DE10244730A1

DE10244730A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10244730A1
Application number: DE10244730A
Authority: DE
Inventors: Jan Urbahn; Manuel Kahmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Mit einem in einem Hohlraum eines Seitenteils eines Fahrzeugs angeordneten Strömungssensor (10) wird die im Hohlraum auftretende Luftströmung gemessen und ein entsprechendes Signal einer Auswerteeinrichtung (12) zugeführt, die einen Seitenaufprall erkennt, wenn die Luftströmung im Hohlraum aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum einen voreinstellbaren Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall wird ein Signal einer Auslöseeinrichtung (16) zugeführt, welche ein Schutzsystem (18) aktiviert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, auf ein Verfahren zur Seitenaufprallerkennung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7, auf einen Sensor zur Seitenaufprallerkennung gemäß Patentanspruch 6 sowie auf die Verwendung eines Luftströmungssensors zur Seitenaufprallerkennung gemäß Anspruch 11.
Die Seitenaufprallerkennung dient dazu, infolge eines Seitenaufpralls schnellstmöglich ein Sicherheitssystem wie beispielsweise einen Seitenairbag auszulösen. Eine Seitenairbagauslösung muß in kürzester Zeit erfolgen. Die für eine wirksame Auslösung notwendigen Auslösezeiten liegen im Falle von High-Speed-Crashs unterhalb von 10 ms.

Zur Seitenaufprallerkennung ist die beschleunigungsbasierende Crashdetektion bekannt. Hierbei steht für die Crashdetektion in der Regel lediglich ein Beschleunigungspeak zur Verfügung. Oftmals ist es nicht möglich, die Ursache eines solchen Peaks ausschließlich auf einen Crash zurückzuführen. Um einen Crash sauber von anderen Einwirkungen auf die Karosserie unterscheiden zu können, ist es bekannt, ein zweites, unabhängiges Meßprinzip anzuwenden.

Ein weiteres Meßprinzip zur Seitenaufprallerkennung ist aus der DE 43 22 488 A1 bekannt. Hierbei wird ein Luftdruckdetektor als Sensor in einem Seitenteil des Fahrzeugs angebracht und dient zur Erkennung des einen Seitenaufprall darstellenden Verkehrsunfalls, wobei eine Steuereinheit den beim Verkehrsunfall auftretenden stoßartigen Druckanstieg in der Umgebungsluft des Sensors auswertet. Hierbei wird ausgenutzt, daß beim Unfall die Luft im Fahrzeug, und zwar die Umgebungsluft des Sensors, komprimiert wird, sobald sich das Fahrzeug im Bereich der Aufprallstelle verformt.

Weiterhin ist aus der DE 100 57 258 C1 eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, wobei der im Hohlraum des Seitenteils der Fahrzeugkarosserie vorgesehene Sensor als Temperatursensor ausgebildet ist und ein Steuergerät einen Temperaturanstieg, den der Temperatursensor in dem Seitenteil mißt und der aufgrund einer adiabatischen Druckänderung in dem Seitenteil auftritt, zur Seitenaufprallerkennung verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres, alternativ verwendbares Meßprinzip zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, daß der mindestens eine Sensor ein die Luftströmung im Hohlraum messender Luftströmungssensor ist und daß die Auswerteinrichtung ein Ansteigen der Luftströmung, die aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum auftritt und vom Luftströmungssensor gemessen wird, zur Seitenaufprallerkennung verwendet.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels des mindestens einen Sensors die im Hohlraum auftretende Luftströmung gemessen wird und die Auswerteinrichtung einen Seitenaufprall erkennt, wenn die Luftströmung aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum einen voreinstellbaren Schwellenwert überschreitet.

Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Sensor zur Seitenaufprallerkennung, der in einem als Hohlraum ausgebildeten Seitenteil eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er als ein Luftströmungssensor zur Erkennung der im Hohlraum aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung auftretenden Luftströmung ausgebildet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch Verwendung eines Luftströmungssensors zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung in einem Hohlraum eines Seitenteils des Fahrzeugs.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht von folgenden Überlegungen aus. Wenn bei einem Seitencrash die Fahrzeugtür deformiert wird, so befindet sich das in der Fahrzeugtür eingeschlossene Luftvolumen in der Anfangsphase des Crashs, d.h. in den ersten 10 bis 20 ms nicht im thermischen Gleichgewicht mit der umgebenden Luft. Dadurch ist die Zustandsänderung des von der Tür umschlossenen Gases adiabatischer Natur. Die adiabatische Zustandsänderung äußert sich dadurch, daß zum einen der Druck des Gases erhöht wird, daß sich zum anderen die Temperatur des Gases erhöht und daß schließlich eine Luftströmung entsteht. Die vorliegende Erfindung nutzt das zuletzt genannte Phänomen aus. Es wird also die Messung der durch die adiabatische Zustandsänderung eines Volumens erzeugte Luftströmung vorgeschlagen, wobei das Volumen beispielsweise das Volumen einer Seitentür des Fahrzeugs sein kann oder auch das Volumen eines anderen Hohlraums eines Seitenteils der Fahrzeugkarosserie.

Bei einer typischen Auslöseschwelle eines Druckanstiegs von 35 mbar beträgt die Luftströmungsgeschwindigkeit ca. 73 m/s. Solche Strömungsgeschwindigkeiten können präzise und kostengünstig über auf unterschiedlichen Meßprinzipien basierende Meßgeräte ertaßt werden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Messung der Luftströmung ein thermischer Strömungssensor an sich bekannter Bauart Verwendung findet. In alternativer Weise kann ein Ultraschall-Anemometer Verwendung finden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung mindestens einen zusätzlichen, nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sensor zur Seitenaufprallerkennung umfaßt, der mit einer zusätzlichen Auswerteinrichtung zum Auswerten der Signale aus dem mindestens einen zusätzlichen Sensor und Erkennen eines Seitenaufpralls verbunden ist, wobei der mindestens eine zusätzliche Sensor insbesondere ein Beschleunigungssensor sein kann. Es wird in diesem Fall somit parallel nach zwei unterschiedlichen Meßverfahren gemessen und das Insassenschutzsystem wird nur dann ausgelöst, wenn sowohl die Auswerteinrichtung des Strömungssensors als auch die Auswerteinrichtung des Beschleunigungssensors einen Seitenaufprall erkennen. Hierdurch werden mögliche Fehlauslösungen des Insassenschutzsystems auf ein Minimum reduziert.

In alternativer Weise kann vorgesehen sein, daß das Insassenschutzsystem dann ausgelöst wird, wenn entweder die dem Strömungssensor zugeordnete Auswerteinrichtung oder die dem weiteren Sensor, also beispielsweise dem Beschleunigungssensor zugeordnete Auswerteinrichtung einen Seitenaufprall erkennt. In diesem Fall wird erreicht, daß das Personenschutzsystem mit hoher Sicherheit ausgelöst wird, selbst wenn eines der beiden Meßsysteme einen Seitenaufprall nicht als solchen erkennen sollte.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:
1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung mit einem Luftströmungssensor, und
2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung mit einem Luftströmungssensor und einem Beschleunigungssensor.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Ein Luftströmungssensor 10 einer Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung ist beispielsweise im Inneren einer Seitentüre eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Luftströmungssensor 10 liefert ein Ausgangssignal an eine Auswerteinrichtung 12. Die Auswerteinrichtung 12 überprüft, ob die Luftströmung im Bereich des Luftströmungssensors oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt. Bejahendenfalls liefert die Auswerteinrichtung 12 ein Signal an die Auslöseeinrichtung 16, die das Schutzsystem 18, also beispielsweise einen Seitenairbag oder mehrere Seitenairbags, aktiviert.
Als Luftströmungssensoren können solche bekannter Bauart Verwendung finden. Beispielsweise wird verwiesen auf die Veröffentlichung "HSG-IMIT Anwendungsbericht SE 030", die einen thermischen Strömungssensor offenbart, oder auf "Dostmann-Electronic, Katalog 2002/2003", der einen Ultraschall-Strömungssensor zeigt.
Weiterhin versteht es sich, daß im Kraftfahrzeug mehrere Strömungssensoren 10 vorgesehen sein können, beispielsweise je einer in jeder Seitentüre. Auch ist es selbstverständlich möglich, solche Strömungssensoren in anderen oder zusätzlichen, als Hohlraum ausgebildeten Seitenteilen der Fahrzeugkarosserie unterzubringen.
Der Strömungssensor 10 und die Auswerteinrichtung 12 können in einer gemeinsamen Strömungssensoreinrichtung integriert sein, wobei die Auswertelektronik der Strömungssensoreinrichtung mit einer zentralen Steuerung verbunden sein kann, die ihrerseits die Schutzsysteme auslösen kann. Es kann jedoch auch im Falle einer Mehrzahl von Strömungssensoren ein jeder Strömungssensor 10 mit einer zentralen Auswerteinrichtung 12 verbunden sein, die die Signale aller Strömungssensoren 10 auswertet.
Auch kann die Auslöseeinheit 16 zusammen mit der Auswerteinheit 12 und dem Sensor 10 verbaut sein.
Im Falle des weiteren Ausführungsbeispiels gemäß 2 ist zusätzlich ein Beschleunigungssensor 11 vorgesehen, dessen Signale einer geeigneten Auswerteinheit 13 zugeführt werden. Die Signale der Auswerteinheit 12 und der Auswerteinheit 13 werden der Einheit 14 zugeführt, die nur dann ein Signal an die Auslöseeinheit 16 weiterleitet, wenn beide Auswerteinrichtung 12 und 13 einen Seitenaufprall erkennen. Im übrigen wird auf die Beschreibung im Zusammenhang mit 1 Bezug genommen.
Selbstverständlich können gegebenenfalls mehrere Beschleunigungssensoren 11 und gegebenenfalls mehrere Auswerteinrichtungen 13 vorgesehen sein.

Claims

Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung mindestens einen Sensor (10) in einem als Hohlraum ausgebildeten Seitenteil einer Fahrzeugkarosserie aufweist, wobei der mindestens eine Sensor (10) mit einer Auswerteinrichtung (12) zum Auswerten der Signale aus dem mindestens einen Sensor (10) und Erkennen eines Seitenaufpralls verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (10) ein die Luftströmung im Hohlraum messender Luftströmungssensor ist und daß die Auswerteinrichtung (12) ein Ansteigen der Luftströmung, die aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum auftritt und vom Luftströmungssensor (10) gemessen wird, zur Seitenaufprallerkennung verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Luftströmung ein thermischer Sensor vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Luftströmung ein Ultraschall-Anemometer vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen zusätzlichen, nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sensor (11) zur Seitenaufprallerkennung umfaßt, der mit einer zusätzlichen Auswerteinrichtung (13) zum Auswerten der Signale aus dem mindestens einen zusätzlichen Sensor (11) und Erkennen eines Seitenaufpralls verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine zusätzliche Sensor (11) ein Beschleunigungssensor ist.
Sensor zur Seitenaufprallerkennung, der in einem als Hohlraum ausgebildeten Seitenteil eines Fahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als ein Luftströmungssensor (10) zur Erkennung der im Hohlraum aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung auftretenden Luftströmung ausgebildet ist.
Verfahren zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug, bei dem Signale mindestens eines in einem als Hohlraum ausgebildeten Seitenteils eines Fahrzeugs angeord neten Sensors (10) einer Auswerteinrichtung (12) zum Zwecke der Seitenaufprallerkennung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des mindestens einen Sensors (10) die im Hohlraum auftretende Luftströmung gemessen wird und die Auswerteinrichtung (12) einen Seitenaufprall erkennt, wenn die Luftströmung aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum einen voreinstellbaren Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mindestens eines zusätzlichen, nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sensors (11) zur Seitenaufprallerkennung in einer zusätzlichen Auswerteinrichtung (13) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslöseentscheidung zur Auslösung eines Schutzsystems (18) nur dann getroffen wird, wenn sowohl die Auswerteinrichtung (12) als auch die zusätzliche Auswerteinrichtung (13) einen Seitenaufprall erkennt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslöseentscheidung zur Auslösung eines Schutzsystems nur dann getroffen wird, wenn entweder die Auswerteinrichtung (12) oder die zusätzliche Auswerteinrichtung (13) einen Seitenaufprall erkennt.
Verwendung eines Luftströmungssensors (10) zur Seitenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung in einem Hohlraum eines Seitenteils des Fahrzeugs.