DE10100881A1 - Vorrichtung zur Seitenaufpralldetektion in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
Vorrichtung zur Seitenaufpralldetektion in einem KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Seitenaufpralldetektion in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, die dazu dient, mit einem Abstandssensor einen Seitenaufprall zu erkennen. Der Abstandssensor ist vorzugsweise als optischer Sensor ausgebildet, wobei die Sendeleistung des optischen Sensors durch einen Einmeßvorgang zu Betriebsbeginn und durch eine Regelschaltung während dem Betrieb eingeregelt wird.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur
Seitenaufpralldetektion in einem Kraftfahrzeug nach der
Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Es ist bereits bekannt, einen Seitenaufprall zu detektieren,
wobei es zu einer Seitenteilverformung des Kraftfahrzeugs
kommt. Zum einen liegen indirekte Meßmethoden vor, wie
beispielsweise über einen adiabatischen Druckanstieg in
einem Seitenteil des Fahrzeugs, oder über direkte
Meßmethoden, beispielsweise über eine Dehnmeßstreifenfolie.
Eine Methode, die unabhängig von der Seitenteilverformung
arbeitet, ist die Seitenaufpralldetektion über einen
Beschleunigungssensor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Seitenaufpralldetektion
in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass mit dem
wenigstens einen Abstandssensor nur echte Verformungen des
Seitenteils detektiert werden, wobei dann auch die
Intrusionsgeschwindigkeit in das Fahrzeug bestimmbar wird.
Dadurch ist es möglich, mehrstufige oder gar stufenlose
Rückhaltesysteme situationsgerecht anzusteuern, da über die
Bestimmung der Intrusionsgeschwindigkeit auch eine
Abschätzung von möglichen Verletzungen von Insassen möglich
wird. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine höhere Robustheit gegenüber harten Fahrmanövern auf, da
eben nur echte Verformungen des Seitenteils detektiert
werden. Schließlich sind auch Abstandssensoren weniger
aufwendig, so dass eine Kostenersparnis eintritt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte
Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch
angegebenen Vorrichtung zur Seitenaufpralldetektion in einem
Kraftfahrzeug möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Abstandssensoren als
optische Sensoren ausgebildet sind, wobei insbesondere
Infrarotlicht verwendet wird. Dies führt zu einem sehr
robusten Meßprinzip, da die Beeinflussung durch Fremdlicht
ausgeschlossen wird. Als Sender bei solchen optischen
Abstandssensoren sind vorzugsweise Leuchtdioden oder
Laserdioden einsetzbar und als Empfänger Fotodioden aber
auch Bolometer sind denkbar. Alternative Meßprinzipien sind
Ultraschall und Mikrowellen. Zu Beginn des Betriebs der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorteilhafterweise ein
Einmeßvorgang vorgenommen, um die Sendeleistung optimal
einzustellen, wobei während des Betriebs eine Nachführung
des Arbeitspunkts durch eine geeignete Regelschaltung
erfolgt. Damit ist immer ein optimaler Betrieb der
erfindungsgemäßen Vorrichtung garantiert.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass als den Reflektor
entweder die Oberfläche des Verteifungsrohrs selbst
verwendet wird oder, wenn es konstruktive Gegebenheiten des
Seitenteils erfordern, eine Metallplatte mit dem
Versteifungsrohr verbunden wird, die dann als Reflektor
wirkt und vorzugsweise als Blechteil ausgeführt ist. Solche
konstruktiven Situationen können insbesondere durch ein
Seitenfenster bedingt sein.
Schließlich ist es auch von Vorteil, dass ein
Plausibilitätssensor vorliegt, der zur Überprüfung auf einen
Seitenaufprall verwendet wird, so dass keine Fehlsignale der
Abstandssensoren zu einem Auslösen von Rückhaltemitteln
führen. Dieser Plausibilitätssensor wird üblicherweise als
Beschleunigungssensor ausgeführt. Es sind hier jedoch auch
andere Sensortypen wie Druck und Temperatur verwendbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 eine erste Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 3 eine zweite Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und
Fig. 4 das Abstandsmeßprinzip.
Bei einem Seitenaufprall verformt sich ein Versteifungsrohr,
das in einem Seitenteil eines Kraftfahrzeugs angebracht ist
derart, dass sich sein Abstand zum Innenblech des
Seitenteils verringert. Am Aufprallort entspricht dies einer
Eindring- oder Intrusionsgeschwindigkeit, welche gleich der
Eindringgeschwindigkeit des Objekts selbst ist.
Erfindungsgemäß wird nun die Intrusion des Versteifungsrohrs
mittels Abstandssensoren bestimmt.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt. Ein Seitenteil 1 weist an der
Fahrzeugaußenseite ein Türversteifungsrohr 2 auf und auf der
Fahrzeuginnenseite drei Abstandssensoren 3, die jeweils über
Datenein-/-ausgänge mit einem Steuergerät 4 verbunden sind,
das über einen vierten Datenein-/-ausgang mit einem
Beschleunigungssensor 5 verbunden ist, der sich ebenfalls im
Seitenteil 1 befindet.
Das Steuergerät 4, das einen Prozessor aufweist, steuert in
Abhängigkeit von den Sensorsignalen ein Rückhaltesystem an.
Der Beschleunigungssensor 5 dient als Plausibilitätssensor,
um ein Seitenaufprallfehlsignal durch die Abstandsensoren 3
zu erkennen. Die Abstandssensoren 3 sind mit ihrem
Meßprinzip in Fig. 4 dargestellt. Hier ist ein optischer
Abstandssensor 3 mit einem optischen Sender 8 und einem
optischen Empfänger 9 dargestellt, wobei die
Abstrahlrichtung von dem Sender 8 und die Empfangsrichtung
für den Empfänger 9 auf einen festen Winkel eingestellt
sind, bei dem maximale Empfangsintensität zu erwarten ist.
Bewegt sich nun das Versteifungsrohr 2 in die Richtung 10,
kommt es zu einer Intensitätsabsenkung der empfangenen
optischen Signale am Empfänger 9. Als Sender wird hier eine
LED (Light Emitting Diode) und als Empfänger eine Fotodiode
verwendet. Alternativ ist hier auch eine Ultraschallsender-/
und -Empfänger und eine Mikrowellensender-/ und -Empfänger-
Kombination möglich.
Durch das Einsetzen mehrerer Abstandssensoren ist eine
Verifikation und eine bessere Beurteilung des
Seitenaufpralls möglich. Der optische Abstandssensor 3
verstärkt, filtert und digitalisiert die Sensorsignale und
überträgt sie zu dem Steuergerät 4 als digitalen Datenstrom.
Das Steuergerät 4 vergleicht dann die Sensorsignale mit
vorgegebenen Schwellwerten, um einen Seitenaufprall zu
erkennen und die Intrusionsgeschwindigkeit zu bestimmen.
Anhand dieser Daten werden dann Rückhaltemittel angesteuert.
Unter Rückhaltemittel sind hier insbesondere Airbags und
Gurtstraffer zu verstehen. Dabei werden auch die
Beschleunigungssensorsignale von dem Beschleunigungssensor 5
mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen, wobei sowohl die
Beschleunigungssignale als auch integrierte
Beschleunigungssignale, also Geschwindigkeitssignale mit
Schwellwerten verglichen werden. Nur, wenn auch der
Beschleunigungssensor 5 einen Seitenaufprall anzeigt, dann
steuert das Steuergerät 4 tatsächlich die Rückhaltemittel
an. Das Steuergerät 4 kann in dem Seitenteil 1 plaziert sein
oder außerhalb, wobei dann die Sensorsignale beispielsweise
über einen Bus oder Zweidrahtleitungen zu dem Steuergerät 4
übertragen werden.
In Fig. 2 ist eine erste Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In dem Seitenteil
1 ist das Versteifungsrohr 2 direkt gegenüber dem optischen
Abstandssensor 3 angebracht. Eine Scheibe 6 ist im
eingefahrenen Zustand über der optischen Übertragungsstrecke
zwischen dem Versteifungsrohr 2 und dem optischen Sensor 3.
In Fig. 3 ist eine zweite Ansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt. Die Scheibe 6 ist nun im
eingefahrenen Zustand so tief, dass sie das Versteifungsrohr
2 abdeckt. Daher ist der Sensor 3 gegenüber einem
Reflektorblech 7, das mit dem Versteifungsrohr 2 fest
verbunden ist, so dass eine Verbiegung des Versteifungsrohr
2 auch zu einer Verbiegung des Reflektors 7 führt.
In Fig. 5 ist eine Regelschaltung zur Nachführung des
Arbeitspunktes des optischen Sensors 3 dargestellt. Dies
gilt analog für einen Ultraschallsensor beziehungsweise eine
Mikrowellensensor. Der Sender 8, hier die LED, strahlt das
Licht auf das Versteifungsrohr 2 ab, das dann in den
Empfänger 9, die Photodiode, reflektiert wird. Der Sender 8
wird von einer Treiberschaltung 12 betrieben, die den
Arbeitspunkt einstellt. Das Ausgangssignal des Empfängers 9
geht auf einen Meßverstärker 9, der über einen ersten
Ausgang mit dem Steuergerät 4 verbunden ist. Alternativ ist
es hier möglich, dass noch eine Analog-Digital-Wandlung des
verstärkten Empfangssignals erfolgt, bevor es zum
Steuergerät 4 übertragen wird. Auch eine Vorverarbeitung,
beispielsweise ein Schwellenwertvergleich, sind hier vor der
übertragung möglich.
Über einen zweiten Ausgang ist der Meßverstärker 11 an einen
positiven Eingang eines Komparators 13 angeschlossen. Dieses
Ausgangssignal des Meßverstärkers, eine Spannung, wird hier
mit einer Referenzspannung verglichen, um die an den Ausgang
des Komparators angeschlossene Treiberschaltung 12
nachzuführen, so dass der Sender 8 eine Lichtleistung
abgibt, die zu einem der Referenzspannung entsprechenden
Empfangssignal führt. Damit wird eine Regelung der
Sendeleistung erreicht. Insbesondere Verschmutzungen des
Versteifungsrohrs beziehungsweise des Reflektors oder
Bauteilveränderungen können hierdurch kompensiert werden.
Bei der Verwendung eines optischen Meßprinzips ist es
weiterhin möglich, eine Optik für den Sender 8
beziehungsweise den Empfänger 9 zu Fokussierung zu
verwenden.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Seitenaufpralldetektion in einem
Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung wenigstens einen Sensor
(3) in einem Seitenteil des Kraftfahrzeugs zur Erfassung der
Seitenteilverformung und ein Steuergerät (4) zur Auswertung
von Sensorsignalen des wenigstens einen Sensors (3)
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Seitenteil ein
Versteifungsrohr (2) angebracht ist, das mit einem Reflektor
(7) verbunden ist, dass der wenigstens eine Sensor (3) als
Abstandssensor ausgebildet ist und einen Abstand zu dem
Reflektor (7) erfasst und das Steuergerät (4) in
Abhängigkeit von dem Abstand einen Seitenaufprall erkennt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandssensor (3) als optischer Sensor ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Versteifungsrohrs
als Reflektor ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Versteifungsrohr mit einer
Metallplatte als dem Reflektor verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Betriebsstart der
Vorrichtung der wenigstens eine Abstandssensor (3) einen
Einmeßvorgang zur Einstellung einer Sendeleistung
durchführt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Abstandssensor (3) mit einer
Regelschaltung verbunden ist, um die Sendeleistung während
des Betriebs einzuregeln.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Seitenteil (1) ein
weiterer Sensor (5) untergebracht ist, der als
Plausibilitätssensor dient.
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