DE102013214302A1

DE102013214302A1 - Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Erfassen einer Verkürzung einer Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013214302A1
Application number: DE102013214302.8A
Authority: DE
Inventors: Heiko Freienstein; Werner Nitschke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-01-22
Also published as: US20160176374A1; CN105431333A; WO2015011093A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Deformationsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug. Hierbei weist die Deformationsvorrichtung (100) ein Deformationselement (105) auf, das ausgebildet ist, um durch eine Energie eines Aufpralls des Fahrzeugs in Längsrichtung verkürzt zu werden. Die Deformationsvorrichtung (100) weist zumindest zwei Elektroden (110, 112) auf, die an dem Deformationselement (105) angeordnet sind. Schließlich weist die Deformationsvorrichtung (100) eine Schnittstelle (120) zum Anbinden der zumindest zwei Elektroden (110, 112) an eine Widerstandsmesseinheit auf, um einen Widerstand zwischen den zumindest zwei Elektroden (110, 112) zu messen.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen einer Verkürzung einer Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie auf ein entsprechendes Fahrzeug.
Moderne Fahrzeuge können Crashstrukturen aus Leichtbaukomponenten aufweisen. Beispielsweise kann ein Vorderwagen eines Fahrzeugs mit einer Crashstruktur aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) versehen sein. Im Gegensatz zu konventionellen Crashstrukturen, die ausgebildet sein können, um durch eine Kollision des Fahrzeugs verformt zu werden, können solche Leichtbaukomponenten durch die Kollision in kleine Segmente zerrissen oder pulverisiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung eine Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen einer Verkürzung einer solchen Deformationsvorrichtung sowie ein entsprechendes Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Es wird eine Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Deformationsvorrichtung folgende Merkmale aufweist:
ein Deformationselement, das ausgebildet ist, um durch eine Energie eines Aufpralls des Fahrzeugs in Längsrichtung verkürzt zu werden;
zumindest zwei Elektroden, die an dem Deformationselement angeordnet sind; und
eine Schnittstelle zum Anbinden der zumindest zwei Elektroden an eine Widerstandsmesseinheit zum Messen eines Widerstands zwischen den zumindest zwei Elektroden.
Unter einer Deformationsvorrichtung kann eine Struktur eines Fahrzeugs verstanden werden, die ausgebildet ist, um eine kinetische Energie eines Aufpralls des Fahrzeugs aufzunehmen und dabei deformiert oder zumindest teilweise zerstört zu werden. Beispielsweise kann die Deformationsvorrichtung in einem Frontbereich und/oder Heckbereich und/oder Seitenbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Unter einem Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug zur Personenbeförderung, verstanden werden. Die Deformationsvorrichtung kann ein Deformationselement aufweisen, das ausgebildet ist, um durch den Aufprall in Längsrichtung verkürzt, insbesondere zerrissen oder pulverisiert zu werden. Bei dem Deformationselement kann es sich etwa um einen zylinder- oder quaderförmigen Hohlkörper aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff handeln. An dem Deformationselement können zumindest zwei Elektroden angeordnet sein. Unter einer Elektrode kann im Allgemeinen ein Elektronenleiter verstanden werden. Die zumindest zwei Elektroden können ausgebildet sein, um einen elektrischen Strom durch ein zwischen den zumindest zwei Elektroden angeordnetes leitfähiges Material zu leiten. Das Deformationselement kann aus einem elektrisch leitfähigen Material geformt sein oder elektrisch leitfähiges Material umfassen. Zusätzlich oder alternativ können an dem Deformationselement elektrisch leitfähige Querleitungen angeordnet sein. Das leitfähige Material zwischen den zumindest zwei Elektroden kann somit Teil des Deformationselements sein. In diesem Fall kann das leitfähige Material des Deformationselements eine elektrische Querleitung zwischen den zumindest zwei Elektroden ausbilden. Zusätzlich oder alternativ kann zusätzliches leitfähiges Material mit dem Deformationselement kombiniert werden, um eine elektrische Querleitung zwischen den zumindest zwei Elektroden zu realisieren. Zum Messen eines elektrischen Widerstands zwischen den zumindest zwei Elektroden kann die Deformationsvorrichtung eine Schnittstelle zu einer Widerstandsmesseinheit aufweisen. Unter einer Schnittstelle können elektrische Leitungen oder elektrische Anschlusskontakte verstanden werden, über die die Elektroden mit der Widerstandsmesseinheit elektrisch leitfähig verbunden werden können. Bei der Widerstandsmesseinheit kann es sich um eine Einheit zum Ermitteln des Widerstands zwischen den zumindest zwei Elektroden handeln. Die Widerstandsmesseinheit kann ausgebildet sein, um eine zum Messen des Widerstands erforderliche Messspannung oder einen zum Messen des Widerstands erforderlichen Messstroms an die Schnittstelle der Deformationsvorrichtung bereitzustellen.
Dem vorliegenden Ansatz liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein modernes Deformationselement eines Fahrzeugs beim Aufnehmen einer Aufprallenergie reißen oder zersplittern kann, anstatt sich plastisch zu verformen. Im Gegensatz zu einer plastischen Verformung kann durch eine derartige Zerstörung bzw. Verkürzung des Deformationselements eine elektrische Leitfähigkeit des Deformationselements drastisch beeinflusst werden. Diese Eigenschaft macht sich der vorliegende Ansatz zunutze, indem das Deformationselement einer Deformationsvorrichtung des Fahrzeugs mit zumindest zwei Elektroden ausgestattet wird. Die zumindest zwei Elektroden können über das Deformationselement selbst oder eine zusätzliche elektrische Querleitung, die quer zur Längsrichtung des Deformationselements an dem Deformationselement angeordnet sein kann, elektrisch miteinander verbunden sein. Es können auch eine Mehrzahl parallel angeordneter Querleitungen verwendet werden. Auch kann zumindest eine flächig ausgeführte Querleitung verwendet werden, deren Fläche sich zum einen zwischen den zumindest zwei Elektroden und zum anderen in Längsrichtung des Deformationselements erstreckt. Es kann ein Widerstand zwischen den zumindest zwei Elektroden ermittelt werden. Der Widerstand kann sich durch die Verkürzung des Deformationselements, beispielsweise bei einem Aufprall des Fahrzeugs, durch die das elektrisch leitfähige Material des Deformationselements oder die zumindest eine elektrische Querleitung beschädigt wird, ändern. Der Widerstand kann etwa genutzt werden, um eine Aufprallgeschwindigkeit und/oder einen Aufprallwinkel des Fahrzeugs frühzeitig zu erkennen.
Der vorliegende Ansatz kann mit sehr einfachen und kostengünstigen Mitteln in eine bestehende Personenschutzvorrichtung des Fahrzeugs integriert werden. Vorteilhafterweise kann der vorliegende Ansatz durch die Verwendung von Leichtbaukomponenten besonders gewichtssparend realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Deformationsvorrichtung zumindest eine elektrisch leitfähige Querleitung auf. Die zumindest eine elektrisch leitfähige Querleitung kann quer zur Längsrichtung des Deformationselements und zwischen den zumindest zwei Elektroden an dem Deformationselement angeordnet sein. Die elektrisch leitfähige Querleitung kann in das Deformationselement integriert sein. Dabei kann die zumindest eine elektrisch leitfähige Querleitung durch eine Struktur des Deformationselements gebildet sein oder als ein zusätzliches Element in das Deformationselement integriert oder auf das Deformationselement aufgebracht sein. Eine solche Querleitung bietet sich an, wenn das Material des Deformationselements nicht oder nur ungenügend elektrisch leitfähig ist.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann die Deformationsvorrichtung zumindest eine weitere elektrisch leitfähige Querleitung aufweisen, die quer zur Längsrichtung des Deformationselements und vertikal versetzt zur Querleitung zwischen den zumindest zwei Elektroden an dem Deformationselement angeordnet ist. Indem der Widerstand zwischen den zumindest zwei Elektroden an mehreren vertikal zueinander versetzt angeordneten Querleitungen gemessen wird, kann die Längenänderung des Deformationselements besonders präzise erfasst werden. Mithilfe einer Mehrzahl dicht aneinander platzierter Querleitungen kann beispielsweise eine annähernd kontinuierliche Längenmessung erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes können die zumindest zwei Elektroden als zumindest zwei elektrisch leitfähige Längsleitungen ausgebildet sein. Hierbei können die zumindest zwei Längsleitungen in Längsrichtung des Deformationselements angeordnet sein. Unter einer Längsleitung kann beispielsweise eine in das Deformationselement integrierte elektrische Leiterbahn oder eine elektrisch leitfähige Materialstruktur des Deformationselements verstanden werden. Die zumindest zwei Längsleitungen können über Material des Deformationselements oder über zumindest eine separat ausgeführte Querleitung elektrisch miteinander verbunden sein. Das Material des Deformationselements oder die zumindest eine Querleitung können sich flächig entlang einer Länge der Längsleitungen zwischen den Längsleitungen erstrecken. Auch kann sich eine Mehrzahl von beabstandet zueinander angeordnete Querleitungen zwischen den Längsleitungen erstrecken.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes können die zumindest zwei Elektroden und/oder die zumindest eine Querleitung in eine Struktur des Deformationselements eingewebt sein. Beispielsweise kann es sich bei der Struktur des Deformationselements um einen Faserverbund handeln. Indem die zumindest zwei Elektroden und/oder die Querleitung bereits bei einer Fertigung des Faserverbunds eingewebt werden, können Fertigungskosten gespart werden. Ferner kann dadurch ein Gewicht des Deformationselements sehr niedrig gehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes können die zumindest zwei Elektroden und/oder die zumindest eine Querleitung auf eine Oberfläche des Deformationselements aufgebracht sein. Die zumindest zwei Elektroden und/oder die Querleitung können etwa in Form metallischer Leiterbahnen auf die Oberfläche aufgedruckt sein. Auch durch diese Ausführungsform kann das Gewicht des Deformationselements mit nur geringem Kostenaufwand sehr niedrig gehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann die Deformationsvorrichtung eine dritte Elektrode aufweisen, die die an dem Deformationselement angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die dritte Elektrode die zumindest eine Querleitung kontaktieren. Alternativ kann die dritte Elektrode über das Deformationselement mit zumindest einer der weiteren Elektroden elektrisch leitfähig verbunden sein. Ferner kann die Deformationsvorrichtung eine zusätzliche Schnittstelle zum Anbinden der dritten Elektrode und einer der zumindest zwei Elektroden an eine zusätzliche Widerstandsmesseinheit zum Messen eines zusätzlichen Widerstands zwischen der dritten Elektrode und der einen der zumindest zwei Elektroden aufweisen.
Eine Elektrodenanordnung mit drei Elektroden bietet den Vorteil, dass eine asymmetrische Verkürzung des Deformationselements, wie sie etwa durch einen Schrägaufprall des Fahrzeugs verursacht sein kann, ermittelt werden kann. Hierbei können der Widerstand und der zusätzliche Widerstand voneinander abweichen. Unter Verwendung des Widerstands und des zusätzlichen Widerstands kann mit kostengünstigen und einfachen Mitteln ein genauer Aufprallwinkel des Fahrzeugs berechnet werden. Ferner ist durch eine solche Elektrodenanordnung eine Redundanz bei einer Messung der Widerstände gewährleistet, wodurch die Betriebssicherheit der Deformationsvorrichtung erhöht werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann die Deformationsvorrichtung zumindest zwei zusätzliche Elektroden aufweisen, die an dem Deformationselement angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform kann die Deformationsvorrichtung eine zusätzliche elektrisch leitfähige Querleitung aufweisen, die quer zur Längsrichtung des Deformationselements und zwischen den zumindest zwei zusätzlichen Elektroden an dem Deformationselement angeordnet ist. Alternativ können die zwei zusätzlichen Elektroden über das Deformationselement untereinander elektrisch leitfähig verbunden sein. Ferner kann die Deformationsvorrichtung eine zusätzliche Schnittstelle zum Anbinden der zumindest zwei zusätzlichen Elektroden an eine zusätzliche Widerstandsmesseinheit zum Messen eines zusätzlichen Widerstands zwischen den zumindest zwei zusätzlichen Elektroden aufweisen. Durch eine Elektrodenanordnung mit zumindest zwei zusätzlichen Elektroden kann die Betriebssicherheit der Deformationsvorrichtung mit geringem Kosten- und Materialaufwand erhöht werden. Ein Aufprallwinkel des Fahrzeugs kann dadurch besonders zuverlässig ermittelt werden.
Ferner schafft der vorliegende Ansatz ein Verfahren zum Erfassen einer Verkürzung der genannten Deformationsvorrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Messen des Widerstands zwischen den zumindest zwei Elektroden, um einen Widerstandswert zu erhalten; und
Ermitteln einer Länge des Deformationselements unter Verwendung des Widerstandswerts, um die Verkürzung der Deformationsvorrichtung zu erfassen.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann der Schritt des Messens wiederholt ausgeführt werden, um eine Mehrzahl von Widerstandswerten zu erhalten. Ferner kann im Schritt des Ermittelns unter Verwendung der Mehrzahl von Widerstandswerten eine Geschwindigkeit der Verkürzung des Deformationselements ermittelt werden. Die Widerstandswerte können durch eine Verkürzung des Deformationselements voneinander abweichen. Beispielsweise können die vor einer Verkürzung erhaltenen Widerstandswerte einen niedrigeren Widerstand zwischen den zumindest zwei Elektroden repräsentieren als die nach einer Verkürzung oder während einer Verkürzung erhaltenen Widerstandswerte. Unter Verwendung eines zeitlichen Abstands zwischen den Schritten des Messens und der voneinander abweichenden Widerstandswerte kann die Geschwindigkeit der Verkürzung des Deformationselements effizient und genau ermittelt werden. Mittels der Geschwindigkeit der Verkürzung kann ferner eine Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs und eines Kollisionsgegners des Fahrzeugs ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann im Schritt des Messens ferner der zusätzliche Widerstand gemessen werden. Hierbei kann im Schritt des Ermittelns unter Verwendung des Widerstands und des zusätzlichen Widerstands ferner eine asymmetrische Verkürzung des Deformationselements ermittelt werden. Bei einem Schrägaufprall kann das Deformationselement asymmetrisch beschädigt werden, sodass der Widerstand und der zusätzliche Widerstand voneinander abweichen können. Unter Verwendung dieser Abweichung können Rückschlüsse auf einen Winkel des Aufpralls gezogen werden.
Der vorliegende Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die dem vorliegenden Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung 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 der Vorrichtung 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.
Schließlich schafft der vorliegende Ansatz ein Fahrzeug mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Längsträger, einem zweiten Längsträger und einem Querträger;
einer ersten Deformationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes, wobei die erste Deformationsvorrichtung zwischen einem Ende des ersten Längsträgers und dem Querträger angeordnet ist;
einer zweiten Deformationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes, wobei die zweite Deformationsvorrichtung zwischen einem Ende des zweiten Längsträgers und dem Querträger angeordnet ist; und
einer Vorrichtung zum Umsetzen der Schritte eines Verfahrens zum Erfassen einer Verkürzung der Deformationsvorrichtung, wobei eine Messeinheit der Vorrichtung über Schnittstellen der ersten Deformationsvorrichtung und der zweiten Deformationsvorrichtung mit der ersten Deformationsvorrichtung und der zweiten Deformationsvorrichtung gekoppelt ist.
Bei den zwei Längsträgern kann es sich etwa um longitudinale Metallelemente handeln, die in Längsrichtung des Fahrzeugs, beispielsweise in einem Frontbereich des Fahrzeugs, annähernd parallel zueinander angeordnet sind. Die Längsträger können ferner ausgebildet sein, um einen Aufprall des Fahrzeugs zu dämpfen. Die Längsträger können eine identische Länge aufweisen. Unter einem Querträger kann beispielsweise ein weiteres Metallelement verstanden werden, das näherungsweise senkrecht zu den Längsträgern angeordnet und über die Deformationsvorrichtungen starr mit den Längsträgern verbunden ist, um die Längsträger zu stabilisieren. Die zwei Deformationsvorrichtungen können mit geringem technischem Aufwand und kostengünstig in dem Fahrzeug verbaut werden. Mittels der Deformationsvorrichtungen kann beispielsweise eine in dem Fahrzeug vorhandene und mit der Vorrichtung gekoppelte Personenschutzvorrichtung bei einem Aufprall sehr schnell und zuverlässig ausgelöst werden.
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 Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Deformationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Zerstörung eines Deformationselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein elektrisches Ersatzmodell einer Deformationsvorrichtung mit vier Elektroden gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ein elektrisches Ersatzmodell einer Deformationsvorrichtung mit drei Elektroden gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5a bis 5d verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von zwei Elektroden einer Deformationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6a, 6b verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von drei Elektroden einer Deformationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7a bis 7c verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von vier Elektroden einer Deformationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer Verkürzung einer Deformationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
10 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger 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.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Deformationsvorrichtung 100 weist ein Deformationselement 105, zwei Elektroden 110, 112 zumindest eine schematisch angedeutete elektrisch leitfähige Querleitung 115, die auch durch elektrisch leitfähiges Material des Deformationselements 105 selbst ausgebildet werden kann, sowie eine Schnittstelle 120 auf. Wird die elektrische Querleitung 115 durch das Deformationselement 105 selbst gebildet, so kann sich die schematisch angedeutete Querleitung 115 über die gesamte Länge, über die die Elektroden 110, 112 elektrisch leitfähig mit dem Deformationselement verbunden sind, erstrecken.
Das Deformationselement 105 kann in Form eines geraden Hohlquaders oder Hohlzylinders ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Deformationselement 105 eine Länge von 20 cm und einen Umfang von 30 cm aufweisen. Das Deformationselement 105 kann insbesondere aus einem gewichtssparenden Faserverbundwerkstoff wie etwa carbonfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sein.
Die Elektroden 110 sind an dem Deformationselement 105 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 110, 112 je als elektrisch leitfähige Längsleitungen ausgebildet und in Längsrichtung des Deformationselements 105 angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, gemäß dem die zumindest eine Querleitung 115 als eine separate Leitung ausgeführt ist, ist die zumindest eine Querleitung 115 quer zur Längsrichtung des Deformationselements 105 und zwischen den Elektroden 110, 112 an dem Deformationselement 105 angeordnet. Die zumindest eine Querleitung 115 ist hier beispielhaft benachbart zu einem oberen Randbereich des Deformationselements 105 angeordnet. Weitere Querleitungen 115 können parallel zu der einen gezeigten Querleitung 115 zwischen den Elektroden 110, 112 angeordnet sein. Je ein Ende der zumindest eine Querleitung 115 ist durch eine der zwei Elektroden 110, 112 kontaktiert. An einem dem oberen Randbereich gegenüberliegenden unteren Randbereich des Deformationselements 105 kann die Schnittstelle 120 ausgebildet sein. Die Schnittstelle 120 ist mit den Elektroden 110, 112 elektrisch verbunden und beispielsweise als ein elektrischer Kontakt ausgeführt.
Die Elektroden 110, 112 sind ausgebildet, um einen elektrischen Strom durch die zumindest eine schematisch angedeutete Querleitung 115 fließen zu lassen, die je nach Ausführungsform als separate Leitung, separate Leitungen oder durch das Deformationselement 105 selbst gebildet wird. Die Schnittstelle 120 ist ausgebildet, um die Elektroden 110, 112 an ein Widerstandsmessgerät (nicht dargestellt) anzubinden. Das Widerstandsmessgerät kann ausgebildet sein, um einen Widerstand zwischen den Elektroden 110, 112 zu ermitteln. Dazu kann das Widerstandsmessgerät ausgebildet sein, um über die Schnittstelle 120 eine elektrische Spannung an die Elektroden 110, 112 anzulegen und eine Stromstärke des zwischen den Elektroden 110, 112 fließenden Stroms zu messen. Beispielsweise kann der Widerstand bei einer Spannung von 5 V und einer Stromstärke von 5 mA einem Wert von etwa 1 kΩ entsprechen. Der Widerstandswert zwischen den Elektroden 110, 112 kann vorbekannt sein und somit eine Unversehrtheit des sich zwischen den Elektroden 110, 112 befindlichen elektrisch leitfähigen Materials anzeigen. Weicht der gemessene Widerstandswert von dem vorbekannten Wert ab, so deutet dies auf eine Zerstörung oder Beschädigung des sich zwischen den Elektroden 110, 112 befindlichen elektrisch leitfähigen Materials hin. Daraus kann wiederum auf einen Zustand des Deformationselements geschlossen werden.
Die Deformationsvorrichtung 100 kann in einem Fahrzeug (gezeigt in 10) angeordnet sein. Hierbei kann das Deformationselement 105 ausgebildet sein, um durch eine Energie eines Aufpralls des Fahrzeugs in Längsrichtung verkürzt zu werden. Beispielsweise kann das Deformationselement 105 durch die Energie des Aufpralls zersplittert oder zerrissen werden, und dabei in Längsrichtung verkürzt werden. Sofern dabei, je nach Ausführungsform das Deformationselement 105, die eine Querleitung 115 oder zumindest eine einer Mehrzahl von parallel geschalteten Querleitungen 115 zerstört wird, kann sich der Widerstand zwischen den Elektroden 110, 112 erhöhen. Unter Verwendung des Widerstands kann beispielsweise eine Eindringtiefe eines Kollisionspartners des Fahrzeugs ermittelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Elektroden 110, 112 und/oder die zumindest eine Querleitung 115 in eine Struktur des Deformationselements 105 eingewebt sein. Dabei kann es sich etwa um ein Fasergeflecht mit eingeflochtenen elektrisch leitenden Metallfasern handeln. Optional können die Elektroden 110, 112 und/oder zumindest eine die Querleitung 115 auch auf eine Oberfläche des Deformationselements 105 aufgebracht sein. Beispielsweise können die Elektroden 110, 112 und/oder die Querleitung 115 in Form von Leiterbahnen auf die Oberfläche des Deformationselements 105 aufgebracht sein.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zerstörung eines Deformationselements 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Deformationselement 105 ist als gerader Hohlzylinder aus einem faserverstärkten Material ausgeführt. Das Deformationselement 105 steht senkrecht auf einer festen Unterlage 205. Über einem oberen Randbereich des Deformationselements 105 ist ein quaderförmiger Massekörper 210 zum Zerstören des Deformationselements 105 angebracht. Das Deformationselement 105 und der Massekörper 210 sind in geringem Abstand zueinander angeordnet. Der Massekörper 210 ist ausgebildet, um entlang einer Längsachse des Deformationselements 105 in Richtung des Deformationselements 105 beschleunigt zu werden. Beispielsweise kann der Massekörper 210 in einem Fallturm aufgehängt sein und auf das Deformationselement 105 fallen gelassen werden. Eine Masse des Massekörpers 210 kann beim Fallenlassen derart beschleunigt werden, dass das Deformationselement 105 beim Auftreffen des Massekörpers 210 auf dem Deformationselement 105 zerstört wird.
Eine erste Darstellung zeigt das Deformationselement 105 in einem unbeschädigten Zustand. Der Massekörper 210 befindet sich zunächst in einer Ruheposition. Nun wird der Massekörper 210 fallen gelassen. Eine zweite Darstellung zeigt das Auftreffen des beschleunigten Massekörpers 210 auf das Deformationselement 105. Hierbei wird der obere Randbereich des Deformationselements 105 teils zersplittert, teils pulverisiert. In einer dritten Darstellung hat der Massekörper 210 das Deformationselement 105 etwa bis zur Hälfte zerstört.
Sind über die Länge des Deformationselements 105 eine Mehrzahl von parallel geschalteten Querleitungen angeordnet, oder ist das Deformationselement 105 an sich elektrisch leitfähig, so werden die Querleitungen mit der Zerstörung des Deformationselements der Reihe nach zerstört, bzw. es wird nach und nach das Deformationselement 105 selbst zerstört, wodurch sich der Gesamtwiderstand erhöht. Aus einer Änderung des Gesamtwiderstands über die Zeit kann auf einen zeitlichen Verlauf der Zerstörung des Deformationselements geschlossen werden.
3 zeigt ein elektrisches Ersatzmodell einer Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu 1 weist die in 3 gezeigte Deformationsvorrichtung 100 eine Widerstandsmesseinheit 300 zum Messen des Widerstands zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 112 auf. Ferner weist die Deformationsvorrichtung 100 mehrere, hier beispielsweise zwei weitere elektrisch leitfähige Querleitungen 305 auf. Die weiteren Querleitungen 305 sind quer zur Längsrichtung des Deformationselements (nicht dargestellt) und vertikal versetzt zur Querleitung 115 zwischen den Elektroden 110, 112 an dem Deformationselement angeordnet, sodass die Position einer jeden der Querleitungen 115, 305 eine unterschiedliche Länge des Deformationselements 105 repräsentiert.
Die Querleitungen 115, 305 sind über die Elektroden 110, 112 miteinander parallel geschaltet. Ferner ist die Widerstandsmesseinheit 300 über die Schnittstelle mit den Querleitungen 115, 305 parallel geschaltet. Die Widerstandsmesseinheit 300 ist ausgebildet, um einen von einer Beschaffenheit der Querleitungen 115, 305 abhängigen Widerstand 310 zwischen den Elektroden 110, 112 zu messen. Der Widerstand 310 ergibt sich aus dem Gesamtwiderstand aus der Parallelschaltung der Querleitungen 115, 305. Wird das Deformationselement in Längsrichtung verkürzt, so kann der Widerstand 310 in dem Maße, in dem die Querleitungen 115, 305 zerstört werden, aufgrund der Parallelschaltung zunehmen. Beispielsweise kann der Widerstand 310 in einem unbeschädigten Zustand des Deformationselements einem Wert von 5 kΩ entsprechen. Werden etwa die Querleitung 115 und eine der zwei weiteren Querleitungen 305 zerstört, so kann der Widerstand 310 nun einem Wert von 15 kΩ entsprechen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Deformationsvorrichtung 100 zwei zusätzliche Elektroden 315, 317 aufweisen. Die zwei zusätzlichen Elektroden 315, 317 können wie die zwei Elektroden 110 an dem Deformationselement angeordnet sein. Zwischen den zwei zusätzlichen Elektroden 315, 317 kann eine zusätzliche elektrisch leitfähige Querleitung 320 quer zur Längsrichtung des Deformationselements an dem Deformationselement angeordnet sein. Optional können zwischen den zusätzlichen Elektroden 315, 317 mehrere, hier beispielsweise zwei weitere zusätzliche Querleitungen 325 je auf gleicher Höhe mit den zwei weiteren Querleitungen 305 angeordnet sein. Die zusätzlichen Querleitungen 320, 325 können miteinander parallel geschaltet sein.
Ferner kann die Deformationsvorrichtung 100 eine zusätzliche Widerstandsmesseinheit 330 zum Messen eines zusätzlichen Widerstands 335 zwischen den zusätzlichen Elektroden 315, 317 aufweisen. Hierbei kann die zusätzliche Widerstandsmesseinheit 330 über eine zusätzliche Schnittstelle mit den zusätzlichen Elektroden 315, 317 verbunden sein und mit den zusätzlichen Querleitungen 320, 325 parallel geschaltet sein.
Je mehr Querleitungen 305 und zusätzliche Querleitungen 325 vorhanden sind, desto genauer kann eine Längenänderung des Deformationselements erfasst werden. Je mehr Elektroden 310, 312, 315, 317 parallel zueinander eingesetzt werden, desto genauer kann eine asymmetrische Längenänderung des Deformationselements erfasst werden.
Denkbar ist auch, dass wie in 3 angedeutet, die zweite Elektrode 112 mit der zusätzlichen Elektrode 315 elektrisch verbunden ist. Beispielsweise können dazu die Querleitung 115 und die zusätzliche Querleitung 320 Teil einer durchgehenden Querleitung sein, die durch die Elektroden 110, 112, 315, 317 kontaktiert ist. Alternativ oder zusätzlich können auch die weiteren Querleitungen 305 und die weiteren zusätzlichen Querleitungen 325 je Teil weiterer durchgehender Querleitungen sein. Eine jeweilige Länge der durchgehenden Querleitung und der weiteren durchgehenden Querleitungen kann beispielsweise einem Umfang des Deformationselements entsprechen. Die durchgehende Querleitung und die weiteren durchgehenden Querleitungen sind in 3 mit gestrichelten Linien angedeutet. Ferner können die zweite Elektrode 112 und die zusätzliche Elektrode 315 über eine optionale Schnittstelle mit einer optionalen Widerstandsmesseinheit 340 zum Messen eines optionalen Widerstands 345 zwischen den Elektroden 110, 112 verbunden sein.
Auch wenn hier und im Folgenden die Querleitungen 115, 305, 320, 325 als zusätzliche Leitungen beschrieben sind, können sie auch als eine schematisch angedeutete Leitfähigkeit des Deformationselements der Deformationsvorrichtung 100 aufgefasst werden.
Es ist somit nicht erforderlich, die elektrischen Querleitungen 115, 305, 320, 325 als Leitungen auszubilden. D. h. das Deformationselement, beispielsweise in Form eines CFK Crashelements, ist gemäß Ausführungsbeispielen selbst leitend und dient im intakten Zustand als Querleitung. Mit zunehmender Zerstörung wird die Ausprägung der elektrischen Querleitung durch das Deformationselement immer schwächer. Dies kann gemessen werden und entsprechend den Ausführungen interpretiert werden.
4 zeigt ein elektrisches Ersatzmodell einer Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu 3 weist die in 4 dargestellte Deformationsvorrichtung 100 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 112 und eine dritte Elektrode 315 auf. Die Querleitungen 115, 305 verlaufen zwischen den Elektroden 110, 315. Die zweite Elektrode 112 ist in etwa mittig zwischen den Elektroden 110, 315 angeordnet und mit den Querleitungen 115, 305 elektrisch leitfähig verbunden. Die Elektroden 110, 112 sind über eine Schnittstelle mit der Widerstandsmesseinheit 300 und die Elektroden 112, 315 sind über eine Schnittstelle die zusätzliche Widerstandsmesseinheit 330 verbunden. Hierbei ist die zusätzliche Widerstandsmesseinheit 330 ausgebildet, um den zusätzlichen Widerstand 335 zwischen der zweiten Elektrode 112 und der dritten Elektrode 315 zu messen.
Die Querleitungen 110, 105 können wiederum stellvertretend für separate elektrische Leitungen oder für eine elektrische Querleitung des Deformationselements angesehen werden.
5a bis 5d zeigen verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von zwei Elektroden 110, 112 einer Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 5a bis 5d zeigen je eine schematische Querschnittsdarstellung der Deformationsvorrichtung 100. Die Deformationsvorrichtung 100 weist das Deformationselement 105 und die zwei Elektroden 110, 112 auf. Hierbei weist das Deformationselement 105 beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Elektroden 110, 112 sind als Punkte dargestellt.
In 5a sind die Elektroden 110, 112 in geringem Abstand zueinander an einer Seite des Deformationselements 105 angeordnet.
In 5b sind die Elektroden 110, 112 an gegenüberliegenden Seiten des Deformationselements 105 angeordnet. Hierbei sind die Elektroden 110, 112 jeweils mittig auf den gegenüberliegenden Seiten angeordnet.
In 5c sind die Elektroden 110, 112 je an einer von zwei benachbarten Ecken des Deformationselements 105 angeordnet.
In 5d sind die Elektroden 110, 112 je an einer von zwei diametral gegenüberliegenden Ecken des Deformationselements 105 angeordnet.
6a, 6b zeigen verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von drei Elektroden 110, 112, 315 einer Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu den 5a bis 5d weist die in den 6a und 6b dargestellte Deformationsvorrichtung 100 die dritte Elektrode 315 auf.
In 6a sind die Elektroden 110, 112, 315, wie in 5b an gegenüberliegenden Seiten des Deformationselements 105 angeordnet. Die dritte Elektrode 315 ist mittig an einer dritten Seite des Deformationselements 105 angeordnet.
In 6b sind die Elektroden 110, 112, 315 wie in 5d an je einer von zwei diametral gegenüberliegenden Ecken des Deformationselements 105 angeordnet. Die dritte Elektrode 315 ist an einer dritten Ecke des Deformationselements 105 angeordnet.
7a bis 7c zeigen verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von vier Elektroden 110, 112, 315, 317 einer Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu den 5a bis 5d weist die in den 7a bis 7c dargestellte Deformationsvorrichtung 100 die zwei zusätzlichen Elektroden 315, 317 auf.
In 7a sind die Elektroden 110, 112, 315, 317 wie in 5a in geringem Abstand zueinander an einer Seite des Deformationselements 105 angeordnet. Die zusätzlichen Elektroden 315, 317 sind in gleicher Weise an einer den Elektroden 110, 112 gegenüberliegenden Seite des Deformationselements 105 angeordnet. Optional können die zusätzlichen Elektroden 315, 317 auch an einer den Elektroden 110, 112 benachbarten Seite des Deformationselements 105 angeordnet sein.
In 7b sind die Elektroden 110, 112 wie in 5b jeweils mittig an gegenüberliegenden Seiten des Deformationselements 105 angeordnet. Die zusätzlichen Elektroden 315, 317 sind in gleicher Weise an zwei weiteren gegenüberliegenden Seiten des Deformationselements 105 angeordnet.
In 7c sind die Elektroden 110, 112, 315, 317 wie in 5c je an einer von zwei benachbarten Ecken des Deformationselements 105 angeordnet. Die zusätzlichen Elektroden 315, 317 sind je an einer von zwei weiteren benachbarten Ecken des Deformationselements 105 angeordnet.
In den 5a bis 7c sind die Elektroden 110, 112, 315, 317 über die Querleitung 115 und/oder die zusätzliche Querleitung 320 miteinander verbunden. Die Querleitung 115 und die zusätzliche Querleitung 320 können je nach Anordnung der Elektroden 110, 112, 315, 317 unterschiedlich lang sein. Optional können die Querleitung 115 und die zusätzliche Querleitung 320, wie bereits in 3 gezeigt, Teil einer einzigen durchgehenden Querleitung sein, die durch die Elektroden 110, 112, 315, 317 kontaktiert ist. Eine Länge der durchgehenden Querleitung kann dann einem Umfang des Deformationselements 105 entsprechen. Wie bereits ausgeführt können die Querleitungen auch durch Material des Deformationselements selbst ausgebildet sein.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zum Erfassen einer Verkürzung einer Deformationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt 805 erfolgt das Messen des Widerstands zwischen den zumindest zwei Elektroden, um einen Widerstandswert zu erhalten. In einem zweiten Schritt 810 wird eine Länge des Deformationselements unter Verwendung des Widerstandswerts ermittelt, um die Verkürzung der Deformationsvorrichtung zu erfassen.
Optional kann der Schritt 805 des Messens wiederholt ausgeführt werden, um eine Mehrzahl von Widerstandswerten zu erhalten. Hierbei kann im Schritt 810 des Ermittelns unter Verwendung der Mehrzahl von Widerstandswerten ferner eine Geschwindigkeit der Verkürzung des Deformationselements ermittelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann im Schritt 805 des Messens ferner der zusätzliche Widerstand gemessen werden. Hierbei kann im Schritt 810 des Ermittelns unter Verwendung des Widerstands und des zusätzlichen Widerstands ferner eine asymmetrische Verkürzung des Deformationselements ermittelt werden.
9 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 900 zum Durchführen eines Verfahrens 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 900 weist eine Messeinheit 905 sowie eine Ermittlungseinheit 910 auf. Die Messeinheit 905 und die Ermittlungseinheit 910 sind miteinander verbunden. Die Messeinheit 905 ist ausgebildet, um den Widerstand zwischen den zumindest zwei Elektroden zu messen. Ferner ist die Messeinheit 905 ausgebildet, um den Widerstandswert des Widerstands an die Ermittlungseinheit 910 auszugeben. Die Ermittlungseinheit 910 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Widerstandswerts eine Länge des Deformationselements zu ermitteln. In Abhängigkeit von dem Widerstandswert kann die Verkürzung der Deformationsvorrichtung 100 bestimmt werden.
Die Messeinheit 905 kann über eine Schnittstelle der Vorrichtung 900 mit der Deformationsvorrichtung 100 verbunden sein, um den Widerstand zu messen. Die Ermittlungseinheit 910 kann ferner ausgebildet sein, um eine die Länge des Deformationselements repräsentierendes Signal über eine weitere Schnittstelle der Vorrichtung 900 an ein Steuergerät 915 zum Steuern einer Personenschutzvorrichtung des Fahrzeugs auszugeben.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1000 zur Verwendung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 1000 weist einen ersten Längsträger 1005 und einen zweiten Längsträger 1010 auf. Die Längsträger 1005, 1010 sind entlang einer Längsachse des Fahrzeugs 1000 parallel zueinander angeordnet. Beispielsweise können die Längsträger 1005, 1010 an einer Stirnseite eines Vorderwagens 1015 des Fahrzeugs 1000 angeordnet sein, um einen Aufprall des Fahrzeugs 1000 zu dämpfen.
Der erste Längsträger 1005 weist eine erste Deformationsvorrichtung 100, der zweite Längsträger 1010 eine zweite Deformationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf. Die Deformationsvorrichtungen 100 sind je an einem Ende der Längsträger 1005, 1010 angebracht. Die Deformationsvorrichtungen 100 sind jeweils starr mit einem Querträger 1030 verbunden, wobei der Querträger 1030 auf den Deformationsvorrichtungen 100 aufliegen kann. Hierbei ist der Querträger 1030 senkrecht zu den Längsträgern 1005, 1010 angeordnet. Durch einen Aufprall des Fahrzeugs 1000 kann auf den Querträger 1030 ein Druck ausgeübt werden. Durch den Druck können die Deformationsvorrichtungen 100 zumindest teilweise zerstört, insbesondere verkürzt werden.
Die Deformationsvorrichtungen 100 weisen je zwei parallel zueinander angeordnete Längsleitungen als Elektroden 110, 112 auf. In dem Fahrzeug 1000 ist ferner die Vorrichtung 900 angeordnet. Die Elektroden 110, 112 können über eine jeweilige Schnittstelle der Deformationsvorrichtungen 100 mit der Vorrichtung 900, beispielsweise per Funk oder Kabel, verbunden sein. Die Vorrichtung 900 ist ausgebildet, um einen jeweiligen Widerstand der Elektroden 110, 112 zu messen und unter Verwendung des jeweiligen Widerstandswerts eine Verkürzung der Deformationsvorrichtungen 100 zu ermitteln.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der 1 bis 10 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Crashenergie-Management-Element mit integrierter Messeinrichtung zur Crashsensierung. Das Crashenergie-Management-Element kann auch als Deformationsvorrichtung 100 oder System bezeichnet werden. Die Messeinheit kann auch als Widerstandsmesseinheit 300, 330, 340 oder Messeinheit 905 bezeichnet werden. Durch das Crashenergie-Management-Element 100 können leitfähige Crash-Management-System-Komponenten um die Möglichkeit der Crashsensierung erweitert werden.
Das Crashenergie-Management-Element 100, wie beispielsweise in 2 gezeigt, kann mit Elektroden 110, 112, 315, 317 ausgestattet sein, die beispielsweise in eine Struktur des Crashenergie-Management-Elements 100 eingewebt sind. Bei einem Crash wird ein Widerstand des Systems ermittelt und an eine auswertende Einheit wie etwa der in 9 gezeigten Vorrichtung 900 übermittelt. Je weiter die Zerstörung des Systems voranschreitet, desto höher kann ein gemessener Widerstand sein.
Die Widerstände, die durch die Querleitungen 115, 305, 302, 325 repräsentiert sind und durch separate Leitungen oder Material des Deformationselements 105 selbst gebildet sein können, können sehr dicht nebeneinander platziert werden, sodass eine quasi kontinuierliche Längenänderung messbar ist. Dies kann durch Einweben von leitfähigem Material und/oder durch Aufdrucken von leitenden Strukturen auf die Oberfläche des Crashenergie-Management-Elements 100 erfolgen.
Auf diese Weise können eine Eindringtiefe, eine Eindringgeschwindigkeit sowie eine Winkelinformation direkt erfasst werden.
Das Crashenergie-Management-Element 100 mit integrierter Messeinrichtung 300, 330, 340, 905 kann durch eine geeignete Lackierung, Ummantelung oder Ähnliches elektrisch isoliert und vor Umwelteinflüssen geschützt sein. So kann sichergestellt werden, dass sich keine Nebenschlüsse ausbilden.
Wie in den 5a bis 7c dargestellt, können die Elektroden 110, 112, 315, 317 in unterschiedlichen Geometrien angeordnet sein. Dadurch kann ein Schrägaufprall oder ein Winkelcrash eines Fahrzeugs mit nur einem Crashelement, auch Deformationselement 105 genannt, sensiert werden, da die Zerstörung einer Leitfähigkeit zwischen den möglichen Elektrodenpaarungen unterschiedlich weit vorangeschritten sein kann. Diese Asymmetrie kann etwa durch vergleichende Logik herausgearbeitet werden. Bei einer Mehrzahl von Elektroden 110, 112, 315, 317 können redundante Messungen durchgeführt werden, die Rückschlüsse auf eine Crashgeometrie wie etwa eine schräge Krafteinleitung geben können.
Eine Diagnose des Crashelements 105 kann über eine Widerstandsmessung erfolgen. Moderne Airbagsteuergeräte verfügen bereits über eine solche Funktionalität, um Zündpillen zu diagnostizieren. Um diese Funktionalität für die Diagnose des Crashelements 105 zu nutzen, sollten die Elektroden 110, 112, 315, 317 so im Crashelement 105 verlegt sein, dass bei einer Spannung von 5 V ein Strom von etwa 5 mA fließt, was einem Widerstand von etwa 1 kΩ entspricht.
In 10 ist ein prinzipieller Aufbau eines Fahrzeugs 800 mit zwei Längsträgern 1005, 1010 und einer Anbindung einer Deformationsvorrichtung 100 an ein Airbagsteuergerät, auch Vorrichtung 900 genannt, dargestellt. Die Deformationsvorrichtung 100 ist als sogenannte Crashbox mit zwei Elektroden 110, 112 ausgeführt, die in die Faserstruktur der Deformationsvorrichtung 100 eingewebt sind. In einer frühen Crashphase können Geschwindigkeitsinformationen, Winkelinformationen und Informationen über einen Crashverlauf an das auswertende Airbagsteuergerät 900, auch ECU (Electronic Control Unit) genannt, gesendet werden. So kann das Airbagsteuergerät 900 einen Crash besser klassifizieren und entsprechende Rückhaltemittel präziser auslösen.
Zusätzlich oder alternativ können die Faserstrukturen der Deformationsvorrichtung 100 in eine Stoßstange, auch Bumper genannt, oder in seitliche Schutzteile des Fahrzeugs 800 eingebaut werden. Dadurch kann frühzeitig eine Relativgeschwindigkeit der beiden stoßenden Partner ermittelt werden.
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.

Claims

Deformationsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug (1000), wobei die Deformationsvorrichtung (100) folgende Merkmale aufweist: ein Deformationselement (105), das ausgebildet ist, um durch eine Energie eines Aufpralls des Fahrzeugs (1000) in Längsrichtung verkürzt zu werden; zumindest zwei Elektroden (110, 112), die an dem Deformationselement (105) angeordnet sind; und eine Schnittstelle (120) zum Anbinden der zumindest zwei Elektroden (110, 112) an eine Widerstandsmesseinheit (300) zum Messen eines Widerstands (310) zwischen den zumindest zwei Elektroden (110).
Deformationsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Querleitung (115), die quer zur Längsrichtung des Deformationselements (105) und zwischen den zumindest zwei Elektroden (110, 112) an dem Deformationselement (105) angeordnet ist.
Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die zumindest zwei Elektroden (110, 112) als zumindest zwei elektrisch leitfähige Längsleitungen ausgebildet sind, wobei die zumindest zwei Längsleitungen in Längsrichtung des Deformationselements (105) angeordnet sind.
Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die zumindest zwei Elektroden (110, 112) und/oder die zumindest eine Querleitung (115) in eine Struktur des Deformationselements (105) eingewebt sind.
Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die zumindest zwei Elektroden (110, 112) und/oder die zumindest eine Querleitung (115) auf eine Oberfläche des Deformationselements (105) aufgebracht sind.
Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer dritten Elektrode (315), die an dem Deformationselement (105) angeordnet ist, und mit einer zusätzlichen Schnittstelle zum Anbinden der dritten Elektrode (315) und einer der zumindest zwei Elektroden (112) an eine zusätzliche Widerstandsmesseinheit (330) zum Messen eines zusätzlichen Widerstands (335) zwischen der dritten Elektrode (315) und der einen der zumindest zwei Elektroden (112).
Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit zumindest zwei zusätzlichen Elektroden (315, 317), die an dem Deformationselement (105) angeordnet sind, und mit einer zusätzlichen Schnittstelle zum Anbinden der zumindest zwei zusätzlichen Elektroden (315, 317) an eine zusätzliche Widerstandsmesseinheit (330) zum Messen eines zusätzlichen Widerstands (335) zwischen den zumindest zwei zusätzlichen Elektroden (315, 317).
Verfahren (800) zum Erfassen einer Verkürzung einer Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren (800) folgende Schritte umfasst: Messen (805) des Widerstands (310) zwischen den zumindest zwei Elektroden (110, 112), um einen Widerstandswert zu erhalten; und Ermitteln (810) einer Länge des Deformationselements (105) unter Verwendung des Widerstandswerts, um die Verkürzung der Deformationsvorrichtung (100) zu erfassen.
Verfahren (800) gemäß Anspruch 8, bei dem der Schritt des Messens (805) wiederholt ausgeführt wird, um eine Mehrzahl von Widerstandswerten zu erhalten, und bei dem im Schritt des Ermittelns (810) unter Verwendung der Mehrzahl von Widerstandswerten ferner eine Geschwindigkeit der Verkürzung des Deformationselements (105) ermittelt wird.
Verfahren (800) gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem im Schritt des Messens (805) ferner der zusätzliche Widerstand (335) gemessen wird und bei dem im Schritt des Ermittelns (810) unter Verwendung des Widerstands (310) und des zusätzlichen Widerstands (335) ferner eine asymmetrische Verkürzung des Deformationselements (105) ermittelt wird. Vorrichtung (900) zum Durchführen eines Verfahrens (800) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Vorrichtung (900) folgende Merkmale aufweist: eine Messeinheit (905) zum Messen des Widerstands (310) zwischen den zumindest zwei Elektroden (110, 112), um den Widerstandswert zu erhalten; und eine Ermittlungseinheit (910) zum Ermitteln einer Länge des Deformationselements (105) unter Verwendung des Widerstandswerts, um die Verkürzung der Deformationsvorrichtung (100) zu erfassen.
Fahrzeug (1000) mit folgenden Merkmalen: einem ersten Längsträger (1005), einem zweiten Längsträger (1010) und einem Querträger (1030); einer ersten Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Deformationsvorrichtung (100) zwischen einem Ende des ersten Längsträgers (1005) und dem Querträger angeordnet ist; einer zweiten Deformationsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Deformationsvorrichtung (100) zwischen einem Ende des zweiten Längsträgers (1010) und dem Querträger angeordnet ist; einer Vorrichtung (900) gemäß Anspruch 11, wobei die Messeinheit (905) der Vorrichtung (900) über Schnittstellen (120) der ersten Deformationsvorrichtung (100) und der zweiten Deformationsvorrichtung (100) mit der ersten Deformationsvorrichtung (100) und der zweiten Deformationsvorrichtung (100) gekoppelt ist.