DE102019009052A1

DE102019009052A1 - Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, Verfahren zum Ermitteln einer Verformung einer Außenhaut eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Bereitstellen eines Außenhautbauteils für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019009052A1
Application number: DE102019009052.7A
Authority: DE
Inventors: Joannis Papadopoulos
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, mit einem Verkleidungselement (12) mit einer Außenseite (14), welche bei einer Anordnung des Außenhautbauteils an dem Fahrzeug eine Außenhaut des Fahrzeugs bereitstellt, und mit einer Sensoreinrichtung (18), welche an einer der Außenseite (14) gegenüberliegenden Innenseite (16) des Verkleidungselements (12) angeordnet ist und mittels welcher eine Verformung des Verkleidungselements (12) ermittelbar ist, wobei die Sensoreinrichtung (18) wenigstens einen Dehnmessstreifen (20) umfasst, dessen elektrischer Widerstand von dessen Dehnungszustand abhängig ist, wodurch ein Grad der Verformung des Verkleidungselements (12) in Abhängigkeit von dem elektrischen Widerstand des Dehnmessstreifens (20) ermittelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Ermitteln einer Verformung einer Außenhaut eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Außenhautbauteils für ein Fahrzeug gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Aus der DE 10 2014 114 789 A1 ist bereits eine Messvorrichtung zur Erfassung eines Schadens in einer Außenhaut eines Fahrzeugs, insbesondere eines Wasserfahrzeugs bekannt. Die Messvorrichtung umfasst ein an der Außenhaut des Fahrzeugs anordenbares Sensorelement. Hierbei ist das Sensorelement an einer Innenseite der Außenhaut des Wasserfahrzeugs aufgeklebt. Die Messvorrichtung umfasst eine Detektionseinrichtung, mittels welcher ein Stromfluss zwischen einem Hinleiter des Sensorelements und der Außenhaut detektierbar ist. Die Detektionseinrichtung ist mit einem Schadenskontrollsystem des Fahrzeugs verbunden. Durch die Detektion eines Stromflusses kann auf einen verringerten elektrischen Widerstand zwischen dem Hinleiter und der Außenhaut geschlossen werden. Bei einem durch Geschoss- oder Explosionseinwirkung verursachten Schaden an der Außenhaut kann es zu einer zumindest teilweisen Zerstörung einer Isolation des Hinleiters gegenüber der Außenhaut kommen, sodass sich der elektrische Widerstand zwischen dem Hinleiter und der Außenhaut verringert. Für eine Erfassung eines derartigen Schadens wird der zwischen dem Hinleiter und der Außenhaut fließende elektrische Strom gemessen. Infolge des Ermittelns des Stromflusses zwischen dem Hinleiter und der Außenhaut wird somit festgestellt, dass die Außenhaut beschädigt ist.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2013 212 036 A1 ein Strukturabschnitt für ein Fahrzeug mit einem erste Bauteil und einem zweiten Bauteil bekannt, welche miteinander über einen Verbindungsabschnitt verbunden sind. In dem Verbindungsabschnitt ist wenigstens eine bestrombare elektrische Widerstandsleitung angeordnet. Diese Widerstandsleitung kann bestromt werden und ein sich einstellender elektrischer Widerstand bestimmt werden. Der bestimmte Widerstand hängt dabei von einer mechanischen Belastungssituation der Widerstandsleitung ab. Mittels der Widerstandsleitung kann somit ermittelt werden, dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil aufgetreten ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Ermitteln einer Verformung einer Außenhaut eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Außenhautbauteils für ein Fahrzeug zu schaffen, welche ein besonders präzises Ermitteln einer Position sowie eines Grads einer Verformung eines eine Außenhaut des Fahrzeugs bereitstellenden Verkleidungselements ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Verformung einer Außenhaut eines Fahrzeugs sowie durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines Außenhautbauteils für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.
Die Erfindung betrifft ein Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, mit einem Verkleidungselement, dessen Außenseite bei einer Anordnung des Außenhautbauteils an dem Fahrzeug eine Außenhaut des Fahrzeugs bereitstellt. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, insbesondere um einen Kraftwagen, insbesondere um einen Personenkraftwagen. Darüber hinaus umfasst das Außenhautbauteil eine Sensoreinrichtung, welche an einer der Außenseite gegenüber liegenden Innenseite des Verkleidungselements angeordnet ist, insbesondere an dem Verkleidungselement anliegend angeordnet ist. Mittels der Sensoreinrichtung ist eine Verformung des Verkleidungselements ermittelbar. Bei einer Verformung des Verkleidungselements wird die Sensoreinrichtung mit verformt. Die Verformung der Sensoreinrichtung ist über einen Stromfluss ermittelbar. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung wenigstens einen Dehnmessstreifen umfasst, dessen elektrischer Widerstand von dessen Dehnungszustand abhängig ist. Hierdurch ist ein Grad der Verformung des Verkleidungselements in Abhängigkeit von dem elektrischen Widerstand des Dehnmessstreifens ermittelbar. Je mehr der Dehnmessstreifen gedehnt ist, desto höher ist der elektrische Widerstand des Dehnmessstreifens. Infolge der Anordnung der Sensoreinrichtung an dem Verkleidungselement ist eine Dehnung des Dehnmessstreifens direkt proportional zu einer Verformung des Verkleidungselements. Die an der Innenseite des Verkleidungselements angeordnete Sensoreinrichtung ermöglicht darüber hinaus ein besonders präzises Ermitteln einer Position an welcher die Verformung an dem Verkleidungselement auftritt. Hierfür können insbesondere mehrere Dehnmessstreifen vorgesehen sein, welche über die Innenseite des Verkleidungselements verteilt angeordnet sind. Je nachdem, in welchem beziehungsweise in welchen Dehnmessstreifen, ein veränderter elektrischer Widerstand ermittelt wird, kann die Position der auftretenden Verformung des Verkleidungselements ermittelt werden. Insbesondere wird die Verformung des Verkleidungselements einem Bereich des Verkleidungselements zugeordnet, in welchem der wenigstens eine den veränderten elektrischen Widerstand aufweisende Dehnmessstreifen angeordnet ist. Über den jeweiligen ermittelten elektrischen Widerstand kann somit ermittelt werden, wie sehr das Verkleidungselement verformt ist, wobei über eine jeweilige Zuordnung des Dehnmessstreifens zu seiner Position an der Innenseite des Verkleidungselements eine jeweilige Position der Verformung des Verkleidungselements besonders präzise ermittelbar ist.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verkleidungselement ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug ist. Somit kann mittels der Sensoreinrichtung die Verformung des Karosseriebauteils des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Kraftwagen, insbesondere um einen Personenkraftwagen. Insbesondere bei einer Dauerbestromung der Sensoreinrichtung während des Betriebs des Kraftfahrzeugs kann vorteilhafterweise ermittelt werden, wann beim Betreiben des Kraftfahrzeugs die Verformung des Verkleidungselements auftritt. Hierdurch kann in Echtzeit die Verformung des Verkleidungselements festgestellt werden. Einem Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs beziehungsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise einem Fahrzeughalter des Kraftfahrzeugs kann somit zeitnah zu dem Auftreten der Verformung die Verformung des Verkleidungselements mitgeteilt werden. Hierdurch kann der Fahrzeuginsasse beziehungsweise der Fahrer beziehungsweise der Fahrzeughalter des Kraftfahrzeugs besonders einfach eine Ursache für die Verformung des Verkleidungselements ermitteln. Das Außenhautbauteil ermöglicht somit ein besonders einfaches und besonders zeitnah zu der Verformung mögliches Ermitteln einer Beschädigung einer Karosserie des Kraftfahrzeugs.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln einer Verformung einer Außenhaut eines Fahrzeugs, bei welchem ein elektrischer Widerstand einer auf einer Innenseite eines die Außenhaut bereitstellenden Verkleidungselements angeordneten Sensoreinrichtung ermittelt wird. Mittels einer elektronischen Recheneinrichtung wird in Abhängigkeit von dem ermittelten elektrischen Widerstand in der Sensoreinrichtung eine Verformung der Außenhaut ermittelt. Insbesondere ist das Verfahren zum Ermitteln der Verformung der Außenhaut des Fahrzeugs unter Verwendung des Außenhautbauteils, wie es bereits in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Außenhautbauteil beschrieben worden ist, durchführbar. Das Verfahren ermöglicht es zu ermitteln, ob eine Verformung des Verkleidungselements vorliegt oder nicht vorliegt. Darüber hinaus ist es mittels des Verfahrens möglich festzustellen, an welcher Stelle beziehungsweise in welchem Bereich des Verkleidungselements dessen Verformung aufgetreten ist. Um nun vorteilhafterweise einen Grad der Verformung des Verkleidungselements feststellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der elektrische Widerstand wenigstens eines Dehnmessstreifens der Sensoreinrichtung ermittelt wird, dessen elektrischer Widerstand von dessen Dehnungszustand abhängig ist, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten elektrischen Widerstand des wenigstens einen Dehnmessstreifens ein Grad der Verformung des Verkleidungselements ermittelt wird. Bei dem Dehnmessstreifen handelt es sich um einen elektrischen Leiter, dessen Leitfähigkeit von dessen Querschnittsfläche abhängt. Bei einem Dehnen des Dehnmessstreifens reduziert sich dessen Querschnitt zumindest bereichsweise, wobei eine jeweils schmalste Stelle des Querschnitts des Dehnmessstreifens die Leitfähigkeit, beziehungsweise den Widerstand des Dehnmessstreifens bestimmt. Bei einer Verformung des Verkleidungselements tritt eine Dehnung des an dem Verkleidungselement innenseitig angeordneten Dehnmessstreifen auf. Aufgrund der Dehnung des Dehnmessstreifens erhöht sich ein ermittelbarer elektrischer Widerstand des Dehnmessstreifens. Über eine jeweilige Differenz des ermittelten elektrischen Widerstands des Dehnmessstreifens zu dessen Ausgangswiderstand kann somit auf den Grad der Verformung des Verkleidungselements geschlossen werden. Je stärker der Dehnmessstreifen gedehnt ist, desto höher ist der elektrische Widerstand des Dehnmessstreifens und desto höher ist ein Grad der Verformung des Verkleidungselements. Somit ermöglicht das Verfahren zum einen ein Ermitteln eines Verformungszustands des Verkleidungselements, insbesondere wie stark das Verkleidungselement im Vergleich zu einem Ausgangszustand verformt ist, sowie aufgrund der direkten Anordnung der Sensoreinrichtung an der Innenseite der Verkleidungselements ein besonders präzises Eingrenzen eines Bereichs, in welchem die Verformung des Verkleidungselements aufgetreten ist.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Größe und/oder eine Position eines von der Verformung betroffenen Bereichs des Verkleidungselements ermittelt werden. Die Größe und/oder die Position des von der Verformung betroffenen Bereichs des Verkleidungselements sind insbesondere mittels einer Mehrzahl von Dehnmessstreifen besonders präzise ermittelbar. Hierbei können die mehreren Dehnmessstreifen gitterförmig relativ zueinander angeordnet sein, beispielsweise in Form eines Geflechts an der Innenseite des Verkleidungselements. Mittels der mehreren Dehnmessstreifen kann über ein jeweiliges Ermitteln, in welchen der Dehnmessstreifen eine Änderung eines elektrischen Widerstands ermittelt wird, die Position und/oder die Größe des von der Verformung betroffenen Bereichs des Verkleidungselements besonders genau bestimmt werden. Das genaue Bestimmen der Position und/oder der Größe des von der Verformung betroffenen Bereichs ermöglicht ein gezieltes und somit schnelles Instandsetzen des Verkleidungselements.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt wird, ob es sich um eine plastische oder um eine elastische Verformung des Verkleidungselements handelt. Über eine jeweilige zeitliche Veränderung des elektrischen Widerstands des wenigstens einen Dehnmessstreifens ist feststellbar, ob die ermittelte Verformung des Verkleidungselements plastisch und/oder elastisch ist. Bei einer plastischen Verformung wird aufgrund der Dehnung des Dehnmessstreifens der elektrische Widerstand während der Verformung des Verkleidungselements angehoben und bleibt anschließend auf einem in Vergleich zum Ausgangsniveau höheren Endniveau. Bei einer elastischen Verformung des Verkleidungselements verformt sich das Verkleidungselement und formt sich anschließend zumindest teilweise zurück. Das bedeutet, dass der wenigstens eine an dem Verkleidungselement anliegende Dehnmessstreifen der Sensoreinrichtung bei einer Verformung des Verkleidungselements gedehnt wird und bei der zumindest teilweisen Rückformung des Verkleidungselements im Vergleich zu seinem gedehnten Zustand komprimiert wird. Infolgedessen steigt der elektrische Widerstand des Dehnmessstreifens bei der elastischen Verformung von seinem Ausgangszustand auf einen Zwischenzustand an und sinkt anschließend wieder unter den Zwischenzustand und allenfalls bis auf den Ausgangszustand. Anhand des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands des Dehnmessstreifens kann somit unterschieden werden, ob die ermittelte Verformung des Verkleidungselements plastisch oder elastisch ist.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung die Verformung in einer Speichereinrichtung gespeichert wird, wenn ermittelt wird, dass es sich um eine plastische Verformung handelt und dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein Speichern der Verformung des Verkleidungselements unterbleibt, wenn ermittelt wird, dass es sich um eine elastische Verformung handelt. Hierdurch können vorteilhafterweise bei einem Betrieb des Fahrzeugs auftretende elastische Verformungen des Verkleidungselements, wie beispielsweise ein Flackern des Verkleidungselements aufgrund von Fahrtwind und/oder aufgrund von Fahrtvibrationen herausgefiltert werden. Es werden somit lediglich derartige Verformungen gespeichert, welche eine dauerhafte Veränderung einer Form des Verkleidungselements zuzuordnen sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein Betriebszustand des Fahrzeugs ermittelt wird und die Verformung dem Betriebszustand des Fahrzeugs zugeordnet in der Speichereinrichtung gespeichert wird. Der Betriebszustand des Fahrzeugs kann beispielsweise charakterisieren, dass sich das Fahrzeug in einem Stillstand befindet oder sich mit einer definierten Fahrgeschwindigkeit bewegt. Hierdurch kann anhand des Betriebszustands vorteilhafterweise ermittelt werden, was für eine Verkehrssituation beziehungsweise Fahrsituation des Fahrzeugs beim Auftreten der Verformung vorliegt beziehungsweise vorlag. Anhand des Betriebszustands ist besonders vorteilhaft eine Ursache für die Verformung des Verkleidungselements ermittelbar. Das Speichern des zu einem Zeitpunkt des Ermittelns des Auftretens der Verformung vorliegenden Betriebszustands des Fahrzeugs ermöglicht ein nachträgliches Auswerten der Verformung hinsichtlich deren Ursache. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Ursachenbekämpfung für zukünftige Verformungen von gleichen Verkleidungselementen erfolgen. Insbesondere können die Verformung und/oder der Betriebszustand zusammen mit einem Zeitpunkt des Auftretens der Verformung, bei welchem es sich um den Zeitpunkt des Ermittelns der Verformung mittels der Sensoreinrichtung handelt, in der Sensoreinrichtung hinterlegt werden. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte und nachträgliche Auswertung hinsichtlich der für die Verformung maßgeblichen Ursache möglich.
Um einen Fahrzeuginsassen und/oder einen Fahrer des Fahrzeugs und /oder einen Fahrzeughalter des Fahrzeugs besonders vorteilhaft über die Verformung informieren zu können, ist es in den Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein die Verformung charakterisierendes Verformungssignal für eine Anzeigeeinrichtung bereitgestellt wird und mittels der Anzeigeeinrichtung in Abhängigkeit von dem Verformungssignal ein akustisches und/oder optisches und/oder haptisches die Verformung des Verkleidungselements charakterisierendes Informierungssignal ausgegeben wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann das Verformungssignal beispielsweise bereitgestellt werden, sobald mittels der Sensoreinrichtung die Verformung des Verkleidungselements ermittelt worden ist. Hierdurch sind der Fahrzeuginsasse und/oder der Fahrer und/oder der Fahrzeughalter besonders zeitnah über die Verformung des Verkleidungselements informierbar. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung beziehungsweise der wenigstens eine Dehnmessstreifen der Sensoreinrichtung dauerhaft unter Spannung gelegt werden um ein Auftreten der Verformung des Verkleidungselements zumindest im Wesentlichen in Echtzeit ermitteln zu können. Bei der Anzeigeeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Bildschirmeinrichtung im Innenraum des Fahrzeugs oder um ein mobiles elektronisches Endgerät, wie ein Smartphone oder ein Tablet oder einen sonstigen Computer handeln. Als optisches Informationssignal kann beispielsweise ein Schriftzug oder ein Symbol oder eine schematische Darstellung des Fahrzeugs mit einer Kennzeichnung der ermittelten Verformung insbesondere zusammen mit deren Position relativ zum Fahrzeug ausgegeben werden. Zum Ausgeben des akustischen Informationssignals kann die Anzeigeeinrichtung eine Lautsprechereinrichtung umfassen, mittels welcher eine die Verformung charakterisierende Sprachnachricht und oder ein die Verformung charakterisierendes Geräusch ausgebbar ist. Um das haptische Informationssignal bereitstellen zu können, kann die Anzeigeeinrichtung beispielsweise ein Vibrationselement umfassen, welches beim Bereitstellen des haptischen Informationssignals in Schwingungen versetzbar ist. Das akustische und/oder optische und/oder haptische Informationssignal ermöglicht ein besonders umfangreiches Informieren des Fahrzeuginsassen beziehungsweise des Fahrers beziehungsweise des Fahrzeughalters über die ermittelte Verformung des Verkleidungselements.
Es hat sich als weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung beim Ermitteln der Verformung eine Erfassungseinrichtung des Fahrzeugs aktiviert wird, mittels welcher eine Umgebung des Fahrzeugs aufzeichenbar ist. Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Kamera und/oder um einen Umfeldsensor wie einen Radar oder einen Lidar handeln. Beim Ermitteln der Verformung wird somit mittels der Erfassungseinrichtung die Umgebung des Fahrzeugs aufgezeichnet und die aufgezeichnete Umgebung der ermittelten Verformung zugeordnet in der Sensoreinrichtung gespeichert. Über die aufgezeichnete Umgebung des Fahrzeugs kann eine Ursache für die Verformung des Verkleidungselements besonders einfach und zuverlässig ermittelt werden. Um die Umgebung des Fahrzeugs aufzeichnen zu können, ist ein Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung in die Umgebung des Fahrzeugs gerichtet.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Bereitstellen eines Außenhautbauteils für ein Fahrzeug, wobei das Außenhautbauteil entsprechend dem in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Außenhautbauteil für das Kraftfahrzeug bereits beschriebenen Außenhautbauteil ausgebildet sein kann. Bei dem Verfahren wird zum Ermitteln einer Verformung eines Verkleidungselements eine Sensoreinrichtung an einer einer Außenseite gegenüberliegenden Innenseite des Verkleidungselements angeordnet. Das Verkleidungselement stellt an seiner Außenseite bei einer Anordnung des Außenhautbauteils an dem Fahrzeug eine Außenhaut des Fahrzeugs bereit. Bei dem Verkleidungselement handelt es sich vorliegend um ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs. Um einen Grad der Verformung des Verkleidungselements besonders zuverlässig und einfach ermitteln zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein Dehnmessstreifen an der Innenseite auf das Verkleidungselement aufgeklebt und/oder bei einem Herstellungsprozess des Verkleidungselements in das Verkleidungselement eingespritzt wird. Ein elektrischer Widerstand des Dehnmessstreifens ist von dessen Dehnungszustand abhängig, wodurch ein Grad der Verformung des Verkleidungselements in Abhängigkeit von dem ermittelten elektrischen Widerstand des Dehnmessstreifens ermittelbar ist. Der Dehnmessstreifen kann somit an die Innenseite des Verkleidungselements angeklebt werden, wobei eine Position des Dehnmessstreifens relativ zum Verkleidungselement in der elektronischen Recheneinrichtung des Fahrzeugs hinterlegt werden kann. Über die hinterlegte Position des Dehnmessstreifens an dem Verkleidungselement kann beim Ermitteln der Verformung des Verkleidungselements eine Position der aufgetretenen Verformung mittels der elektronischen Recheneinrichtung über die Position des Dehnmessstreifens, mittels welchem die Verformung ermittelt worden ist, ermittelt werden. Handelt es sich bei dem Verkleidungselement um ein Kunststoffbauteil, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Dehnmessstreifen bei einem Herstellen des Verkleidungselements, beispielsweise bei einem Spritzgießen des Verkleidungselements in das Verkleidungselement eingebracht wird, sodass der wenigstens eine Dehnmessstreifen mit dem Verkleidungselement umspritzt wird. Hierdurch ist eine besonders sichere und positionsgenaue Befestigung des wenigstens einen Dehnmessstreifens an dem Verkleidungselement möglich. Für ein besonders vorteilhaftes Ermitteln der Position einer ermittelten Verformung kann die jeweiligen Position des wenigstens einen von dem Verkleidungselement umspritzten Dehnmessstreifen in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt werden.
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Außenhautbauteils sind Außenhautbauteils Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht eines Fahrzeugs, vorliegend eines Kraftfahrzeugs, hierbei eines Kraftwagens, mit mehreren Verkleidungselementen, welche eine Außenhaut des Kraftwagens bereitstellen; und
2a, 2b jeweilige Ausschnitte unterschiedlicher Verkleidungselemente des Kraftwagens, wobei 2a ein Verkleidungselement einer Tür des Kraftwagens geschnitten darstellt an dessen Innenseite zwei Dehnmessstreifen aufgeklebt sind und 2b eine Draufsicht einer Innenseite eines als Stoßfängerverkleidung ausgebildeten Verkleidungselements zeigt, bei welchem zwei Dehnmessstreifen von dem Verkleidungselement umspritzt sind.

In 1 ist ein Fahrzeug, vorliegend ein Personenkraftwagen 10 dargestellt. Der Personenkraftwagen 10 weist mehrere Verkleidungselemente 12 auf, welche eine Außenhaut des Personenkraftwagens 10 bereitstellen. Das bedeutet, dass die Verkleidungselemente 12 den Personenkraftwagen 10 nach außen begrenzen. Die Verkleidungselemente 12 weisen jeweils eine die Außenhaut bereitstellende Außenseite 14 sowie eine der Außenseite 14 gegenüberliegende Innenseite 16 auf. Bei einem erste der Verkleidungselemente 12 handelt es sich um eine Türaußenverkleidung, welche in 1 mit einem A gekennzeichnet ist und in 2a ausschnittsweise in einem Querschnitt gezeigt ist. Bei einem zweiten der Verkleidungselemente 12, welches mit dem Buchstaben B in 1 markiert ist, handelt es sich um eine Stoßfängerverkleidung, welche in 2 in einer Draufsicht auf die Innenseite 16 gezeigt ist.
Bei einem Betreiben des Personenkraftwagens 10 im Straßenverkehr kann es zu Beschädigungen des Personenkraftwagens 10 kommen, welche in Verformungen der Verkleidungselemente 12 resultieren können. Um diese Verformungen besonders positionsgenau und hinsichtlich ihres Grads der Verformung ermitteln und analysieren zu können, umfasst der Personenkraftwagen 10 jeweilige Sensoreinrichtungen 18, welche an den Innenseiten 16 der Verkleidungselemente 12 angeordnet sind. Die jeweiligen Sensoreinrichtungen 18 bilden zusammen mit den Verkleidungselementen 12 jeweilige Außenhautbauteile für den Personenkraftwagen 10.
Um einen Grad der Verformung des Verkleidungselements 12 besonders zuverlässig ermitteln zu können, umfasst die Sensoreinrichtung 18 mehrere Dehnmessstreifen 20, vorliegend genau zwei Dehnmessstreifen 20 pro zu überwachendem Verkleidungselement 12. Die Dehnmessstreifen 20 können auf die Innenseite 16 des jeweiligen Verkleidungselements 12 aufgelegt und mit dieser verklebt werden, wie in 2a dargestellt ist. Alternativ können die Dehnmessstreifen 20 bei einer Herstellung des jeweiligen Verkleidungselements 12 in das Verkleidungselement 12 eingebracht und hierdurch in das Verkleidungselement 12 integriert werden, wie in 2b gezeigt ist. Insbesondere bei einem Spritzgießen des Verkleidungselements 12 können die Dehnmessstreifen 20 der Sensoreinrichtung 18 mit dem Verkleidungselement 12 umspritzt werden. Vorliegend sind die Dehnmessstreifen 20 bei der Türverkleidung auf der Innenseite 16 aufgeklebt. Bei der Anordnung der Dehnmessstreifen 20 an dem aus einem Kunststoff gebildeten Stoßfänger sind die Dehnmessstreifen 20 bei einem Herstellvorgang des Stoßfängers mit eingespritzt.
Die Dehnmessstreifen 20 umfassen jeweils wenigstens einen elektrischen Leiter, dessen elektrische Leitfähigkeit von dessen Querschnitt abhängig ist. Je kleiner ein Querschnitt des elektrischen Leiters ist, desto höher ist ein elektrischer Widerstand dieses Leiters. Bei einem Dehnen des Dehnmessstreifen 20 wird der Querschnitt des elektrischen Leiters verkleinert, wodurch ein elektrischer Widerstand des elektrischen Leiters steigt. Wird der jeweilige Dehnmessstreifen 20 gedehnt, so steigt ein elektrischer Widerstand in dem Dehnmessstreifen 20. Über einen jeweiligen in dem Dehnmessstreifen 20 ermittelten elektrischen Widerstand kann somit auf einen Dehnungszustand des jeweiligen Dehnmessstreifens 20 geschlossen werden.
Bei einer Verformung des jeweiligen Verkleidungselements 12 wird aufgrund der Anordnung der Dehnmessstreifen 20 an der Innenseite 16 des Verkleidungselements 12 wenigstens einer der Dehnmessstreifen 20 gedehnt. In Folge der Dehnung des jeweiligen Dehnmessstreifens 20 ist ein Anstieg eines elektrischen Widerstands des jeweiligen Dehnmessstreifens 20 ermittelbar. Über den Anstieg des elektrischen Widerstands des jeweiligen Dehnmessstreifens 20 im Vergleich zu einem Ausgangswiderstand kann zum Einen ermittelt werden, dass eine Verformung des dem Dehnmessstreifen 20 zugeordneten Verkleidungselements 12 aufgetreten ist, sowie über einen Steigungsverlauf des elektrischen Widerstands ein Grad der Verformung des Verkleidungselements 12 ermittelt werden. In Abhängigkeit davon, in wie vielen einem jeweiligen Verkleidungselement 12 zugeordneten Dehnmessstreifen 20 ein Anstieg des elektrischen Widerstands ermittelt wird sowie in Abhängigkeit davon, an welcher Position die jeweiligen Dehnmessstreifen 20 an dem Verkleidungselement 12 angeordnet sind, mittels welchen der Anstieg des elektrischen Widerstands ermittelt wird, kann eine Größe und/oder eine Position der Verformung des Verkleidungselements 12 ermittelt werden. Das Ermitteln der Größe und/oder der Position der Verformung des Verkleidungselements 12 ermöglicht eine gezielte Reparatur des Verkleidungselements 12. Die Dehnmessstreifen 20 ermöglichen jeweilige Detektionen schon kleinster Verformungen des Verkleidungselements 12, sowie eine positionsgenaue Ortung der jeweiligen Verformung an dem Verkleidungselement 12.
Um durch einen Betrieb des Personenkraftwagens 10 bedingte Formschwankungen des jeweiligen Verkleidungselements 12 heraus zu filtern, kann eine elektronische Recheneinrichtung 21 vorgesehen sein, mittels welcher über jeweilige in den Dehnmessstreifen 20 ermittelte elektrische Widerstände ermittelbar ist, ob es sich bei der ermittelten Verformung um eine plastische und/oder um eine elastische Verformung handelt. Über einen jeweiligen zeitlichen Verlauf von jeweiligen ermittelten elektrischen Widerständen in den Dehnmessstreifen 20 wird ermittelt, ob es sich bei der detektierten Verformung um eine betriebsbedingte elastische Verformung des Verkleidungselements 12 oder um eine außerplanmäßige plastische Verformung des Verkleidungselements 12 handelt. Elastische Verformungen können sich im Betrieb des Personenkraftwagens 10 durch Fahrtwind oder Vibrationen des Personenkraftwagens 10 ergeben. Steigt ein elektrischer Verformung in einem Dehnmessstreifen 20 in Folge einer Verformung von einem Ausgangswert ausgehend auf einen Zwischenwert an und sinkt anschließend wieder ab, so kann davon ausgegangen werden, dass es sich um eine elastische Verformung handelt, bei welcher sich die Verformung des Verkleidungselements 12 zumindest teilweise zurück geformt hat, wodurch der zugehörige Dehnmessstreifen 20 erst gedehnt und anschließend zumindest teilweise komprimiert worden ist. Steigt der elektrische Widerstand von dem Ausgangswert ausgehend an und bleibt dieser elektrische Widerstand auf dem angestiegenen Niveau zumindest im Wesentlichen und zumindest für ein vorgegebenen Zeitintervall konstant, so wird festgestellt, dass es sich um eine plastische Verformung des Verkleidungselements 12 handelt, bei welchem der zugehörige Dehnmessstreifen 20 gedehnt und anschließend in seinem gedehnten Zustand gehalten wird. Es hat sich hierbei als vorteilhaft gezeigt, wenn lediglich plastische Verformungen in einer Speichereinrichtung 23 hinterlegt werden, wohingegen elastische Verformungen verworfen werden können. Alternativ können ermittelte elastische Verformungen herangezogen werden, um mechanische Beanspruchungen der Verkleidungselemente 12 bei einem Betrieb des Personenkraftwagens 10 zu ermitteln.
Um eine besonders vorteilhafte Analyse von Ursachen für eine plastische Verformung des Verkleidungselements 12 des Personenkraftwagens 10 zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass ein dem Auftreten der Verformung zugeordneter ermittelter Zeitpunkt der ermittelten Verformung zugeordnet in der Speichereinrichtung 23 hinterlegt wird. Alternativ oder zusätzlich kann zu dem ermittelten, der Verformung zugeordneten Zeitpunkt, welcher ein Auftreten der Verformung charakterisiert, ein Betriebszustand des Personenkraftwagens 10 ermittelt werden. Dieser ermittelte Betriebszustand kann der Verformung zugeordnet in der Speichereinrichtung 23 gespeichert werden. Bei dem Betriebszustand handelt es sich vorliegend um eine Fahrgeschwindigkeit des Personenkraftwagens 10. Es kann somit ermittelt werden, ob die Verformung des Verkleidungselements 12 bei einem Stillstand oder bei einer Bewegung des Personenkraftwagens 10 aufgetreten ist.
Um einen Fahrer, einen Fahrzeuginsassen und/oder einen Fahrzeughalter des Personenkraftwagens 10 besonders vorteilhaft über die ermittelte Verformung informieren zu können, kann die elektronische Recheneinrichtung 21 dazu eingerichtet sein, in Folge des Ermittelns der Verformung ein die Verformung charakterisierendes Verformungssignal für eine Anzeigeeinrichtung 24 bereitzustellen. Mittels der Anzeigeeinrichtung 24 ist in Folge des Empfangens des Verformungssignals die ermittelte Verformung für den Fahrer und/oder den Fahrzeuginsassen und/oder den Fahrzeughalter anzeigbar. Hierfür kann die Verformung in Form eines Bildes graphisch oder in Form eines ausgegebenen Texts grafisch dargestellt beziehungsweise als Sprachnachricht akustisch ausgegeben werden.
Um weiterhin ein besonders vorteilhaftes Ermitteln von Ursachen für die Verformung zu ermöglichen, kann die elektronische Recheneinrichtung 21 dazu eingerichtet sein, beim Ermitteln der Verformung eine Erfassungseinrichtung 22 des Personenkraftwagens 10 zu aktivieren. Die Erfassungseinrichtung 22 umfasst vorliegend eine Kameraeinrichtung, deren Sichtbereich in einer Umgebung des Personenkraftwagens 10 gerichtet ist, wodurch mittels der Kameraeinrichtung die Umgebung des Personenkraftwagens 10 aufzeichenbar ist. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 ist die aufgezeichnete Umgebung der ermittelten Verformung zugeordnet in der Speichereinrichtung 23 hinterlegbar. Hierbei kann zusätzlich der der Verformung zugeordnete Zeitpunkt, welcher ein Auftreten der Verformung charakterisiert, in der Speichereinrichtung 23 hinterlegt sein, um ein besonders vorteilhaftes Ermitteln einer Ursache für die Verformung zu ermöglichen.
Das Anordnen der Sensoreinrichtung 18 an der Innenseite 16 des Verkleidungselements 12 ermöglicht, dass ein geometrischer Zustand der Verkleidungselemente 12 beziehungsweise eine Veränderung des geometrischen Zustands des Verkleidungselements 12 erfasst werden kann. Hierfür werden die Verkleidungselemente 12, bei welchen es sich um Bauteile der Karosserie des Personenkraftwagens 10 handelt, mit einem Netz aus Dehnmessstreifen 20 bestückt. Diese werden bei Außenhautbauteilen entweder auf der Innenseite 16 befestigt, insbesondere durch Kleben, oder bei Kunststoffbauteilen direkt bei deren Herstellungsprozess mit eingespritzt. Hierdurch werden verformungssensitive Außenhautbauteile beziehungsweise eine ganze verformungssensitive Karosserie, welche Rückschlüsse auf Beschädigungen im Feld und somit bei einem Betrieb des Personenkraftwagens 10 oder anderweitige statische oder plastische oder dynamische oder elastische Verformungen des jeweiligen Verkleidungselements 12 in Echtzeit zulassen. Zulässige elastische Verformungen können mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 über einen Algorithmus herausgefiltert werden.
Die Dehnmessstreifen 20 weisen eine besonders geringe Dicke von lediglich wenigen Mikrometern auf, sodass Bauraum beziehungsweise Package-Probleme vermieden werden können. Bereits kleinste, dehnende oder stauchende Verformungen des jeweiligen Verkleidungselements 12 können zu einer Änderung des elektrischen Widerstands der jeweiligen zugeordneten Dehnmessstreifen 20 führen. Aufgrund der Sensoreinrichtung 18 kann somit eine verformungssensitive Karosserie des Personenkraftwagens 10 erhalten werden, bei welcher mehrere Parameter der Verformung erfasst, in einer Speichereinrichtung 23 gespeichert und ausgewertet werden können. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 können über die Sensoreinrichtung 18 jeweilige Gerade beziehungsweise Stärken von Verformungen des jeweiligen Verkleidungselements 12 ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Größe eines von der Verformung betroffenen Bereichs des Verkleidungselements 12 ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 ermittelt werden, ob es sich um eine elastische oder um eine plastische Verformung des Verkleidungselements 12 handelt. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 ermittelt werden, wo am Personenkraftwagen 10 die Verformung und somit die Beschädigung aufgetreten ist. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 ermittelt werden, wie es zu der Verformung gekommen ist und/oder in welchem Betriebszustand sich der Personenkraftwagen 10 beim Auftreten der Verformung befand. Durch einen fahrzeugspezifischen Algorithmus können mittels der elektronischen Recheneinrichtung 21 elastische Verformungen, welche während der Fahrt des Personenkraftwagens 10 auftreten, wie durch Flattern bei einem Heckstoßfänger oder welche aufgrund von Umwelteinflüssen auftreten, herausgefiltert werden. Der Einsatz des beschriebenen Außenhautbauteils für den Personenkraftwagen 10 ermöglicht eine Schadenserkennung beziehungsweise einen Schadenshinweis in einem Fahrzeugcockpit des Personenkraftwagens 10 mittels der Anzeigeeinrichtung 24 insbesondere vor einem Losfahren für einen Fahrzeuginsassen, was insbesondere bei Schäden beziehungsweise Verformungen vorteilhaft ist, welche sonst eventuell vollkommen unerkannt bleiben oder zu spät auffallen. Darüber hinaus kann ein Schadenserkennungshinweis mittels eines Mobiltelefons für den Fahrzeughalter ausgegeben werden. Des Weiteren kann ein Schadenshinweis für einen Hersteller des Personenkraftwagens 10 und/oder ein Leasingunternehmen des Personenkraftwagens 10 bereitgestellt werden, was insbesondere bei autonomen Personenkraftwagen vorteilhaft ist. Das beschriebene Verfahren zum Ermitteln der Verformung des Verkleidungselements 12 ermöglicht darüber hinaus ein besonders einfaches Sammeln von auswertbaren Daten, insbesondere hinsichtlich dessen, wo am Personenkraftwagen 10 besonders oft Schäden beziehungsweise Verformungen auftreten. Hierbei kann analysiert werden, ob eine Ursache für die auftretenden Verformungen eine eingeschränkte Sicht sein könnte, welche dann in zukünftigen Fahrzeugprojekten verbessert werden kann. Das Verfahren ermöglicht darüber hinaus eine Feststellung eines Schadenszeitpunkts, welcher ein Auftreten der Verformung des Verkleidungselements 12 charakterisiert. Bei der Ermittlung der Verformung, welche den Schaden darstellt, können Umfeldkameras und/oder Umfeldsensoren der Erfassungseinrichtung 22 aktiviert werden, um mittels Momentaufnahmen Hinweise beziehungsweise Beweise zu einer Ursache, insbesondere einem Schadensursache der Verformung zu erhalten. Das Verfahren ermöglicht darüber hinaus aufgrund des Aufzeichnens von auftretenden Verformungen eine besonders vorteilhafte Einstufung eines Fahrzeughalters beziehungsweise des Personenkraftwagens 10 bei Versicherungen. Das Verfahren ermöglicht des Weiteren eine Schadenserkennung von Verformungen in Echtzeit, sodass jeweilige Fahrer dazu angeregt werden können, den Personenkraftwagen 10 besonders vorsichtig zu betreiben. Hierdurch kann eine Gefahr einer Verformung der Verkleidungselemente 12 besonders gering gehalten werden. Das Ermitteln der Verformung des Verkleidungselements 12 ermöglicht darüber hinaus eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung eines Herstellungsprozesses des Personenkraftwagens 10. Hierbei können sowohl ermittelte plastische Verformungen als auch ermittelte elastische Verformungen bei einer Weiterentwicklung des Personenkraftwagens 10 herangezogen werden.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie eine Karosserie mit Verformungssensitivität bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014114789 A1 [0002]
DE 102013212036 A1 [0003]

Claims

Außenhautbauteil für ein Fahrzeug, mit einem Verkleidungselement (12) mit einer Außenseite (14), welche bei einer Anordnung des Außenhautbauteils an dem Fahrzeug eine Außenhaut des Fahrzeugs bereitstellt, und mit einer Sensoreinrichtung (18), welche an einer der Außenseite (14) gegenüberliegenden Innenseite (16) des Verkleidungselements (12) angeordnet ist und mittels welcher eine Verformung des Verkleidungselements (12) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (18) wenigstens einen Dehnmessstreifen (20) umfasst, dessen elektrischer Widerstand von dessen Dehnungszustand abhängig ist, wodurch ein Grad der Verformung des Verkleidungselements (12) in Abhängigkeit von dem elektrischen Widerstand des Dehnmessstreifens (20) ermittelbar ist.
Außenhautbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungselement (12) ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug (10) ist.
Verfahren zum Ermitteln einer Verformung einer Außenhaut eines Fahrzeugs, bei welchem ein elektrischer Widerstand einer auf einer Innenseite (16) eines die Außenhaut bereitstellenden Verkleidungselements (12) angeordneten Sensoreinrichtung (18) ermittelt wird, und mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (21) in Abhängigkeit von dem Widerstand eine Verformung der Außenhaut ermittel wird, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand wenigstens eines Dehnmessstreifens (20) der Sensoreinrichtung (18) ermittelt wird, dessen elektrischer Widerstand von dessen Dehnungszustand abhängig ist, und in Abhängigkeit von dem ermittelten elektrischen Widerstand des wenigstens einen Dehnmessstreifens (20) ein Grad der Verformung des Verkleidungselements (12) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (21) eine Größe und/oder eine Position eines von der Verformung betroffenen Bereichs des Verkleidungselements (12) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (21) ermittelt wird, ob es sich um eine plastische oder um eine elastische Verformung des Verkleidungselements (12) handelt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (21) die Verformung in einer Speichereinrichtung (23) gespeichert wird, wenn ermittelt wird, dass es sich um eine plastische Verformung handelt, und ein Speichern der Verformung des Verkleidungselements (12) unterbleibt, wenn ermittelt wird, dass es sich um eine elastische Verformung handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (21) ein Betriebszustand des Fahrzeugs ermittelt wird und die Verformung dem Betriebszustand des Fahrzeugs zugeordnet in einer Speichereinrichtung (23) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (21) ein die Verformung charakterisierendes Verformungssignal für eine Anzeigeeinrichtung (24) bereitgestellt wird und mittels der Anzeigeeinrichtung (24) in Abhängigkeit von dem Verformungssignal ein akustisches und/oder optisches und/oder haptisches die Verformung des Verkleidungselements (12) charakterisierendes Informierungssignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (21) beim Ermitteln der Verformung eine Erfassungseinrichtung (22) des Fahrzeugs aktiviert wird, mittels welcher eine Umgebung des Fahrzeugs aufzeichenbar ist.
Verfahren zum Bereitstellen eines Außenhautbauteils für ein Fahrzeug, bei welchem zum Ermitteln einer Verformung eines Verkleidungselements (12) eine Sensoreinrichtung (18) an einer einer Außenseite (14) gegenüberliegenden Innenseite (16) des Verkleidungselements (12) angeordnet wird, welches an seiner Außenseite (14) bei einer Anordnung des Außenhautbauteils an dem Fahrzeug eine Außenhaut des Fahrzeugs bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dehnmessstreifen (20) der Sensoreinrichtung (18), dessen elektrischer Widerstand von dessen Dehnungszustand abhängig ist, wodurch ein Grad der Verformung des Verkleidungselements (12) in Abhängigkeit von dem elektrischen Widerstand des Dehnmessstreifens (20) ermittelbar ist, an der Innenseite auf das Verkleidungselement (12) aufgeklebt wird und/oder bei einem Herstellungsprozess des Verkleidungselements (12) in das Verkleidungselement (12) eingespritzt wird.