DE19912301C1

DE19912301C1 - Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19912301C1
Application number: DE19912301A
Authority: DE
Inventors: Arthur Rogler
Original assignee: Individual
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2019-03-20

Abstract

Eine Sicherheitseinrichtung (8) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit mindestens einem Aufprallsensor (10) und einer die Bremsbetätigung des Fahrzeugs nach Maßgabe des Sensorsignals auslösenden Steuereinheit (12) einschließlich einer Signal-Auswerteschaltung (14) ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß das Schadensausmaß bei einem Auffahrunfall minimiert und unfallbedingte Folgeschäden dadurch weitgehend vermieden werden, daß die Auswerteschaltung bei einem Anstieg des Sensorsignals über einen vorgegebenen oberen Grenzwert und einem nachfolgenden Signalabfall unter einen vorgegebenen unteren Grenzwert anspricht, derart, daß die Betriebsbremsen des Fahrzeugs zeitgleich mit dem Ende des Aufprallstoßes aktiviert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraft fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Kraftfahrzeug-Auffahrunfällen, die auf der Grundlage eines teil elastischen Stoßes ablaufen, wird ein Teil der Aufprallenergie nicht in Ver formungsarbeit umgesetzt, sondern in kinetische Energie zurückverwandelt, so daß sich das Fahrzeug nach dem Unfall zumeist unkontrolliert mit geänderter Geschwindigkeit fortbewegt und dadurch die Gefahr zusätzlicher Folgeschäden entsteht. Ein typisches Beispiel hierfür ist ein Auffahrunfall auf eine stehende oder sich langsam bewegende Fahrzeugkolonne, wo sich das Unfallgeschehen vom Kolonnenende aus nacheinander auf mehrere Fahrzeuge fortpflanzt, weil das jeweils rückwärtige Fahrzeug nach vorne gestoßen wird und auf das vor ihm befindliche Fahrzeug aufprallt, bevor noch die Fahrzeugführer auf die plötzliche Vorwärtsbeschleunigung reagieren und ihr Fahrzeug abbremsen oder zum Stillstand bringen können, selbst wenn der Fahrzeugabstand in der Kolonne mehrere Meter beträgt.

Aus der DE 37 44 264 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung der eingangs ge nannten Art bekannt, durch die bei einer kurzzeitig ungewöhnlich hohen Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung das Fahrzeug stromlos gemacht, der Motor abgeschaltet und die Feststellbremse aktiviert wird, damit das Fahrzeug, z. B. bei einer Hanglage, nicht unkontrolliert vom Unfallort fortrollen kann. Eine derartige Bremsaktivierung hat jedoch bei dem oben geschilderten Auffahrunfall zur Folge, daß sich der Schadensablauf dem Grundmuster eines unelastischen Stoßes nähert und das jeweils vor ausfahrende, ohnehin schon langsamere Fahrzeug in der Aufprallphase noch zusätzlich relativ zum auffahrenden Fahrzeug abgebremst wird, so daß das Schadensausmaß der am Unfall beteiligten Fahrzeuge nicht verringert wird, sondern ansteigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung der eingangs ge nannten Art so auszubilden, daß die durch einen Auffahrunfall entstehenden Fahrzeugschäden wirksam gemindert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 ge kennzeichnete Sicherheitseinrichtung in der Weise gelöst, daß die zwangs weise Bremsbetätigung des Fahrzeugs zeitgleich mit dem Ende des Aufprallstoßes einsetzt, wodurch einerseits wegen des unverändert teilela stischen Stoßverhaltens ein möglichst großer Anteil des Aufprallimpulses in kinetische Energie zurückverwandelt und somit der Unfallschaden an dem auffahrenden und dem von diesem heckseitig angestoßenen Fahrzeug möglichst gering gehalten wird, andererseits aber die Fahrzeugbewegung sofort nach Beendigung des Aufprallstoßes aufgrund der selbsttätigen Ak tivierung der Betriebsbremsen in kürzester Zeit zum Stillstand gebracht und so der Gefahr von Folgeschäden an den primär unfallbeteiligten und weiteren Fahrzeugen wirksam begegnet wird. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung eignet sich daher in hervorragender Weise zur Schadensminimierung von Auffahrunfällen insbesondere im Kolonnenverkehr.

Wird, wie nach Anspruch 2, bevorzugt, als Sensor ein Beschleunigungssensor verwendet, so wird die Bremsbetätigung mittels der Auswerteschaltung ausgelöst, wenn die Absolutbeschleunigung des Fahrzeugs zunächst einen vorgegebenen oberen und anschließend einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet, wobei die beiden Grenzwerte den Beginn und das Ende des Aufprallstoßes repräsentieren und der untere Grenzwert im allgemeinen bei Null liegt. Diese Ausführungsform empfiehlt sich vor allem in Verbindung mit weiteren Sicherheitseinrichtungen, wie etwa einem Schutzkissensystem für Fahrzeuginsassen (Air-Bag), bei denen ohnehin bereits ein Beschleu nigungssensor vorhanden ist, der dann auf baulich einfache Weise von der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung mitbenutzt werden kann.

Eine alternative, baulich ebenfalls sehr günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht nach Anspruch 3 darin, daß der Sensor ein Verformungssensor ist und die Auswerteschaltung auf einen einem Signalanstieg folgenden Nullabfall der Verformungsgeschwindigkeit anspricht. Durch entsprechende Anordnung des Verformungssensors läßt sich dabei ohne weiteres sicherstellen, daß die Bremsbetätigung nur bei einer Verformung bestimmter Fahrzeugbereiche ausgelöst, wird. Diese Ausführungsform in Verbindung mit einem frontseitig montierten Verformungssensor wird besonders für schwere Fahrzeuge, also vor allem Lastkraftwagen, bevorzugt, die bei einem Aufprall auf ein leichteres Fahrzeug nur relativ schwach verzögert werden, der Verformungssensor aber einen signifikanten Signalanstieg und -abfall liefert und durch die daraus resultierende Bremsbetätigung des Lastkraftwagens verhindert wird, daß dieser infolge einer ungebremsten Weiterfahrt über den Primärschaden hinaus weitere und möglicherweise noch schwerwiegendere Aufpallschäden an dem vor ihm befindlichen oder weiteren Kolonnenfahrzeugen verursacht. Für Personenkraftwagen hingegen wird gemäß Anspruch 4 ein Heckaufprallsensor bevorzugt.

Im Hinblick auf eine hohe Ansprechgeschwindigkeit bei zugleich einfacher Bauweise enthält die Steuereinheit gemäß Anspruch 5 in besonders bevorzugter Weise einen parallel zum Bremspedal auf die Fahrzeugbremsen wirkenden, druckgasbetätigten Stellantrieb mit einem zugeordneten, durch das Ausgangssignal der Auswerteschaltung gezündeten Feststoff-Druckgas generator.

Zum Lösen der Bremsen nach der selbsttätigen Bremsaktivierung durch die Sicherheitseinrichtung ist der Druckgasraum des Stellantriebs nach Anspruch 6 vorzugsweise manuell entlüftbar, oder die Bremsen werden, wie nach Anspruch 7 bevorzugt, mit Hilfe einer den Druckgasraum permanent entlüftenden Drosselstelle automatisch gelöst.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Personenkraftwagens mit einer serienmäßigen Bremsanlage und einer Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 das Funktionsschema der Sicherheitseinrichtung gemäß Fig. 1, und

Fig. 3a, 3b den qualitativen Verlauf der Vorwärtsbeschleunigung (Fig. 3a) bzw. der heckseitigen Verformung des Kraft fahrzeugs (Fig. 3b) bei einem rückseitigen Aufprallstoß.

Das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug enthält eine übliche, hydraulische, insgesamt mit 2 bezeichnete Betriebsbremsanlage einschließlich eines durch ein Bremspedal 4 betätigten Hauptbremszylinders 6 und gegebenenfalls eines - nicht gezeigten - Antiblockiersystems.

Der Bremsanlage 2 ist eine Sicherheitseinrichtung 8 zugeordnet, die aus einem am Fahrzeugheck angeordneten Aufprallsensor 10 und einer Steuer einheit 12 mit einer Auswerteschaltung 14 und einem Stellantrieb 16 besteht.

Der Sensor 10 ist als Beschleunigungssensor ausgebildet, der die Vor wärtsbeschleunigung a des Fahrzeugs mißt, welche, wie in Fig. 3a darge stellt, steil über einen oberen Grenzwert S₁, welcher deutlich über dem normalen Beschleunigungsbereich liegt, ansteigt und dann auf Null oder jedenfalls unter einen unteren, die Grenze zum normalen Beschleuni gungsbereich bildenden Beschleunigungswert abfällt, wenn ein schnelleres Fahrzeug von hinten auf das Fahrzeugheck aufprallt.

Wahlweise ist der Sensor 10 als Verformungssensor ausgebildet, der die zeitliche Änderung der heckseitigen Fahrzeugverformung mißt, die - wie in Fig. 3b gezeigt - zu Beginn des Auffahrunfalls steil ansteigt (Grenzwert F₁) und am Ende des Aufprallstoßes wieder auf den Nullwert F₂ abfällt.

In der Auswerteschaltung 14 wird das Sensorsignal gemäß Fig. 2 einem ersten Schwellwertdetektor 18, der bei Überschreiten des oberen Grenz wertes S₁ bzw. F₁ in den leitenden Zustand gelangt, sowie einem zweiten, bei einem Signalabfall unter den unteren Grenzwert S₂ bzw. F₂ anspre chenden Schwellwertdetektor 20 zugeführt. Sind beide Detektoren 18 und 20 umgekippt, liefert ein UND-Gatter 22 ein Ausgangssignal, durch welches eine Feststoff-Gaspatrone 24 des Stellantriebs 16 gezündet und der Arbeitskolben 26, der auf der Hydraulikseite in die Fahrzeug-Bremsanlage 2 einbezogen ist, betätigt wird, so daß das Fahrzeug - gegebenenfalls unter der Wirkung des Antiblockiersystems - mit maximaler Bremskraft zum Stillstand kommt.

Zum Lösen der Bremsen wird die Druckgasseite des Arbeitskolbens 26 entweder manuell oder - wie gezeigt - selbsttätig über eine permanente Drosselstelle 28 entlüftet. Durch Auswechseln des Feststoff-Gasgenerators 24 wird die Sicherheitseinrichtung 8 erneut betriebsbereit gemacht.

Claims

1. Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit mindestens einem Aufprallsensor und einer die Bremsbetätigung des Fahrzeugs nach Maßgabe des Sensorsignals auslösenden Steuereinheit einschließlich einer Signal-Auswerte schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Auswerteschaltung (14) beim Erkennen eines Anstiegs des Sensorsi gnals über einen vorgegebenen oberen Grenzwert (S₁, F₁) und eines nachfolgenden Signalabfalls unter einen vorgegebenen unteren Grenzwert (S₂, F₂) die Steuereinheit (12) zur Abgabe eines die Bremsbetätigung auslösenden Signals veranlaßt.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) ein Beschleunigungssensor ist und die Auswerte schaltung (14) bei Überschreiten eines vorgegebenen oberen und an schließend Unterschreiten eines vorgegebenen unteren Grenzwertes (S₁ bzw. S₂) der Absolutbeschleunigung (a) anspricht.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) ein Verformungssensor ist und die Auswerteschaltung (14) auf einen einem Signalanstieg folgenden Nullabfall der Ver formungsgeschwindigkeit (F) anspricht.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) ein Heckaufprallsensor ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (16) einen parallel zum Bremspedal (4) auf die Fahrzeugbremsen wirkenden, druckgasbetätigten Stellantrieb (16) mit einem zugeordneten, durch das Ausgangssignal der Auswerte schaltung (14) gezündeten Feststoff-Druckgasgenerator (24) enthält.

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasraum des Stellantriebs (16) manuell entlüftbar ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasraum des Stellantriebs (16) über eine permante Dros selstelle (28) entlüftet ist.