und den Steckerbereich (2L.2) des Drucksensors (2L) anschließbar ist und eine Wechselschaltung (4) aufweist, welche auf ein Signal hin zumindest zeitweise diese Testdruckerzeugungseinrichtung (3) mit dieser Anschlussleitung (5) des Drucksensors (2L.P) verbindet.