DE102016216048A1

DE102016216048A1 - Kollisionserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016216048A1
Application number: DE102016216048.6A
Authority: DE
Inventors: Öztzan Akif; Gerhard Fichtinger; Matthias Findeis; Wilhelm Riedl; Bernt Arne Syvertsen
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Eine Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger, wobei im Frontbereich (10) des Fahrzeugs (1) übereinander und mit Abstand voneinander eine erste Kollisionssensoreinrichtung (2) und zumindest eine weitere Kollisionssensoreinrichtung (3) vorgesehen sind, die sich jeweils über zumindest einen Teil der Fahrzeugbreite erstrecken, und wobei eine Auswerteeinrichtung (4) vorgesehen ist, die bei der Detektion einer Kollision durch die Kollisionssensoreinrichtungen (2, 3) ein Aktivierungssignal an eine Fußgängerschutzvorrichtung (5) des Fahrzeugs (1) sendet, zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswerteeinrichtung (4) so ausgebildet ist, dass sie das Aktivierungssignal nur dann an die Fußgängerschutzvorrichtung (5) sendet, wenn zumindest zwei der Kollisionssensoreinrichtungen (2, 3) unabhängig voneinander eine Kollision detektieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger. Sie betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einer solchen Kollisionserfassungsvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Falle einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger müssen schnellstmöglich Fußgängerschutzvorrichtungen am Fahrzeug aktiviert werden, um den Aufprall des Fußgängers auf den vorderen Teil des Fahrzeugs, beispielsweise auf die Motorhaube, möglichst nachgiebig zu gestalten. Dazu wird beispielsweise die den Motor des Fahrzeugs abdeckende Fronthaube (Motorhaube) im hinteren, der Windschutzscheibe benachbarten Bereich angehoben, um dadurch einen größeren Abstand zwischen der Fronthaube und den darunterliegenden steifen Motorteilen zu erhalten. Der Mechanismus zum schlagartigen Anheben der Fronthaube bildet eine Fußgängerschutzvorrichtung. Andere Fußgängerschutzvorrichtungen können beispielsweise durch Airbags gebildet sein, die sich bei einem Fußgängerunfall zwischen der Motorhaube und der Windschutzscheibe entfalten.
Es liegt auf der Hand, dass der zur Verfügung stehende Zeitraum zwischen einer Detektion einer Fußgängerkollision und der vollständigen Bereitschaft der Fußgängerschutzvorrichtung äußerst knapp bemessen ist. Daher muss die Detektion einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger extrem schnell und äußerst zuverlässig erfolgen. Dabei sind Fehlauslösungen zu vermeiden, die beispielsweise bei der Kollision des Fahrzeugs mit einem Kleintier entstehen könnten.
STAND DER TECHNIK
Aus der EP 2 678 191 B1 ist ein Aufprallsensor mit einem sich im Wesentlichen über die Fahrzeugbreite erstreckenden, elastisch deformierbaren Schlauch und zumindest einem Drucksensor bekannt, wobei der Schlauch hinter einer Stoßfängerverkleidung vor einem steifen Stoßfängerquerträger angebracht ist. Zwischen der Stoßfängerverkleidung und dem Schlauch ist ein elastischer Dämpfungskörper vorgesehen, der beispielsweise aus einem Energieabsorberschaum besteht. Im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Gegenstand, beispielsweise dem Bein eines Fußgängers, gerät dieser vordere Bereich der Stoßfängerverkleidung als erstes in Berührung mit dem Fußgänger, woraufhin eine Impulskraft auf die Stoßfängerverkleidung, von dieser auf den elastischen Dämpfungskörper und von diesem auf den Druckschlauch ausgeübt wird. Diese auf den Druckschlauch einwirkende Kraft führt zu einer Kompression des Druckschlauchs in Radialrichtung, da sich der Druckschlauch am steifen Stoßfängerquerträger abstützt, der bei dieser Kraft nicht nachgibt. Durch diese Kompression des Druckschlauchs wird ein im Druckschlauch befindliches Fluid aus dem Druckschlauch heraus durch einen Drucksensor gedrückt, der die Strömung des Fluids erfasst und ein entsprechendes Signal zur Detektion der Kollision abgibt.
Dieser bekannte Aufprallsensor ist jedoch nicht in der Lage, zwischen der Kollision mit dem Körperteil eines Fußgängers und der Kollision mit einem Kleintier zu unterscheiden, so dass die Gefahr von Fehlauslösungen bei der Kollision mit Kleintieren besteht.
Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE 10 2015 210 191 A1 bekannt. Auch bei dieser Vorrichtung besteht keine Möglichkeit, zwischen einer Kollision mit einem Fußgänger und einer Kollision mit einem Kleintier zur unterscheiden.
Die DE 10 2006 050 098 A1 offenbart eine Kollisionsermittlungsvorrichtung, die ähnlich aufgebaut ist, wie die beiden vorstehend beschriebenen bekannten Kollisionsvorrichtungen, allerdings weist diese Kollisionsermittlungsvorrichtung zwei vertikal übereinander und beabstandet voneinander angeordnete Druckschläuche auf, die sich im Wesentlichen quer über die Fahrzeugbreite erstrecken und die jeweils mit einem Drucksensor verbunden sind. Da beide übereinander angeordneten Druckschläuche zwischen einem steifen Stoßfängerquerträgerelement, an welchem sie sich abstützen, und einem hinter der Stoßfängerhaut vorgesehenen Stoßabsorbereinrichtung vorgesehen sind und beide Druckschläuche von derselben Stoßabsorbereinrichtung im Falle einer Kollision gleichzeitig mit der Druckkraft beaufschlagt werden, bilden diese beiden Druckschläuche mit ihrem jeweiligen Drucksensor eine Kollisionsermittlungsvorrichtung mit redundanten Drucksensoreinrichtungen. Daher kann auch diese Kollisionsermittlungsvorrichtung nicht zwischen einer Kollision mit einem Fußgänger und einer Kollision mit einem Kleintier unterscheiden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger anzugeben, die eine zuverlässige Unterscheidung einer Kollision mit einem Fußgänger und einer Kollision mit einem Kleintier ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Kollisionserfassungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dieser Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger sind im Frontbereich des Fahrzeugs übereinander und mit Abstand voneinander eine erste Kollisionssensoreinrichtung und zumindest eine weitere Kollisionssensoreinrichtung vorgesehen, die sich jeweils über zumindest einen Teil der Fahrzeugbreite erstrecken. Es ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen oder gebildet, die bei der Detektion einer Kollision durch die Kollisionssensoreinrichtungen ein Aktivierungssignal an eine Fußgängerschutzvorrichtung des Fahrzeugs sendet. Diese Kollisionserfassungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie das Aktivierungssignal nur dann an die Fußgängerschutzvorrichtung sendet, wenn zumindest zwei der Kollisionssensoreinrichtungen unabhängig voneinander eine Kollision detektieren.
VORTEILE
Das erfindungsgemäße Vorsehen der zumindest zwei voneinander unabhängigen und mit vertikalem Abstand voneinander übereinander angeordneten Kollisionssensoreinrichtungen und die Ausgestaltung der Auswerteeinrichtung derart, dass sie das Aktivierungssignal für die Fußgängerschutzvorrichtung des Fahrzeugs nur dann an die Fußgängerschutzvorrichtung sendet, wenn zumindest zwei der Kollisionssensoreinrichtungen unabhängig voneinander eine Kollision detektieren, ermöglicht es, Kollisionen von Kleintieren, bei denen nur eine, zum Beispiel die untere, der Kollisionssensoreinrichtungen eine Kollision detektiert, von einer Kollision zu unterscheiden, bei der zwei oder mehr Kollisionssensoreinrichtungen die Kollision detektieren. Wird eine Kollision somit nicht nur von einer der Kollisionssensoreinrichtungen detektiert, sondern auch von der den weiteren Kollisionssensoreinrichtung(en), beispielsweise von einer oberhalb von dieser gelegenen Kollisionssensoreinrichtung, so ist dies ein Indiz dafür, dass keine Kollision mit einem Kleintier vorliegt.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinrichtung ein die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierendes Geschwindigkeitssignal empfängt und wenn die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie das Aktivierungssignal nur dann an die Fußgängerschutzvorrichtung sendet, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorgegebenen Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich zwischen einer unteren Aktivierungsgeschwindigkeit und einer oberen Aktivierungsgeschwindigkeit liegt.
Diese Weiterbildung sorgt einerseits dafür, dass "Parkrempler", die bei geringer Geschwindigkeit unterhalb der unteren Aktivierungsgeschwindigkeit erfolgen, nicht zu einem Aktivieren der Fußgängerschutzvorrichtung führen. Die Begrenzung des Aktivierungsgeschwindigkeitsbereichs nach oben hin sorgt dabei dafür, dass die Fußgängerschutzvorrichtung bei Kollisionen, die bei größeren Geschwindigkeiten stattfinden und daher in der Regel Kollisionen mit anderen Fahrzeugen oder mit anderen Gegenständen sind, ebenfalls nicht zu einer Aktivierung der Fußgängerschutzvorrichtung führen, so dass für Kollisionen mit höheren Geschwindigkeiten beispielsweise die Fronthaube in ihrem verriegelten Normalzustand verbleibt und dadurch zum Abbau der Kollisionsenergie besser beitragen kann als in ihrer Fußgängerschutzstellung. Bei allen anderen Kollisionen, die im Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich stattfinden, erfolgt die erfindungsgemäße Detektion von Fußgängerunfällen mit der entsprechenden Aktivierung der Fußgängerschutzvorrichtung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der vorgegebene Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich zwischen 5 km/h und 70 km/h, vorzugsweise zwischen 10 km/h und 60 km/h, weiter vorzugsweise zwischen 20 km/h und 50 km/h liegt. Dies sind Geschwindigkeitsbereiche, bei denen, beispielsweise im Verkehr innerhalb geschlossener Ortschaften, das Risiko von Fußgängerkollisionen höher ist als bei Geschwindigkeiten oberhalb dieses Geschwindigkeitsbereichs.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die jeweilige Kollisionssensoreinrichtung von einem Kontaktband gebildet ist, das eine Mehrzahl von zueinander parallel geschalteten elektrischen Kontakten aufweist. Ein solches Kontaktband, welches im vordersten Bereich, beispielsweise unmittelbar hinter der Stoßfängerhaut, vorgesehen ist, liefert frühzeitiger ein Signal als es die Druckschlauch-Lösungen des Standes der Technik ermöglichen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Bildung einer Kollisionssensoreinrichtung mit einem Kontaktband oder mit mehreren Kontaktbändern beschränkt; selbstverständlich ist die Erfindung auch mit den Druckschlauch-Lösungen aus dem Stand der Technik realisierbar.
Ist die jeweilige Kollisionssensoreinrichtung von einem solchen Kontaktband gebildet, so ist es vorteilhaft, wenn das Kontaktband der ersten Kollisionssensoreinrichtung und das Kontaktband der zumindest einen weiteren Kollisionssensoreinrichtung elektrisch in Serie geschaltet sind und wenn die Kontaktbänder Bestandteile eines die Auswerteeinrichtung bildenden oder umfassenden Stromkreislaufs sind.
Diese elektrische Serienschaltung ermöglicht es auf einfache Weise, eine Druckbeaufschlagung aller Kollisionssensoreinrichtungen festzustellen, nämlich indem in einem solchen Fall alle Kollisionssensoreinrichtungen geschaltet werden.
Im Falle des Vorsehens von elektrischen Kontakten ist es vorteilhaft, die Kontakte in den Kontaktbändern so auszugestalten, dass sie im Falle einer kollisionsbedingten Druckbeaufschlagung von einem offenen Kontaktzustand in einen geschlossenen, elektrisch leitenden Kontaktzustand umschalten. Allerdings ist es mit einer entsprechenden Auswerteelektronik auch möglich, die Kontaktbänder so auszugestalten, dass sie im Falle einer kollisionsbedingten Druckbeaufschlagung den elektrischen Kontakt öffnen und damit den Stromfluss unterbrechen, was dann von der Auswerteeinrichtung als Kollisionssignal interpretiert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei der der Stromkreislauf einen geschwindigkeitsabhängigen Aktivierungsschalter aufweist, der mit den Kontaktbändern der Kollisionssensoreinrichtungen elektrisch in Serie geschaltet ist. Dies ermöglicht es, auch die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zur Auswertung der Kollisionssignale und zur Entscheidung über das eventuelle Vorliegen eines Fußgängerunfalls mit heranzuziehen. Von Vorteil ist es dabei, wenn der geschwindigkeitsabhängige Aktivierungsschalter dann geschlossen ist, wenn sich die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit im Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich befindet.
Weiter von Vorteil ist es, wenn ein elektrisch betriebener Aktuator der Fußgängerschutzvorrichtung in den Stromkreislauf eingebunden ist. In diesem Fall kann, insbesondere dann, wenn die Kontakte der Kontaktbänder im Falle einer kollisionsbedingten Impulskraft in ihren elektrisch geschlossenen Schalterzustand übergehen und wenn auch der geschwindigkeitsabhängige Aktivierungsschalter, falls ein solcher vorgesehen ist, im Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich geschlossen ist. Dann kann nämlich durch den Stromkreislauf ein generierter oder extern angelegter Strom direkt zum Aktuator fließen und diesen elektrisch betätigen.
Dabei ist es von Vorteil, wenn der Stromkreislauf eine elektrische Stromquelle aufweist oder mit einer elektrischen Stromquelle elektrisch leitend verbunden ist, die ausreichend elektrische Energie liefert, um den Aktuator der Fußgängerschutzvorrichtung zu betätigen.
Der auf das Fahrzeug gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit einer Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 9.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 die Front eines Kraftfahrzeugs, das mit einer erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung ausgestattet ist;
2 eine vergrößerte und teilweise geschnittene Darstellung der Einzelheit I aus 1;
3 eine Unteransicht der Fahrzeugfront aus 2 in Richtung des Pfeils III in 2;
4 eine schematische Darstellung eines Kontaktbandes im Normalzustand;
5 das Kontaktband gemäß der 4 im Falle der Einwirkung eines Kollisionsimpulses;
6 einen schematischen Stromlaufplan einer erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung bei geöffneten Schaltern;
7 den schematischen Stromlaufplan der Kollisionserfassungsvorrichtung im Falle eines "Parkremplers";
8 den schematischen Stromlaufplan der erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung im Falle einer Fußgängerkollision;
9 den schematischen Stromlaufplan der erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung im Falle einer Kleintierkollision;
10 den schematischen Stromlaufplan der erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung im Zustand einer Kollision bei höherer Geschwindigkeit oberhalb des Aktivierungsgeschwindigkeitsbereichs und
11 die Einbindung eines geschwindigkeitsabhängigen Aktivierungsschalters in einen Fahrzeug-BUS.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In 1 ist der vordere Bereich eines Fahrzeugs 1 dargestellt, welches mit einer erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung ausgestattet ist. Die Kollisionserfassungsvorrichtung weist zwei Kollisionssensoreinrichtungen 2, 3 auf, die im Frontbereich 10 des Fahrzeugs 1 hinter einer Frontverkleidung 12 oder in diese integriert übereinander und in Vertikalrichtung mit Abstand voneinander vorgesehen sind. Im Detail werden die Kollisionssensoreinrichtungen 2, 3 und ihre Anordnung im Frontbereich 10 des Fahrzeugs 1 in Verbindung mit 2 näher beschrieben.
2 gibt einen Ausschnitt des Frontbereichs 10 des Fahrzeugs 1 gemäß der Einzelheit I in 1 mit teilweise aufgeschnittener Frontverkleidung 12 wieder. Die Frontverkleidung 12 weist eine elastische Stoßfängerhaut 11 auf, die die zur Fahrzeugaußenseite hin weisende Begrenzung der Frontverkleidung 12 sowie deren Außenkontur bestimmt. Diese Frontverkleidung 12 bildet eine obere Stoßfängerwulst 14 aus, die in üblicher Stoßstangenhöhe unterhalb einer oberen Kühlermaske 13 gelegen ist. Unterhalb der Stoßfängerwulst 14 ist vertikal von dieser beabstandet eine untere Wulst 16 der Frontmaske 12 ausgebildet, die beispielsweise eine Spoilerlippe bildet. Zwischen der oberen Wulst 14 und der unteren Wulst 16 ist eine untere Kühlermaske 15 vorgesehen. Die beiden Wülste 14, 16 sind nicht nur in vertikaler Richtung (Z-Richtung) voneinander beabstandet, sondern auch in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung), nämlich derart, dass die obere Stoßfängerwulst 14 geringfügig nach vorne über die untere Wulst 16 hervorsteht, wie in 2 durch den Abstand x gezeigt ist.
In der oberen Stoßfängerwulst 14 ist eine erste Kollisionssensoreinrichtung 2 vorgesehen und in der unteren Wulst 16 ist eine zweite Kollisionssensoreinrichtung 3 vorgesehen, die nachstehend beschrieben werden.
Die obere Kollisionssensoreinrichtung 2 weist ein Kontaktband 20 auf, das unmittelbar hinter der Stoßfängerhaut 11 angebracht ist und das sich, wie in 3 dargestellt ist, über im Wesentlichen die gesamte Fahrzeugbreite in Y-Richtung entlang der Kontur der Frontverkleidung 12 erstreckt. Die Vorderseite des Kontaktbandes 20 steht in Berührung mit der Innenseite der Stoßfängerhaut 11 oder ist von dieser geringfügig beabstandet. Die Rückseite des Kontaktbandes 20 stützt sich an der Vorderseite eines elastisch oder plastisch verformbaren Stützkörpers 22 ab. Dieser Stützkörper 22 besteht beispielsweise aus einem Stoßenergie aufnehmenden Kunststoffschaum. Der Stützkörper 22 stützt sich gegen einen im Wesentlichen steifen oberen Stoßfängerquerträger 17 des Fahrzeugs 1 ab.
Die in gleicher Weise aufgebaute weitere, untere Kollisionssensoreinrichtung 3 weist auch ein Kontaktband 30 auf, das ebenfalls hinter der Stoßfängerhaut 11 mit Abstand zu dieser oder in Berührung mit deren Innenseite angeordnet ist. Die Rückseite des Kontaktbandes 30 stützt sich gegen einen unteren Stützkörper 32 ab, der — wie der obere Stützkörper 22 — vorzugsweise aus einem Stoßenergie absorbierenden Kunststoffschaum besteht. Der untere Stützkörper 32 stützt sich gegen einen im Wesentlichen steifen unteren Stoßfängerquerträger 18 ab.
Obwohl im gezeigten und vorstehend beschriebenen Beispiel das jeweilige Kontaktband 20, 30 zwischen der Stoßfängerhaut 11 und dem zugeordneten Stützkörper 22 beziehungsweise 23 angeordnet ist, ist es selbstverständlich auch möglich, das jeweilige Kontaktband zwischen dem zugeordneten Stützkörper und dem zugeordneten Stoßfängerquerträger anzuordnen. Auch ist es möglich, anstelle des jeweiligen elektrischen Kontaktbandes einen Druckschlauch vorzusehen, der — wie im Stand der Technik — mit einem Drucksensor verbunden ist. Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die in den Figuren gezeigte und beschriebene Ausführungsform der Kollisionssensoreinrichtungen 2, 3 mit elektrischen Kontaktbändern beschränkt, sondern umfasst auch andere Kollisionssensoreinrichtungen, wie beispielsweise die aus dem Stand der Technik bekannten Drucksensoreinrichtungen.
Die Funktionsweise der mit den elektrischen Kontaktbändern 20, 30 ausgestatteten Kollisionssensoreinrichtungen 2, 3 wird nun anhand der 4 und der 5 näher erläutert.
In den 4 und 5 ist jeweils schematisch ein Kontaktband 20, 30 dargestellt, wobei die Kontaktbänder 20, 30 identisch aufgebaut sind und auf dieselbe Weise funktionieren.
Das elektrische Kontaktband 20 weist eine elastisch verformbare wasserdichte Umhüllung 20‘ auf, die die nachstehend beschriebenen elektrischen Komponenten umgibt. Eine elektrische Zuleitung 21 und eine elektrische Ableitung 21‘ führen von außen durch die Wandung der Umhüllung 20‘ in das Innere der Umhüllung 20‘ hinein. Zwischen der elektrischen Zuleitung 21 und der elektrischen Ableitung 21‘ sind eine Vielzahl von in Fahrzeugquerrichtung Y voneinander beabstandeten elektrischen Schaltern 23, 24, 25, 26, 27 angeordnet, die in elektrischer Parallelschaltung zwischen der elektrischen Zuleitung 21 und der elektrischen Ableitung 21‘ gelegen sind. Sobald also nur einer der elektrischen Kontakte 23, 24, 25, 26, 27 geschlossen ist, ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der elektrischen Zuleitung 21 und der elektrischen Ableitung 21‘ hergestellt.
Anstelle einer elektrischen Parallelschaltung mit einer Vielzahl von über die Fahrzeugbreite in Y-Richtung angeordneten und jeweils voneinander beabstandeten Schaltern 23, 24, 25, 26, 27 sind natürlich auch andere technische Lösungen möglich, die es ermöglichen, an jeder Stelle über die Längserstreckung des jeweiligen Kontaktbandes bei von außen einwirkendem Druck einen elektrischen Kontakt zu schließen. Beispielsweise können im Inneren der Umhüllung 20‘ zwei sich über die Länge des Kontaktbandes erstreckende elektrische Leiter vorgesehen sein, die voneinander beabstandet sind und die bei einer Druckberührung des Kontaktbandes miteinander in eine elektrisch leitende Berührung geraten.
In 5 ist das elektrische Kontaktband 30 im Falle einer Kollision des Fahrzeugs 1 mit einem Hindernis H dargestellt.
Trifft das Fahrzeug 1 auf das Hindernis H auf, so gerät zunächst die elastische Stoßfängerhaut 11 in Berührung mit dem Hindernis H und wird vom Hindernis H eingedrückt, wie in 5 schematisch dargestellt ist. Die Stoßfängerhaut 11 trifft bei ihrer kollisionsbedingten Verformung auf die elastische Umhüllung 30‘ des elektrischen Kontaktbandes 30, die ebenfalls an dieser Stelle eingedrückt wird. Dabei werden am Ort der Hindernisberührung die im Bereich der Verformung der Umhüllung 30‘ gelegenen Kontakte geschlossen, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der elektrischen Zuleitung 31 und der elektrischen Ableitung 31‘ hergestellt ist. Dabei ist es unbeachtlich, ob das betreffende Kontaktband mit diskreten Schaltern ausgestattet ist oder ob es, wie oben als Alternativlösung beschrieben worden ist, zwei parallel zueinander liegende Leiter aufweist, die miteinander in Berührung geraten.
Die unterschiedlichen Funktionszustände der erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung werden nachstehend anhand der 6 bis 11 beschrieben.
In den 6 bis 11 ist die jeweilige Kollisionserfassungsvorrichtung schematisch als elektrisches Schaltbild dargestellt. In diesem Schaltbild sind die erste, obere Kollisionssensoreinrichtung 2 und die weitere, untere Kollisionssensoreinrichtung 3 als jeweils ein Schalter S1 beziehungsweise S2 dargestellt. Die beiden Schalter S1, S2 weisen jeweils einen Schaltweg x₁, x₂ auf, der jeweils einen Weg repräsentiert, den ein Hindernis von der erstmaligen Berührung der Außenseite der Stoßfängerhaut 11 bis zu einem Punkt zurücklegen muss, an dem der Schalter schließt und eine elektrisch leitende Verbindung herstellt. Die Schaltwege x₁, x₂ der beiden Kollisionssensoreinrichtungen 2, 3 können gleich groß oder unterschiedlich groß sein.
Des Weiteren ist der in den 6 bis 11 gezeigte Schaltkreis mit einem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schalter S3 versehen, der in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit geöffnet oder geschlossen ist, wie weiter unten in Verbindung mit 11 noch erläutert wird. Der Schalter S3 bildet somit einen geschwindigkeitsabhängigen Aktivierungsschalter 42.
In den in den 6 bis 11 dargestellten Schaltkreisen ist zudem eine elektrische Stromquelle 6 vorgesehen, die beispielsweise von der Fahrzeugbatterie oder einer anderen fahrzeugseitigen elektrischen Stromversorgungseinrichtung gebildet sein kann, die beispielsweise nur dann elektrischen Strom liefert, wenn die Zündung eingeschaltet und das Fahrzeug in Betrieb ist.
Schließlich weist der in den 6 bis 11 gezeigte Stromkreislauf noch einen schematisch dargestellten Aktuator 50 einer nicht näher dargestellten Fußgängerschutzvorrichtung 5 auf. Eine solche Schutzvorrichtung kann beispielsweise von einem elektrisch, pneumatisch oder durch Federkraft beaufschlagten Ejektormechanismus gebildet sein, der die Fronthaube 19 des Fahrzeugs im hinteren, windschutzscheibennahen Bereich schlagartig anhebt, wie durch den Pfeil F in 1 symbolisch dargestellt ist. Dementsprechend ist der Aktuator 50 ein Betätigungsorgan, welches die Fußgängerschutzvorrichtung 5 entsprechend aktiviert, beispielsweise die Motorhaube in Richtung des Pfeils F schlagartig anhebt. Alternativ oder zusätzlich kann im Bereich zwischen dem hinteren Ende der Fronthaube 19 und der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 auch ein Airbag vorgesehen sein, der sich vom Aktuator 50 beaufschlagt entfaltet.
Wie in den 6 bis 11 zu erkennen ist, sind die elektrische Stromquelle 6, die Schalter S1, S2 und S3 sowie der Aktuator 50 durch elektrische Leitungen miteinander verbunden und bilden bei geschlossenen Schaltern einen geschlossenen Stromkreislauf (8). Dieser Schaltkreis 40 mit seinen beschriebenen Komponenten bildet auf diese Weise eine einfache logische Auswerteeinrichtung 4 zu Detektion einer Fahrzeugkollision.
Bei einem komplexeren Aufbau einer erfindungsgemäßen Kollisionserfassungsvorrichtung, bei der die Kollisionssensoreinrichtungen nicht von elektrischen Kontaktbändern, sondern beispielsweise von pneumatischen oder hydraulischen Drucksensoren gebildet sind, wie es eingehend bereits beschrieben worden ist, kann eine von einem Computer gebildete Auswerteeinrichtung vorgesehen sein, der die Signale von den Drucksensoren und das Signal einer Geschwindigkeitsmesseinrichtung zugeführt werden und die ein Aktivierungssignal an den Aktuator 50 abgibt.
6 zeigt einen Betriebszustand, in welchem keine Kollision detektiert wird; die Schalter S1 und S2 sind geöffnet. Auch der geschwindigkeitsabhängige Schalter S3 ist geöffnet, was darauf hinweist, dass sich das Fahrzeug im Stand oder in Fahrt mit einer Geschwindigkeit außerhalb des Aktivierungsgeschwindigkeitsbereichs befindet; das Fahrzeug ist also langsamer als die untere Aktivierungsgeschwindigkeit v₁ oder schneller als die obere Aktivierungsgeschwindigkeit v₂.
In 7 ist dasselbe Schaltbild wie in 6 dargestellt, allerdings in einem Betriebszustand, in dem der die obere, erste Kollisionssensoreinrichtung 2 repräsentierende Schalter S1 geschlossen ist und in dem der die weitere, untere Kollisionssensoreinrichtung 3 repräsentierende Schalter S2 geöffnet ist. Der geschwindigkeitsabhängige Schalter S3 ist ebenfalls geöffnet; das Fahrzeug fährt also mit einer Geschwindigkeit, die unterhalb oder oberhalb
des Aktivierungsgeschwindigkeitsbereichs liegt. Dieser Zustand tritt auf, wenn das Fahrzeug beispielsweise mit geringer Geschwindigkeit gegen ein Hindernis prallt, also bei einem so genannten „Parkrempler“. Dabei trifft der weiter vorne liegende obere Stoßfängerwulst 14 auf ein Hindernis auf, während der geringfügig zurückliegende untere Wulst 16 das Hindernis nicht berührt. Bei diesem Szenario wird also lediglich der Schalter S1 geschlossen, während die Schalter S2 und S3 geöffnet bleiben. Der Aktuator 50 wird folglich nicht mit elektrischer Energie von der Stromquelle 6 versorgt und es erfolgt keine Auslösung der Fußgängerschutzvorrichtung 5.
Die Kollisionserfassungsvorrichtung ist in Bereitschaft, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit im Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich, also zwischen der unteren Aktivierungsgeschwindigkeit v₁ und der oberen Aktivierungsgeschwindigkeit v₂ liegt. Die untere Aktivierungsgeschwindigkeit v₁ kann beispielsweise 5 oder 8 km/h betragen, was einem leichten Dahinrollen des Fahrzeugs entspricht. Sie kann aber auch beispielsweise 10 km/h oder 20 km/h betragen, wobei der Geschwindigkeitsbereich zwischen 10 km/h und 20 km/h Geschwindigkeiten umfasst, die üblicherweise beim Rangieren und beispielsweise beim Einparken gefahren werden.
Die obere Aktivierungsgeschwindigkeit v₂ kann beispielsweise 50 km/h betragen, was der Höchstgeschwindigkeit in geschlossenen Ortschaften in den meisten europäischen Staaten entspricht; sie kann aber auch bei 60 km/h oder 70 km/h oder einer anderen Geschwindigkeit zwischen 50 km/h und 70 km/h liegen. Es ergibt sich daraus ein Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich, der zwischen einer unteren Aktivierungsgeschwindigkeit v₁ und einer oberen Aktivierungsgeschwindigkeit v₂ aus dem vorstehend genannten Spektrum liegt.
Die in 8 dargestellte geschlossene Schalterstellung des geschwindigkeitsabhängigen Schalters S3 zeigt also, dass die
Kollisionserfassungsvorrichtung für die Aktivierung der Fußgängerschutzvorrichtung bereit ist.
Der die obere Kollisionssensoreinrichtung 2 repräsentierende Schalter S1 und der die untere Kollisionssensoreinrichtung 3 repräsentierende Schalter S2 sind im Beispiel der 8 geschlossen, was darauf hindeutet, dass sowohl der obere Stoßfängerwulst 14 als auch der untere Wulst 16 mit einem Hindernis in Berührung geraten sind. Dies geschieht beispielsweise, wenn das Fahrzeug 1 mit dem Bein eines Fußgängers kollidiert. In diesem Fall ist damit zu rechnen, dass der Fußgänger auf die Fronthaube 19 des Fahrzeugs 1 fallen wird. Da alle Schalter S1, S2 und S3 des Stromkreislaufs 40 geschlossen sind, wird der Aktuator 50 der Fußgängerschutzvorrichtung 5 von der elektrischen Stromquelle 6 mit elektrischer Energie versorgt und die Fußgängerschutzvorrichtung 5 wird aktiviert, was durch den Blitzpfeil im Aktuator 50 symbolisiert ist.
9 zeigt einen Zustand, in welchem sich das Fahrzeug ebenfalls mit einer Geschwindigkeit im Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich fortbewegt, was durch die geschlossene Schalterstellung des geschwindigkeitsabhängigen Schalters S3 erkennbar ist. Mit einer Geschwindigkeit aus diesem Geschwindigkeitsbereich kollidiert das Fahrzeug mit einem Kleintier, beispielsweise einem Fuchs, was dem Szenario eines typischen Wildunfalls entspricht. Das Kleintier kollidiert mit der oberen Stoßfängerwulst 14, so dass die obere Kollisionssensoreinrichtung 2 aktiviert wird, was durch die geschlossene Schalterstellung des Schalters S1 symbolisiert ist. Eine wirksame Kollision der unteren Wulst 16 mit dem Kleintier erfolgt nicht, so dass die untere Kollisionssensoreinrichtung 3 nicht aktiviert wird, was durch die geöffnete Schalterstellung des Schalters S2 symbolisiert ist. Es fließt folglich kein Strom von der elektrischen Stromquelle 6 zum Aktuator 50 der Fußgängerschutzvorrichtung 5 und diese wird somit nicht ausgelöst.
Ähnlich wie in dem in 9 gezeigten Beispiel verhält es sich bei einer Kollision mit einem noch kleineren Kleintier, beispielsweise bei einem Wildunfall mit einem Hasen, wobei diese Kollision dann nur im Bereich der unteren Wulst 16 und nicht im Bereich der oberen Stoßfängerwulst 14 stattfindet, was dazu führt, dass der untere Schalter S2 geschlossen ist, aber der obere Schalter S1 geöffnet bleibt. Auch hier wird die Fußgängerschutzvorrichtung 5 nicht ausgelöst.
In 10 ist ein Betriebszustand gezeigt, bei welchem das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit oberhalb der oberen Aktivierungsgeschwindigkeit mit einem Hindernis kollidiert. Der geschwindigkeitsabhängige Schalter S3 ist geöffnet und, da die Kollision bei dieser hohen Geschwindigkeit von beiden Kollisionssensoreinrichtungen 2, 3 detektiert wird, sind sowohl der Schalter S1 also auch der Schalter S2 geschlossen. Wegen des geöffneten geschwindigkeitsabhängigen Schalters S3 fließt jedoch keine elektrische Energie von der elektrischen Stromquelle 6 zum Aktuator 50 der Fußgängerschutzvorrichtung 5, so dass diese nicht auslöst.
In 11 ist die Anbindung des geschwindigkeitsabhängigen Schalters S3 des Schaltkreises 40 an die übrige Fahrzeugsensorik schematisch dargestellt. Der Schalter S3 ist von einem geschwindigkeitsabhängigen Aktivierungsschalter 42 gebildet, der ein Steuergerät 43 aufweist, das mit einem Geschwindigkeitssignal S_v, beispielsweise aus einem CAN-BUS 44 beschickt wird. Dieses Geschwindigkeitssignal S_v wird beispielsweise über Raddrehzahlsensoren erzeugt und von einem Steuergerät 45 für eine dynamische Stabilitätskontrolle im CAN-BUS 44 bereitgestellt.
Im Steuergerät 43 des Aktivierungsschalters 42 wird das empfangene Geschwindigkeitssignal S_v daraufhin ausgewertet, ob die durch das Signal S_v repräsentierte Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des Aktivierungsgeschwindigkeitsbereichs liegt, wozu in einer Speichereinrichtung
des Steuergeräts 43 sowohl der Wert der unteren Aktivierungsgeschwindigkeit v₁ als auch der Wert der oberen Aktivierungsgeschwindigkeit v₂ gespeichert ist. Ergibt diese Auswertung, dass sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit innerhalb des Aktivierungsgeschwindigkeitsbereichs bewegt, so wird ein entsprechendes Signal an den eigentlichen Schalter S3 geleitet, der beispielsweise von einem mechanischen Relais oder von elektronischen Schaltelementen, wie beispielsweise Transistoren oder Thyristoren, gebildet ist und wodurch bewirkt wird, dass der Schalter S3 dann geschlossen wird und einen elektrisch leitenden Durchgang schafft.
Für den Fall, dass für die Betätigung des Aktuators 50 der Fußgängerschutzvorrichtung 5 eine größere elektrische Leistung erforderlich ist als die von der elektrischen Stromquelle 6 bereitgestellte Leistung oder die im Stromkreislauf 40 übertragbare elektrische Leistung, kann das Steuergerät 43 einen elektrischen Leistungsverstärker aufweisen, der im Auslösefall die erforderliche elektrische Leistung an den Aktuator 50 überträgt.
Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2678191 B1 [0004]
DE 102015210191 A1 [0006]
DE 102006050098 A1 [0007]

Claims

Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger, wobei im Frontbereich (10) des Fahrzeugs (1) übereinander und mit Abstand voneinander eine erste Kollisionssensoreinrichtung (2) und zumindest eine weitere Kollisionssensoreinrichtung (3) vorgesehen sind, die sich jeweils über zumindest einen Teil der Fahrzeugbreite erstrecken, und wobei eine Auswerteeinrichtung (4) vorgesehen oder gebildet ist, die bei der Detektion einer Kollision durch die Kollisionssensoreinrichtungen (2, 3) ein Aktivierungssignal an eine Fußgängerschutzvorrichtung (5) des Fahrzeugs (1) sendet, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) so ausgebildet ist, dass sie das Aktivierungssignal nur dann an die Fußgängerschutzvorrichtung (5) sendet, wenn zumindest zwei der Kollisionssensoreinrichtungen (2, 3) unabhängig voneinander eine Kollision detektieren.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) ein die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierendes Geschwindigkeitssignal empfängt und dass die Auswerteeinrichtung (4) so ausgebildet ist, dass sie das Aktivierungssignal nur dann an die Fußgängerschutzvorrichtung (5) sendet, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorgegebenen Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich zwischen einer unteren Aktivierungsgeschwindigkeit (v₁) und einer oberen Aktivierungsgeschwindigkeit (v₂) liegt.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Aktivierungsgeschwindigkeitsbereich zwischen 5 km/h und 70 km/h, vorzugsweise zwischen 10 km/h und 60 km/h, weiter vorzugsweise zwischen 20 km/h und 50 km/h, liegt.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kollisionssensoreinrichtung (2, 3) von einem Kontaktband (20; 30) gebildet ist, das eine Mehrzahl von zueinander parallel geschalteten elektrischen Kontakten (23, 24, 25, 26, 27; 33, 34, 35, 36, 37) aufweist.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktband (20) der ersten Kollisionssensoreinrichtung (2) und das Kontaktband (30) der zumindest einen weiteren Kollisionssensoreinrichtung (3) elektrisch in Serie geschaltet sind und Bestandteile eines die Auswerteeinrichtung (4) bildenden oder umfassenden Stromkreislaufs (40) sind.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkreislauf (40) einen geschwindigkeitsabhängigen Aktivierungsschalter (42) aufweist, der mit den Kontaktbändern (20, 30) elektrisch in Serie geschaltet ist.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch betriebener Aktuator (50) der Fußgängerschutzvorrichtung (5) in den Stromkreislauf (40) eingebunden ist.
Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkreislauf (40) eine elektrische Stromquelle (6) aufweist oder mit einer solchen elektrisch leitend verbunden ist.
Fahrzeug mit einer Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.