DE10331862C5

DE10331862C5 - Fahrzeugrahmenschutzelement und Verfahren zur Ansteuerung eines Insassenschutzmittels

Info

Publication number: DE10331862C5
Application number: DE10331862.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Feser; Klaus Friedewald; Bert Lindner; Gerd Winkler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: DE10331862B4; DE10331862A1

Abstract

Fahrzeugrahmenschutzelement (41), – das an einem Längsträger (5) eines Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist zum Schutz vor einem dauerhaften Schaden des Fahrzeugrahmens (3, 5) ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Längsträgers (3), wobei das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) zwischen dem Längsträger (5) und einem der Querträger (3) des Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist, und – das ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Längsträgers (5) während eines Aufprallunfalls dauerhaft plastisch deformiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) gebildeten Hohlraum ein Drucksensor (6) angeordnet ist zur Messung des Druckanstiegs im Fahrzeugrahmenschutzelement (41) während seiner dauerhaften plastischen Deformation, so dass das gewonnene Drucksignal ein Maß für die Schwere des vorliegenden Aufprallunfalls ist und zur Ansteuerung eines entsprechend geeigneten Insassenschutzmittels durch eine Steuereinheit (14) verwendbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrahmenschutzelement, das an mindestens einem Längs- oder Querträger eines Fahrzeugrahmens eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und das zum Schutz vor dauerhaften Schäden des Fahrzeugrahmens ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des jeweiligen Längs- bzw. Querträgers während eines Aufprallunfalls dauerhaft plastisch deformiert wird, so dass ein Teil der Energie- und Krafteinwirkung durch den Aufprallunfall in plastische Deformationsenergie umgewandelt wird.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung eines Insassenschutzmittels, bei dem unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrahmenschutzelements eine Information über die Schwere des vorliegenden Aufprallunfalls ermittelt werden kann, wodurch ein entsprechend geeignetes Insassenschutzmittel ggf. modifiziert angesteuert wird.
Die Verwendung von Fahrzeugrahmenschutzelementen ist in der Automobiltechnik gemeinhin bekannt. Zumeist wird je ein Fahrzeugrahmenschutzelement in der Form eines Längsträgerschutzelements zwischen die vorderen Enden der beiden Längsträger eines Fahrzeugrahmens und dessen vordersten Querträger eingebracht. Nicht zu verwechseln sind solche Fahrzeugrahmenschutzelemente mit einem ebenfalls gemeinhin bekannten Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs. Der Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs ist im allgemeinen vor dem vordersten Querträger des Fahrzeugrahmens angeordnet und besteht bei Fahrzeugen neueren Bautyps zumeist und hauptsächlich aus sehr leicht deformierbaren Plastikteilen, die als formschöne Ergänzung zum äußeren Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs beitragen. Zur mechanischen Verstärkung des Stoßfängers werden jedoch oft auch zusätzliche Kunststoffteile in dem Hohlraum zwischen dem Stoßfänger und dem vordersten Querträger des Fahrzeugrahmens oder auch energieabsorbierende PUR-Schaummaterialien eingebracht. Gerade bei Fahrzeugen älteren Bautyps werden oft auch Stoßfänger aus Stahlblech, aus mit Aluminium verstärktem Stahlblech oder ähnlichem eingesetzt und über nachgiebige Hydraulikelemente an den Fahrzeugrahmen angebunden, so dass Aufprallunfälle bei niedrigsten Geschwindigkeiten, beispielsweise bei Schrittgeschwindigkeit, hauptsächlich durch die Hydraulikelemente vom Rahmen des Fahrzeugs abgehalten werden.
Stand der Technik
Gebräuchliche Stoßfängerkonstruktionen sind beispielsweise im Kraftfahrtechnischen Taschenbuch der Robert Bosch GmbH, 22. Auflage, Stuttgart, 1995, auf der Seite 686, beschrieben.
Während die marktüblichen Stoßfänger lediglich Aufprallunfälle von dem starren Fahrzeugrahmen abhalten, die im Bereich der Schrittgeschwindigkeit, z. B. bis zu 5 km/h liegen, verhindern Fahrzeugrahmenschutzelemente dauerhafte Schäden im Fahrzeugrahmen bei höheren Geschwindigkeiten, zumeist in einem Aufprallgeschwindigkeitsbereich zwischen 5 bis 25 km/h, was je nach Fahrzeugtyp Krafteinwirkungen auf den Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeugs zwischen ungefähr 5 bis 300 kN entspricht. Erst ab einer minimalen Krafteinwirkung von beispielsweise 5 kN wird ein Fahrzeugrahmenschutzelement dauerhaft deformiert. Es absorbiert dabei den größten Teil der Aufprallenergie, so dass Schäden im Fahrzeugrahmen erst bei weit höheren Krafteinwirkungen auf das Kraftfahrzeug während eines Aufprallunfalls entstehen.
Deformierte Fahrzeugrahmenschutzelemente können werkstattseitig problemlos gegen neue Fahrzeugrahmenschutzelemente ausgetauscht werden. Eine äußerst kostenintensive Behebung eines Fahrzeugrahmenschadens nach einem Aufprallunfall mit nur gemäßigter Aufprallwucht kann somit ersetzt werden durch den einfachen Austausch eines oder mehrerer Fahrzeugrahmenschutzelemente, was zur erheblichen Kostenreduzierung bei der Instandsetzung von Unfallfahrzeugen führt. Nicht zuletzt deshalb wird die Funktionsfähigkeit solcher Fahrzeugrahmenschutzelemente vor allem bei der Neuzulassung von neuen Fahrzeugtypen auf Betreiben von Fahrzeugversicherern teilweise sogar wiederholt oder regelmäßig überprüft, woraufhin alle Fahrzeuge gleichen Bautyps in die gleiche Schadensklasse eingestuft werden.
In der Offenlegungsschrift DE 199 46 352 A1 ist ein Fahrzeugrahmenschutzelement für Kraftfahrzeuge beschrieben, welches dort als Energieaufnahmeelement bezeichnet wird und zwischen einem Stoßfängersystem und der Karosserie des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Das Energieaufnahmeelement enthält einen an nähernd zylinderförmig ausgebildeten Deformationskörper, der zwischen zwei Stützelementen angeordnet ist. Bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges erfolgt eine Krafteinleitung vom Querträger über zwei Energieaufnahmeelemente auf die Karosserielängsträger. Dabei wird der Deformationskörper jedes Energieaufnahmeelementes entsprechend der Wirkrichtung der Kraft zusammen gedrückt. Bei geringer Kraftwirkung erfolgt eine Verformung des Deformationskörpers nur im elastischen Bereich, so dass die Verformung reversibel ist. Erst bei höherer Krafteinwirkung erfolgt eine plastische und somit irreversible Verformung des Deformationskörpers. Mit dem Gegenstand der DE 199 46 352 A1 wird dadurch erreicht, dass bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges eine Verformung bzw. Beschädigung des Längsträgers verringert wird.
In der Automobilindustrie werden seit langem Druck- und Beschleunigungssensoren an verschiedenen Stellen in einem Fahrzeug verteilt angeordnet, die einschließlich ihrer signalauswertenden Elektronik zumeist als Crash-Sensoren, oftmals aber auch als sog. Early-Crash-Sensoren verwendet werden. Early-Crash-Sensoren geben ihre Signale an ein zentrales Steuergerät eines Insassenschutzsystems weiter, welches daraus die Unfallschwere des signalerzeugenden Aufprallunfalls bestimmt. Aufgrund der ermittelten Unfallschwere wird ein Insassenschutzmittel ggf. modifiziert ausgelöst, wenn gleichzeitig noch ein weiteres Signal eines Crash-Sensors oder eines Sensors im zentralen Steuergerät einen ausreichenden Anlass zur Auslösung des Insassenschutzmittels gibt. Beispielsweise wird ein Fahrerairbag bei einer ermittelten hohen Unfallschwere gleichzeitig auf seine erste und zweite Aufblasstufe aufgeblasen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 02 990 A1 , dortige Spalte 3, Zeilen 38 bis 40, ist es weiterhin bekannt, einen Aufprallunfall eines Fahrzeugs am Druckanstieg in einem Hohlraum hinter einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Drucksensors zu erkennen und davon abhängig ein Insassenschutzmittel auszulösen, beispielsweise einen Airbag, Gurtstraffer o. ä. Wie bereits erwähnt sind. jedoch die verwendeten Materialien von Stoßfängern sehr nachgiebig, so dass schon Aufprallereignisse bei äußerst niedrigen Aufprallenergien zu sehr hohen Druckanstiegen führen, die auf eine hohe Unfallschwere hindeuten. Eine zentrale Steuereinheit eines Insassenschutzsystems, der solche Signale zugeführt werden, kann deshalb nur sehr schwer entscheiden, ob der Beginn eines schweren Aufprallunfalls vorliegt und ob deshalb die Auslösung eines Insassenschutzmittels schneller oder auf andere Weise an die vorliegende Situation angepasst erfolgen sollte oder nicht. Gerade bei sehr niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten zwischen 5 und 25 Stundenkilometern ist eine solche Unterscheidung besonders schwierig.
In der Offenlegungsschrift DE 101 18 780 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen einer Deformation eines Bauelementes beschrieben, wobei dem Bauelement als Deformationsindikator eine deformierbare Hohlkörperanordnung zugeordnet ist. Die Hohlkörperanordnung weist mindestens einen Öffnungsbereich und mindestens eine Sensoreinrichtung in Form eines Luftmassen- oder Luftgeschwindigkeitssensors auf. Die Deformation des Bauelementes wird über die Deformation der zugeordneten Hohlkörperanordnung erfasst, indem die aufgrund der Deformierung der Hohlkörperanordnung entstehende Luftströmung mittels des Luftmassen- oder Luftgeschwindigkeitssensors gemessen wird. Bevorzugt ist die Hohlkörperanordnung in einer Kraftfahrzeugtür angeordnet.
Die DE 102 05 398 A1 , die nachveröffentlichter Stand der Technik ist, offenbart einen Frontsensor eines Fahrzeugs, der eine Kavität und ein Sensierungselement darin aufweist; das als Drucksensor ausgebildet sein kann. Die Kavität ist im Bereich der Stoßstange angeordnet. Abhängig von der Verformung der Kavität wird ein Aufprall erkannt. Das Sensierungselement ist beispielsweise mit einer Airbag-Steuerung gekoppelt, die die Signale auswertet, um zu erkennen, ob ein Fußgänger frontal erfasst wurde
Die US 4,176,858 offenbart einen Energie absorbierenden Stoßdämpfer mit einem flexiblen Aufprallbeutel und einem starren Abschnitt, die über ein Ventil miteinander gekoppelt sind, so dass im normalen Zustand in dem flexiblen und starren Abschnitt derselbe Druck vorliegt. Bei einem Auftreffen auf ein Hindernis wird der flexible Aufprallbeutel zusammengedrückt, wobei der Luftdruck in dem flexiblen Aufprallbeutel und dem starren Abschnitt zunimmt. Nach dem Auftreffen auf ein Hindernis wird das Ventil zwischen den Abschnitten geschlossen, und ein Druckausgleich zwischen dem starren Abschnitt und dem flexiblen Aufprallbeutel findet über kleine Überströmlöcher statt, so dass die ursprüngliche Kontur des flexiblen Aufprallbeutels wiederhergestellt wird. In dem starren Abschnitt ist ein Drucksensor vorgesehen. Abhängig von dem Druckanstieg in dem starren Abschnitt können weitere Sicherheitseinrichtungen ausgelöst werden.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Ermittlung der Schwere eines vorliegenden Aufprallunfalls eines Kraftfahrzeugs erst ab einer einwirkenden Mindestkraft auf das Kraftfahrzeug zu erkennen und bei Überschreiten dieser Mindestkraft ein zuverlässiges Signal zur Ermittlung der vorliegenden Unfallschwere für ein Insassenschutzsystem zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugrahmenschutzelement gemäß Anspruch 1 und durch ein Fahrzeugrahmenschutzelement gemäß Anspruch 5. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugrahmenschutzelement ist an einem Längs- oder Querträger eines Fahrzeugrahmens so angeordnet, dass es ab dem Einwirken einer Mindestkraft in Längsrichtung des jeweiligen Längs- bzw. Querträgers während eines Aufprallunfalls dauerhaft plastisch deformiert wird und dadurch dauerhafte Schäden vom Fahrzeugrahmen abhält. Erfindungsgemäß befindet sich in dem durch das Fahrzeugrahmenschutzelement gebildeten Hohlraum ein Drucksensor zur Messung des Druckanstiegs im Hohlraum des Fahrzeugrahmenschutzelements während der dauerhaften plastischen Deformation. Erfindungsgemäß ermöglicht das auf diese Weise gewonnene Drucksignal einer zentralen Steuereinheit, die Schwere des vorliegenden Aufprallunfalls zu ermitteln und ein entsprechend geeignetes Insassenschutzmittel ggf. modifiziert anzusteuern.
Nach einer Ausführungsform ist das Fahrzeugrahmenschutzelement an einem Längsträger des Fahrzeugrahmens befestigt. Diese Anbringung eines Fahrzeugrahmenschutzelements ist vorteilhaft, da dort Krafteinwirkungen entlang der Längsachse eines Fahrzeugs gemessen werden können und gerade diese Krafteinwirkungen besonders häufig nach ihrer Unfallschwere kategorisiert werden müssen, um entsprechende Maßnahmen zum Schutz von Fahrzeuginsassen noch während des Unfallverlaufs optimieren zu können.
Dabei ist das Fahrzeugrahmenschutzelement zwischen einem Längsträger und einem Querträger des Fahrzeugrahmens angeordnet. Dieser Einbauort bietet den Vorteil, dass ein dort positioniertes schadhaftes Längsträgerschadenselement sehr leicht zugänglich ist und im Schadensfall problemlos gegen ein neues Fahrzeugrahmenschutzelement ausgetauscht werden kann.
Um ein auswertbares Signal der signalgebenden Drucksensoren in den Fahrzeugrahmenschutzelementen möglichst früh im Unfallverlauf zu erhalten, ist es besonders günstig, Fahrzeugrahmenschutzelemente nahe an den vom Aufprallunfall zuerst erfassten Fahrzeugteilen anzubringen. Entsprechend ist ein Fahrzeugrahmenschutzelement zur schnellen Erfassung der Unfallschwere bei einem frontalen Aufprallunfall bevorzugt an einem vorderen Ende eines Längsträgers des Fahrzeugrahmens angeordnet, vorzugsweise zwischen dem vorderen Ende des Längsträgers und dem vordersten Querträger des Fahrzeugrahmens. Zur schnellen Erfassung der Unfallschwere bei einem rückwärtigen Aufprallunfall ist hingegen eine Positionierung des Fahrzeugrahmenschutzelements am hinteren Ende eines Längsträgers besonders vorteilhaft. Vorzugsweise ist das Fahrzeugrahmenschutzelements zwischen dem hinteren Ende eines Längsträgers und dem hintersten Querträger des Fahrzeugrahmens angeordnet.
Zur Ermittlung der Unfallschwere von seitlichen Aufprallunfällen ist nach einer weiteren Ausführungsform ein Fahrzeugrahmenschutzelement an einem der Querträger des Fahrzeugrahmens befestigt; beispielsweise zwischen einem der Längsträger und einem Querträger des Fahrzeugrahmens, um auch ein dort angebrachtes Fahrzeugrahmenschutzelement im Schadensfall sehr leicht austauschen zu können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zur Deformation eines Fahrzeugrahmenschutzelements nötige Mindestkraft für jedes Fahrzeug eines Fahrzeugtyps reproduzierbar gleich ist, beispielsweise wenn sie bei jedem Fahrzeugrahmenschutzelement immer 5 kN beträgt. Dies ist ein typischer Wert für sehr leichte Fahrzeuge. Bei Unterschreiten dieses Mindestwertes der einwirkenden Kraft auf den Fahrzeugrahmen ist es im Allgemeinen noch nicht nötig, ein Insassenschutzmittel ggf. modifiziert auszulösen. Für schwerere Fahrzeuge sind analog dazu höhere Werte, beispielsweise 10 kN, 20 kN oder mehr als erforderliche Mindestkraft bis zur dauerhaften Deformation des Fahrzeugrahmenschutzelements von Vorteil.
Die in den Unteransprüchen wiedergegebenen Merkmale können selbstverständlich in jeder sinnvollen Kombination und/oder Akkumulation von Merkmalen in einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrahmenschutzelements verwirklicht sein. Zumeist werden mehrere Fahrzeugrahmenschutzelemente zum Schutz des Fahrzeugrahmens in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Fahrzeugrahmen 3, 5 mit sowohl zwei Längsträgerschutzelementen 41 als auch zwei Querträgerschutzelementen 42 und
2 ein schematisches Diagramm des Verlaufs des relativen Druckanstiegs
in einem Fahrzeugrahmenschutzelement 41, 42, aufgetragen über die Zeit t[ms] für drei verschiedene genormte Crasharten, einem Euro NCAP 56-Crashtest, einem Euro NCAP 40-Crashtest und einem AZT-Crashtest.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Fahrzeugrahmen 3, 5, bestehend aus Querträgern 3 und Längsträgern 5. An den vordersten Querträger 3 des Fahrzeugrahmens 3, 5 ist ein Stoßfänger 11, 12 angebracht. Der Stoßfänger 11, 12 besteht aus einer Stoßstange 11 und zwei Hydraulikelementen 12. Die Stoßstange 11 besteht zumeist aus nachgiebigem Kunststoff, Stahlblech oder faserverstärktem Kunststoff und wird oftmals durch Aluminiumprofile verstärkt. Ein Teil der Aufprallenergie eines Aufprallunfalls oder, bei niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten, sogar die gesamte Aufprallenergie wird zum einen in Verformungsenergie der Stoßstange 11 umgesetzt als auch in die Energie, die benötigt wird, um die Hydraulikelemente 12 zusammenzuschieben.
Stand der Technik
Bei einem solchen Aufbau eines Stoßfängers 11, 12 ist der Hohlraum 13 hinter dem Stoßfänger zumeist nicht durch ein energieabsorbierendes PUR-Schaumsystem aufgefüllt. Gemäß der Druckschrift DE 196 02 990 A1 kann deshalb in solch einem Hohlraum 13 ein Drucksensor 6 untergebracht sein, der die Volumenkomprimierung des Hohlraums 13 während eines Aufprallunfalls erfassen kann. Drucksensoren 6 können darüber hinaus auch in Längs- oder Querträgern 5, 3 und in Hohlräumen 2 an den Seiten oder im Heck des Kraftfahrzeugs 10 angebracht sein. An all diesen Stellen können sie ein Eindringen eines Objekts, beispielsweise eines aufprallenden Fahrzeugs, erkennen und durch ihr Drucksignal an ein Insassenschutzsystem des Kraftfahrzeugs melden, woraufhin ein entsprechend geeignetes Insassenschutzmittel zum Schutz eines Insassen ggf. modifiziert ausgelöst werden kann.
Alternativ sind in der 1 auch Beschleunigungssensoren 81, 82 eingezeichnet, die denselben Zweck erfüllen, die jedoch in diesem Fall keine Druckänderungen, sondern Beschleunigungen erfassen können, die durch einen Aufprallunfall bewirkt werden. Aufgrund ihres im Vergleich zu den Drucksensoren 6 physikalisch völlig unterschiedlich gewonnenen Beschleunigungssignals müssen die Beschleunigungssensoren 81, 82, mehr noch als die Drucksensoren 6, sehr starr mit der Fahrzeugkarosserie im Kraftfahrzeug 10 verbunden werden.
In der 1 ist ein zentral in der Mitte des Kraftfahrzeugs 10 angeordneter Beschleunigungssensor 82 eingezeichnet. Der Beschleunigungssensor 82 sitzt einschließlich seiner auswertenden Elektronik fest in einem zentralen Steuergerät 14, welches üblicherweise starr mit dem sogenannten Fahrzeugtunnel verbunden ist. Des Weiteren sind an dem vordersten Querträger 3 senkrecht zur Fahrzeugrichtung drei weitere Beschleunigungssensoren 81 eingezeichnet, die starr mit dem Querträger 3 verbunden sind.
Erfindungsgemäße Fahrzeugrahmenschutzelemente 41 und 42 sind ebenfalls in 1 dargestellt.
Zum einen sind dies zwei Längsträgerschutzelemente 41, die jeweils zwischen dem vordersten Querträger 3 und den vordersten Enden der beiden Längsträger 5 angeordnet sind. Die Längsträgerschutzelemente 41 bilden jeweils einen Hohlraum, der einerseits durch den vordersten Querträger 3 und andererseits durch zwei erste Querplatten 71 begrenzt wird. Auf den beiden ersten Querplatten 71 ist pro Längsträgerschutzelement 41 jeweils ein Drucksensor 6 mit Auswerteelektronik im Hohlraum des Längsträgerschutzelements angeordnet. Die jeweilige Auswerteelektronik, teils im jeweiligen Drucksensor 6 integriert und teils als externe Elektronikkomponenten auf einer Platine, bereitet das Drucksignal jedes Drucksensors 6 auf, so dass das jeweilige Drucksignal je eines Drucksensors 6 an ein gemeinsames zentrales Steuergerät 14 des Insassenschutzsystems zur dortigen Ermittlung der Unfallschwere übermittelt werden kann.
Erst ab einer Unfallschwere, die eine zumindest erforderliche Mindestkraft auf die Längsträgerschutzelemente 41 ausübt, die zu deren Deformation ausreicht, gibt jeder der beiden Drucksensoren 6 ein zur Ermittlung der Unfallschwere des vorliegenden Aufprallunfalls relevantes Signal an das angeschlossene Insassenschutzsystem aus.
2 zeigt ein durch je einen der beiden Drucksensoren 6 der beiden gezeigten Längsträgerschutzelemente 41 erzeugtes relatives Drucksignal
über die Zeit t[ms] bei drei verschiedenen Unfallarten, die bei Crashversuchen reproduzierbar und sicher voneinander unterschieden werden müssen. Zum einen ist dies ein sog. AZT-Test, der zur versicherungstechnischen Einstufung eines Fahrzeugtyps dient. Der durch den AZT-Crashtest erzeugte Signalverlauf des relativen Druckanstiegs
darf keine Auslösung eines Insassenschutzmittels zur Folge haben.
Des Weiteren ist der Verlauf des relativen Druckanstiegs während eines sog. Euro NCAP 40-Crashtests strichpunktiert eingezeichnet. Dabei wird eine deformierbare Schlittenbarriere mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h so auf die Fahrzeugfront eines Versuchsfahrzeugs 10 gerammt, dass der Testschlitten 40% der Fahrzeugfront erfasst. Bei diesem Test muss eine erste Stufe eines Fahrerairbags und eines Beifahrerairbags stets sicher ausgelöst werden.
Ebenso in 2 dargestellt ist die punktiert eingezeichnete Signalkurve eines Euro NCAP 56-Crashtests. Wie beim Euro NCAP 40-Crashtest wird bei diesem Test eine deformierbare Barriere bei 40-prozentiger Aufprallflächenüberdeckung der Barriere mit der Fahrzeugfront, jedoch diesmal bei 56 km/h Aufprallgeschwindigkeit, in die Fahrzeugfront gerammt. Bei dieser Crashart muss stets sowohl eine erste als auch eine zweite Auslösestufe eines Fahrer- bzw. Beifahrerairbags gezündet werden, da es sich um eine besonders schwere Unfallart handelt.
1 zeigt außerdem zwei Querträgerschutzelemente 42, die zwischen den beiden Enden zweier Querträger 3 auf einer Fahrzeugseite des Fahrzeugs 10 und dem Längsträger 5 auf derselben Fahrzeugseite angeordnet sind. Diese beiden Querträgerschutzelemente 42 besitzen denselben Aufbau wie die Längsträgerschutzelemente 41. Auch beide Querträgerschutzelemente 42 umfassen jeweils einen Hohlraum, der einerseits durch je eine zweite Querplatte 72 zu den Enden der beiden Querträger 3 hin druckdicht abgeschlossen ist und andererseits durch den Längsträger 5. Auch diese beiden Querträgerschutzelemente 42 werden erst nach Überschreiten einer definierten Mindestkraft dauerhaft deformiert. Die dauerhafte Deformation wird von den beiden, in dem jeweiligen Hohlraum der Querträgerschutzelemente 42 angeordneten, Drucksensoren 6 erfasst und zur Ermittlung der Unfallschwere an das zentrale Steuergerät des Insassenschutzsystems mitgeteilt.
Die gezeigten Fahrzeugrahmenschutzelemente 41, 42 sind weitgehend druckdicht abgeschlossen, so dass der von den Drucksensoren 6 zu messende Druckanstieg nicht sofort wieder aus den Fahrzeugrahmenschutzelementen 41, 42 entweichen kann, was die Messung erheblich stören würde. Weitgehend druckdicht bedeutet dabei jedoch, dass dennoch ein langsamer Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck p₀ der das Fahrzeug umgebenden Atmosphäre zugelassen wird, so dass sich bei einem wetterbedingt schwankendem Umgebungsdruck p₀ oder auch bei schnellen Berg- oder Talfahrten, die ebenfalls einen raschen Druckwechsel des Umgebungsdrucks p₀ zur Folge haben können, keine unerwünschte Signalverzerrung des relativen Drucksignals
eintritt, die eine Beurteilung der Unfallschwere ebenfalls stark erschweren würde.

Claims

Fahrzeugrahmenschutzelement (41), – das an einem Längsträger (5) eines Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist zum Schutz vor einem dauerhaften Schaden des Fahrzeugrahmens (3, 5) ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Längsträgers (3), wobei das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) zwischen dem Längsträger (5) und einem der Querträger (3) des Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist, und – das ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Längsträgers (5) während eines Aufprallunfalls dauerhaft plastisch deformiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) gebildeten Hohlraum ein Drucksensor (6) angeordnet ist zur Messung des Druckanstiegs im Fahrzeugrahmenschutzelement (41) während seiner dauerhaften plastischen Deformation, so dass das gewonnene Drucksignal ein Maß für die Schwere des vorliegenden Aufprallunfalls ist und zur Ansteuerung eines entsprechend geeigneten Insassenschutzmittels durch eine Steuereinheit (14) verwendbar ist.
Fahrzeugrahmenschutzelement (41) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) am vorderen oder hinteren Ende des Längsträgers (5) befestigt ist.
Fahrzeugrahmenschutzelement (41) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) zwischen dem Längsträger (5) und dem vordersten oder hintersten Querträger (3) des Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist.
Fahrzeugrahmenschutzelement (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestkraft 5 kN beträgt, vorzugsweise aber 10 kN und wiederum vorzugsweise. 20 kN.
Fahrzeugrahmenschutzelement (42), – das zum Schutz vor dauerhaften Schäden an einem Fahrzeugrahmen (3, 5) an mindestens einem von dessen Längs- (5) und/oder Querträgern (3) angeordnet ist und – das ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des jeweiligen Längs- bzw. Querträgers (5, 3) während eines Aufprallunfalls dauerhaft plastisch deformiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugrahmenschutzelement (42) an einem Querträger (3) des Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist zum Schutz vor einem dauerhaften Schaden des Fahrzeugrahmens (3, 5) ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Querträgers (3), und dass in dem durch das Fahrzeugrahmenschutzelement (42) gebildeten Hohlraum ein Drucksensor (6) angeordnet ist zur Messung des Druckanstiegs im Fahrzeugrahmenschutzelement (42) während seiner dauerhaften plastischen Deformation, so dass das gewonnene Drucksignal ein Maß für die Schwere des vorliegenden Aufprallunfalls ist und zur Ansteuerung eines entsprechend geeigneten Insassenschutzmittels durch eine Steuereinheit (14) verwendbar ist.
Fahrzeugrahmenschutzelement (42) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugrahmenschutzelement (42) zwischen einem der Querträger (3) und einem der Längsträger (5) des Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist.
Fahrzeugrahmenschutzelement (42) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestkraft 5 kN beträgt, vorzugsweise aber 10 kN und wiederum vorzugsweise 20 kN.
Verfahren zum Ansteuern eines Insassenschutzsystems, mit mindestens einem Fahrzeugrahmenschutzelement (41), das an einem Längsträger (5) eines Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist zum Schutz vor einem dauerhaften Schaden des Fahrzeugrahmens (3, 5) ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Längsträgers (3), wobei das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) zwischen dem Längsträger (5) und einem der Querträger (3) des Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist, umfassend folgende Verfahrensschritte: – das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) wird dauerhaft plastisch deformiert, sobald mindestens eine Mindestkraft in Längsrichtung desjenigen Längsträgers (5) wirkt, an dem das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) befestigt ist, – der dabei entstehende Druckanstieg in dem durch das Fahrzeugrahmenschutzelement (41) gebildeten Hohlraum wird durch einen darin angeordneten Drucksensor (6) erfasst und in ein auswertbares elektrisches Drucksignal umgewandelt, – das Drucksignal dient als Information über die Schwere des Aufprallunfalls und wird zur Ansteuerung eines entsprechend geeigneten Insassenschutzmittels durch eine Steuereinheit (14) verwendet.
Verfahren zum Ansteuern eines Insassenschutzsystems, mit mindestens einem Fahrzeugrahmenschutzelement 42), das an einem Querträger (3) eines Fahrzeugrahmens (3, 5) befestigt ist zum Schutz vor einem dauerhaften Schaden des Fahrzeugrahmens (3, 5) ab einer einwirkenden Mindestkraft in Längsrichtung des Querträgers (3), umfassend folgende Verfahrensschritte: – das Fahrzeugrahmenschutzelement (42) wird dauerhaft plastisch deformiert, sobald mindestens eine Mindestkraft in Längsrichtung desjenigen Querträgers (3) wirkt, an dem das Fahrzeugrahmenschutzelement (42) befestigt ist, – der dabei entstehende Druckanstieg in dem durch das Fahrzeugrahmenschutzelement (42) gebildeten Hohlraum wird durch einen darin angeordneten Drucksensor (6) erfasst und in ein auswertbares elektrisches Drucksignal umgewandelt, – das Drucksignal dient als Information über die Schwere des Aufprallunfalls und wird zur Ansteuerung eines entsprechend geeigneten Insassenschutzmittels durch eine Steuereinheit (14) verwendet.