DE10340263B4

DE10340263B4 - Vorbaustruktur für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10340263B4
Application number: DE10340263.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Goseberg; Matthias Arleth
Original assignee: Magna Electronics Europe GmbH and Co OHG
Current assignee: Magna Electronics Europe GmbH and Co OHG
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2023-08-30
Also published as: DE10340263A1

Abstract

Vorbaustruktur für ein Kraftfahrzeug mit einem über die Fahrzeugbreite langgestreckten Aufpralldämpfer (16) eines Frontstoßfängers (12) und einem eine zumindest bereichsweise längs des Frontstoßfängers (12) verlaufende, auf mechanische Verformung ansprechende Sensorleitung (20) aufweisenden Aufprallsensor (22) insbesondere zur Erfassung eines Fußgängeraufpralls, wobei in den als Kunststoff-Formteil ausgebildeten Aufpralldämpfer (16) eine Sensoraufnahme (18) zum Einsetzen mindestens der Sensorleitung (20) des Aufprallsensors (22) eingeformt ist, und der Aufpralldämpfer einschließlich der Sensoraufnahme als einstückiges Bauteil ausgebildet ist, und wobei die Sensoraufnahme (18) Stützelemente (32) zur formschlüssigen Halterung der Sensorleitung (20) aufweist, und wobei die Sensoraufnahme (18) weiterhin eine durch im Abstand voneinander angeordnete, zur lokalen Biegeverformung der Sensorleitung (20) ausgebildete Kraftübertragungsglieder (36) gebildete Verformungsstruktur (34) aufweist, und wobei die Kraftübertragungsglieder (36) als Wandelemente in die Formteilgestalt integriert ausgeführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1.
Aus der DE-A-197 45 309 ist ein Unfall-Sensor zur optischen Erfassung eines Aufpralls bekannt, welcher ein außenseitig um das Kraftfahrzeug umlaufendes leistenartiges Kunststoffteil aufweist, das als Lichtleiter bei einer Verformung seine Lichtdurchlässigkeit verändert. Bei dieser Anordnung besteht jedoch das Problem, dass auch kleinste Stöße beispielsweise beim Einparken als Unfall detektiert werden, da die außen liegenden Leisten als erstes beschädigt werden. Abgesehen von Fehlauslösungen ist eine solche Anordnung auch im Hinblick auf gestalterische Ansprüche und herstellungstechnische Anforderungen eher nachteilig.
Die GB 2 348 505 A sowie die GB 2 374 422 A offenbaren berührungslos arbeitende Sensoren, die zur Montage an einem Stoßfänger bzw. in einer Vorbaustruktur eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
Zur Verbesserung des Seitenschutzes von Fahrzeuginsassen, insbesondere bei Seitenkollisionen, ist aus der DE 44 07 763 A1 der Einsatz eines Sensors aus Lichtleitfasern bekannt. Die Lichtleitfasern werden zur Erfassung von Druckmesswerten zwischen plattenförmigen Druckübertragungsmitteln angeordnet.
Aus der US 5 847 643 A ist eine Anordnung zur Erzeugung eines akustischen Alarms bei einem Crash offenbart. Eine hohe Funktionssicherheit in Bezug auf eine Sensierung eines Aufpralls ist hierbei nicht erforderlich.
Das Dokument DE 197 18 803 C1 beschreibt eine Anordnung und ein Verfahren zum Identifizieren eines Fußgängeraufpralls. Hierbei sind an einer Stoßstange eine Vielzahl von Sensoren angeordnet. Mit den Sensoren werden die bei einem Aufprall auftretenden translatorischen Verschiebungen ermittelt und ausgewertet. Hierfür sind beabstandet angeordnete Kontaktflächen vorgesehen, die erst ab einer gewissen Deformation in Kontakt kommen. Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik aufgetretenen Nachteile zu vermeiden und eine Kraftfahrzeug-Vorbaustruktur dahingehend zu verbessern, dass neben der Aufpralldämpfung eine Aufprallerfassung mit hoher Funktionssicherheit in kompakter und Bauraum sparender Bauform möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Dementsprechend sieht die Erfindung vor, dass in den als Kunststoff-Formteil ausgebildeten Aufpralldämpfer eine Sensoraufnahme zum Einsetzen mindestens der Sensorleitung des Aufprallsensors eingeformt ist. Dadurch wird ein modularer Aufbau erreicht, wobei die für die Kraftübertragung auf den Sensor funktionsrelevanten Bauteile in ein ohnehin benötigtes Fahrzeugstrukturbauteil als Baueinheit einbezogen sind. Auf diese Weise können Bauraum und Teilekosten eingespart werden. Zugleich wird eine fahrzeugspezifische Anpassung vereinfacht, und es kann ohne zusätzliche Schnittstellen eine lagerichtige Fixierung gewährleistet werden.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Aufpralldämpfer unter Begrenzung von Hohlkammern vorzugsweise fachwerkartig miteinander verbundene Aussteifungswände aufweist. Dadurch ist eine spezifische Anpassung der Übertragungseigenschaften und auch des Verhaltens gegenüber Temperatureinflüssen möglich. Eine weitere Verbesserung sieht hierbei vor, dass der Aufpralldämpfer als Spritzgussformteil ausgebildet ist.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass an den als Formteil ausgebildeten Querträger eine Sensoraufnahme zum Einsetzen mindestens der Sensorleitung des Aufprallsensors angeformt ist. Auch hier kann der Querträger als sicherheitsrelevantes Strukturbauteil des Fahrzeugs eine Zusatzfunktion hinsichtlich der Sensorintegration mit den vorstehend aufgeführten Vorteilen erfüllen.
Vorteilhafterweise besitzt die Sensoraufnahme einen längsseitig oder stirnseitig offenen, vorzugsweise durch ein Verschlusselement verschließbaren Aufnahmekanal zum Einsetzen der Sensorleitung.
Für eine lagerichtige Fixierung weist die Sensoraufnahme Stützelemente zur formschlüssigen Halterung der Sensorleitung auf.
Um eine definierte Krafteinleitung zu ermöglichen weist die Sensoraufnahme eine durch im Abstand voneinander angeordnete, zur lokalen Biegeverformung der Sensorleitung ausgebildete Kraftübertragungsglieder gebildete Verformungsstruktur auf. Die Kraftübertragungsglieder sind als Wandelemente in die Formteilgestalt integriert.
Eine weitergehende Systemintegration lässt sich vorteilhafterweise dadurch erreichen, dass die Sensoraufnahme eine Gehäusekammer für eine mit der Sensorleitung verbindbare Messeinheit aufweist. Günstig ist es auch, wenn die Sensoraufnahme mindestens eine integrierte Steckerbuchse für eine Anschlussleitung aufweist.
Zur Abdeckung eines großen Erfassungsbereiches ist es vorteilhaft, wenn die Sensorleitung mindestens ein an seinen Enden mit einem Sender zur Einspeisung von Lichtsignalen und einem Empfänger für die austretenden Lichtsignale koppelbaren faseroptischen Lichtwellenleiter aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
1; eine Vorbaustruktur eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Querträger und einen Stoßfänger mit eingebautem Aufprallsensor in einem ausschnittsweisen Horizontalschnitt der linken Fahrzeughälfte; und
2; einen Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der 1.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorbaustruktur mit integrierter Sensoreinrichtung kann allgemein zur Erfassung einer äußeren Stoßeinwirkung an einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden und dient insbesondere zur spezifischen Erfassung eines Fußgängeraufpralls. Gemäß 1 und 2 umfasst die Vorbaustruktur einen vor einem vorderen Querträger 10 vorgelagerten Stoßfänger 12, welcher eine Außenhaut 14 und einen dahinter verborgenen, über die Fahrzeugbreite langgestreckten Aufpralldämpfer 16 aufweist. Der als Kunststoff-Formteil ausgebildete Aufpralldämpfer 16 bildet dabei zugleich als Hüllstruktur eine Sensoraufnahme 18 zum Einsetzen des eine Sensorleitung 20 aufweisenden Aufprallsensors 22.
Wie am besten aus 1 ersichtlich, weist der Aufpralldämpfer anstelle von herkömmlichen Schaumkörpern Aussteifungsrippen bzw. -wände 24 auf, die nach Art einer Fachwerkstruktur Hohlkammern 26 begrenzen. Hierfür ist der Aufpralldämpfer 16 einschließlich der Sensoraufnahme 18 als vorzugsweise einstückiges Spritzgussteil ausgebildet. Die Wanddicken und die Wandverteilung sind zur energieabsorbierenden Deformation bei kleineren Stößen optimiert. Durch die Auslegung des Fachwerks ist es auch möglich, Temperaturausdehnungen zu kompensieren, so dass insgesamt ein wenig temperaturanfälliger Aufbau erreicht wird.
Zum seitlichen Einsetzen der Sensorleitung 20 begrenzt die Sensoraufnahme 18 einen längsseitig offenen Aufnahmekanal 28, der durch einen Deckel 30 verschließbar ist. An dem Deckel 30 können Stützelemente 32 zur zweckmäßig formschlüssigen Fixierung der Sensorleitung 20 ausgebildet sein.
Die Kraftübertragung bei einer äußeren Stoßeinwirkung erfolgt über eine Verformungsstruktur 34 der Sensoraufnahme 18 auf die Sensorleitung 20. Die Verformungsstruktur 34 weist im Abstand von einander angeordnete Wandvorsprünge 36 auf, die als Kraftübertragungsglieder eine lokale Biegeverformung der Sensorleitung 20 bewirken. Der Aufpralldämpfer erfüllt somit als Formteil 16 eine Dämpfungsfunktion und eine Stör- bzw. Verformungsfunktion für die Sensorleitung. Entsprechend müssen die Fachwerkstruktur 24 und die Verformungsstruktur 34 geometrisch und durch geeignete Materialwahl in ihren Kraftübertragungseigenschaften aufeinander abgestimmt sein. Im Idealfall wird dabei eine von der Aufprallstelle unabhängige Signalerzeugung möglich.
Wie aus 1 auch hervorgeht, weist die Sensoraufnahme 18 eine Gehäusekammer 38 für eine mit der Sensorleitung 20 verbindbare Messeinheit 40 auf. An die Gehäusekammer 38 ist eine Steckerbuchse 42 für eine Anschlussleitung 44 der Messeinheit 40 angeformt.
Die Sensorleitung 20 ist durch einen faseroptischen Lichtwellenleiter gebildet, der gemäß 2 zwei übereinander verlaufende Faserabschnitte 20, 20'' aufweist. Diese sind am rechten Ende der in 1 nicht dargestellten rechten Stoßfängerhälfte über eine Schlaufe durchgehend verbunden. Das Lichteintrittsende des Abschnitts 20' ist zur Einspeisung von Lichtsignalen mit einem Sender der Messeinheit 40 verbunden, während das Lichtaustrittsende des Abschnitts 20'' mit einem Empfänger der Messeinheit 40 für die austretenden Lichtsignale gekoppelt ist. Bei einem Aufprall wird an der betreffenden Aufprallstelle die Lichtleitfaser 20 durch die Kraftübertragungsglieder 36 wellenförmig gebogen, so dass das hindurch geleitete Messlicht eine Intensitätsänderung bzw. Dämpfung erfährt. Diese kann nach geeigneter Signalumformung als Maß für die Aufprallstärke ausgewertet werden.

Claims

Vorbaustruktur für ein Kraftfahrzeug mit einem über die Fahrzeugbreite langgestreckten Aufpralldämpfer (16) eines Frontstoßfängers (12) und einem eine zumindest bereichsweise längs des Frontstoßfängers (12) verlaufende, auf mechanische Verformung ansprechende Sensorleitung (20) aufweisenden Aufprallsensor (22) insbesondere zur Erfassung eines Fußgängeraufpralls, wobei in den als Kunststoff-Formteil ausgebildeten Aufpralldämpfer (16) eine Sensoraufnahme (18) zum Einsetzen mindestens der Sensorleitung (20) des Aufprallsensors (22) eingeformt ist, und der Aufpralldämpfer einschließlich der Sensoraufnahme als einstückiges Bauteil ausgebildet ist, und wobei die Sensoraufnahme (18) Stützelemente (32) zur formschlüssigen Halterung der Sensorleitung (20) aufweist, und wobei die Sensoraufnahme (18) weiterhin eine durch im Abstand voneinander angeordnete, zur lokalen Biegeverformung der Sensorleitung (20) ausgebildete Kraftübertragungsglieder (36) gebildete Verformungsstruktur (34) aufweist, und wobei die Kraftübertragungsglieder (36) als Wandelemente in die Formteilgestalt integriert ausgeführt sind.
Vorbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufpralldämpfer (16) unter Begrenzung von Hohlkammern (26) vorzugsweise fachwerkartig miteinander verbundene Aussteifungswände (24) aufweist.
Vorbaustruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufpralldämpfer (16) als Spritzgussformteil ausgebildet ist.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (18) einen längsseitig oder stirnseitig offenen, vorzugsweise durch ein Verschlusselement (30) verschließbaren Aufnahmekanal (28) zum Einsetzen der Sensorleitung (20) aufweist.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (18) eine Gehäusekammer (38) für eine mit der Sensorleitung (20) verbindbare Messeinheit (40) aufweist.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (18) mindestens eine integrierte Steckerbuchse (42) für eine Anschlussleitung (44) aufweist.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorleitung (20) mindestens ein an seinen Enden mit einem Sender zur Einspeisung von Lichtsignalen und einem Empfänger für die austretenden Lichtsignale koppelbaren faseroptischen Lichtwellenleiter (20; 20', 20'') aufweist.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, gekennzeichnet durch eine Vorbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche.