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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Sensoreinheit zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie von einer Außenverkleidungsteil für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 9.
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Üblicherweise weisen Sensoreinheiten zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug, mindestens einen elastisch deformierbaren Schlauch mit einem Hohlraum und mindestens zwei Drucksensoren auf. Die Drucksensoren werden jeweils an einem Schlauchende angeordnet und erfassen die Welleneigenschaften von sich im Hohlraum des Schlauchs ausbreitenden Druckwellen. Die erfassten Welleneigenschaften werden in ein auswertbares Durcksignal umgewandelt. Die Druckwellen sind hierbei ein Resultat einer Deformation des Schlauches aufgrund eines Aufpralls eines Hindernisses, welches direkt oder indirekt gegen den Schlauch prallt. Die Druckwellen breiten sich ausgehend von einem Kontaktpunkt bzw. Kontaktbereich des Hindernisses am Schlauch in Richtung zu den Schlauchenden hin aus. Der Schlauch ist zu diesem Zweck üblicherweise in einen Schaum eingebettet, welcher in einem Stoßfänger oder einem anderen Außenverkleidungsteil des Fahrzeugs angeordnet ist. Derartige Sensoreinheiten zur Aufpralldetektion werden unter anderem verwendet, um eine Kollision mit einem Fußgänger zu erkennen und von anderen Aufprallereignissen zu unterschieden.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2011 011 963 A1 wird eine Sensoreinheit zur Aufpralldetektion beschrieben, welche einen elastisch deformierbaren Schlauch mit einem Hohlraum und mindestens einem Drucksensor zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauches aufweist. Der Schlauch und der mindestens eine Drucksensor werden über ein Klemmmittel miteinander gekoppelt.
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In der europäischen Patentschrift
EP 0 937 612 A2 wird eine Sensoreinheit zur Detektion und Unterscheidung von Aufprallunfällen beschrieben. Hierbei weist die Sensoreinheit Mittel zur Erkennung von deformierten Bereichen eines Stoßfängers auf. Die deformierten Bereiche entstehen hierbei bei einem Zusammenprall mit einem Hindernis. Unter anderem umfasst die beschriebene Sensoreinheit zur Positionsbestimmung eines Aufprallpunktes einen Schlauch, welcher mit einer nicht kompressierbaren Flüssigkeit gefüllt ist. Die beschriebene Sensoreinheit weist des Weiteren einen Drucksensor zur Erfassung des Drucks im Schlauch auf.
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In der Offenlegungsschrift
DE 103 21 209 A1 wird eine Anprallsensoranordnung zur Erfassung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis beschrieben.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 031 575 A1 wird eine Aufprallerfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem in seinem Frontbereich angeordneten mit einem Medium gefüllten Hohlkörper beschrieben, in welchem in Folge einer auf den Hohlkörper ausgeübten äußeren Kraft eine Druckwelle erzeugbar ist, und einem im Bereich des Hohlkörpers angeordneten Drucksensor.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2009 040 365 A1 wird eine Kollisionsdetektionsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger beschrieben, wobei der Stoßfänger ein Kammerelement mit einem darin befindlichen Kammerraum, einen Drucksensor zum Detektieren eines Drucks in dem Kammerraum und einen Detektionsabschnitt zum Detektieren einer Kollision mit dem Stoßfänger basierend auf dem durch den Drucksensor detektierten Druck beinhaltet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Sensoreinheit zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das Außenverkleidungsteil für ein Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 haben demgegenüber den Vorteil, dass mindestens ein Schlauch mindestens ein Veränderungsmittel zur Veränderung der Welleneigenschaften der Druckwellen und mindestens zwei Segmente aufweist. Durch die Segmente und/oder durch die Veränderungsmittel sind verschiedene Aufprallbereiche am Fahrzeug unterscheidbar. Über die Mittel zur Veränderung der Welleneigenschaften der Druckwellen kann in vorteilhafter Weise ein korrespondierendes über die Drucksensoren erfasstes Drucksignal gezielt in einer für einen Algorithmus zur Aktivierung eines Sicherheitssystems optimalen Weise beeinflusst werden. Des Weiteren können in vorteilhafter Weise die Robustheit gegenüber Fehlauslösungen und die Verfügbarkeit des Systems erhöht werden. Des Weiteren können die Außenverkleidungsteile über ihre vorgegebene Länge in vorteilhafter Weise in unterschiedliche Aufprallbereiche unterteilt werden. Die verschiedenen Aufprallbereiche können entlang des korrespondierenden Schlauches aufgrund der verschiedenen Segmente und/oder Veränderungsmittel unterschieden werden, wobei die Schlauchlänge unabhängig von der Länge des Außenverkleidungsteils gewählt werden kann.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoreinheit zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug mit mindestens einem elastisch deformierbaren Schlauch, welcher mindestens einen Hohlraum aufweist, und mindestens zwei Drucksensoren zur Verfügung. Die mindestens zwei Drucksensoren erfassen die Welleneigenschaften von sich im Hohlraum des Schlauches ausbreitenden Druckwellen und wandeln diese in entsprechende Drucksignale um. Erfindungsgemäß weist mindestens ein Schlauch mindestens ein Veränderungsmittel zur Veränderung der Welleneigenschaften der Druckwellen und mindestens zwei Segmente auf. Durch die Segmente und/oder die Veränderungsmittel können verschiedene Aufprallbereiche am Fahrzeug unterschieden werden. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können vorzugsweise in Außenverkleidungsteilen eines Fahrzeugs, wie beispielsweise in einem Stoßfänger angeordnet werden.
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In vorteilhafter Weise kann durch die Segmentierung des Schlauches ein Kontaktpunkt bzw. eine effektive Aufprallfläche eines Objekts einfacher einem vorgegebenen Aufprallbereich am Fahrzeug zugeordnet und die Art des auftreffenden Objekts bestimmt werden. Der erkannte Aufprallbereich kann in vorteilhafter Weise bei der Auslösestrategie der im Fahrzeug vorhandenen Personenschutzmittel berücksichtigt werden. So kann beispielsweise der Frontbereich des Fahrzeugs in mehrere Aufprallbereiche aufgeteilt werden, denen jeweils mindestens ein Segment des in einem als Stoßfänger ausgeführten Außenverkleidungsteil angeordneten mindestens einen Schlauchs zugeordnet wird.
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So kann beispielsweise eine Aussage darüber getroffen werden, ob der Aufprall in einem ersten Aufprallbereich der Fahrzeugfront, in welchem beispielsweise ein erstes Segment des Schlauches angeordnet ist, oder in einem zweiten Aufprallbereich der Fahrzeugfront erfolgt ist, in welchem beispielsweise ein zweites Segment des Schlauches angeordnet ist. Die Segmente können hierbei beispielsweise symmetrisch zu einer Mitte des Außenverkleidungsteils ausgerichtet werden, wobei das erste Segment beispielsweise links von der Mitte des Außenverkleidungsteils liegen kann, und das zweite Segment kann beispielsweise rechts von der Mitte des Außenverkleidungsteils liegen. Die Aufpralldetektion ist von der Anzahl der vorgegebenen Aufprallbereiche abhängig. Das bedeutet, dass der Kontaktpunkt des Aufpralls umso genauer bestimmt werden kann, je mehr Aufprallbereiche am Außenverkleidungsteil über die Segmente und Veränderungsmittel unterschieden werden können. In vorteilhafter Weise können die Veränderungsmittel zur Aufteilung des mindestens einen Schlauches in verschiedene Segmente verwendet werden.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoreinheit zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug und des im unabhängigen Patentanspruch 9 angegebenen Außenverkleidungsteils für ein Fahrzeug möglich.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können die Drucksensoren jeweils an einem Schlauchende oder einem Segmentende des Schlauches angeordnet werden. Das mindestens eine Veränderungsmittel kann eine Laufzeit und/oder Intensität und/oder Form der an den beiden Schlauchenden erzeugten Drucksignale verändern. In vorteilhafter Weise kann über die unterschiedlichen Laufzeiten der von den beiden Drucksensoren erfassten Druckwellen der Kontaktpunkt bzw. die Aufprallposition bestimmt werden, wobei die Laufzeiten vom Kontaktpunkt bzw. von der Aufprallposition zum jeweiligen Drucksensor durch das mindestens eine Veränderungsmittel verlängert wird, wenn das mindestens eine Veränderungsmittel zwischen dem erfassenden Drucksensor und dem Kontaktpunkt bzw. der Aufprallposition angeordnet ist. Die Differenz der Empfangszeiten zwischen den beiden Drucksensoren kann in vorteilhafter Weise zu einer genaueren Bestimmung des Kontaktpunktes bzw. der Aufprallposition führen. Zusätzlich oder alternativ kann das mindestens eine Veränderungsmittel in vorteilhafter Weise eine Veränderung der Intensität des Drucksignals verändern, so dass das mindestens eine vom Aufprall betroffene Segment des Schlauches durch Auswerten der empfangenen Signalintensitäten bestimmt werden kann. Über das mindestens eine betroffene Segment kann dann der betroffene Aufprallbereich des Außenverkleidungsteils bestimmt werden. Über die erfasste Intensität kann in vorteilhafter Weise eine Normierung und/oder Adaption einer Auswertelogik an die Aufprallsituation durchgeführt werden. Dies kann in vorteilhafter Weise zu einer Einschätzung der Unfallschwere unabhängig von der Aufprallposition führen. In diesem Fall sind nahezu gleiche Laufzeiten der Druckwelle erforderlich. Für eine solche Auswertung können beispielsweise mehrere elastisch deformierbare Schläuche bzw. mehrere unabhängige Segmente eines elastisch deformierbaren Schlauches eingesetzt werden, wobei ein elastisch deformierbarer Schlauch bzw. ein Segment zur Einschätzung der Unfallschwere ausgewertet wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können die Veränderungsmittel beispielsweise als Schlauchverlängerung und/oder als Ventil und/oder als überlappende Segmente und/oder als unterschiedliche Materialbereiche und/oder als unterschiedlicher Geometriebereiche ausgeführt werden. Dadurch ergeben sich in vorteilhafter Weise viele verschiedene Möglichkeiten die Drucksignale zu verändern. Die Verlängerung des Schlauches kann spiralförmig und/oder mäanderförmig oder als einfache Umlenkung ausgeführt werden, wobei mehrere sich bereichsweise überlappende Schlauchsegmente entstehen können. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Schlauchverlängerung mittig am Schlauch angeordnet werden. Durch die Schlauchverlängerung verändert sich zum einen eine Laufzeit der Druckwelle zu dem Drucksensor, der in Bezug auf den Kontaktpunkt bzw. die Aufprallposition hinter der Schlauchverlängerung angeordnet ist, da die Druckwelle die Verlängerung durchlaufen muss, um zu diesem Drucksensor zu gelangen. In weiterer vorteilhafter Weise kann der Schlauch im Fall einer mäanderförmigen und/oder spiralförmigen Verlängerung in mindestens drei Aufprallbereiche unterteilt werden. Hierbei können zwei Aufprallbereiche benachbart zu der Schlauchverlängerung ausgebildet werden und ein dritter Aufprallbereich kann von der Schlauchverlängerung selbst ausgebildet werden. Hierbei unterscheiden sich die Signallaufzeiten zu den beiden Drucksensoren in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Position des Aufprallbereichs, welcher vom Aufprall betroffen ist. Des Weiteren unterscheiden sich die Formen der von den Drucksensoren erfassten Druckwellen und die korrespondierenden erzeugten Drucksignale, da bei einem Aufprall im Bereich der Schlauchverlängerung mehrere Druckwellen in unterschiedlichen Segmenten entstehen können, welche Teil der Schlauchverlängerung sind. Durch die Schlauchverlängerung weisen die Druckwellen unterschiedlich lange Laufzeiten zu den beiden Drucksensoren auf und können nacheinander vom jeweiligen Drucksensor erfasst werden. Ein Ventil hat den Vorteil, dass die Amplitude der Druckwelle gezielt verändert werden kann, beispielsweise kann das Ventil in vorteilhafter Weise periodisch geöffnet und geschlossen werden, so dass die Druckwelle einen Verlauf mit mehreren Maxima aufweisen kann. Alternativ kann die Amplitude der Druckwelle durch das Ventil abgeschwächt werden. Durch den Einsatz von Ventilen ist in vorteilhafter Weise eine einfache Segmentierung des Schlauches möglich, wobei die Ventile die Grenze zwischen zwei Aufprallbereichen festlegen. Durch die Ventile werden die Signallaufzeiten weniger stark beeinflusst, so dass eine Einschätzung der Unfallschwere möglich ist. Als unterschiedliche Geometrien können die einzelnen Schlauchsegmente beispielsweise unterschiedliche Schlauchinnendurchmesser aufweisen, welche die Druckwelle entsprechend verändern. Des Weiteren können einzelne Schlauchsegmente durch verschiedene Material erzeugt werden, so dass beispielsweise Segmente mit unterschiedlicher Elastizität entstehen, welche die Druckwellen entsprechend beeinflussen können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können zwischen zwei Drucksensoren mindestens zwei elastisch deformierbare Schläuche verlaufen, welche verschiedene Veränderungsmittel aufweisen. In einer Ausführungsform verlaufen mindestens zwei Schläuche nahezu parallel zueinander und sind jeweils mit mindestens einem Drucksensor verbunden. Der Einsatz von mehreren Druckschläuchen in einer erfindungsgemäßen Sensoreinheiten erhöht in vorteilhafter Weise die Verfügbarkeit der Aufpralldetektion in einem Fahrzeug, wobei die Aufpralldetektion somit robuster gegenüber lokalen Störungen oder Quetschungen im angrenzenden Material ist. Des Weiteren kann die Robustheit gegenüber Löchern im Schlauch in vorteilhafter Weise erhöht werden, welche ein Resultat von Alterung und/oder Materialermüdung sein können. In vorteilhafter Weise kann bei einer Ausführung mit mindestens zwei Druckschläuchen, welche unterschiedliche Mittel zur Veränderung der Welleneigenschaften der Druckwelle aufweisen, mit einem ersten Schlauch beispielsweise die Unfallschwere bestimmt werden, welche vorzugweise über die Signalintensität bestimmt wird und mit einem zweiten Schlauch kann der Kontaktpunkt bzw. die Aufprallposition bestimmt werden, welcher vorzugweise über die Laufzeit bestimmt werden kann. Durch die unterschiedlichen Mittel zur Veränderung der Welleneigenschaften der Druckwelle können die Welleneigenschaften in den unterschiedlichen Schläuchen so geändert werden, dass sie an die Auswertung angepasst sind und möglichst viele Informationen über den Aufprall ermittelt werden können. In vorteilhafter Weise können über die Differenz oder das Verhältnis der beiden Drucksignale weitere Informationen über die Eigenschaften des Hindernisses, wie zum Beispiel dessen Breite, ermittelt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können die erfassten Drucksignale von einer Intensität der Druckwellen und/oder von einer effektiven Aufprallfläche und/oder von dem mindestens einem korrespondierenden Schlauchsegment und/oder von dem mindestens einen korrespondierenden Aufprallbereich, in welchem der Aufprall erfolgt, abhängig sein. In vorteilhafter Weise können aus den Drucksignalen unter Berücksichtigung der vorhandenen Veränderungsmittel viele Faktoren des Aufprallereignisses bestimmt und/oder abgeschätzt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit kann mindestens ein Drucksensor Sensorsignale eines zweiten Drucksensors plausibilisieren. Hierbei können die Drucksensoren an abhängigen Segmenten eines gemeinsamen Schlauchs oder an verschiedenen unabhängigen bzw. parallelen Segmenten des Schlauchs oder an verschiedenen Schläuchen angeordnet werden. Durch eine Plausibilisierung können Fehlerauslösungen eines Sicherheitssystems in vorteilhafter Weise vermieden werden. Außerdem ist das System in vorteilhafter Weise bei Verwendung von mindestens zwei Schläuchen eingeschränkt diagnostizierbar. Die Diagnose kann durch einen Vergleich des in beiden Volumen gemessenen Umgebungsdrucks erfolgen. Ein undichter Schlauch kann einen anderen Umgebungsdruck aufweisen, als ein intakter. Dies setzt voraus, dass die Drucksensoren den Umgebungsdruck der beiden Schläuche getrennt messen können, wenigstens ein Schlauch intakt ist und der Schlauchinnendruck gegenüber dem Luftaußendruck verschieden ist. Da bei dieser Ausführung, die Schläuche und/oder Schlauchabschnitte getrennte Volumen aufweisen können Störsignale aufgrund lokaler Einengungen und/oder Quetschungen und/oder Löcher eines Schlauches in Folge von Drift oder Bruch im umliegenden Material erkannt werden. Somit können in vorteilhafter Weise Störsignale durch eine ausbleibende Plausibilisierung des anderen Drucksensors erkannt werden, welche zu einer Fehlinterpretation des ermittelten Drucksignals führen können. In vorteilhafter Weise können die beiden Schläuche einen genügend großen Abstand zueinander aufweisen, so dass das Störsignal nur in einem der beiden Volumen wirken kann. In einer alternativen Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise eine Funktionsüberprüfung beider Drucksensoren erfolgen, wobei beispielsweise eine Plausibilisierungsüberprüfung ermöglicht werden kann, um die Sensoreinheit gegen Einzelsensorfehler abzusichern.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Außenverkleidung kann der mindestens eine Schlauch mehrere sich überlappende und/oder in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Schlauchsegmente aufweisen. In einer bevorzugen Ausführungsform kann die Anzahl der Schlauchsegmente in einem Aufprallbereich zur Unterscheidung der Aufprallbereiche ausgewertet werden. In vorteilhafter Weise kann somit ein Aufprallort an der Außenverkleidung schnell und einfach ermittelt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Außenverkleidung kann die Länge des mindestens einen Schlauchs in etwa der doppelten Länge des Außenverkleidungsteils entsprechen, wobei der mindestens eine Schlauch einmal umgelenkt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Schlauchenden des umgelenkten Schlauches im gleichen Aufprallbereich angeordnet werden. Auf diese Weise können gleiche Signallaufzeiten unabhängig vom Aufprallbereich ermittelt werden, so dass in vorteilhafter Weise eine Plausibilitätsüberprüfung erleichtert werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Sensoreinheit.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
- 3 zeigt Drucksignale, welche die Drucksensoren der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus 2 in Abhängigkeit des Aufprallpunktes erzeugen.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
- 6. zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 ersichtlich ist umfassen übliche Sensoreinheiten 1 im Fahrzeugfrontbereich zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug mindestens zwei Drucksensoren 4.1, 4.2 und mindestens einen elastisch deformierbaren Schlauch 2 mit einem Hohlraum 2.1. Die Drucksensoren 4.1, 4.2 werden an jeweils einem Schlauchende 2.2, 2.4 angeordnet und erfassen die Welleneigenschaften einer sich im Hohlraum 2.1 des Schlauches 2 ausbreitenden Druckwelle. Der Schlauch 2 ist beispielsweise mit Luft gefüllt und in einem Schaum 8 eingebettet, der in einem Außenverkleidungsteil angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Außenverkleidungsteil als Stoßfänger ausgebildet, welcher in Fahrzeuglängsrichtung x vor einem Querträger 6 angeordnet ist. Der Schlauch 2 kann aber auch im Fahrzeugheck oder in der Fahrzeugseite verbaut werden. Kollisionen mit einem Hindernis 30 werden durch eine Deformierung des Schlauchs 2 und dadurch erzeugte korrespondierende Druckwellen in den Drucksensoren 4.1, 4.2 erkannt, welche die Druckänderungen im Schlauch 2 als Drucksignale ausgeben.
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Wie aus 2 bis 6 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10a, 10b, 10c, 10d zur Aufpralldetektion an einem Fahrzeug jeweils mindestens einen elastisch deformierbaren Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d mit einem Hohlraum 21 und mindestens zwei Drucksensoren 4.1, 4.2. Die Drucksensoren 4.1, 4.2 erfassen jeweils die Welleneigenschaften von sich im Hohlraum 21 des Schlauchs 20a, 20b, 20c, 20d ausbreitenden Druckwelle. Erfindungsgemäß weist der mindestens eine Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d mindestens ein Veränderungsmittel 100 zur Veränderung der Welleneigenschaften der Druckwelle und mindestens zwei Segmente S1, S2, S3, S4, S5 auf. Durch die Segmente S1, S2, S3, S4, S5 und/oder durch die Veränderungsmittel 100 sind verschiedene Aufprallbereiche A1, A2, A3, A4, A5 am Fahrzeug unterscheidbar.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, weist das erste dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10a Veränderungsmittel 100 auf, welche eine Laufzeit der Druckwelle zwischen den beiden Schlauchenden 22, 24 verändert. Die Veränderungsmittel 100 sind als Verlängerung 120 des Schlauchs 20a ausgeführt, wobei die Verlängerung 120 des Schlauchs 20a als spiralförmige Wicklung ausgeführt ist, so dass mehrere in Fahrzeughochrichtung z überlappende Segmente S2, S3, S4 in verschiedenen x-y- Ebenen angeordnet sind. Die Veränderungsmittel 100 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Mitte des Schlauchs 20a angeordnet, wodurch drei Aufprallbereiche A1, A2, A3 am korrespondierenden Außenverkleidungsteil unterschieden werden können. Ein erster Aufprallbereich A1 liegt links der Schlauchverlängerung 120 und weist ein erstes Segment S1 des Schlauchs 20a auf. Ein zweiter Aufprallbereich A2 umfasst die Schlauchverlängerung 120 mit einem zweiten Segment S2, einem dritten Segment S3 und einem vierten Segment S4 des Schlauchs 20a, welche einander überlappend angeordnet sind. Ein dritter Aufprallbereich A3 liegt rechts der Schlauchverlängerung 120 und weist ein fünftes Segment S5 auf. Befindet sich ein Kontaktpunkt bzw. eine Aufprallfläche AF mit einem Hindernis 30 im ersten Aufprallbereich A1 und betrifft das erste Segment S1 des Schlauchs 20a, so trifft die Druckwelle zuerst an einem ersten Sensor 4.1 ein, welcher an einem linken Schlauchende 22 bzw. am linken Ende des ersten Segments S1 angeordnet ist, und zeitverzögert an einem zweiten Sensor 4.2, welcher an einem rechten Schlauchende 24 bzw. am rechten Ende des fünften Segments S5 angeordnet ist. Durch die Schlauchverlängerung 120 wird eine Zeitverzögerung erzeugt und die Laufzeit der Druckwelle zum rechten zweiten Drucksensor 4.2 erhöht.
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Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, sind die erfassten Drucksignale a, b von der Aufprallfläche AF mit dem Hindernis 30, dem betroffenen Aufprallbereich A1, A2, A3 und dem korrespondierenden mindestens einen betroffenen Schlauchsegment S1, S2, S3, S4, S5, abhängig. Liegt die Aufprallfläche AF im ersten bzw. linken oder im dritten bzw. rechten Ausprallbereich A1, A3, so weist das erfasste Drucksignal a einen Verlauf mit nur einem Maximum auf, wobei der zweite Drucksensor 4.2 am rechten Schlauchende 24 die Druckwelle im Gengensatz zum ersten Drucksensor 4.1 am linken Schlauchende 22 verzögert empfängt. Liegt die Aufprallfläche AF im zweiten bzw. mittleren Aufprallbereich A2, so weist das erfasste Drucksignal b einen Verlauf mit mehreren Maxima auf, wobei die Anzahl der Maxima von der Anzahl der durch den Aufprall betroffenen Segmente S2, S3, S4 abhängig ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Drucksignal b drei Maxima entsprechend der drei betroffenen Segmente S2, S3, S4 auf.
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Die erfassten Drucksignale a, b sind von der Intensität der Druckwellen, von der effektiven Aufprallfläche AF des Hindernisses 30, von dem mindestens einen korrespondierenden Schlauchsegment S1, S2, S3, S4, S5 und/oder von dem mindestens einen korrespondierenden Aufprallbereich A1, A2, A3, A4, A5, in welchem der Aufprall erfolgt, abhängig. Dadurch ermöglichen die erzeugten Sensorsignale a, b Rückschlüsse auf den betroffenen Aufprallbereich A1, A2, A3 auf die Größe des Hindernisses 30 und auf wirkende Kräfte.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, weist das zweite dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10b Veränderungsmittel 100 auf, welche als Ventil 140 ausgeführt sind und eine Amplitude der Druckwelle zwischen den beiden Schlauchenden 22, 24 verändern. Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die dargestellte Sensoreinheit 10b einen in zwei Segmente S1, S2 aufgeteilten elastisch deformierbaren Schlauch 20b, wobei die als Ventil 140 ausgeführten Veränderungsmittel 100 an der Grenze zwischen den beiden Segmenten S1, S2 angeordnet ist. Durch diese einfache Ausführungsform können zwei Aufprallbereiche A1, A2 am korrespondierenden Außenverkleidungsteil unterschieden werden. Ein erster Aufprallbereich A1 liegt links des Ventils 140 und weist ein erstes Segment S1 des Schlauchs 20b auf. Ein zweiter Aufprallbereich A2 liegt rechts des Ventils 140 und weist ein zweites Segment S2 auf. Befindet sich ein Kontaktpunkt bzw. eine Aufprallfläche AF mit einem Hindernis 30 im ersten Aufprallbereich A1 und betrifft das erste Segment S1 des Schlauchs 20b, so trifft die Druckwelle zuerst mit einer bestimmten Amplitude am ersten Sensor 4.1 ein, welcher an einem linken Schlauchende 22 bzw. am linken Ende des ersten Segments S1 angeordnet ist, und zeitverzögert mit einer kleineren Amplitude an einem zweiten Sensor 4.2 ein, welcher an einem rechten Schlauchende 24 bzw. am rechten Ende des zweiten Segments S2 angeordnet ist. Durch das Ventil 140 werden eine reduzierte Intensität und eine Zeitverzögerung erzeugt und die Laufzeit der Druckwelle zum rechten zweiten Drucksensor 4.2 erhöht.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, unterscheidet sich das dargestellte dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10c dadurch vom ersten und vom zweiten Ausführungsbeispiel, dass vier als Ventile 140 ausgeführte Veränderungsmittel 100 vorgesehen sind, welche den Schlauch 20c in vier Segmente S1, S2, S3, S4 aufteilen, wobei die als Ventil 140 ausgeführten Veränderungsmittel 100 jeweils an der Grenze zwischen zwei Segmenten S1, S2, S3, S4 angeordnet sind. Durch diese Ausführungsform können vier Aufprallbereiche A1, A2, A3, A4 am korrespondierenden Außenverkleidungsteil unterschieden werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, liegt der Kontaktpunkt bzw. die Aufprallfläche AF des Hindernisses 30 beispielsweise in einem zweiten Aufprallbereich A2 zwischen einem ersten Ventil 140 und einem zweiten Ventil 140, so dass die ausgehende Druckwelle zum ersten Drucksensor 4.1 am ersten bzw. linken Schlauchende 22 nur ein Ventil 140 durchlaufen muss, während die Druckwelle zum zweiten Drucksensor 4.2 am zweiten bzw. rechten Schlauchende 24 zwei Ventile 140 durchlaufen muss. Je nach Ausführung der Ventile 140 können sich die eingehenden Amplituden und die Signallaufzeiten stark unterscheiden.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, unterscheidet sich das dargestellte vierte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10d von den vorherigen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Verlängerung 120 des Schlauchs 20d mäanderförmig angeordnet ist. Durch die mäanderförmige Anordnung entstehen mehrere Aufprallbereiche A1, A2, A3, A4, A5, welche durch die unterschiedliche Anzahl von darin verlaufenden Schlauchsegmenten S1, S2, S3, S4, S5 unterschieden werden können. Die Schlauchsegmente S1, S2, S3, S4, S5 beeinflussen die Form, die Intensität sowie die Laufzeit der erfassten Drucksignale a, b. Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, verläuft ein erstes Segment S1 des elastisch deformierbaren Schlauchs 20d in einem ersten, zweiten und dritten Aufprallbereich A1, A2, A3, ein zweites Segment S2 des elastisch deformierbaren Schlauchs 20d verläuft im zweiten und dritten Aufprallbereich A2, A3, ein drittes Segment S3 des elastisch deformierbaren Schlauchs 20d verläuft im zweiten, dritten und vierten Aufprallbereich A2, A3, A4, ein viertes Segment S4 des elastisch deformierbaren Schlauchs 20d verläuft im dritten und vierten Aufprallbereich A3, A4 und ein fünftes Segment S5 des elastisch deformierbaren Schlauchs 20d verläuft im dritten, vierten und fünften Aufprallbereich A3, A4, A5. Somit weist der erste Aufprallbereich A1 nur das erste Segment S1 auf. Der zweite Aufprallbereich A2 weist das erste Segment S1, das zweite Segment S2 und das dritte Segment S3 auf. Der dritte Aufprallbereich A3, weist alle fünf Segmente S1, S2, S3, S4, S5 auf. Der vierte Aufprallbereich A4 weist das dritte Segment S3, das vierte Segment S4 und das fünfte Segment S5 auf. Der fünfte Aufprallberiech A5 weist nur das fünfte Segment S5 auf. Die Aufprallbereiche A1, A2, A3, A4, A5 können durch die von der Anzahl der durch den Aufprall betroffenen Segmente S1, S2, S3, S4, S5 bestimmte Anzahl der Maxima im Verlauf der Drucksignale a, b und die unterschiedlichen Signallaufzeiten zu den an den Schlauchenden 22, 24 angeordneten Drucksensoren 4.1, 4.2 unterschieden werden.
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Zusätzlich oder alternativ zu den beschriebenen Ausführungsformen können die Segmente S1, S2, S3, S4, S5 des Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d beispielsweise aus unterschiedlichen Materialien und/oder mit unterschiedlichen Innendurchmessern ausgeführt werden, um die Ausbreitung der Druckwellen im Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d zu beeinflussen. Zudem können die beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10a, 10b, 10c, 10d jeweils durch einen weiteren nicht dargestellten Schlauch ergänzt werden, welcher parallel zum Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d zwischen den beiden Drucksensoren 4.1, 4.2 verläuft. Die zwei elastisch deformierbaren Schläuche können verschiedene Veränderungsmittel 100 aufweisen und mit den gleichen Drucksensoren 4.1, 4.2 verbunden werden. Das bedeutet, dass die Drucksensoren 4.1, 4.2 die Welleneigenschaften von Druckwellen in zwei Schläuchen ermitteln. Es wäre aber auch eine Ausführung mit vier Drucksensoren denkbar. Der Einsatz von mehreren Schläuchen 20a, 20b, 20c, 20d erhöht die Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen Sensoreinheit, 10a, 10b, 10c, 10d wobei die Sensoreinheit 10a, 10b, 10c, 10d robuster gegenüber lokalen Störungen oder Quetschungen im angrenzenden Material ist. Des Weiteren kann die Robustheit gegenüber Löchern im Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d erhöht werden, welche ein Resultat von Alterung und/oder Materialermüdung sein können. So kann beispielsweise über die Welleneigenschaften von ersten Druckwellen, welche sich in einem ersten Schlauch ausbreiten, über die Intensität die Unfallschwere abgeschätzt werden, wenn in diesem Schlauch vorzugsweise keine Veränderungsmittel eingesetzt werden. Über die im parallelen zweiten Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d erfassten Welleneigenschaften der sich in diesem zweiten Schlauch 20a, 20b, 20c, 20d ausbreitenden Druckwellen kann über die Veränderungsmittel 100 der Kontaktpunkt bzw. die Aufprallposition des Hindernisses 30 bestimmt werden. Des Weiteren können über die Differenz oder das Verhältnis der erfassten Drucksignale weitere Informationen über Eigenschaften des Hindernisses 30, wie zum Beispiel dessen Breite, ermittelt und/oder abgeschätzt werden.
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In den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die vom ersten Drucksensor 4.1 erzeugten Drucksignale durch die mit dem zweiten Drucksensor 4.2 erzeugten Drucksignale plausibilisiert und umgekehrt. Mindestens zwei Drucksensoren 4.1, 4.2 sind erforderlich, um die detektierte Situation ausreichend zu plausibilisieren und gegen Einzelsensorfehler abzusichern. In der Regel ist die Auswertung der Unfallschutzsensorik sowie die Ansteuerung der entsprechenden Rückhaltemittel in das Airbagsteuergerät integriert oder in einem eigenen Steuergerät realisiert. Ein Unfallschutzalgorithmus im Steuergerät wertet die erzeugten Drucksignale a, b aus und entscheidet, ob Schutzmittel aktiviert werden und zu welchem Zeitpunkt das geschieht. Relevante Informationen für die Auslöseentscheidung sind im Allgemeinen die Intensität der Drucksignale, der Signalunterschied und der zeitliche Unterschied der Signale, die von den beiden Drucksensoren 4.1, 4.2 erfasst werden, sowie der Kontaktpunkt bzw. die Aufprallposition relativ zur Mitte des Stoßfängers 8. Eine besonders effektive nicht dargestellte Plausibilisierung kann erfolgen, wenn zwei identisch ausgeführte Schläuche, nahezu parallel zu einander verlaufen und jeweils mindestens zwei Drucksensoren aufweisen. Für eine möglichst genaue Plausibilitätsprüfung sollten die beiden Schläuche einen genügend großen Abstand zueinander aufweisen, so dass lokale Störungen nur von einem Schlauch erfassten werden.
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Eine nicht dargestellte Außenverkleidung eines Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Länge und mindestens einer Sensoreinheit 10a, 10b, 10c, 10d zur Aufpralldetektion, weist mindestens einen Schlauch auf, der mindestens einmal umgelenkt ist und dessen Drucksensoren 4.1, 4.2 im gleichen Aufprallbereich angeordnet sind. Die Länge des Schlauchs entspricht ungefähr der doppelten Länge des Außenverkleidungsteils.
