-
TECHNISCHES GEBIET
-
-
EINLEITUNG
-
Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen können verschiedene Schutzvorrichtungen eingesetzt werden. Eine derartige Schutzvorrichtung ist ein Kollisionssensor. Kollisionssensoren können an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs angebracht und konfiguriert werden, um einen Aufprall zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs zu erkennen. Zu den bekannten Arten von Kollisionssensoren zählen Beschleunigungsmesser-basierte Kollisionssensoren, die eine Kollision basierend auf der Beschleunigung des Fahrzeugs erkennen, und druckbasierte Kollisionssensoren, die eine Kollision basierend auf einem erhöhten Druck auf den Sensor erkennen.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 aus.
-
Die Karosserie weist eine Breiterichtung auf. Das Fahrzeug beinhaltet zusätzlich eine mit der Karosserie gekoppelte Verkleidung. Die Verkleidung weist eine lange, in der Breitenrichtung ausgerichtete Abmessung auf. Das Fahrzeug beinhaltet zudem eine starre Stützplatte, die mit der Karosserie gekoppelt ist. Die Stützplatte ist zwischen der Karosserie und der Verkleidung und beabstandet zur Verkleidung angeordnet. Das Fahrzeug beinhaltet zudem eine kompressible Schicht, die zwischen der Verkleidung und der Stützplatte angeordnet ist. Die kompressible Schicht weist eine erste Fläche benachbart zur Verkleidung und eine zweite Fläche benachbart zur Stützplatte auf. Die zweite Fläche ist mit einer Aussparung versehen, um einen Hohlraum zwischen der kompressiblen Schicht und der Stoßfängerplatte zu definieren. Die Aussparung weist eine lange, in der Breitenrichtung ausgerichtete Abmessung auf. Im Hohlraum ist ein Drucksensor angeordnet. Die starre Stützplatte weist benachbart zur kompressiblen Schicht eine Stützplattenfläche und ein aus der Stützplattenfläche herausragendes Rippenelement auf. Das Rippenelement ist zumindest teilweise im Hohlraum angeordnet.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform weist das Rippenelement ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen mittleren Abschnitt zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende auf. Am ersten Ende ragt das Rippenelement einen ersten Abstand von der Stützplattenfläche und am mittleren Abschnitt ragt das Rippenelement einen zweiten Abstand von der Stützplattenfläche heraus. Der zweite Abstand unterscheidet sich von dem ersten Abstand.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform weist das Rippenelement einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt auf.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Rippenelement mit einer konkaven Spitze benachbart zum Drucksensor versehen.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Rippenelement mit einer konvexen Spitze benachbart zum Drucksensor versehen.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet der Drucksensor ein in Breitenrichtung verlaufendes Druckrohr.
-
Eine Stoßfängeranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Verkleidung, eine starre, von der Verkleidung beabstandete Stützplatte und eine kompressible Schicht, die zwischen der Verkleidung und der Stützplatte angeordnet ist. Die kompressible Schicht weist eine erste Fläche benachbart zur Verkleidung und eine zweite Fläche benachbart zur Stützplatte auf. Die zweite Fläche ist mit einer Aussparung versehen, um einen Hohlraum zwischen der kompressiblen Schicht und der Stützplatte zu definieren, wobei ein Drucksensor im Hohlraum angeordnet ist. Die starre Stützplatte weist benachbart zur kompressiblen Schicht eine Stützplattenfläche und ein aus der Stützplattenfläche herausragendes Rippenelement auf. Das Rippenelement ist zumindest teilweise im Hohlraum angeordnet.
-
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung stellen eine Reihe von Vorteilen bereit. So bietet die vorliegende Offenbarung beispielsweise ein System und ein Verfahren zur Kollisionserkennung, das leicht an die Anforderungen zur Erkennung angepasst werden kann.
-
Die vorstehenden und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine veranschaulichende Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 3 ist eine Querschnittsansicht einer Stoßfängeranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- Die 4A-4C sind Querschnittsansichten von Sensoranordnungen gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
- 5 ist eine isometrische Ansicht eines starren Plattenelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
- Die 6A-6C sind Querschnittsansichten entlang der Schnittlinie 6-6 der 5 gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Nun mit Bezug auf 1 wird ein Kraftfahrzeug 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 weist eine Karosserie 12 auf. Mindestens ein Stoßfänger 14 ist mit der Karosserie 12 gekoppelt. Ein vorderer Stoßfänger 14 ist an einem vorderen Teil der Karosserie 12 in 1 dargestellt, und ein hinterer Stoßfänger 14 kann auch an einem hinteren Teil der Karosserie 12 vorgesehen sein. Eine Drucksensoranordnung 16 wird im Stoßfänger 14 gehalten, wie nachfolgend näher erläutert wird. Die Drucksensoranordnung 16 ist konfiguriert, um ein Drucksignal basierend auf dem an die Drucksensoranordnung 16 angelegten Druck zu erzeugen.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Drucksensoranordnung 16 ein Druckrohr, das sich im Allgemeinen entlang einer Breitenrichtung W des Fahrzeugs 10 erstreckt. Diese Druckrohre sind kompressible Rohre, die beispielsweise aus Silikon gefertigt und mit einer Flüssigkeit wie Luft gefüllt sind. Ein Drucksensor ist an einem oder beiden Enden des Druckrohres vorgesehen und konfiguriert, um den Druck der Flüssigkeit im Rohr zu messen. Als Reaktion auf die Kompression des Rohres steigt der Druck der Flüssigkeit, und der oder die Drucksensoren erzeugen ein Signal, das den Druckanstieg anzeigt.
-
Die Drucksensoranordnung 16 kann im Allgemeinen linear über dem Stoßfänger 14 oder in einem nichtlinearen Profil, wie in 1 dargestellt, angeordnet werden. Vorteilhaft ist, dass ein nichtlineares Profil eine reaktionsschnellere Kollisionserkennung in verschiedenen Höhen des Stoßfängers 14 ermöglicht.
-
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2 ist ein Fahrzeug 10 schematisch dargestellt. Die Drucksensoranordnung 16 ist mit mindestens einer Steuerung 17 verbunden. Während als eine einzelne Einheit abgebildet, kann die Steuerung 17 mehrere Steuerungseinheiten umfassen, die gemeinsam als „Steuerung“ bezeichnet werden. Die Steuerung 17 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) beinhalten, die mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien in Verbindung steht. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Aufrechterhaltungsspeicher („Keep-Alive-Memory, KAM“) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder Medien können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl von bekannten Speichervorrichtungen, wie etwa PROMs (programmierbare Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbare PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen, implementiert werden, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung beim Steuern des Motors oder Fahrzeugs verwendet werden.
-
Das Fahrzeug 10 beinhaltet zusätzlich mindestens ein Schutzsystem 19 und ein drahtloses Kommunikationssystem 21. Das oder die Schutzsysteme 19 und das drahtlose Kommunikationssystem 21 kommunizieren mit oder stehen unter Kontrolle der Steuerung 17. Das Schutzsystem 19 beinhaltet ein oder mehrere aus einer Vielzahl von Systemen zum Schutz der Insassen innerhalb des Fahrzeugs 10, der Fußgänger außerhalb des Fahrzeugs 10, anderer Objekte außerhalb des Fahrzeugs 10 oder einer Kombination derselben. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Schutzsystem 19 einen Innenraum-Airbag oder Luftschleier, der an einem Lenkrad oder einer Innenverkleidung des Fahrzeugs angebracht ist, einen Außenairbag, der an einem Außenteil des Fahrzeugs zum Schutz von Fußgängern angebracht ist, ein Sicherheitsgurtspannsystem, eine andere Schutzvorrichtung oder eine Kombination derselben beinhalten. Das drahtlose Kommunikationssystem 21 ist für die drahtlose Kommunikation mit anderen Fahrzeugen oder Infrastrukturen konfiguriert und kann beispielsweise ein Mobilkommunikationsmodem, ein dediziertes Kurzstreckenkommunikationsmodem (DSRC), ein IE-EE 802.11 Kommunikationsmodem, eine andere drahtlose Kommunikationsvorrichtung oder eine beliebige Kombination derselben beinhalten.
-
Die Steuerung 17 ist so programmiert, dass sie als Reaktion auf ein Signal der Drucksensoranordnung 16, das anzeigt, dass das Fahrzeug 10 mit einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs 10 kollidiert ist, das Schutzsystem 19 zum Schutz von Insassen und/oder Fußgängern oder Objekten in der Nähe des Fahrzeugs 10 steuert. Die Steuerung 17 kann so programmiert werden, dass sie eine Kollisionswarnung über das drahtlose Kommunikationssystem 21 sendet. Diese Warnungen können andere Fahrzeuge, Einsatzkräfte oder andere Einrichtungen darauf hinweisen, dass eine Kollision stattgefunden hat. In einigen alternativen Ausführungsformen ist kein drahtloses Kommunikationssystem vorgesehen.
-
Unter Bezugnahme nun auf 3 ist ein Querschnitt des Stoßfängers 14 schematisch dargestellt. Der Stoßfänger 14 beinhaltet eine Verkleidung 18. Die Verkleidung 18 ist im Allgemeinen starr und kann die Außenseite des Stoßfängers 14 bilden. Der Stoßfänger 14 ist an einem Strukturelement 20 der Karosserie 12 befestigt. Das Strukturelement 20 kann einen Karosserieträger, einen Holm oder ein anderes geeignetes Befestigungselement der Karosserie 12 beinhalten.
-
Zwischen der Verkleidung 18 und dem Strukturelement 20 ist eine kompressible Schicht 22 vorgesehen. Die kompressible Schicht 22 ist so konfiguriert, dass sie sich bei einer Kollision verformt oder zusammendrückt und kann beispielsweise eine Schaumstoff- oder Kunststoffwabenstruktur einnehmen. Die kompressible Schicht 22 kann dabei bei einer Kollision Energie absorbieren.
-
Zwischen der kompressiblen Schicht 22 und dem Strukturelement 20 ist eine starre Platte 24 angeordnet. Die starre Platte 24 kann beispielsweise aus einem starren Kunststoff, einem metallischen Werkstoff oder einem anderen geeigneten starren Werkstoff gebildet sein. Die starre Platte 24 kann am Strukturelement 20 oder an der Verkleidung 18 durch Schrauben, Kleben, Schweißen oder ein anderes geeignetes Verbindungsverfahren befestigt werden. Während in 3 die starre Platte 24 und das Strukturelement 20 als separate Komponenten veranschaulicht sind, können in alternativen Ausführungsformen die starre Platte 24 und das Strukturelement 20 als integraler Bestandteil ausgebildet werden.
-
In der Fläche der kompressiblen Schicht 22 angrenzend an die starre Platte 24 ist eine Nut ausgebildet. Dabei wird ein Hohlraum 26 zwischen der kompressiblen Schicht 22 und der starren Schicht 24 definiert. Mindestens ein Teil der Drucksensoranordnung 16 ist im Hohlraum 26 angeordnet. In der abgebildeten Ausführungsform ist ein Druckrohr der Drucksensoranordnung 16 im Hohlraum 26 angeordnet; bei Ausführungsformen mit anderen Drucksensoren können jedoch auch andere Teile der Drucksensoranordnung 16 im Hohlraum 26 angeordnet werden. Des Weiteren kann das Druckrohr, während es im Querschnitt rund dargestellt ist, in anderen Ausführungsformen abweichende Formen annehmen.
-
Ein Rippenelement oder Flansch 28 ragt aus der Stirnseite der starren Platte 24 angrenzend an die kompressible Schicht 22 heraus. Das Rippenelement 28 ist zumindest teilweise im Hohlraum 26 angeordnet.
-
Bei einer Kollision zwischen dem Stoßfänger 14 und einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs 10 kann die Verkleidung 18 Druck auf die kompressible Schicht 22 ausüben. Die kompressible Schicht 22 komprimiert unter dem Druck, wobei der Hohlraum 26 zumindest teilweise kollabiert und der Teil der Drucksensoranordnung 16 in Kontakt mit dem Rippenelement 28 gebracht wird. Die Drucksensoranordnung 16 kann dann ein Signal erzeugen, das den Druckanstieg anzeigt, woraufhin die Steuerung 17 ermitteln kann, dass die Kollision stattgefunden hat.
-
Wie zu erkennen ist, stellt das Rippenelement 28 eine Reaktionsfläche für die Drucksensoranordnung 16 zur Verfügung, die das Ansprechverhalten der Drucksensoranordnung 16 gegenüber bekannten Lösungen erhöhen kann. Darüber hinaus kann die Form und das Profil des Rippenelementes 28 so abgestimmt werden, dass es für eine bestimmte Anwendung das gewünschte Ansprechverhalten aufweist, wie im Folgenden näher erläutert wird. Des Weiteren kann sich die starre Platte 24 aus dem Strukturelement 20 herausziehen und dadurch die Breite der Reaktionsfläche vergrößern.
-
Unter Bezugnahme auf die 4A bis 4C sind nun verschiedene Profilformen veranschaulicht. In 4A ist ein Rippenelement 30 mit einem konvexen Bogenprofil veranschaulicht. In 4B ist ein Rippenelement 32 mit einem konvexen Winkelprofil veranschaulicht. In 4C ist ein Rippenelement 34 mit einem konkaven Bogenprofil veranschaulicht. Unterschiedliche Profilformen können zu unterschiedlichen Ansprechverhalten führen. So kann beispielsweise das konkave Rippenelement 34 die Druckanordnung 16 schneller komprimieren als die konvexen Rippenelemente 30 oder 32.
-
Darüber hinaus kann, wie in den 5, 6A, 6B und 6C veranschaulicht, die Höhe des Rippenelements auf das gewünschte Ansprechverhalten abgestimmt werden. Wie in 5 dargestellt, ist eine starre Platte 24' mit einem Rippenelement 28' vorgesehen. Das Rippenelement 28' erstreckt sich im Allgemeinen in Breitenrichtung von einem ersten Ende 36 zu einem zweiten Ende 38. Das Rippenelement 28' kann sich linear erstrecken oder ein nichtlineares Profil aufweisen, wie in 5 veranschaulicht. Vorteilhaft ist, dass ein nichtlineares Profil eine reaktionsschnellere Kollisionserkennung in verschiedenen Höhen ermöglicht, wie zuvor in 1 erläutert. Die Höhe des Rippenelements 28' variiert zwischen dem ersten Ende 36 und dem zweiten Ende 38, wie nachfolgend in Verbindung mit den 6 A bis 6C erläutert, sprunghaft. Wie hier verwendet, bezieht sich die Höhe auf den Abstand von der starren Platte 24', auf die das Rippenelement 28' vorsteht.
-
Unter Bezugnahme auf 6A ist nun ein erstes exemplarisches Rippenprofil veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die Stützplatte 24" mit einem Rippenelement 28" mit einer ersten Höhe hi an einem ersten Ende 36', einer zweiten Höhe h2 an einem zentralen Abschnitt zwischen dem ersten Ende 36' und dem zweiten Ende 38' und einer dritten Höhe h3 zwischen dem ersten und zweiten Ende 36', 38' und dem zentralen Abschnitt vorgesehen. Die dritte Höhe h3 ist kleiner als die erste Höhe h1, und die zweite Höhe h2 ist kleiner als die dritte Höhe h3. Das Rippenelement 28" weist dabei ein abgestuftes Höhenprofil auf, mit einer größeren Höhe am ersten und zweiten Ende 36', 38' als am mittigen Teil. Ein derartiges Rippenprofil kann das Ansprechverhalten der Drucksensoranordnung benachbart zum ersten und zweiten Ende 36', 38' erhöhen. Dadurch kann die Dämpfung im Druckverlauf nahe den Stoßfängerkanten durch Energieverluste infolge einer Durchbiegung vorteilhaft kompensiert werden.
-
Unter Bezugnahme auf 6B ist nun ein zweites exemplarisches Rippenprofil veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die Stützplatte 24''' mit einem Rippenelement 28''' mit einer vierten Höhe h4 an einem ersten Ende 36", einer fünften Höhe h5 an einem zentralen Abschnitt zwischen dem ersten Ende 36" und dem zweiten Ende 38" und einer sechsten Höhe h6 zwischen dem ersten und zweiten Ende 36", 38" und dem zentralen Abschnitt vorgesehen. Die vierte Höhe h4 ist kleiner als die sechste Höhe h6, und die sechste Höhe h6 ist kleiner als die fünfte Höhe h5. Das Rippenelement 28''' weist dabei ein abgestuftes Höhenprofil auf, mit einer geringeren Höhe am ersten und zweiten Ende 36", 38" als am mittigen Teil. Ein derartiges Rippenprofil kann das Ansprechverhalten der Drucksensoranordnung benachbart zum mittigen Teil erhöhen.
-
Unter Bezugnahme auf 6C ist nun ein drittes exemplarisches Rippenprofil veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die Stützplatte 24'''' mit einem Rippenelement 28'''' mit einer siebten Höhe h7 an einem ersten Ende 36'", einer achten Höhe h8 an einem zentralen Abschnitt zwischen dem ersten Ende 36''' und dem zweiten Ende 38''' und einer neunten Höhe h9 zwischen dem ersten und zweiten Ende 36''', 38''' und dem zentralen Abschnitt vorgesehen. Die neunte Höhe h9 ist kleiner als die siebte Höhe h7 und die achte Höhe h8. Ein derartiges Rippenprofil kann das Ansprechverhalten der Drucksensoranordnung benachbart zum mittigen Teil und am ersten und zweiten Ende erhöhen.
-
Obwohl die 6A bis 6C Rippenprofile mit fünf Segmenten diskontinuierlicher Höhe veranschaulichen, kann eine beliebige Anzahl von Segmenten verwendet werden und/oder die Höhe des Rippenprofils kann zwischen benachbarten Segmenten kontinuierlich variieren.
-
Wie zu erkennen ist, sieht die vorliegende Offenbarung ein System zur Erkennung einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs vor und bietet darüber hinaus einen einfachen Mechanismus zum Abstimmen der gewünschten Reaktion des Kollisionssensors.
