DE4201822B4

DE4201822B4 - System zum Erkennen eines seitlichen Stoßes auf ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4201822B4
Application number: DE4201822A
Authority: DE
Inventors: Yngve Haland
Original assignee: GEN ENGINEERING BV; General Engineering (Netherlands) BV
Current assignee: GEN ENGINEERING BV; General Engineering (Netherlands) BV
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPH0593735A; DE4201822A1; GB2253595A; GB2253595B; US5281780A; GB9104063D0; JP3553617B2

Abstract

System zum Erkennen eines seitlichen Stoßes auf ein in seinem Seitenbereich mit wenigstens einem der Innenseite seiner Außenwandung (2) benachbart oder diese berührend angeordneten Verstärkungselement (6) versehenen Kraftfahrzeug und mit einem Sensor (8, 9, 14), der bei einem seitlichen Stoß ein Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8, 9, 14) das Ausgangssignal abgibt, wenn oder nachdem das Verstärkungselement (6) deformiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Erkennen eines seitlichen Stoßes auf ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Sensoren bekannt, die dazu dienen, einen Stoß auf ein Kraftfahrzeug zu erkennen. Derartige Stoßdetektoren können benutzt, um eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einen sogenannten "air-bag" oder aber den Spanner eines Sicherheitsgurts, zu betätigen.
Viele der bekannten Stoßdetektoren erkennen einen Stoß auf das Fahrzeug. Es hat sich aber jetzt gezeigt, daß Bedarf an einem Stoßdetektor besteht, der einen Stoß auf die Seite eines Kraftfahrzeugs erkennt. Derartige Stoßdetektoren können verwendet werden, um insbesondere einen "air-bag" auszulösen, der den Fahrer eines Fahrzeugs, oder aber einen Begleiter, insbesondere vor einem Seitenstoß schützen kann.

Die deutsche Offenlegungsschrift 37 16 168 zeigt Anordnungen zum Erkennen eines seitlichen Stoßes. In der in dieser Druckschrift gezeigten Anordnung erstrecken sich zwei gestreckte Elemente quer über die Tür eines Kraftfahrzeugs benachbart der Außenwandung der Tür. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die sich quer erstreckenden Elemente fest und auf einem piezoelektrischen Wandler befestigt, so daß bei einer Deformation der Außenwandung der Tür und einer Berührung der quer verlaufenden Elemente der Wandler geeignete Signale erzeugt. In einem anderen Ausführungsbeispiel weisen die sich längs erstreckenden Querelemente Lichtführungen auf, die Licht von einer Fotodiode zu Fototransistoren führen. Wenn die Außenwandung der Fahrzeugtür die Elemente berührt, wird diese Lichtschranke unterbrochen, ein entsprechendes Signal wird erzeugt. In jedem dieser Ausführungsbeispiele wird die Geschwindigkeit der Deformation der Außenwandung der Tür durch Bestimmen der zeitlichen Verzögerung zwischen zwei bestimmten Ausmaßen der Deformation gemessen, also das Ausmaß der Deformation, wenn die Außenwandung das erste Querelement berührt und das nachfolgende Maß an Deformation, wenn die Außenwandung der Tür das zweite quer verlaufende Element berührt.

Die gattungsbildende GB-A-22 25 660 zeigt ein anderes Beispiel, in dem ein Druckschalter betätigt wird in Antwort auf eine Deformation der Außenwandung der Tür. Es ist zu beachten, daß die oben dargestellten vorbekannten Anordnungen die Deformation der Außenwandung der Tür erkennt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Anordnungen nicht zu friedenstellend sind, da sie auf jede Deformation der Außenwandung der Tür ansprechen. Üblicherweise bestehen die Außenwandungen einer Fahrzeugtür aus einem gewalztem Stahlblech, das so dünn wie möglich hergestellt ist. Dieses Blech wird durch einen Stoß auch mit relativ geringer Energie deformiert. Die Außenwandung einer Tür eines Motorfahrzeugs kann beispielsweise durch einen schnellen Schlag von einem leichten Gegenstand, etwa einem Fußtritt, deformiert werden. Die Außenwandung einer Fahrzeugtür kann auch erheblich deformiert werden, wenn die Tür bei Öffnen gegen einen festen Gegenstand geschlagen wird, wie es bestehen, wenn das Auto unmittelbar benachbart einem Laternenpfahl oder dgl. abgestellt wird. Der Grund dafür besteht darin, daß die Außenwandung der Tür eines Kraftfahrzeugs keine Eigenfestigkeit hat und das Ausmaß der Deformation durch einen Stoß von der Geschwindigkeit des Stoßes abhängt und fast unabhängig von der Energie des Stoßes ist.

Um ein Aufblasen des "air-bags" nur in solchen Situationen auszulösen, in denen auch eine Verletzungsgefahr für die Kraftfahrzeuginsassen besteht, schlägt die DE 21 49 158 B2 einen ersten auf der Außenfläche eines frontalen Stoßfängers angeordneten und einen zweiten hinter dem Stoßfänger auf der Oberfläche der Fahrzeugkarosserie angeordneten Schalter vor. Dabei erfolgt ein Aufblasen des "air-bags" nur dann, wenn bei einem Aufprall der erste Schalter geschlossen wird und der Stoßfänger aufgrund der durch den Aufprall erfolgten Verformung den zweiten Schalter innerhalb eines vorbestimmten Intervalls schließt. Zwar könnten die Schalter auch an seitlichen Teilen des Fahrzeugs hintereinander angebracht werden, allerdings wären in diesem Fall ästhetische und sicherheitstechnische Aspekte zu berücksichtigen, die eine Anwendung im Bereich des seitlichen Aufprallschutzes als unwahrscheinlich erscheinen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der ein passives Sensorelement verwendet wird, das zwischen einem seitlichen Stoß mit geringer Energie, bei dem der "air-bag" nicht aufgeblasen werden soll, und einem Stoß mit hoher Energie, bei dem der "air-bag" aufgeblasen werden soll, unterscheiden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein System zum Erkennen eines seitlichen Stoßes auf ein in seinem Seitenbereich mit wenigstens einem der Innenseite seiner Außenwandung benachbart oder diese berührend angeordneten Verstärkungselement versehenen Kraftfahrzeug und mit einem Sensor, der bei einem seitlichen Stoß ein Ausgangssignal abgibt, wobei der Sensor das Ausgangssignal abgibt, wenn oder nachdem das Verstärkungselement deformiert ist. Vorzugsweise ist das Verstärkungselement von der Außenwandung beabstandet angeordnet.

Das Sensorelement kann auf den Weg, die Beschleunigung oder die Geschwindigkeit der Deformation des Verstärkungselements ansprechen.

Vorzugsweise ist der Sensor benachbart dem Teil des Verstärkungselements angeordnet, der von der Außenwandung des Fahrzeugs entfernt ist und auf eine Bewegung des Verstärkungselements anspricht.

Das Sensorelement kann ein druckempfindliches Sensorelement sein.

Vorzugsweise ist das Sensorelement ein piezoelektrisches Sensorelement.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Sensorelement auf dem Verstärkungselement angeordnet.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Sensorelement auf einem Winkelträger befestigt, der an der Innenseite der Außenwandung das Verstärkungselement berührend befestigt ist, so daß der Sensor sich nicht bewegt, bevor die Verstärkungsstrebe sich bewegt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Sensorelement eine träge Masse auf, die von einer Feder in einem Gehäuse belastet wird, wobei eine Bewegung der Masse relativ zu dem Gehäuse einen Schalter betätigt und ein Signal auslöst.

Schließlich kann der Sensor eine elektrische Spule und einen Magnetanker aufweisen, die zur Befestigung auf dem Abschnitt des Verstärkungselements der von der Außenwan dung weg weist und auf einem Element, das in einer Position fixiert ist, befestigt sind, so daß eine Bewegung des Verstärkungselements eine Relativbewegung von Spule und Magnetanker bewirkt, wodurch ein Strom erzeugt wird.

Das System kann in der Tür eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert werden. Dabei zeigt:
1 eine schematische vertikale Schnittansicht durch eine mit einem Stoßsensor nach der Erfindung versehenen Autotür,
2 eine 1 entsprechende Teilansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
3 eine 1 entsprechende Teilansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und
4 eine weitere 1 entsprechende Teilansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, zeigt.
1 zeigt schematisch eine Autotür, die mit einem Stoßsensor nach der Erfindung ausgestattet ist. Die Tür besteht aus einer Innenwandung 1 und einer Außenwandung 2, die zwischen sich den Innenraum 3 der Tür begrenzen. Ein Fenster 4 ist in der Tür vorgesehen, in 1 ist der obere Abschnitt 5 des das Fenster umgebenden Rahmens angedeutet.
Es versteht sich, daß die Tür in üblicher Weise ausgebildet ist, sie wird daher nur schematisch dargestellt.
Etwa in der Mitte des hohlen Innenraums 3 der Tür ist eine im wesentlichen steife Verstärkungsstrebe 6 angeordnet, die sich horizontal quer in der Tür erstreckt. Die Verstärkungsstrebe kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein. Vorzugsweise ist die Verstärkungsstrebe an einem Ort mit einem Abstand von der Außenwandung 2 der Tür angeordnet.
Ein Rahmen oder eine Spinne 7, die an der Innenwandung 1 der Tür angeordnet ist, trägt ein Sensorelement 8 benachbart der Fläche der sich horizontal erstreckenden Verstärkungsstrebe 6, die in Richtung auf die zu der Innenwandung 1 der Tür weist.
Der Sensor 8 kann einen Druckschalter oder einen Sensor, der ein piezoelektrisches Element aufweist, beinhalten. Wenn ein derartiger Sensor verwendet wird, versteht sich, daß diese nur dann aktiviert wird, wenn die Verstärkungsstrebe 6 so stark deformiert wird, daß die Strebe 6 den Sensor 8 berührt. Der Sensor spricht so hauptsächlich auf den Deformationsweg der Verstärkungsstrebe 6 an. Dies geschieht nur dann, wenn ein Stoß mit großer Energie auftritt, ein Stoß mit geringer Energie deformiert die relativ starke Verstärkungsstrebe 6 nicht.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist der Sensor eine von einer Feder belastete Masse auf. Bei einem solchen Sensor wird eine Masse in einer vorgegebenen Position durch eine Feder gehalten. Wenn der Sensor die Masse aufgrund seiner Schwerkraft bewegt, neigt diese dazu, ortsfest zu bleiben und bewegt sich gegen die Kraft der Feder. Dies bedeutet, daß das äußere Gehäuse des Sensors sich relativ zu der Masse bewegt. Die Kraft der Feder wird so gewählt, daß die Masse sich nur um einen vorgegebenen Weg relativ zu dem Gehäuse bewegt, wenn es einer vorgegebenen Beschleunigung unterliegt, wodurch ein elektrischer Kreis geschlossen oder geöffnet werden kann. Der Sensor wird jedoch einer solchen Beschleunigungskraft infolge einer Deformation der Strebe 6 während eines seitlichen Stoßes unterworfen, der Sensor wird also wiederum nur dann betätigt, wenn die Tür einem Stoß mit hoher Energie ausgesetzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel spricht der Sensor also hauptsächlich auf eine Beschleunigung der Strebe an.
2 entspricht dem Mittelabschnitt von 1 und zeigt die Innenwandung 1, die Außenwandung 2 und die Verstärkungsstrebe 6 der Tür. Diese Merkmale werden daher nicht erneut beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist oben auf der Verstärkungsstrebe 6 ein Sensorelement 9 montiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Sensorelement 9 ein Sensor mit einer Feder und einer Masse, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Da das Sensorelement 9 auf der sich quer erstreckenden Verstärkungsstrebe montiert ist, wird der Sensor nur betätigt, wenn die Strebe während eines seitlichen Stoßes deformiert wird.
3 zeigt wiederum den Mittelabschnitt einer Tür eines Motorfahrzeugs, das derjenigen von 1 entspricht, also mit einer Innenwandung 1, einer Außenwandung 3 und der Verstärkungsstrebe 6. Auf der äußeren Wandung 2 ist ein Rahmen 10 angeordnet, der einen Winkelträger mit einem vertikalen Abschnitt und einem horizontalen Abschnitt 11, 12 trägt. Der vertikale Abschnitt des Winkelträgers ist wiederum benachbart der sich quer erstreckenden Verstärkungsstrebe 6 angeordnet, der horizontale Abschnitt ist unmittelbar oberhalb der Strebe 6 angeordnet. Ein Füllmaterial oder Klebstoff 13 ist zwischen den Elementen des Winkelträgers 11, 12 und der sich horizontal erstreckenden Verstärkungsstrebe 6 angeordnet. Auf dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 12 des Winkelträgers ist ein Sensorelement 14 befestigt, das ein Feder/Massen-Sensor von der oben beschrieben Art sein kann. Da der durch die Abschnitte 11 und 12 gebildete Winkelträger unmittelbar benachbart der sich horizontal erstreckenden Strebe 6 angeordnet ist, wird in einem Ausgangszustand auch wenn die äußere Wandung der Tür deformiert wird, der Sensor 14 sich nicht bewegen und damit ein Ausgangssignal liefern. Nur wenn die Außenwandung 2 der Tür stark deformiert ist und die sich quer erstreckende Strebe 6 deformiert ist, kann der Sensor 14 ein Ausgangssignal liefern. Dies beruht darauf, daß der Sensor, wie in 3 gezeigt, rechts von einer vertikalen Ebene angeordnet ist, die durch die linke Fläche der Verstärkungsstrebe verläuft. Diese Bewegung der äußeren Wandung 2 der Tür gegen die Strebe 6 kann den Sensor 14 nicht aktivieren, bis die Strebe 6 tatsächlich deformiert ist.
4 und eine andere, im wesentlichen den 2 und 3 entsprechende Figur, zeigt den Mittelabschnitt einer Tür mit einer Innenwandung 1 und einer Außenwandung 2 und einer sich horizontal erstreckenden Verstärkungsstrebe 6. Auf der Verstärkungsstrebe 6 auf dessen zu der inneren Wandung 1 der Tür weisenden Seite ist eine elektrische Spule 15 befestigt. Auf der Innenwandung der Tür ist ein Magnetanker oder Eisenkern 16 angeordnet, der mit einer durch die Spule 15 gebildeten Mittelpassage ausgerichtet ist. Es versteht sich, daß bei einer Deformation der äußeren Wandung 2 und der sich quer er streckenden Verstärkungsstrebe 6 die Spule 15 relativ zu dem Magnetanker 16 bewegen wird, was einen in der Spule 14 induzierten Stromfluß bewirkt. Die Stärke dieses Stroms ist abhängig von der Geschwindigkeit der Deformation der Strebe 6, der Sensor spricht so primär auf die Geschwindigkeit der Deformation der Verstärkungsstrebe 6 an.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf vier besondere Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, versteht es sich, daß viele Abwandlungen innerhalb des Schutzbereichs, der sich aus den nachfolgenden Ansprüchen ergibt, möglich sind. Bevorzugt sind jedoch Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen das Element relativ zu der Außenwandung der Tür eines Motorfahrzeugs hinter einer vertikalen Ebene, die den Teil der Verstärkungsstrebe, die der Außenwandung am nächsten ist in Richtung auf die Außenwandung der Tür des Motorfahrzeugs, angeordnet ist.
Obwohl die Erfindung in bezug auf die Tür eines Motorfahrzeugs dargestellt ist, versteht es sich, daß dieser Sensor auch befestigt werden kann, um einen Stoß an anderen Positionen an der Seite des Fahrzeugs, beispielsweise in dem Bereich der Kotflügel und dem rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs angeordnet sein können. In jedem Fall ist eine Verstärkungsstrebe benachbart, aber mit Abstand von der Außenwandung der Seite des Fahrzeugs vorgesehen.

Claims

System zum Erkennen eines seitlichen Stoßes auf ein in seinem Seitenbereich mit wenigstens einem der Innenseite seiner Außenwandung (2) benachbart oder diese berührend angeordneten Verstärkungselement (6) versehenen Kraftfahrzeug und mit einem Sensor (8, 9, 14), der bei einem seitlichen Stoß ein Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8, 9, 14) das Ausgangssignal abgibt, wenn oder nachdem das Verstärkungselement (6) deformiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Verstärkungselement (6) von der Außenwandung (2) beabstandet angeordnet ist.
System nach Anspruch 1 und Anspruch 2, wobei der Sensor (8, 9, 14) auf den Weg der Deformation des Verstärkungselements (6) anspricht.
System nach Anspruch 1 und Anspruch 2, wobei der Sensor (8, 9, 14) auf die Beschleunigung der Deformation des Verstärkungselements (6) anspricht.
System nach Anspruch 1 und Anspruch 2, wobei der Sensor (8, 9, 14) auf die Geschwindigkeit der Deformation des Verstärkungselements (6) anspricht.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) benachbart dem Teil des Verstärkungselements (6) angeordnet ist, der von der Außenwandung (2) des Fahrzeugs entfernt ist und auf eine Bewegung des Verstärkungselements (6) anspricht.
System nach Anspruch 6, wobei der Sensor (8) ein druckempfindlicher Sensor ist.
System nach Anspruch 7, wobei der Sensor (8) ein piezoelektrischer Sensor ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (9) auf dem Verstärkungselement (6) angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) auf einem Winkelträger (11, 12) befestigt ist, der an der Innenseite der Außenwandung (2) das Verstärkungselement (6) berührend befestigt ist, so dass der Sensor (14) sich nicht bewegt, bevor das Verstärkungselement (6) sich bewegt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8, 9, 14) eine träge Masse aufweist, die von einer Feder in einem Gehäuse belastet wird, wobei eine Bewegung der Masse relativ zu dem Gehäuse einen Schalter betätigt und ein Signal auslöst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine elektrische Spule (15) und einen Magnetanker (16) aufweist, die zur Befestigung auf dem Abschnitt des Verstärkungselements (6), der von der Außenwandung (2) weg weist und auf einem Element, das in einer Position fixiert ist, befestigt sind, so dass eine Bewegung des Verstärkungselements (6) eine Relativbewegung von Spule (15) und Magnetanker (16) bewirkt, wodurch ein Strom erzeugt wird.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Vorsehung in der Tür (1, 2) eines Kraftfahrzeugs.