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WO2013013668A2 - Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren hohlkörpern und zumindest jeweils einem drucksensor - Google Patents

Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren hohlkörpern und zumindest jeweils einem drucksensor Download PDF

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WO2013013668A2
WO2013013668A2 PCT/DE2012/100217 DE2012100217W WO2013013668A2 WO 2013013668 A2 WO2013013668 A2 WO 2013013668A2 DE 2012100217 W DE2012100217 W DE 2012100217W WO 2013013668 A2 WO2013013668 A2 WO 2013013668A2
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pressure
common
impact sensor
sensor
housing
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Gerhard Mader
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Continental Automotive GmbH
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Continental Automotive GmbH
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    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0136—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to actual contact with an obstacle, e.g. to vehicle deformation, bumper displacement or bumper velocity relative to the vehicle

Definitions

  • Impact sensor consisting of at least two deformable hollow bodies and at least one pressure sensor
  • the invention relates to an impact sensor consisting of at least two deformable hollow bodies and at least one respective pressure sensor according to the preamble of claim 1 and a corresponding method for evaluation.
  • Such an impact sensor is known, for example, from EP 937612 A2.
  • the pressure measurement of the two sensors can be made plausible against one another and the position of the impact can be deduced from the transit time differences with respect to the two pressure sensors arranged on opposite sides of the vehicle.
  • the effort for assembly and wiring increases considerably.
  • impact sensors with a plurality of hollow bodies and a common pressure sensor are known, for example, from EP 1281582, whereby there is no longer any possibility of a plausibility check.
  • DE 10309713 A1 discloses an impact sensor unit in which two sensors sensitive to both pressure and acceleration are respectively arranged on opposite sides in the interior of the cavity.
  • a collision sensor unit can be seen, in which in each case a pressure sensor is arranged in each case in the interior of its own cavity.
  • the object of the present invention is therefore to present an impact sensor, which nevertheless allows a plausibility check with low assembly costs.
  • An essential idea of the invention is that the two pressure sensors are arranged in a common housing, that is to say a common electronic subassembly having a common circuit carrier, and sealed against one another in the housing, that is to say that for each pressure sensor a pressure supply area sealed against the other is provided. Due to the common housing, however, not only reduces the cost of this case, but also only one lead to evaluation needs and thus reduces the cost of installation and wiring.
  • Such impact sensors or at least their hollow bodies are integrated, for example, in the bumper in the front and possibly also at the rear of the rear and serve for impact detection for the release of pedestrian protection devices or occupant protection devices.
  • the pressure sensors are arranged on a common circuit carrier, so only one common circuit carrier is required. This, in turn, opens up the possibility of jointly using a common unit for supplying energy to the pressure sensors and / or a common unit for signal forwarding to an evaluation unit which can be connected to the impact sensor, for both pressure sensors, on this circuit carrier.
  • Figure 1 Sketch of a crash sensor according to the invention
  • FIG. 2 Sketching of an evaluation algorithm on the basis of these two sensors
  • FIG. 1 shows an impact sensor comprising at least two deformable hollow bodies 2. A and 2. B and at least one, in this exemplary embodiment, 2 pressure sensors 1 .2. A, 1. 1 b for detecting the pressure change in the respective hollow body.
  • These pressure sensors 1.2.a, 1.2.b are arranged in a common housing 1 and on a common circuit carrier 1 .1, wherein in the housing for each pressure sensor a sealed against the other pressure supply area 1 .3a, 1.3b is provided.
  • each hollow body 2.a and 2.b is separated from each other, the pressure supply areas are also 1 .3a, 1.3b separated from each other, for the specific embodiment of different possibilities, for example, a common partition between the two pressure supply areas is conceivable and Figure 1 in this regard, by no means as unique conceivable alternative to understand. Also in only one conceivable example, the conclusion 3 of the hollow body is shown on the opposite side of the housing. Thus, instead of a common end plug for both hollow body, a different separation may be provided, for example, the two hollow bodies are formed from a common tube, which then on this, the housing 1 opposite side by clamping means or other technical solutions in 2 pressure moderately separate hollow body is divided.
  • Such impact sensors or at least their hollow bodies are integrated, for example, in the bumper in the front and possibly also at the rear of the rear and serve for impact detection for the release of pedestrian protection devices or occupant protection devices.
  • a common unit for supplying energy to the pressure sensors 1 .2.a, 1.2.b as well as a common unit for signal forwarding to a connectable to the impact sensor on the circuit substrate 1.1 Evaluation unit 4 is provided.
  • a common unit for signal forwarding to a connectable to the impact sensor on the circuit substrate 1.1 Evaluation unit 4 is provided.
  • the two pressure sensors deliver the pressure signals p1 and p2. now the difference of the pressure
  • the pressure signal prel relevant to the algorithm On the basis of the pressure signal prel relevant to the algorithm, it is decided whether e.g. a pedestrian impact is present.
  • a pedestrian impact there are a number of parameters from the pressure signal, for example, the amplitude and duration of a pressure pulse.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Es wird ein Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren Hohlkörpern (2.a, 2.b) und zumindest jeweils einem Drucksensor (1.2.a, 1.2.b) zur Erfassung der Druckänderung im jeweiligen Hohlkörper beschrieben, wobei die Drucksensoren (1.2.a, 1.2.b) in einem gemeinsamen Gehäuse (1) auf einem gemeinsamen Schaltungsträger angeordnet und im Gehäuse (1) für jeden Drucksensor (1.2.a, 1.2.b) ein gegen den anderen abgedichteter Druckzuleitungsbereich (1.3.a, 1.3b) vorgesehen ist. Durch das gemeinsame Gehäuse reduziert sich jedoch nicht nur der Aufwand für dieses Gehäuse, sondern wird auch nur noch eine Zuleitung zu Auswerteeinheit benötigt und reduziert sich damit der Aufwand für Montage und Verkabelung. Zudem eröffnet dies wiederum die Möglichkeit, auf diesem Schaltungsträger eine gemeinsame Einheit zur Energiezuführung an die Drucksensoren und/oder eine gemeinsame Einheit zur Signalweiterleitung an eine mit dem Aufprallsensor verbindbare Auswerteeinheit gemeinsam für beide Drucksensoren zu nutzen.

Description

Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren Hohlkörpern und zumindest jeweils einem Drucksensor
Die Erfindung betrifft einen Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren Hohlkörpern und zumindest jeweils einem Drucksensor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Verfahren zur Auswertung.
Ein derartiger Aufprallsensor ist beispielsweise aus der EP 937612 A2 bekannt. Durch die zwei separaten Schläuche kann die Druckmessung der beiden Sensoren gegeneinander plausibilisiert und aus den Laufzeitunterschieden zu den beiden an entgegengesetzten Seiten des Fahrzeugs angeordneten Drucksensoren auf die Position des Auftreffens geschlossen werden. Der Aufwand für die Montage und Verkabelung erhöht sich dadurch erheblich. Darüber hinaus sind beispielsweise aus der EP 1281582 Aufprallsensoren mit mehreren Hohlkörpern und einem gemeinsamen Drucksensor bekannt, wobei damit bereits keine Möglichkeit der Plausibilisierung mehr besteht.
Aus der DE 10309713 A1 ist eine Aufprallsensoreinheit zu entnehmen, bei welcher zwei jeweils sowohl für Druck als auch Beschleunigung empfindliche Sensoren jeweils auf entgegengesetzten Seiten im Inneren des Hohlraums angeordnet sind.
Aus der DE 10 2004 022 591 A1 ist eine Aufprallsensoreinheit zu entnehmen, bei welcher jeweils ein Drucksensor jeweils in Inneren seines eigenen Hohlraums angeordnet ist.
Auch bei diesen Lösungen ist der Aufwand für die Montage und Verkabelung hoch.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Aufprallsensor vorzustellen, der bei niedrigem Montageaufwand dennoch eine Plausibilisierung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die zwei Drucksensoren in einem gemeinsamen Gehäuse, also einer gemeinsamen Elektronikbaugruppe mit einem gemeinsamen Schaltungsträger, angeordnet und im Gehäuse gegeneinander abgedichtet, also für jeden Drucksensor ein gegen den anderen abgedichteter Druckzuleitungsbereich vorgesehen ist. Durch das gemeinsame Gehäuse reduziert sich jedoch nicht nur der Aufwand für dieses Gehäuse, sondern wird auch nur noch eine Zuleitung zu Auswerteeinheit benötigt und reduziert sich damit der Aufwand für Montage und Verkabelung. Derartige Aufprallsensoren oder zumindest deren Hohlkörper werden beispielsweise in der Stoßstange vorne und evt. auch hinten am Heck integriert und dienen zur Aufprallerkennung für die Auslösung von Fußgängerschutzeinrichtungen oder auch Insassenschutzeinrichtungen.
Indem die Drucksensoren auf einem gemeinsamen Schaltungsträger angeordnet sind, ist also auch nur noch ein gemeinsamer Schaltungsträger erforderlich. Dies eröffnet wiederum die Möglichkeit, auf diesem Schaltungsträger eine gemeinsame Einheit zur Energiezuführung an die Drucksensoren und/oder eine gemeinsame Einheit zur Signalweiterleitung an eine mit dem Aufprallsensor verbindbare Auswerteeinheit gemeinsam für beide Drucksensoren zu nutzen.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigen
Figur 1 : Skizze eines erfindungsgemäßen Aufprallsensors
Figur 2: Skizzierung eines Auswertealgorithmus auf Basis dieser beiden Sensoren
Figur 1 zeigt einen Aufprallsensor aus zumindest zwei deformierbaren Hohlkörpern 2.a und 2.b sowie zumindest jeweils einem, in diesem Ausführungsbeispiel also 2 Drucksensoren 1 .2.a, 1.2.b zur Erfassung der Druckänderung im jeweiligen Hohlkörper. Würde eine größere Anzahl an Hohlkörpern verwendet werden, wäre entsprechend die Anzahl der Drucksensoren ebenfalls zu erhöhen. Diese Drucksensoren 1.2.a, 1.2.b sind in einem gemeinsamen Gehäuse 1 und auf einem gemeinsamen Schaltungsträger 1 .1 angeordnet, wobei im Gehäuse für jeden Drucksensor ein gegen den anderen abgedichteter Druckzuleitungsbereich 1 .3.a, 1.3b vorgesehen ist. So wie jeder Hohlkörper 2.a und 2.b voneinander getrennt ist, sind auch die Druckzuleitungsbereiche 1 .3.a, 1.3b voneinander getrennt, wobei für die konkrete Ausgestaltung unterschiedlichen Möglichkeiten, beispielsweise auch eine gemeinsame Trennwand zwischen den beiden Druckzuleitungsbereichen denkbar ist und die Figur 1 diesbezüglich keinesfalls als einzig denkbare Alternative zu verstehen ist. Ebenfalls in nur einem denkbaren Beispiel ist der Abschluss 3 der Hohlkörper auf der dem Gehäuse entgegengesetzten Seite dargestellt. So kann anstelle eines gemeinsamen Abschlussstopfens für beide Hohlkörper auch eine andere Trennung vorgesehen werden, beispielsweise die beiden Hohlkörper auch aus einem gemeinsamen Schlauch gebildet werden, welcher dann auf dieser, dem Gehäuse 1 entgegengesetzten Seite durch Klemmmittel oder andere technische Lösungen in 2 druckmäßig voneinander getrennte Hohlkörper unterteilt wird.
Derartige Aufprallsensoren oder zumindest deren Hohlkörper werden beispielsweise in der Stoßstange vorne und evt. auch hinten am Heck integriert und dienen zur Aufprallerkennung für die Auslösung von Fußgängerschutzeinrichtungen oder auch Insassenschutzeinrichtungen.
In der Figur 1 nicht im Detail gezeigt, jedoch als bevorzugte Ausgestaltung zu verstehen ist auf dem Schaltungsträger 1.1 eine gemeinsame Einheit zur Energiezuführung an die Drucksensoren 1 .2.a, 1.2.b als auch eine gemeinsame Einheit zur Signalweiterleitung an eine mit dem Aufprallsensor verbindbare Auswerteeinheit 4 vorgesehen. Dadurch können neben den Materialaufwand für den Schaltungsträger 1 .1 auch in erheblichem Maße Kosten für die elektronischen Bauelemente reduziert oder sogar die beiden Drucksensoren und der Schaltungsträger zu einem gemeinsamen ASIC mit 2 drucksensitiven Bereichen und allen anderen erforderlichen elektronischen Einheiten integriert werden.
Es ist also eine doppelte Ausführung des Hohlkörpers, hier ausgestaltet als Schlauch vorgesehen, wobei jeweils ein Drucksensor die Druckänderungen in genau einem Schlauch detektiert. Somit ist sichergestellt, dass Beschädigungen eines Schlauches im Falle einer Druckänderung detektiert werden können, da diese Druckänderung im betreffenden Schlauch entsprechend geringer bzw. kürzer wird ausfallen. Das System kann darauf so antworten, dass in diesem Fall immer die größere / längere Druckänderung ausgewertet wird. Die elektrische Anbindung der Sensoren an die Auswerteeinheit 4 erfolgt bevorzugt vom gemeinsamen Gehäuse 1 aus über die gemeinsame Anschlussleitung.
Die beiden Drucksensoren liefern die Drucksignale p1 und p2. nun wird die Differenz des Drucks |p1 - p2| zwischen beiden Drucksignalen p1 und p2 bestimmt. Überschreitet der Druckunterschied einen zu definierenden Wert X, dann wird geschlussfolgert, dass der eine Sensor oder der entsprechende Schlauch defekt ist. In diesem Fall wird das Signal mit der absolut größeren Amplitude als relevantes Drucksignal für die weitere Signalbewertung verwendet. Im ungestörten Betrieb kann man als relevantes Drucksignal prel entweder den Mittelwert beider Sensorsignale verwenden, oder alternativ - im Sinne einer besonders kosteneffizienten Implementierung - nur eines der zwei Sensorsignale.
Auf Basis des für den Algorithmus relevanten Drucksignals prel wird entschieden, ob z.B. ein Fußgängeraufprall vorliegt. Hierfür gibt es eine Reihe von Parametern aus dem Druck Signal, beispielsweise die Amplitude und Dauer eines Druckimpulses.

Claims

Patentansprüche
Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren Hohlkörpern (2.a,2.b) und zumindest jeweils einem Drucksensor (1 .2.a, 1 .2.b) zur Erfassung der Druckänderung im jeweiligen Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass
die Drucksensoren (1 .2.a, 1.2.b) in einem gemeinsamen Gehäuse (1 ) auf einem gemeinsamen Schaltungsträger (1 .1 ) angeordnet und
im Gehäuse (1 ) für jeden Drucksensor (1 .2.a, 1 .2.b) ein gegen den anderen abgedichteter Druckzuleitungsbereich (1.3.a, 1 .3b) vorgesehen ist.
Aufprallsensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse außerhalb der Hohlkörper angeordnet ist
Aufprallsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (1 .1 ) eine gemeinsame Einheit zur Energiezuführung an die Drucksensoren aufweist.
Aufprallsensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (1.1 ) eine gemeinsame Einheit zur Signalweiterleitung an eine mit dem Aufprallsensor verbindbare Auswerteeinheit (4) aufweist.
Kraftfahrzeug mit einem Aufprallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche sowie einer damit verbundenen Auswerteeinheit.
Verfahren zur Auswertung der Signale eines Aufprallsensor mit zwei Drucksensoren, wobei die Differenz (|p1 - p2|) zwischen den Drucksignalen (p1 ,p2) der Drucksensoren (1.2.a, 1 .2.b) mit einem vorgegebenen Wert (X) verglichen und bei Überschreitung des Wertes (X) nur das Signal mit der absolut größeren Amplitude als relevantes Drucksignal für die weitere Signalbewertung verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das als relevantes Drucksignal (prei) der Mittelwert der Sensorsignale verwendet wird, sofern der Wert (X) nicht überschritten wird. N
PCT/DE2012/100217 2011-07-27 2012-07-18 Aufprallsensor bestehend aus zumindest zwei deformierbaren hohlkörpern und zumindest jeweils einem drucksensor Ceased WO2013013668A2 (de)

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