DE102018108399B4 - Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeugkarosserieelement zur dreidimensionalen Gestaltung einer Kraftfahrzeugkarosserie (40) miteinem dreidimensional geformten Überwachungsbereich,wobei unterhalb oder oberhalb zum Überwachungsbereich ein Formüberwachungssystem (32) zur Überwachung der dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs vorgesehen ist und das Formüberwachungssystem (32) zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und einer Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist,wobei das Formüberwachungssystemmindestens einen einer dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie (40) folgbaren Wellenleiter (10),eine an dem Wellenleiter (10) angeschlossene Signalquelle (28) zum Einspeisen einer elektromagnetischen Strahlung in den Wellenleiter (10) undeine an dem Wellenleiter angeschlossene Auswerteeinheit (30) zur Detektion von in dem Wellenleiter (10) reflektierter und/oder transmittierter elektromagnetischer Strahlung aufweist,wobei der Wellenleiter (10) in einem ersten Leiterbereich (16) ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter (18) und in einem zum ersten Leiterbereich (16) in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich (20) ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter (22) aufweist.Motor vehicle body element for the three-dimensional design of a motor vehicle body (40) with a three-dimensionally shaped monitoring area, a shape monitoring system (32) being provided below or above the monitoring area for monitoring the three-dimensional shape design of the monitoring area and the shape monitoring system (32) at least partially between the monitoring area and a paint job, in particular an exterior paintwork, is provided, wherein the shape monitoring system has at least one waveguide (10) which can be followed by a three-dimensional shape design of the monitoring area of the motor vehicle body (40), a signal source (28) connected to the waveguide (10) for feeding electromagnetic radiation into the waveguide (10) and one evaluation unit (30) connected to the waveguide for detecting electromagnetic radiation reflected and/or transmitted in the waveguide (10), the waveguide (10) having a first fiber Bragg in a first conductor region (16) designed for a first filter bandwidth. Grid (18) and in a second conductor region (20) offset in the longitudinal direction from the first conductor region (16) has a second fiber Bragg grating (22) designed for a second filter bandwidth that is different from the first filter bandwidth.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugkarosserieelement mit einem Formüberwachungssystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie, mit dessen Hilfe die Integrität einer dreidimensionalen Formgestaltung der Kraftfahrzeugkarosserie überwacht werden kann.The invention relates to a motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body, with the aid of which the integrity of a three-dimensional shape design of the motor vehicle body can be monitored.

Aus US 8,938.336 B2 ist es bekannt eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Gitter aus sich kreuzenden Lichtwellenleitern zu überziehen, um den Ort einer an der Kraftfahrzeugkarosserie auftretenden Formänderung anhand von Änderungen im Signal der sich kreuzenden Lichtwellenleitern zu detektieren.Out of US 8,938,336 B2 It is known to cover a motor vehicle body with a grid of intersecting optical fibers in order to detect the location of a change in shape occurring on the motor vehicle body based on changes in the signal of the intersecting optical fibers.

Aus DE 10 2011 003 073 B4 ist ein für eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs verwendbare Glasscheibe bekannt, in deren Material mehrere Bragg-Gitter aufweisende Lichtwellenleiter eingebettet sind, um eine Beschädigung der Glasscheibe detektieren zu können.Out of DE 10 2011 003 073 B4 a glass pane that can be used for a windshield of a motor vehicle is known, in the material of which several optical waveguides having Bragg gratings are embedded in order to be able to detect damage to the glass pane.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie einfach und genau detektieren zu können.There is a constant need to be able to easily and accurately detect damage to a motor vehicle body.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglichen.It is the object of the invention to demonstrate measures that enable simple and accurate detection of damage to a motor vehicle body.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Formüberwachungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. The problem is solved according to the invention by a shape monitoring system with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each represent an aspect of the invention individually or in combination.

Erfindungsgemäß ist ein Kraftfahrzeugkarosserieelement zur dreidimensionalen Gestaltung einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen mit einem dreidimensional geformten Überwachungsbereich, wobei unterhalb oder oberhalb zum Überwachungsbereich ein Formüberwachungssystem zur Überwachung der dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs vorgesehen ist und das Formüberwachungssystem zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und einer Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist, wobei das Formüberwachungssystem mindestens einen einer dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie folgbaren Wellenleiter, eine an dem Wellenleiter angeschlossene Signalquelle zum Einspeisen einer elektromagnetischen Strahlung in den Wellenleiter und eine an dem Wellenleiter angeschlossene Auswerteeinheit zur Detektion von in dem Wellenleiter reflektierter und/oder transmittierter elektromagnetischer Strahlung aufweist, wobei der Wellenleiter in einem ersten Leiterbereich ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter und in einem zum ersten Leiterbereich in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter aufweist.According to the invention, a motor vehicle body element for the three-dimensional design of a motor vehicle body is provided with a three-dimensionally shaped monitoring area, a shape monitoring system being provided below or above the monitoring area for monitoring the three-dimensional shape design of the monitoring area and the shape monitoring system being at least partially provided between the monitoring area and a paint finish, in particular an exterior paint finish is, wherein the shape monitoring system has at least one waveguide that can be followed by a three-dimensional shape design of the monitoring area of the motor vehicle body, a signal source connected to the waveguide for feeding electromagnetic radiation into the waveguide and an evaluation unit connected to the waveguide for detecting electromagnetic radiation reflected and/or transmitted in the waveguide Radiation, wherein the waveguide has in a first conductor region a first fiber Bragg grating designed for a first filter bandwidth and in a second conductor region offset in the longitudinal direction from the first conductor region a second fiber Bragg grating designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth having.

Bei dem Faser-Bragg-Gitter kann es sich um einen in den Wellenleiter eingeschriebenen optischen Interferenzfilter handeln, bei dem sich Leitungsstücke mit unterschiedlichen Brechungsindizes in Längsrichtung periodisch in einem Abstand zueinander derart abwechseln, dass die elektromagnetische Welle im Bereich einer der Filterbandbreite entsprechenden Wellenlänge konstruktiven oder destruktiven Interferenzeffekten unterliegt, während elektromagnetische Wellen mit einer von der Filterbandbreite ausreichend abweichenden anderen Wellenlänge im Wesentlichen ohne Interferenzeffekte das Faser-Bragg-Gitter passieren können. Wenn eine Druckkraft seitlich auf den Wellenleiter einwirkt, der Wellenleiter gebogen oder sogar durchbrochen wird, ändert sich das Interferenzmuster in dem der Druckkraft ausgesetzten Faser-Bragg-Gitter, was von der Auswerteeinheit als eine Änderung der Strahlungsintensität in dem der Filterbandbreite zugeordneten Wellenlängenbereich detektiert werden kann. Die Filterbandbreite des Faser-Bragg-Gitters kann durch die Dehnung des Wellenleiters unter Einwirkung der Druckkraft auf eine zur ursprünglichen Filterbandbreite verschobene Filterbandbreite verstimmt werden. Durch die Dehnung des Wellenleiters kann sich der Abstand der Reflexionsstellen des Faser-Bragg-Gitter ändern, wodurch sich eine Änderung der Bragg-Wellenlänge ergibt. Dadurch können bereits geringe auf den Wellenleiter einwirkende Druckkräfte festgestellt werden, die an der Außenhaut der Kraftfahrzeugkarosserie zwar nicht zu einer plastischen Verformung der Kraftfahrzeugkarosserie aber zu einem Kratzer in der Lackierung der Kraftfahrzeugkarosserie führen können.The fiber Bragg grating can be an optical interference filter written into the waveguide, in which line pieces with different refractive indices alternate periodically in the longitudinal direction at a distance from one another in such a way that the electromagnetic wave is constructive or in the range of a wavelength corresponding to the filter bandwidth is subject to destructive interference effects, while electromagnetic waves with a different wavelength that deviates sufficiently from the filter bandwidth can pass through the fiber Bragg grating essentially without interference effects. If a compressive force acts laterally on the waveguide, the waveguide is bent or even broken, the interference pattern in the fiber Bragg grating exposed to the compressive force changes, which can be detected by the evaluation unit as a change in the radiation intensity in the wavelength range assigned to the filter bandwidth . The filter bandwidth of the fiber Bragg grating can be detuned by stretching the waveguide under the action of the compressive force to a filter bandwidth that is shifted from the original filter bandwidth. By stretching the waveguide, the distance between the reflection points of the fiber Bragg grating can change, which results in a change in the Bragg wavelength. As a result, even small pressure forces acting on the waveguide can be determined, which on the outer skin of the motor vehicle body cannot lead to a plastic deformation of the motor vehicle body but can lead to a scratch in the paintwork of the motor vehicle body.

Durch die Mehrzahl von unterschiedlichen Faser-Bragg-Gittern in dem jeweiligen Wellenleiter können entsprechend viele verschiedene in Längsrichtung des Wellenleiters hintereinander angeordnete Leiterbereiche ausgebildet werden. Bei einer punktuell eingeleiteten Druckkraft kann sich in dem einen Leiterbereich die Bragg-Wellenlänge ändern, während in den übrigen Leiterbereichen keine Änderung auftritt. Der Ort einer durch die Druckkraft verursachten möglichen Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie kann dadurch auf den Bereich dieses Leiterbereichs des Wellenleiters eingegrenzt werden. Wenn in mehr als einem Leiterbereich eine Änderung der Bragg-Wellenlänge festgestellt wird, kann ein entsprechend größerer Bereich der Kraftfahrzeugkarosserie identifiziert werden, in dem eine Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie befürchtet werden kann. Insbesondere ist jedes Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter auf eine hinreichend deutlich andere Filterbandbreite ausgelegt, so dass sich bei den zu erwartenden Druckkräften und/oder Dehnungen des Wellenleiters die zu erwartenden Interferenzmuster der jeweiligen Faser-Bragg-Gitter nicht überlagern. Durch die Mehrzahl der unterschiedlichen Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter können mit genau einem Wellenleiter mehrere verschiedene Orte einer Kraftfahrzeugkarosserie auf eine drohende Formänderung hin überwacht werden, so dass eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist.Due to the plurality of different fiber Bragg gratings in the respective waveguide, a corresponding number of different conductor regions arranged one behind the other in the longitudinal direction of the waveguide can be formed. When a compressive force is applied at specific points, the Bragg wavelength can change in one conductor region, while no change occurs in the remaining conductor regions. The location of a possible change in shape of the motor vehicle body caused by the compressive force can thereby be limited to the area of this conductor region of the waveguide. If a change in Bragg wavelength is detected in more than one conductor region, a correspondingly larger range of force can be used Vehicle body can be identified in which a change in shape of the vehicle body can be feared. In particular, each fiber Bragg grating in the waveguide is designed for a sufficiently different filter bandwidth, so that the expected interference patterns of the respective fiber Bragg gratings do not overlap given the expected compressive forces and/or expansions of the waveguide. Due to the majority of different fiber Bragg gratings in the waveguide, several different locations on a motor vehicle body can be monitored for an impending change in shape using exactly one waveguide, so that simple and precise detection of damage to a motor vehicle body is possible.

Wenn die Auswerteeinheit die reflektierte elektromagnetische Strahlung detektiert, kann auch der Ort einer Durchtrennung des Wellenleiters ermittelt werden. Wenn die Auswerteeinheit die transmittierte elektromagnetische Strahlung detektiert, ist es möglich die Signalquelle an einer Stirnseite des Wellenleiters und die Auswerteeinheit an der anderen Stirnseite des Wellenleiters anzuschließen, wodurch sich ein einfacher Aufbau ergibt. Als elektromagnetische Strahlung kann insbesondere sichtbares Licht verwendet werden. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise ausgelegt mit einer Abtastrate von 1 bis 10000 Messungen pro Sekunde zu operieren. Der Wellenleiter kann im Wesentlichen beliebig der dreidimensionalen Form der Kraftfahrzeugkarosserie folgen. Insbesondere ist es möglich den Wellenleiter beispielsweise schleifenförmig und/oder mäanderförmig über einen zweidimensionalen Abschnitt eines zu überwachenden Bereichs der Kraftfahrzeugkarosserie anzuordnen.If the evaluation unit detects the reflected electromagnetic radiation, the location of a cut in the waveguide can also be determined. If the evaluation unit detects the transmitted electromagnetic radiation, it is possible to connect the signal source to one end face of the waveguide and the evaluation unit to the other end face of the waveguide, which results in a simple structure. Visible light in particular can be used as electromagnetic radiation. The evaluation unit is preferably designed to operate with a sampling rate of 1 to 10,000 measurements per second. The waveguide can essentially follow the three-dimensional shape of the motor vehicle body. In particular, it is possible to arrange the waveguide, for example, in a loop and/or meandering shape over a two-dimensional section of an area of the motor vehicle body to be monitored.

Da das Formüberwachungssystem zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und der Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist, kann das Formüberwachungssystem aufgrund der dabei auftretenden Druckkräfte auch einen Kratzer in der Lackierung detektieren, der nicht zu einer plastischen Verformung der Kraftfahrzeugkarosserie geführt hat.Since the shape monitoring system is at least partially provided between the monitoring area and the paintwork, in particular an exterior paintwork, the shape monitoring system can also detect a scratch in the paintwork that does not lead to plastic deformation of the motor vehicle body due to the pressure forces that occur.

Insbesondere ist die Signalquelle ausgestaltet zeitversetzt und/oder gleichzeitig elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich der ersten Filterbandbreite und elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich der zweiten Filterbandbreite zu emittieren. Wenn die Signalquelle zeitversetzt die dem jeweiligen Faser-Bragg-Gitter zugeordnete elektromagnetische Strahlung emittiert, wird jeweils genau ein Leitungsbereich auf eine Änderung der Bragg-Wellenlänge überprüft. Die Auswerteeinheit kann hierbei als einfacher Fotosensor ausgestaltet sein. Es ist aber auch möglich elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen für sämtliche Filterbandbreiten der mehreren Faser-Bragg-Gitter abzustrahlen, indem die Signalquelle beispielsweise elektromagnetische Strahlung mit einem kontinuierlichen Wellenlängenbereich emittiert. Dadurch können sämtliche Leiterbereiche gleichzeitig überprüft werden, wobei gegebenenfalls die Auswerteeinheit ausgelegt ist, die dem jeweiligen Faser-Bragg-Gitter zugeordneten, verschiedenen Wellenlängen aufzulösen.In particular, the signal source is designed to emit electromagnetic radiation with a wavelength in the range of the first filter bandwidth and electromagnetic radiation with a wavelength in the range of the second filter bandwidth with a time delay and/or simultaneously. If the signal source emits the electromagnetic radiation assigned to the respective fiber Bragg grating with a time delay, exactly one line area is checked for a change in the Bragg wavelength. The evaluation unit can be designed as a simple photo sensor. However, it is also possible to emit electromagnetic radiation with wavelengths for all filter bandwidths of the multiple fiber Bragg gratings, for example by the signal source emitting electromagnetic radiation with a continuous wavelength range. This means that all conductor areas can be checked at the same time, with the evaluation unit possibly being designed to resolve the different wavelengths assigned to the respective fiber Bragg grating.

Vorzugsweise sind mehrere Wellenleiter mit jeweils mehreren Faser-Bragg-Gittern nebeneinander beabstandet, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, vorgesehen. Dadurch kann nicht nur in Längsrichtung des einen Wellenleiters, sondern auch mit Hilfe der anderen Wellenleitern quer zur Längsrichtung des Wellenleiters ein Ort einer möglichen Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie aufgelöst werden. Dies ermöglicht eine einfache zweidimensionale Überwachung der Kraftfahrzeugkarosserie.Preferably, a plurality of waveguides, each with a plurality of fiber Bragg gratings, are provided next to one another, spaced apart, in particular essentially parallel to one another. As a result, a location of a possible change in shape of the motor vehicle body can be resolved not only in the longitudinal direction of one waveguide, but also with the help of the other waveguides transversely to the longitudinal direction of the waveguide. This enables simple two-dimensional monitoring of the motor vehicle body.

Besonders bevorzugt ist mindestens ein den mindestens einen Wellenleiter kreuzender Quer-Wellenleiter vorgesehen, wobei der Quer-Wellenleiter insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu dem mindestens einen Wellenleiter verläuft. Der Quer-Wellenleiter kann insbesondere analog zu dem vorstehend beschriebenen Wellenleiter ausgestaltet sein. Die Ortsauflösung einer möglichen Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie kann dadurch verbessert werden.Particularly preferably, at least one transverse waveguide crossing the at least one waveguide is provided, the transverse waveguide in particular extending essentially perpendicular to the at least one waveguide. The transverse waveguide can in particular be designed analogously to the waveguide described above. The spatial resolution of a possible change in shape of the motor vehicle body can thereby be improved.

Insbesondere weist der mindestens eine Quer-Wellenleiter in einem ersten Leiterbereich ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter und in einem zum ersten Leiterbereich in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter auf. Damit kann auch der Quer-Wellenleiter eine einwirkende Druckkraft auf einen bestimmten Leiterbereich eingrenzen. Dadurch ist es erleichtert zwei oder mehr voneinander beabstandete unterschiedliche Einwirkungen auf die Kraftfahrzeugkarosserie zu detektieren.In particular, the at least one transverse waveguide has in a first conductor region a first fiber Bragg grating designed for a first filter bandwidth and, in a second conductor region offset in the longitudinal direction from the first conductor region, a second fiber Bragg designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth -grid on. This means that the transverse waveguide can also limit the compressive force acting on a specific conductor area. This makes it easier to detect two or more different impacts on the motor vehicle body that are spaced apart from each other.

Vorzugsweise ist mindestens ein den mindestens einen Wellenleiter und den mindestens einen Quer-Wellenleiter kreuzender Zusatz-Wellenleiter vorgesehen, wobei insbesondere der mindestens eine Zusatz-Wellenleiter in einem ersten Leiterbereich ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter und in einem zum ersten Leiterbereich in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter aufweist. Dadurch ist es erleichtert zwei oder mehr voneinander beabstandete unterschiedliche Einwirkungen auf die Kraftfahrzeugkarosserie zu detektieren. Insbesondere bei einer flächigen Einwirkung auf die Kraftfahrzeugkarosserie an voneinander beabstandeten Stellen können die jeweiligen Einwirkungsbereiche im Wesentlichen fehlerfrei identifiziert werden. Auch bei einer komplizierten Signallage, beispielsweise bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, können die beschädigten Bereiche der Kraftfahrzeugkarosserie von dem Formüberwachungssystem identifiziert werden.Preferably, at least one additional waveguide crossing the at least one waveguide and the at least one transverse waveguide is provided, in particular the at least one additional waveguide having a first fiber Bragg grating designed for a first filter bandwidth in a first conductor region and in a first fiber Bragg grating Conductor area offset in the longitudinal direction second conductor area has a second fiber Bragg grating designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth. This makes it easier to have two or more different ones spaced apart To detect impacts on the motor vehicle body. In particular, in the case of a surface impact on the motor vehicle body at locations spaced apart from one another, the respective areas of impact can be identified essentially without errors. Even in the event of a complicated signal situation, for example in the event of a collision of the motor vehicle with an obstacle, the damaged areas of the motor vehicle body can be identified by the shape monitoring system.

Besonders bevorzugt ist eine mit sämtlichen vorgesehenen Wellenleitern befestigte Matrix, insbesondere eine flexible Polymerfolie, zur relativen Lagepositionierung der Wellenleiter zueinander vorgesehen. Die Matrix kann die Relativlage der verschiedenen Wellenleiter zueinander fixieren und vorzugsweise die Befestigung des Formüberwachungssystems mit der Kraftfahrzeugkarosserie erleichtern.Particularly preferably, a matrix, in particular a flexible polymer film, fastened with all the waveguides provided is provided for positioning the waveguides relative to one another. The matrix can fix the relative position of the various waveguides to one another and preferably facilitate the attachment of the shape monitoring system to the motor vehicle body.

Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung des Formüberwachungssystems, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Überwachung der dreidimensionalen Form und/oder einer Unversehrtheit eines Überwachungsbereichs eines Kraftfahrzeugkarosserieelements einer Kraftfahrzeugkarosserie. Durch die Mehrzahl der unterschiedlichen Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter können mit genau einem Wellenleiter mehrere verschiedene Orte einer Kraftfahrzeugkarosserie auf eine drohende Formänderung hin überwacht werden, so dass eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist.The invention further relates to a use of the shape monitoring system, which can be designed and developed as described above, for monitoring the three-dimensional shape and / or an integrity of a monitoring area of a motor vehicle body element of a motor vehicle body. Due to the majority of different fiber Bragg gratings in the waveguide, several different locations on a motor vehicle body can be monitored for an impending change in shape using exactly one waveguide, so that simple and precise detection of damage to a motor vehicle body is possible.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer ein Kraftfahrzeugkarosserieelement, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, aufweisenden Kraftfahrzeugkarosserie und einem Überwachungsmittel, insbesondere aufzeichnungsfähige Bordkamera, zur Beobachtung eines Umfelds einer von dem Formüberwachungssystem detektierten Formänderung und/oder einem Alarmsystem zur Alarmierung bei einer von dem Formüberwachungssystem detektierten Formänderung und/oder einer Speichereinheit zur, insbesondere permanenten, Speicherung von dem Formüberwachungssystem detektierten Formänderungen. Durch die Mehrzahl der unterschiedlichen Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter des Formüberwachungssystems können mit genau einem Wellenleiter mehrere verschiedene Orte einer Kraftfahrzeugkarosserie auf eine drohende Formänderung hin überwacht werden, so dass eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist. Wenn das Formüberwachungssystem eine mögliche Beschädigung der Kraftfahrzeugkarosserie detektiert, kann dies zu einer automatischen Reaktion des Kraftfahrzeugs führen. Hierbei kann beispielsweise das Umfeld des Kraftfahrzeugs überwacht werden, um die Beschädigung und/oder die zu der Beschädigung führenden Umstände zu dokumentieren. Gegebenenfalls kann ein Alarm ausgelöst werden, um den Fahrer, einen Außenstehenden oder sonstige Person über die Beschädigung zu informieren. Die hierbei ermittelten Informationen können gespeichert und später ausgewertet werden, beispielsweise um den zur Beschädigung geführten Hergang zu rekonstruieren und/oder das Ausmaß der Beschädigung leichter feststellen zu können. Dies kann insbesondere eine nachfolgende Reparatur erleichtern.The invention further relates to a motor vehicle with a motor vehicle body having a motor vehicle body element, which can be designed and developed as described above, and a monitoring means, in particular a recordable on-board camera, for observing an environment of a change in shape detected by the shape monitoring system and / or an alarm system for alerting a shape change detected by the shape monitoring system and / or a storage unit for, in particular permanent, storage of shape changes detected by the shape monitoring system. Due to the majority of different fiber Bragg gratings in the waveguide of the shape monitoring system, several different locations on a motor vehicle body can be monitored for an impending change in shape using exactly one waveguide, so that simple and precise detection of damage to a motor vehicle body is possible. If the shape monitoring system detects possible damage to the motor vehicle body, this can lead to an automatic reaction of the motor vehicle. Here, for example, the surroundings of the motor vehicle can be monitored in order to document the damage and/or the circumstances leading to the damage. If necessary, an alarm can be triggered to inform the driver, an outsider or other person of the damage. The information determined in this way can be saved and later evaluated, for example in order to reconstruct the process that led to the damage and/or to be able to more easily determine the extent of the damage. This can make subsequent repairs particularly easier.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Prinzipdarstellung eines Wellenleiters für ein Formüberwachungssystem,
  • 2 eine schematische Draufsicht auf ein Formüberwachungssystem mit dem Wellenleiter aus 1 und
  • 3 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit dem Formüberwachungssystem aus 2
The invention is explained below by way of example with reference to the accompanying drawings using preferred exemplary embodiments, whereby the features shown below can represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:
  • 1 a schematic representation of the principle of a waveguide for a shape monitoring system,
  • 2 a schematic top view of a shape monitoring system with the waveguide 1 and
  • 3 a schematic side view of a motor vehicle with the shape monitoring system 2

Der in 1 dargestellte Wellenleiter 10 weist einen Kern 12 und einen Mantel 14 auf, wobei der Kern 12 und der Mantel 14 unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. In dem Kern 12 ist in einem ersten Leiterbereich 16 ein erstes Faser-Bragg-Gitter 18 eingeschrieben, während in Längsrichtung nachfolgend in einem zweiten Leiterbereich 20 ein zweites Faser-Bragg-Gitter 22, in einem dritten Leiterbereich 24 ein drittes Faser-Bragg-Gitter 26 und so weiter vorgesehen sein kann. Die einzelnen Faser-Bragg-Gitter 18, 22, 26 sind für hinreichend deutlich unterschiedliche Filterbandbreiten ausgelegt. An einer Stirnseite des Wellenleiters 10 kann eine Signalquelle 28 elektromagnetische Strahlung einleiten, wobei die transmittierte Strahlung an der anderen Stirnseite des Wellenleiters 10 von einer Auswerteeinheit 30 detektiert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinheit 30 an derselben Stirnseite wie die Signalquelle 28 angeordnet sein, um die reflektierte Strahlung zu detektieren.The in 1 Waveguide 10 shown has a core 12 and a cladding 14, the core 12 and the cladding 14 having different refractive indices. In the core 12, a first fiber Bragg grating 18 is inscribed in a first conductor region 16, while in the longitudinal direction there is a second fiber Bragg grating 22 in a second conductor region 20, and a third fiber Bragg grating in a third conductor region 24 26 and so on can be provided. The individual fiber Bragg gratings 18, 22, 26 are designed for sufficiently different filter bandwidths. A signal source 28 can introduce electromagnetic radiation at one end face of the waveguide 10, the transmitted radiation being able to be detected at the other end face of the waveguide 10 by an evaluation unit 30. Additionally or alternatively, the evaluation unit 30 can be arranged on the same end face as the signal source 28 in order to detect the reflected radiation.

Wie in 2 dargestellt können mehrere Wellenleiter 10 nebeneinander, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, angeordnet werden, um ein zweidimensionales Formüberwachungssystem 32 auszubilden. Die Wellenleiter 10 können im Wesentlichen senkrecht von Quer-Wellenleitern 34 gekreuzt werden. Zudem ist es möglich, dass sowohl die Wellenleiter 10 als auch die Quer-Wellenleitern 34 von Zusatz-Wellenleiter 36 gekreuzt werden.As in 2 shown, several waveguides 10 can be arranged next to one another, in particular essentially parallel to one another, in order to form a two-dimensional shape monitoring system 32. The waveguides 10 can be essentially vertical from transverse waveguides 34 are crossed. In addition, it is possible for both the waveguides 10 and the transverse waveguides 34 to be crossed by additional waveguides 36.

Wie in 3 dargestellt kann das Formüberwachungssystem 32 auf einem, beispielsweise als Kraftfahrzeugtür ausgestaltetes, Kraftfahrzeugkarosserieelement 38 einer Kraftfahrzeugkarosserie 40 eines Kraftfahrzeugs 42 vorgesehen sein. Es ist auch möglich weitere Formüberwachungssysteme 32 an anderen Kraftfahrzeugkarosserieelementen 38 vorzusehen.As in 3 shown, the shape monitoring system 32 can be provided on a motor vehicle body element 38 of a motor vehicle body 40 of a motor vehicle 42, for example designed as a motor vehicle door. It is also possible to provide further shape monitoring systems 32 on other motor vehicle body elements 38.

Claims (9)

Kraftfahrzeugkarosserieelement zur dreidimensionalen Gestaltung einer Kraftfahrzeugkarosserie (40) mit einem dreidimensional geformten Überwachungsbereich, wobei unterhalb oder oberhalb zum Überwachungsbereich ein Formüberwachungssystem (32) zur Überwachung der dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs vorgesehen ist und das Formüberwachungssystem (32) zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und einer Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist, wobei das Formüberwachungssystem mindestens einen einer dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie (40) folgbaren Wellenleiter (10), eine an dem Wellenleiter (10) angeschlossene Signalquelle (28) zum Einspeisen einer elektromagnetischen Strahlung in den Wellenleiter (10) und eine an dem Wellenleiter angeschlossene Auswerteeinheit (30) zur Detektion von in dem Wellenleiter (10) reflektierter und/oder transmittierter elektromagnetischer Strahlung aufweist, wobei der Wellenleiter (10) in einem ersten Leiterbereich (16) ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter (18) und in einem zum ersten Leiterbereich (16) in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich (20) ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter (22) aufweist.Motor vehicle body element for the three-dimensional design of a motor vehicle body (40). a three-dimensionally shaped monitoring area, wherein a shape monitoring system (32) is provided below or above the monitoring area for monitoring the three-dimensional shape design of the monitoring area and the shape monitoring system (32) is at least partially provided between the monitoring area and a paint finish, in particular an external paint finish, where the form monitoring system at least one waveguide (10) which can be followed by a three-dimensional shape of the monitoring area of the motor vehicle body (40), a signal source (28) connected to the waveguide (10) for feeding electromagnetic radiation into the waveguide (10) and has an evaluation unit (30) connected to the waveguide for detecting electromagnetic radiation reflected and/or transmitted in the waveguide (10), wherein the waveguide (10) in a first conductor region (16) has a first fiber Bragg grating (18) designed for a first filter bandwidth and in a second conductor region (20) offset in the longitudinal direction from the first conductor region (16) for one of the First filter bandwidth has different second filter bandwidth second fiber Bragg grating (22). Kraftfahrzeugkarosserieelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Signalquelle (28) ausgestaltet ist zeitversetzt oder gleichzeitig elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich der ersten Filterbandbreite und elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich der zweiten Filterbandbreite zu emittieren.Motor vehicle body element Claim 1 characterized in that the signal source (28) is designed to emit electromagnetic radiation with a wavelength in the range of the first filter bandwidth and electromagnetic radiation with a wavelength in the range of the second filter bandwidth with a time delay or at the same time. Kraftfahrzeugkarosserieelement nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wellenleiter (10) mit jeweils mehreren Faser-Bragg-Gittern (18, 22, 26) nebeneinander beabstandet, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, vorgesehen sind.Motor vehicle body element Claim 1 or 2 characterized in that a plurality of waveguides (10), each with a plurality of fiber Bragg gratings (18, 22, 26), are provided next to one another, in particular essentially parallel to one another. Kraftfahrzeugkarosserieelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein den mindestens einen Wellenleiter (10) kreuzender Quer-Wellenleiter (34) vorgesehen ist, wobei der Quer-Wellenleiter (34) insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu dem mindestens einen Wellenleiter (10) verläuft.Motor vehicle body element according to one of the Claims 1 until 3 characterized in that at least one transverse waveguide (34) crossing the at least one waveguide (10) is provided, the transverse waveguide (34) in particular extending substantially perpendicular to the at least one waveguide (10). Kraftfahrzeugkarosserieelement nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Quer-Wellenleiter (34) in einem ersten Leiterbereich (16) ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter (18) und in einem zum ersten Leiterbereich (16) in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich (20) ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter (22) aufweist.Motor vehicle body element Claim 4 characterized in that the at least one transverse waveguide (34) in a first conductor region (16) has a first fiber Bragg grating (18) designed for a first filter bandwidth and in a second conductor region offset in the longitudinal direction from the first conductor region (16) ( 20) has a second fiber Bragg grating (22) designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth. Kraftfahrzeugkarosserieelement nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein den mindestens einen Wellenleiter (10) und den mindestens einen Quer-Wellenleiter (34) kreuzender Zusatz-Wellenleiter (36) vorgesehen ist, wobei insbesondere der mindestens eine Zusatz-Wellenleiter (36) in einem ersten Leiterbereich (16) ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter (18) und in einem zum ersten Leiterbereich (16) in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich (20) ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter (22) aufweist.Motor vehicle body element Claim 4 or 5 characterized in that at least one additional waveguide (36) crossing the at least one waveguide (10) and the at least one transverse waveguide (34) is provided, in particular the at least one additional waveguide (36) being in a first conductor region (16 ) a first fiber Bragg grating (18) designed for a first filter bandwidth and, in a second conductor region (20) offset in the longitudinal direction from the first conductor region (16), a second fiber Bragg grating designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth (22). Kraftfahrzeugkarosserieelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine mit sämtlichen vorgesehenen Wellenleitern (10, 34, 36) befestigte Matrix, insbesondere eine flexible Polymerfolie, die direkt als Wellenleiter dienen kann, zur relativen Lagepositionierung der Wellenleiter (10, 34, 36) zueinander vorgesehen ist.Motor vehicle body element according to one of the Claims 1 until 6 characterized in that a matrix attached to all the waveguides (10, 34, 36) provided, in particular a flexible polymer film, which can serve directly as a waveguide, is provided for positioning the waveguides (10, 34, 36) relative to one another. Kraftfahrzeugkarosserieelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Formüberwachungssystem (32) den Überwachungsbereich direkt kontaktiert.Motor vehicle body element according to one of the Claims 1 until 7 characterized in that the shape monitoring system (32) contacts the monitoring area directly. Kraftfahrzeug mit einer ein Kraftfahrzeugkarosserieelement (38) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweisenden Kraftfahrzeugkarosserie (40) und einem Überwachungsmittel, insbesondere aufzeichnungsfähige Bordkamera, zur Beobachtung eines Umfelds einer von dem Formüberwachungssystem (32) detektierten Formänderung und/oder einem Alarmsystem zur Alarmierung bei einer von dem Formüberwachungssystem (32) detektierten Formänderung und/oder einer Speichereinheit zur, insbesondere permanenten, Speicherung von von dem i Formüberwachungssystem (32) detektierten Formänderungen.Motor vehicle with a motor vehicle body element (38) according to one of the Claims 1 until 8th having a motor vehicle body (40) and a monitoring means, in particular a recordable on-board camera, for observing an environment of a change in shape detected by the shape monitoring system (32) and / or an alarm system for alerting one of the shape monitoring system (32) and/or a storage unit for, in particular permanently, storing shape changes detected by the shape monitoring system (32).
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