Titel

Vorrichtung zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision, Verfahren zum Betrieb derselben sowie Kraftfahrzeug diese enthaltend

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem externen Objekt, ein Verfahren zum Betrieb derselben und ein Kraftfahrzeug diese enthaltend gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Stand der Technik

Aus dem Dokument CN105128796A ist ein Rückkopplungssystem zur Überwachung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei das Rückkopplungssystem zumindest einen Kraftsensor umfasst.

Aus dem Dokument DE102012008974 Al ist ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Kraftfahrzeug zumindest ein Sensormittel zur Erfassung einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Drittgegenstand umfasst. Das zumindest eine Sensormittel ist hierbei in Form eines sich über einen Flächenbereich erstreckenden Gitters aus wenigstens einer stromführenden Leitung ausgebildet, dem eine Erfassungseinrichtung zugeordnet ist, die anhand einer Veränderung des Stromflusses infolge einer kollisionsbedingten Leitungsdeformation eine Kollision erkennt. Offenbarung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem externen Objekt mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereitgestellt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Erfassungseinheit, die dazu ausgelegt ist, eine Änderung eines elektrischen Widerstands zumindest eines Bereiches der Erfassungseinheit infolge der Kollision zu erfassen.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Kollision detektiert und deren Auftrittsort an einem Kraftfahrzeug bestimmt. Auf Basis dieser kollisionsrelevanten Informationen wird im Fall einer sicherheitskritischen Kollision beispielsweise ein Airbag ausgelöst, um z.B. die Insassen zu schützen. Im Fall einer unkritischen Kollision wird beispielsweise ein unnötiges Auslösen des Airbags vermieden. Demgegenüber wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs über die unkritische Kollision bspw. informiert, sodass der Fahrer z.B. eine Werkstatt aussuchen kann. Dabei muss jedoch in der Werkstatt nicht mehr lange untersucht werden, wo die Kollision aufgetreten ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

So ist es von Vorteil, wenn die Erfassungseinheit rohrförmig ausgebildet ist.

Die rohrförmig ausgebildete Erfassungseinheit kann je nach Anforderungen beliebig lang ausgestaltet werden, sodass ein größerer Bereich eines Kraftfahrzeugs von der rohrförmig ausgebildeten Erfassungseinheit abgedeckt wird. Auf diese Weise wird die Anzahl der benötigten Erfassungseinheiten reduziert, um eine Kollision zu erkennen und zu lokalisieren.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Erfassungseinheit mit einer Messeinheit elektronisch gekoppelt ist, die einen Signalgenerator zum Generieren und Senden eines ersten Signals an die Erfassungseinheit und einen Signalempfänger zum Empfangen eines zweiten Signals von der Erfassungseinheit aufweist.

Die Messeinheit ist beispielsweise an einem Ende der z.B. rohrförmig ausgebildeten Erfassungseinheit elektronisch angeschlossen, während das andere Ende der rohrförmig ausgebildeten Erfassungseinheit beispielsweise mit der Messeinheit elektrisch verbunden ist, sodass die Erfassungseinheit mit dem Innenwiderstand der Messeinheit als Last belastet wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Messeinheit dazu ausgelegt ist, ein Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Signal entlang der Erfassungseinheit zu berechnen.

Durch das Berechnen des Verhältnisses zwischen dem ersten und dem zweiten Signal wird eine Kollision ohne kostspielige visuelle Sensoren erkannt. Sollte das Verhältnis einen Wert von größer als eins aufweisen, dann liegt eine Kollision vor. Dabei ist das Verhältnis beispielsweise ein Stehwellenverhältnis, welches die Übereinstimmung des Leitungswellenwiderstands der z.B. rohrförmig ausgebildeten Erfassungseinheit mit dem Lastwiderstand derselben repräsentiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem externen Objekt mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Erfassungseinheit und einer Messeinheit bereitgestellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Änderung eines elektrischen Widerstands zumindest eines Bereiches der Erfassungseinheit infolge einer Kollision von der Erfassungseinheit erfasst.

Vorteilhaft ist es, wenn ein erstes Signal von der Messeinheit an die Erfassungseinheit gesandt wird und ein zweites Signal von der Erfassungseinheit an die Messeinheit gesandt wird und wenn eine Änderung eines elektrischen Widerstands zumindest eines Bereiches der Erfassungseinheit von derselben erfasst wird. Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Auftrittsort der Kollision an dem Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung zumindest der Länge der Erfassungseinheit, die rohrförmig ausgebildet ist, und der zeitlichen Dauer, bis das zweite Signal von der Messeinheit empfangen ist, von der Messeinheit ermittelt wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Stärke der Kollision auf Basis eines Verhältnisses zwischen dem ersten und dem zweiten Signal von der Messeinheit ermittelt wird.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine vorbeschriebene Vorrichtung zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem externen Objekt. Dabei ist vorgesehen, dass eine Erfassungseinheit der Vorrichtung in einem Innenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wo an dessen Außenbereich eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem externen Objekt zu erwarten ist.

Kurze Beschreibung der Figuren

In der Zeichnung sind vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine beispielhafte Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Figur 2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem externen Objekt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Figur 1 ist eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 10 mit einer Erfassungseinheit 104 und einer Messeinheit 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Das Kraftfahrzeug 10 umfasst beispielsweise eine Karosserie 102, innerhalb und entlang deren Innenbereich die Erfassungseinheit 104 z.B. angebracht ist. Die Erfassungseinheit 104 ist beispielsweise als Koaxialkabel ausgebildet, welches ein erstes und ein zweites Ende 114, 124 aufweist. Das erste Ende 114 der Erfassungseinheit 104 ist beispielsweise mit einem ersten Anschluss 118 der Messeinheit 106 elektronisch verbunden, während das zweite Ende 124 der Erfassungseinheit 104 beispielsweise mit einem zweiten Anschluss 128 elektrisch verbunden ist. Die Messeinheit 106 umfasst hierbei beispielsweise einen Signalsender und einen Signalempfänger.

Der Signalsender der Messeinheit 106 dient beispielsweise dazu, ein erstes Signal an die Erfassungseinheit 104 zu senden, wobei das erste Signal in Form eines ersten Spannungspulses U _t vorliegt und die Erfassungseinheit 104 von derem ersten Ende 114 bis zu derem zweiten Ende 124 durchläuft.

Demgegenüber dient der Signalempfänger der Messeinheit 106 beispielsweise dazu, ein zweites Signal der Erfassungseinheit 104 zu erfassen, wobei das zweite Signal in Form eines zweiten Spannungspulses U _z vorliegt und die Erfassungseinheit 104 von derem zweiten Ende 124 bis zu derem ersten Ende 114 durchläuft.

Das zweite Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ liegt hierbei nur vor, wenn eine Änderung eines elektrischen Widerstands eines Abschnittes der Erfassungseinheit 104 durch eine Kollision verursacht worden ist.

Liegt das zweite Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ vor, wird ein Stehwellenverhältnis SWV zwischen dem ersten Signal in Form des ersten Spannungspulses 1 und dem zweiten Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ z.B. gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

Dabei wird der jeweilige Absolutwert I1 1, |U ₂ | des ersten und des zweiten Spannungspulses U ₁₍ U ₂ berücksichtigt. Wenn das Stehwellenverhältnis SWV einen Wert von größer als eins aufweist, liegt eine Kollision des Kraftfahrzeugs 10 mit einem externen Objekt wie z.B. einem stehenden weiteren Kraftfahrzeug vor. Je größer das Stehwellenverhältnis SWV ist, desto stärker ist beispielsweise die Kollision des Kraftfahrzeugs 10.

Die Lokalisierung der Kollision am Kraftfahrzeug 10 wird beispielsweise mittels eines digitalen Signalprozessors der Messeinheit 106 ermittelt. Dabei wird beispielsweise der Zeitraum beginnend mit dem Senden des ersten Signals in Form des ersten Spannungspulses Uj bis zum Empfangen des zweiten Signals in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ berücksichtigt. Weiter berücksichtigt werden beispielsweise die Länge der Erfassungseinheit 104 und die jeweilige Wellenlänge des ersten und des zweiten Spannungspulses U ₁ ,U ₂ . Somit wird ermittelt, von wo aus innerhalb der Erfassungseinheit 104 das zweite Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ an die Messeinheit 106 gesandt wird. Dieser Auftrittsort des zweiten Signals in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ in der Erfassungseinheit 104 entspricht einem Außenbereich am Kraftfahrzeug 10 auf, an dem die Kollision verursacht wurde.

In Figur 2 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens 20 zur Erkennung und Lokalisierung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß Figur 1, mit einem externen Objekt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteilkomponenten wie in Figur 1.

In einem ersten Verfahrensschritt 21 wird ermittelt, ob ein zweites Signal in Form eines zweiten Spannungspulses U ₂ vorliegt. Wird kein zweites Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ von dem Signalempfänger der Messeinheit 106 empfangen, so wird in einem ersten Abschlussverfahrensschritt 22 festgestellt, dass keine Kollision des Kraftfahrzeugs 10 aufgetreten ist. Liegt das zweite Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ vor, wird in einem zweiten Verfahrensschritt 23 das Stehwellenverhältnis SWV gemäß Gleichung (1) berechnet. Weist das Stehwellenverhältnis SWV einen Wert von größer als eins auf, wird in einem dritten Verfahrensschritt 25 eine Kollision erkannt und der Auftrittsort der Kollision unter Berücksichtigung zumindest der Länge der Erfassungseinheit 104 und der zeitlichen Dauer, bis das zweite Signal in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ von dem Signalempfänger der Messeinheit 106 empfangen ist, ermittelt. Weiter wird in dem dritten Verfahrensschritt 25 beispielsweise die Amplitude des zweiten Signals in Form des zweiten Spannungspulses U ₂ z.B. von dem Signalempfänger der Messeinheit 106 erfasst. Je größer die Amplitude des zweiten Spannungspulses U ₂ ist, desto stärker ist die Kollision des Kraftfahrzeugs 10. Abhängig von der Stärke der Kollision wird in einem zweiten Abschlussverfahrensschritt 27 beispielsweise dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 die Informationen über die Kollision auf einem in dem Kraftfahrzeug 10 eingebauten Bildschirm angezeigt.