Dieser Anbringungsort wird deshalb gewählt, weil in der Regel die Stoßstange das am weitesten hervorragende Bauteil des Kraftfahrzeugs ist. Deshalb besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, über die Stoßstange einen Aufprall sehr frühzeitig zu erkennen. Beispiele für Kraftsensoren sind Piezofolien, Dehnungsmessstreifen, Lichtleitersensoren, Sensoren aus Komposit und andere. Bei den Verformungssensoren handelt es sich teilweise auch um Lichtleiter oder auch einfache Schalter. Zur eindeutigen Bestimmung des Aufprallortes sind in der Regel mehrere Sensoren, beispielsweise mindestens 3 Sensoren, erforderlich. Die heute verwendeten Sensoren müssen dazu relativ aufwendig in die Stoßstange integriert werden und sind deshalb nur kostenintensiv zu montieren. Weiterhin ist es nicht ohne weiteres möglich, die Sensoren bei einem Defekt oder bei einer Beschädigung auszutauschen, wodurch die Reparaturkosten erhöht werden. Ebenso erhöhen sich die Kosten für die gesamte Stoßstange.

Vorteile der Erfindung Durch die Erfindung werden Lösungen für einen verbesserten Fußgängerschutz bereitgestellt, der in naher Zukunft auf freiwilliger Basis eingeführt oder durch gesetzliche Maßnahmen zwangsläufig gefordert werden könnte.

Voraussetzung für einen verbesserten Schutz von Fußgängern ist, in erster Linie, eine verbesserte Sensorik, die eine zuverlässige Aufprallerkennung ermöglicht. Der erfindungsgemäße Aufprallsensor ist einfach aufgebaut und wartungsfreundlich, da er leicht montiert werden kann. Zudem ist er sehr robust und wird im Falle eines Aufpralls kaum zerstört. Für eine genaue Feststellung des Aufprallortes werden nur relativ wenige Sensoren benötigt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Aufprallsensoren der erfindungsgemäßen Art auch herkömmliche Upfrontsensoren ersetzen können. Diese Upfrontsensoren liefern ein zusätzliches Signal, das zusammen mit den Signalen eines zentral im Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensors ausgewertet wird.

Zeichnung Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Dabei zeigt : Figur 1 : in einer schematischen Darstellung, den Frontbereich eines Fahrzeugs, Figur 2 : einen Schnitt durch einen Stoßstangenträger samt seiner Befestigung, Figur 3 : eine als Aufprallsensor dienende Schraube mit einem Sendeempfänger für Ultraschall und ein dazugehöriges Steuergerät, Figur 4 : eine als Aufprallsensor dienende Schraube mit einem Hallsensor und einem dazugehörigen Steuergerät Figur 5 : ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 6 : die Detaildarstellung eines Stehbolzens mit einem Hallsensor, Figur 7 : eine weitere Detaildarstellung eines Stehbolzens mit Hall-Sensor.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt, in einer schematischen Darstellung, den Frontbereich eines Fahrzeugs, insbesondere eines PKW.

Dargestellt sind Teile des Chassis, nämlich zwei Längsträger la, lb, die durch Querträger 2 miteinander verbunden sind. Die Stoßstange ist mit 3 bezeichnet. Die Stoßstange 3 ist mit den Stoßstangenhaltern 4a, 4b in mit den Längsträgern la, 1b verbundenen Prallboxen 5a, 5b befestigt.

Bei einem vergleichsweise leichten Aufprall, der beispielsweise von einem unglücklichen Zusammenstoß mit einem Fußgänger herrührt, werden die Stoßstange 3 und die Stoßstangenhalter 4a, 4b in der Regel nur elastisch verformt. Gelegentlich werden dabei die Stoßstangenhalter 4a, 4b leicht in die Prallboxen 5a, 5b eingedrückt. Dieser Deformationsweg dient zur Verbesserung des Fußgängerschutzes, da auf diese Weise Energie absorbiert wird. Die Prallboxen 5a, 5b selbst werden nur bei noch größeren Krafteinwirkungen verformt, die in der Regel nur bei einem Zusammenstoß von Fahrzeugen oder bei einem Aufprall eines Fahrzeugs auf ein festes Hindernis auftreten.

Die Stoßstangenhalter 4a, 4b werden vorzugsweise durch Schraubverbindungen mit den Längsträgern la, 1b befestigt.

Hierdurch lassen sich beschädigte Stoßstangen vergleichsweise einfach und kostengünstig austauschen. Die Erfindung macht sich nun die Tatsache zunutze, dass die Längsrichtung der für die Montage der Stoßstange 3 verwendeten Schrauben, wenigstens in der Mehrzahl der vorkommenden Fälle, im wesentlichen mit der Aufprallrichtung eines Fußgängers auf die Stoßstange 3 übereinstimmt. Im Falle eines Aufpralls wird dabei eine Kraft in die Verbindung von Stoßstangenhalter 4a, 4b und Längsträger la, 1b eingeleitet, die messtechnisch erfassbar ist. Bei einem Aufprall zwischen den beiden Stoßstangenhaltern 4a, 4b werden die Schrauben gestaucht und gegebenenfalls vorhandene Unterlegscheiben werden entlastet. Erfolgt der Aufprall dagegen asymmetrisch, so werden die vom Aufprallort weiter entfernten Schrauben und Unterlegscheiben stärker belastet.

Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das durch Figur 2 verdeutlicht wird, ist eine hier nicht mehr gezeigte Stoßstange durch Schraubverbindungen mit den Längsträgern la. 1b des Fahrzeugs befestigt. Zu diesem Zweck ist ein Stoßstangenträger 6 vorgesehen, der an einem Stoßstangenhalter 7 anliegt. Die beiden vorgenannten Teile sind durch eine lösbare Schraubverbindung miteinander verschraubt. Jede Schraubverbindung umfasst dabei eine Schraube 8, eine Mutter 9 und mindestens eine Unterlegscheibe 10. Dabei wird eine Unterlegscheibe 10 verwendet, die mit einer drucksensitiven Schicht überzogen ist. Solche Unterlegscheiben sind aus Physik Journal 1 (2002) Nr. 5, Seite 19, bekannt. Drucksensitiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich der elektrische Widerstand der drucksensitiven Schicht bei Druckeinwirkung auf die Schicht verändert. Die Unterlegscheibe 10 besteht, wie Schraube 8 und Mutter 9, aus Stahl. Die drucksensitive Schicht auf der Unterlegscheibe 10 besteht aus diamantartigem Kohlenstoff, in der kleine Metallpartikel aus einem harten Metall, wie vorzugsweise Titan oder Wolfram eingelagert sind. Die drucksensitive Schicht kann vorzugsweise durch ein CVD-Verfahren auf der Unterlegscheibe 10 abgeschieden werden. Die Dicke der drucksensitiven Schicht beträgt einige Mikrometer, vorzugsweise 1 bis 3 Mikrometer. Der Anpressdruck der Schraubverbindung selbst, sowie durch einen Aufprall eventuell hervorgerufene Änderungen des Anpressdrucks lassen sich auf einfache Weise dadurch messen, dass im Inneren der Unterlegscheibe 10 und an der Schraube 8 selbst Kontakte für die Widerstandsmessung angebracht werden. Die Kontakte sind mit einem Steuergerät 11 verbunden, das die Widerstandsänderung auswertet.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Figur 3) wird eine durch einen Aufprall verursachte Deformation einer Schraube, insbesondere eine Stauchung oder Dehnung der Schraube, mit Hilfe von Ultraschall ermittelt. Dazu trägt eine Schraube 12 einen Ultraschallsender und- empfänger 13. Sender und Empfänger können auch identisch ausgebildet und beispielsweise aus einem elektroakustischen Wandlerelement, insbesondere einem Piezoelement bestehen, das bei Anlegen einer elektrischen Spannung Ultraschallsignale abstrahlt. Das abgegebene Ultraschallsignal breitet sich in der Schraube 12 entlang ihrer Längsachse aus und wird an ihrem gegenüberliegenden Ende 12a reflektiert und gelangt auf diese Weise zum Ultraschallempfänger, beziehungsweise dem Sende-Empfänger 13, wieder zurück. Aus der messtechnisch erfassbaren Laufzeit des Ultraschallsignals in der Schraube 12 kann deren Länge, beziehungsweise eine Längenänderung erfasst werden. Bei bekanntem E-Modul des Schraubenwerkstoffs der Schraube 12 kann zudem die Kraft ermittelt werden, die die Verformung der Schraube 12 verursacht. Ähnlich wie schon bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, ist der auf der Schraube 12 angeordnete elektroakustische Wandler 13 mit einem Steuergerät 14 verbunden, das einerseits den elektroakustischen Wandler 13 zur Abgabe von Ultraschallschwingungen anregt und andererseits, durch Auswertung der an dem Ende 12a der Schraube 12 reflektierten Ultraschallsignale, die Laufzeitmessung durchführt.

In einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Figur 4) wird der Halleffekt ausgenutzt, um eine Deformation einer Schraube 15 festzustellen. Bevorzugt wird dabei eine Schraube 15 eingesetzt, die in ihrem Kernbereich einen vorzugsweise zylindrisch ausgestalteten Hohlraum 16 aufweist. Auf einer den Hohlraum im Kopfbereich der Schraube 15 begrenzenden Stirnfläche ist ein Permanentmagnet 17 angeordnet. Diesem Permanentmagnet 17 gegenüber angeordnet ist ein Hallelement 18. Dieses Hallelement 18 sitzt zweckmäßig an der Spitze eines stabförmigen Halters 19, der koaxial in den Hohlraum 16 eingreift und vorzugsweise in diesen einschraubbar ausgestaltet ist. Dadurch kann das Hallelement 18 besonders leicht ausgetauscht und, in Bezug auf den Permanentmagnet 17, leicht justiert werden. Das Hallelement 18 wiederum ist mit einem Steuergerät 20 verbunden, das ein von dem Hallelement 18 abgegebenes Ausgangssignal misst und auswertet. Auf diese Weise ist eine Längenänderung der Schraube 15 messbar. Diese Längenänderung wiederum lässt Rückschlüsse auf einen Aufprall zu.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figur 5 erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Stoßstange 3 wiederum an einem Stoßstangenhalter 4a befestigt. In der Figur 5 dargestellt und im Folgenden beschrieben ist nur eine Seite dieses symmetrischen Aufbaus.

Der Stoßstangenhalter 4a wiederum ist über Befestigungsmittel 50 mit dem Längsträger la kraftschlüssig verbunden. Die Befestigungsmittel 50 sind im Einzelnen wie folgt aufgebaut. Ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeter Stehbolzen 52 ist in eine Bohrung im Stoßstangenhalter 4a eingetrieben und dort zusätzlich mit einer Mutter 51 gesichert. Die Mutter 51 sitzt auf einem mit Gewinde versehenen Endabschnitt des Stehbolzens 52 auf und verspannt den Stehbolzen 52 gegen den Stoßstangenhalter 4a.

Auf das freie Endstück des Stehbolzens 51 ist eine hutförmige Hülse 53 aufgeschraubt. Die hutförmige Hülse 53 greift, unter Zwischenfügung eines Gleitlagers 54 in eine Bohrung des Längsträgers la ein. Auf die hutförmige Hülse 53 ist weiter eine Überwurfmutter 55 aufgeschraubt, die das Gleitlager 54 gegen den Längsträger la und den Längsträger la gegen die Krempe der hutförmigen Hülse 53 presst. In dem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Stehbolzen 52 ist konzentrisch ein Stift 52a angeordnet, der in seinem freien Endstück eine Ausnehmung 52a. 1 aufweist. In diese Ausnehmung 52a. 1 taucht ein Sensor56 ein, der in einem Bodenstück des Stehbolzens 52 befestigt ist. Bei diesem Sensor 56 handelt es sich vorzugsweise um einen Hallsensor.

Der Sensor 56 ist über eine Zuleitung 57 mit einem Steuergerät 20 verbunden, das die Ausgangssignale des Sensors 56 auswertet. Weitere konstruktive Einzelheiten des Stehbolzens 52, des in diesem Stehbolzen 52 konzentrisch angeordneten Stifts 52a und des Sensors 56 werden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in Figur 6 und Figur 7 dargestellt sind.

Figur 6 zeigt einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestalteten Stehbolzen, in dem konzentrisch ein Stift 52a angeordnet ist. Der Stift 52a ist in eine Bohrung im Inneren des Stehbolzens 52 eingepresst. Der Stift 52a besteht aus nichtmagnetischem Material. In eine Ausnehmung am freien Ende des Stifts 52a taucht ein Hallsensor 56 ein. Der Ausgangsanschluss des Sensors 56 ist über eine Zuleitiung 57 mit einem Steuergerät 20 verbunden. In dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Stift 52a aus einem ferromagnetischen Material.

Zusätzlich zu den von den beschriebenen Aufprallsensoren abgegebenen Signalen werden, wie auch schon in herkömmlichen passiven Sicherheitseinrichtungen für Fahrzeuginsassen, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet, um ein Entscheidungskriterium für die Auslösung von Schutzmitteln für die Fahrzeuginsassen und/oder in Gefahr befindliche Fußgänger zu gewinnen. Als denkbare Schutzmittel für Fußgänger werden in der Fachliteratur beispielsweise Luftsäcke erörtert, die sich außen am Fahrzeug, g entfalten.

Bezugszeichenliste la Längsträger la. 1 Längsträger la. 2 Längsträger 1b Längsträger 2 Querträger 3 Stoßstange 4a Stoßstangenhalter 4b Stoßstangenhalter 5a Prallbox 5b Prallbox 6 Stoßstangenträger 7 Stoßstangenhalter 8 Schraube 9 Mutter 10 Unterlegscheibe 11 Steuergerät 12 Schraube 12a Schraubenende 13 elektroakustischer Wandler 14 Steuergerät 15 Schraube 16 Hohlraum 17 Permanentmagnet 18 Hallelement 19 Halterung 20 Steuergerät 50 Befestigungsmittel 51 Mutter 52 Stehbolzen 52a Stift 52a. 1 Ausnehmung 53 Hülse 54 Gleitlager 55 Überwurfmutter 56 Sensor 57 Zuleitung 58 Steuergerät