DE10244732A1

DE10244732A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Personenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10244732A1
Application number: DE2002144732
Authority: DE
Inventors: Jan Urbahn; Manuel Kahmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Mit einem in einem Hohlraum des Stoßfängersystems eines Fahrzeugs angeordneten Strömungssensor (10) wird die im Hohlraum auftretende Luftströmung gemessen und ein entsprechendes Signal einer Auswerteeinrichtung (12) zugeführt, die einen Personenaufprall erkennt, wenn die Luftströmung im Hohlraum aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum einen voreinstellbaren Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall wird ein Signal einer Auslöseeinrichtung (16) zugeführt, welche ein Schutzsystem (18) aktiviert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, auf ein Verfahren zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug gemäß Anspruch 11, auf einen Sensor zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10 sowie auf die Verwendung eines Luftströmungssensors zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug gemäß Anspruch 14.

Systeme zum Erkennen eines Fußgängeraufpralls sind beispielsweise aus der DE 100 56 250 A1 oder DE 100 30 465 A1 bekannt. Über geeignete Sensoren und eine nachgeordnete Auswertschaltung wird nach dem Erkennen eines Personenaufpralls ein Schutzsystem ausgelöst, beispielsweise die Fronthaube des Fahrzeugs aus einer Ruhelage in eine angehobene Aufprall-Lage verlagert.

Grundsätzlich stehen für die Crashdetektion diverse Systeme mit nach unterschiedlichen physikalischen Prinzipien arbeitenden Sensoren zur Verfügung: Zur Seitenaufprallerkennung ist die beschleunigungsbasierende Crashdetektion bekannt. Hierbei steht für die Crashdetektion in der Regel lediglich ein Beschleunigungspeak zur Verfügung. Oftmals ist es nicht möglich, die Ursache eines solchen Peaks ausschließlich auf einen Crash zurückzuführen. Um einen Crash sauber von anderen Einwirkungen auf die Karosserie unterscheiden zu können, ist es bekannt, ein zweites, unabhängiges Meßprinzip anzuwenden.

Ein weiteres Meßprinzip zur Seitenaufprallerkennung ist aus der DE 43 22 844 A1 bekannt. Hierbei wird ein Luftdruckdetektor als Sensor in einem Seitenteil des Fahrzeugs angebracht und dient zur Erkennung des einen Seitenaufprall darstellenden Verkehrsunfalls; wobei eine Steuereinheit den beim Verkehrsunfall auftretenden stoßartigen Druckanstieg in der Umgebungsluft des Sensors auswertet. Hierbei wird ausgenutzt, daß beim Unfall die Luft im Fahrzeug, und zwar die Umgebungsluft des Sensors, komprimiert wird, sobald sich das Fahrzeug im Bereich der Aufprallstelle verformt.

Weiterhin ist aus der DE 100 57 258 C1 eine Vorrichtung zur Seitenaufprallerkennung bekannt, wobei der im Hohlraum des Seitenteils der Fahrzeugkarosserie vorgesehene Sensor als Temperatursensor ausgebildet ist und ein Steuergerät einen Temperaturanstieg, den der Temperatursensor in dem Seitenteil mißt und der aufgrund einer adiabatischen Druckänderung in dem Seitenteil auftritt, zur Seitenaufprallerkennung verwendet.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Systems zur Personenaufprallerkennung bei einem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst.

Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Sensor nach Anspruch 11 gelöst.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Vennrendung eines Luftströmungssensors nach Anspruch 14.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht von folgenden Überlegungen aus. Wenn bei einem Personenaufprall ein Volumen beispielsweise im Stoßfängersystem deformiert wird, so befindet sich dieses Luftvolumen in der Anfangsphase des Aufpralls, d.h. in den ersten 10 bis 20 ms nicht im thermischen Gleichgewicht mit der umgebenden Luft. Dadurch ist die Zustandsänderung des umschlossenen Gases adiabatischer Natur. Die adiabatische Zustandsänderung äußert sich dadurch, daß zum einen der Druck des Gases erhöht wird, daß sich zum anderen die Temperatur des Gases erhöht und daß schließlich eine Luftströmung entsteht. Die vorliegende Erfindung nutzt das zuletzt genannte Phänomen aus. Es wird also die Messung der durch die adiabatische Zustandsänderung eines Volumens erzeugten Luftströmung vorgeschlagen.

Bei einer typischen Auslöseschwelle eines Druckanstiegs von 35 mbar beträgt die Luftströmungsgeschwindigkeit ca. 73 m/s. Solche Strömungsgeschwindigkeiten können präzise und kostengünstig über auf unterschiedlichen Meßprinzipien basierende Meßgeräte ertaßt werden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Sensor in einem geschlossenen Hohlraum angeordnet ist, der insbesondere von einer flexiblen Wandung umgeben sein kann. Insbesondere kann der geschlossene Hohlraum von einem mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft gefüllten Schlauch gebildet sein. Dieser Schlauch kann vorzugsweise im Stoßfängersystem des Fahrzeugs integriert sein, in alternativer Weise kann er beispielsweise an der Vorderkante der Fronthaube des Fahrzeugs angeordnet sein. Selbstverständlich können auch an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs mehrere Hohlräume mit jeweils einem zugeordneten Sensor vorgesehen sein.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Messung der Luftströmung ein thermischer Strömungssensor an sich bekannter Bauart Verwendung findet. In alternativer Weise kann ein Ultraschall-Anemometer Verwendung finden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zur Personenaufprallerkennung mindestens einen zusätzlichen, nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sensor zur Aufprallerkennung umfaßt, der mit einer zusätzlichen Auswerteinrichtung zum Auswerten der Signale aus dem mindestens einen zusätzlichen Sensor und Erkennen eines Aufpralls verbunden ist. Es wird in diesem Fall somit parallel nach zwei unterschiedlichen Meßverfahren gemessen und das Schutzsystem wird nur dann ausgelöst, wenn sowohl die Auswerteinrichtung des Strömungssensors als auch die Auswerteinrichtung des weiteren Sensors einen Aufprall erkennen. Hierdurch werden mögliche Fehlauslösungen des Schutzsystems auf ein Minimum reduziert.

Als nach einem anderen physikalischen Prinzip arbeitende Systeme sind z.B. die restliche, im Fahrzeug befindliche Sicherheitselektronik, die fahrdynamischen Daten auf dem PT-CAN (oder entsprechendem Bussystem) oder eine Precrash-Sensorik geeignet.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:
1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufprallerkennung mit einem Luftströmungssensor, und
2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufprallerkennung mit einem Luftströmungssensor und einem nach einem anderen Meßprinzip arbeitenden Sensor.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Ein Luftströmungssensor 10 einer Vorrichtung zur Aufprallerkennung ist beispielsweise im Inneren eines luftgefüllten geschlossenen Schlauches, der im vorderen Stoßfängersystem eines Fahrzeugs untergebracht ist, angeordnet. Der Luftströmungssensor 10 liefert ein Ausgangssignal an eine Auswerteinrichtung 12. Die Auswerteinrichtung 12 überprüft, ob die Luftströmung im Bereich des Luftströmungssensors oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt. Bejahendenfalls liefert die Auswerteinrichtung 12 ein Signal an die Auslöseeinrichtung 16, die das Schutzsystem 18, also beispielsweise einen Airbag zum Verstellen der Fronthaube aktiviert.
Als Luftströmungssensoren können solche bekannter Bauart Verwendung finden. Beispielsweise wird verwiesen auf die Veröffentlichung "HSG-IMIT Anwendungsbericht SE 030", die einen thermischen Strömungssensor offenbart, oder auf "Dostmann-Electronic, Katalog 2002/2003", der einen Ultraschall-Strömungssensor zeigt.
Weiterhin versteht es sich, daß im Kraftfahrzeug mehrere Strömungssensoren 10 vorgesehen sein können. Auch ist es selbstverständlich möglich, solche Strömungssensoren in anderen oder zusätzlichen, als Hohlraum ausgebildeten Teilen der Fahrzeugkarosserie unterzubringen.
Der Strömungssensor 10 und die Auswerteinrichtung 12 können in einer gemeinsamen Strömungssensoreinrichtung integriert sein, wobei die Auswertelektronik der Strömungssensoreinrichtung mit einer zentralen Steuerung verbunden sein kann, die ihrerseits die Schutzsysteme auslösen kann. Es kann jedoch auch im Falle einer Mehrzahl von Strömungssensoren ein jeder Strömungssensor 10 mit einer zentralen Auswerteinrichtung 12 verbunden sein, die die Signale aller Strömungssensoren 10 auswertet.
Auch kann die Auslöseeinheit 16 zusammen mit der Auswerteinheit 12 und dem Sensor 10 verbaut sein.
Im Falle des weiteren Ausführungsbeispiels gemäß 2 ist zusätzlich ein nach einem anderen physikalischen Prinzip arbeitender Sensor 11 vorgesehen, dessen Signale einer geeigneten Auswerteinheit 13 zugeführt werden. Die Signale der Auswerteinheit 12 und der Auswerteinheit 13 werden der Einheit 14 zugeführt, die nur dann ein Signal an die Auslöseeinheit 16 weiterleitet, wenn beide Auswerteinrichtung 12 und 13 einen Aufprall erkennen. Im übrigen wird auf die Beschreibung im Zusammenhang mit 1 Bezug genommen.
Selbstverständlich können gegebenenfalls mehrere Sensoren 11 und gegebenenfalls mehrere Auswerteinrichtungen 13 vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße System eignet sich natürlich auch zur Erkennung eines Aufpralls von Tieren und Gegenständen.

Claims

Vorrichtung zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug, mit mindestens einem Sensor (10) in einem als Hohlraum ausgebildeten Teil des Fahrzeugs, wobei der Sensor (10) ein die Luftströmung im Hohlraum messender Luftströmungssensor ist, und einer mit dem mindestens einen Sensor verbundenen Auswerteinrichtung (12) zum Auswerten der Signale aus dem mindestens einen Sensor (10) und Erkennen eines Aufpralls, wobei die Auswerteinrichtung ein Ansteigen der Luftströmung, die aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum auftritt und vom mindestens einen Luftströmungssensor (10) gemessen wird, zur Aufprallerkennung verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) in einem geschlossenen Hohlraum angeordnet ist.
Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Hohlraum von einer flexiblen Wandung umgeben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Hohlraum von einem mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft gefüllten Schlauch gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum im Stoßfängersystem des Fahrzeugs integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Luftströmung ein thermischer Sensor vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Luftströmung ein Ultraschall-Anemometer vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen zusätzlichen, nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sensor (11) zur Seitenaufprallerkennung umfaßt, der mit einer zusätzlichen Auswerteinrichtung (13) zum Auswerten der Signale aus dem mindestens einen zusätzlichen Sensor (11) und Erkennen eines Seitenaufpralls verbunden ist.
Sensor zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug, der in einem als Hohlraum ausgebildeten Teil eines Fahrzeugs angeordnet ist und der als ein Luftströmungssensor (10) zur Erkennung der im Hohlraum aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung auftretenden Luftströmung ausgebildet ist.
Verfahren zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug, bei dem Signale mindestens eines in einem als Hohlraum ausgebildeten Teils eines Fahrzeugs angeordneten Sensors (10) einer Auswerteinrichtung (12) zum Zwecke der Aufprallerkennung zugeführt werden, wobei mittels des mindestens einen Sensors (10) die im Hohlraum auftretende Luftströmung gemessen wird und die Auswerteinrichtung (12) einen Aufprall erkennt, wenn die Luftströmung aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung im Hohlraum einen voreinstellbaren Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mindestens eines zusätzlichen, nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sensors (11) zur Aufprallerkennung in einer zusätzlichen Auswerteinrichtung (13) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslöseentscheidung zur Auslösung eines Schutzsystems (18) nur dann getroffen wird, wenn sowohl die Auswerteinrichtung (12) als auch die zusätzliche Auswerteinrichtung (13) einen Aufprall erkennt.
Verwendung eines Luftströmungssensors (10) zum Erkennen eines Aufpralls insbesondere einer Person auf ein Fahrzeug aufgrund einer adiabatischen Zustandsänderung in einem Hohlraum des Fahrzeugs.