DE102016203000A1

DE102016203000A1 - Crash-Sensorik

Info

Publication number: DE102016203000A1
Application number: DE102016203000.0A
Authority: DE
Inventors: Andre Leschke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-26
Also published as: DE102016203000B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Crash-Sensorik (20) für ein Kraftfahrzeug (100), wobei die Crash-Sensorik (20) mehrere räumlich um das Kraftfahrzeug verteilte Sensoren (1–12), mindestens eine Empfangsantenne (15–17) und eine Auswerteeinheit (18) aufweist, wobei die Sensoren (1–12) mit einer Luftschnittstelle ausgebildet sind, wobei die Sensoren (1–12) derart ausgebildet sind, dass diese mindestens ein Signal emittieren, wobei mindestens ein Parameter des Signals durch einen Crash verändert wird und daraus eine Position des Crashs durch die Auswerteeinheit (18) ermittelt wird, wobei die Auswerteeinheit (18) derart ausgebildet ist, dass aus den Signalen der Sensoren (1–12) zusätzlich eine Eindringtiefe des Crashs ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Crash-Sensorik für ein Kraftfahrzeug.
Bekannte Pre-Crash-Sensoriken oder Crash-Sensoriken weisen den Nachteil auf, dass die aufgenommenen Messgrößen nur Ersatzgrößen für ein mögliches Crashevent liefern (z.B. Verzögerungssignale). Dies kann zu Problemen bei der Unterscheidung zwischen Must-Fire- und No-Fire-Situationen führen. So kann beispielsweise eine bekannte Crash-Sensorik, im relevanten Zeitintervall, ein größeres Signal bei einem RCAR-Crash bei 16 km/h und 10° (No Fire) als bei einem ODB-Crash mit 40 km/h (Must-Fire) gegen eine deformierbare Barriere erzeugen.
Aus der US 2003/0009270 A1 ist eine Crash-Sensorik für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Crash-Sensorik mehrere räumlich um das Kraftfahrzeug verteilte Sensoren, mindestens eine Empfangsantenne und eine Auswerteeinheit aufweist. Die Sensoren sind dabei mit einer Luftschnittstelle ausgebildet, wobei die Sensoren derart ausgebildet sind, dass diese mindestens ein Signal emittieren, wobei mindestens ein Parameter des Signals (wie beispielsweise die Laufzeit) durch einen Crash verändert wird und daraus eine Position des Crashs durch die Auswerteeinheit ermittelt wird. Die Sensoren können dabei als akustische Oberflächensensoren oder als RFID-Tags ausgebildet sein, wobei mittels Laufzeitmessungen und/oder Triangulation die Position des Crashs ermittelt wird.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Crash-Sensorik weiter zu verbessern.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Crash-Sensorik mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Crash-Sensorik für ein Kraftfahrzeug weist mehrere räumlich um das Kraftfahrzeug verteilte Sensoren, mindestens eine Empfangsantenne und eine Auswerteeinheit auf, wobei die Sensoren mit einer Luftschnittstelle ausgebildet sind.
Die Sensoren sind derart ausgebildet, dass diese mindestens ein Signal emittieren, wobei mindestens ein Parameter des Signals durch einen Crash verändert wird und daraus eine Position des Crashs durch die Auswerteeinheit ermittelt wird. Der Parameter des Signals kann beispielsweise eine Änderung des Signals selbst sein oder aber auch die Laufzeit des Signals zu der mindestens einen Empfangsantenne. Die Auswerteeinheit ist nun derart ausgebildet, dass aus den Signalen der Sensoren zusätzlich eine Eindringtiefe des Crashs ermittelt wird. Dies liefert neben der Position einen weiteren wichtigen Parameter zur Klassifizierung eines Crashs. Dabei kann die Eindringtiefe beispielsweise durch Auswertung der Laufzeit ermittelt werden, da ein eindringendes Objekt auch den Sensor lokal verschiebt und somit die Laufzeit zur Empfangsantenne verändert. Dabei ist die mindestens eine Empfangsantenne vorzugsweise derart angeordnet, dass sich deren Position durch den Crash nicht verändert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Eindringtiefe mittels Triangulation ermittelt werden, wozu dann mindestens zwei Empfangsantennen notwendig sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinheit derart ausgebildet, dass aus den Signalen der Sensoren zusätzlich eine Eindringgeschwindigkeit des Crashs bzw. des den Crash verursachenden Objektes ermittelt. Hierzu müssen die Signale der Sensoren nur entsprechend häufig ausgewertet werden, um eine zeitliche Ableitung der Eindringtiefe bilden zu können.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinheit derart ausgebildet, dass diese ein Signal erzeugt, unter dessen Berücksichtigung mindestens ein Rückhaltesystem angesteuert wird. Ein solches Rückhaltesystem kann beispielsweise ein Airbag oder ein Gurtstraffer sein. Dabei kann die Entscheidung, ob das Rückhaltesystem ausgelöst werden soll oder nicht, ausschließlich durch das Signal der Auswerteeinheit erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass dieses Signal zusätzlich durch weitere Signale (z.B. einer Precrash-Sensorik oder einer Beschleunigungs- bzw. Drucksensorik) plausibilisiert wird. Es ist aber auch möglich, dass das Signal der Auswerteeinheit selbst zur Plausibilisierung eines anderen Crash- und/oder Pre-Crash-Signals verwendet wird, das primär für die Auslösung des Rückhaltesystems verantwortlich ist.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Sensoren derart ausgebildet, dass diese bei einer vorbestimmten Eindringtiefe eines Objektes zerstört werden. Dies stellt eine sehr einfache und kostengünstige Lösung dar, wobei die Auflösung der Erfindungstiefe auf die vorbestimmte Eindringtiefe begrenzt ist.
Ist diese ausreichend groß gewählt, kann bis zur Eindringtiefe auch die Eindringgeschwindigkeit ermittelt werden, wenn sich ein Parameter des Signals durch das Eindringen verändert. Im einfachsten Fall kann hingegen nur der Ort und das Erreichen einer vorbestimmten Eindringtiefe des Objekts detektiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind einige der Sensoren räumlich in der Tiefe in Richtung Kraftfahrzeuginnere versetzt angeordnet. Dies erlaubt eine verbesserte Auflösung der Eindringtiefe.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Sensoren mindestens teilweise als RFID-Tags ausgebildet, wobei weiter vorzugsweise passive RFID-Tags verwendet werden. Diese sind sehr klein, preisgünstig und weisen eine hohe Ausleserate auf. Grundsätzlich können aber auch andere Sensorarten zur Anwendung kommen, die beispielsweise auch einen anderen Funkstandard wie beispielsweise WLAN oder Bluetooth verwenden. Dabei können wie angedeutet auch verschiedene Sensorarten kombiniert werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Sensoren gruppenweise zusammengefasst, wobei jeder Gruppe von Sensoren mindestens eine eigene Empfangsantenne zugeordnet ist. Dies erlaubt einerseits eine höhere Abfragefrequenz der Zustände der Sensoren und andererseits eine bessere räumliche Zuordnung, sodass die notwendige Sendeleistung reduziert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Sensor in ein Karosserieteil eingespritzt, was eine sehr einfache Integration in der Karosserie darstellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Crash-Sensorik in einer ersten Ausführungsform und
2 eine schematische Darstellung einer Crash-Sensorik in einer zweiten Ausführungsform.
Die Crash-Sensorik 20 für ein teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 100 weist mehrere räumlich um das Kraftfahrzeug 100 verteilte Sensoren 1–10 auf. In der Darstellung sind die Sensoren 1–10 im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs 100 gezeigt, wobei prinzipiell die Sensoren 1–10 um das ganze Kraftfahrzeug 100 verteilt angeordnet sein können. Weiter weist die Crash-Sensorik 20 drei Empfangsantennen 15–17 auf, die mit einer Auswerteeinheit 18 verbunden sind. Dabei ist dargestellt, dass die Empfangsantennen 15–17 drahtgebunden mit der Auswerteeinheit 18 verbunden sind. Jedoch ist es auch möglich, dass die Empfangsantennen 15–17 auch drahtlos mit der Auswerteeinheit 18 kommunizieren. Die Sensoren 1–10 sind mit nicht dargestellten Luftschnittstellen ausgebildet, über die diese Signale emittieren können, die von der Empfangsantenne 15–17 empfangen werden können. Die Signale der Sensoren 1–10 sind derart ausgebildet, dass mindestens ein Parameter des Signals durch einen Crash verändert wird.
Dabei sind die Sensoren 1–10 beispielsweise als passive RFID-Tags ausgebildet. In diesem Fall arbeitet mindestens eine Empfangsantenne 15–17 als Lese-Einheit, d.h. diese sendet ein Signal aus, das von dem jeweiligen Sensor 1–10 empfangen wird. Die dabei empfangene elektrische Leistung wird dazu genutzt, ein RF-Signal ohne eigene Spannungsversorgung zu erzeugen und zurückzusenden, das dann von allen Empfangsantennen 15–17 empfangen werden kann. Weiter sei angenommen, dass die Sensoren 1–10 eine Kennung übertragen, sodass die empfangenen Signale eindeutig einem Sensor 1–10 zugeordnet sind. Weiter sei angenommen, dass es bei einem Crash zu einer Bewegung des betroffenen Sensors 1–10 in Richtung Kraftfahrzeuginnere kommt, was zu einer Änderung der Laufzeit der Signale des betroffenen Sensors 1–10 zu den Empfangsantennen 15–17 führt.
Erfassen dann beispielsweise die Empfangsantennen 15–17 eine Laufzeitänderung der Signale der Sensoren 1, 2, wohingegen die Laufzeiten der Signale der anderen Sensoren 3–10 unverändert bleiben, so kann die Auswerteeinheit 18 auf einen Seitenaufprall schließen.
Erfassen beispielsweise die Empfangsantennen 15–17 eine starke Laufzeitänderung des Signals des Sensors 4 und eine geringere Laufzeitänderung für die Signale der Sensoren 3 und 5, wohingegen die anderen Signale unverändert bleiben, so kann auf einen „Schrägcrash rechts“ geschlossen werden.
Neben der Position des Crashs kann die Auswerteeinheit aus der Änderung der Laufzeit auch auf die Eindringtiefe des Objekts schließen. Wird nun noch die Änderungsgeschwindigkeit der Laufzeitänderung berücksichtigt, kann die Auswerteeinheit 18 auch die Eindringgeschwindigkeit bestimmen.
Die Sensoren 1–10 können auch derart ausgebildet und angeordnet sein, dass diese bei einer vorgegebenen Eindringtiefe zerstört werden, sodass bei Ausfall des Signals auf einen Crash mit einer Eindringtiefe größer/gleich der vorgegebenen Eindringtiefe geschlossen werden kann.
Die Auswerteeinheit 18 erzeugt in Abhängigkeit der Signale der Sensoren 1–10 ein Signal S, das direkt zur Ansteuerung eines Rückhaltesystems verwendet werden kann. Alternativ kann das Signal S auch in ein Steuergerät eines Rückhaltesystems eingegeben werden und dort durch weitere Sensorsignale plausibilisiert werden. Beispielsweise ist das Steuergerät ein Airbagsteuergerät, wobei das Signal S durch X- und/oder Y-Beschleunigungssignale plausibilisiert wird.
In der 2 ist eine modifizierte Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Elemente wie in 1 gleiche Bezugszeichen aufweisen. Neben den Sensoren 1–10 weist die Crash-Sensorik 20 Sensoren 11–12 auf, die räumlich versetzt in der Tiefe in Richtung Kraftfahrzeuginnere versetzt angeordnet sind. Dies erlaubt eine verbesserte Auflösung der Eindringtiefe.
Dabei sind die beiden Sensoren 11–12 zwar beispielhaft. Vorzugsweise sind daher an manchen Stellen räumlich versetzt in die Tiefe weitere Sensoren angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2003/0009270 A1 [0003]

Claims

Crash-Sensorik (20) für ein Kraftfahrzeug (100), wobei die Crash-Sensorik (20) mehrere räumlich um das Kraftfahrzeug verteilte Sensoren (1–12), mindestens eine Empfangsantenne (15–17) und eine Auswerteeinheit (18) aufweist, wobei die Sensoren (1–12) mit einer Luftschnittstelle ausgebildet sind, wobei die Sensoren (1–12) derart ausgebildet sind, dass diese mindestens ein Signal emittieren, wobei mindestens ein Parameter des Signals durch einen Crash verändert wird und daraus eine Position des Crashs durch die Auswerteeinheit (18) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18) derart ausgebildet ist, dass aus den Signalen der Sensoren (1–12) zusätzlich eine Eindringtiefe des Crashs ermittelt wird.
Crash-Sensorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18) derart ausgebildet ist, dass aus den Signalen der Sensoren (1–12) zusätzlich eine Eindringgeschwindigkeit des Crashs ermittelt wird.
Crash-Sensorik nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18) derart ausgebildet ist, dass diese ein Signal (S) erzeugt, unter dessen Berücksichtigung mindestens ein Rückhaltesystem angesteuert wird.
Crash-Sensorik nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1–12) derart ausgebildet sind, dass diese bei einer vorbestimmten Eindringtiefe eines Objekts zerstört werden.
Crash-Sensorik nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige der Sensoren (11–12) räumlich in der Tiefe in Richtung Kraftfahrzeuginnere versetzt angeordnet sind.
Crash-Sensorik nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1–12) mindestens teilweise als RFID-Tags ausgebildet sind.
Crash-Sensorik nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1–12) gruppenweise zusammengefasst sind, wobei jeder Gruppe von Sensoren (1–12) mindestens eine eigene Empfangsantenne (15–17) zugeordnet ist.
Crash-Sensorik nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (1–12) in ein Karosserieteil eingespritzt ist.