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DE19912301C1 - Automobile safety device has control unit with evaluation stage for initiating automatic braking when sensor signal is above given threshold and releasing brakes when sensor signal drops below lower threshold - Google Patents

Automobile safety device has control unit with evaluation stage for initiating automatic braking when sensor signal is above given threshold and releasing brakes when sensor signal drops below lower threshold

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DE19912301C1
DE19912301C1 DE19912301A DE19912301A DE19912301C1 DE 19912301 C1 DE19912301 C1 DE 19912301C1 DE 19912301 A DE19912301 A DE 19912301A DE 19912301 A DE19912301 A DE 19912301A DE 19912301 C1 DE19912301 C1 DE 19912301C1
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sensor signal
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Abstract

The safety device has a control unit which is linked to at least one impact sensor (10), e.g. an acceleration sensor or deformation sensor and which has a signal evaluation stage (14), for initiating operation of the automobile brakes upon detection of a sensor signal which is above a given upper threshold. The brakes are subsequently released when the sensor signal drops below a lower threshold value.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraft­ fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a safety device for a force Vehicle, according to the preamble of claim 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.In motor vehicle rear-end collisions based on a part elastic shock expire, part of the impact energy is not in ver shaping work implemented, but converted back into kinetic energy, so that the vehicle is mostly uncontrolled after the accident changed speed and thereby the risk of additional Consequential damage arises. A typical example of this is a rear-end collision on a standing or slowly moving column of vehicles, where the accident from the end of the column to several in succession Vehicle propagates because the rear vehicle in front is bumped and hits the vehicle in front of it before still the drivers on the sudden forward acceleration react and brake your vehicle or bring it to a standstill, even if the vehicle distance in the column is several meters.

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.From DE 37 44 264 A1 is a safety device of the beginning known type, by the unusually high for a short time Vehicle acceleration or deceleration de-energized the vehicle, the engine is switched off and the parking brake is activated so that  Vehicle, e.g. B. on a slope, not uncontrolled from the scene of the accident can roll away. However, such a brake activation has the above described rear-end accident that the damage process to the The basic pattern of an inelastic impact is approaching and that in front of each extending, already slower vehicle in the impact phase is also braked relative to the vehicle approaching, so that The extent of damage to the vehicles involved in the accident is not reduced, but increases.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung der eingangs ge­ nannten Art so auszubilden, daß die durch einen Auffahrunfall entstehenden Fahrzeugschäden wirksam gemindert werden.The object of the invention is to provide a safety device of the beginning mentioned type so that those arising from a rear-end collision Vehicle damage can be effectively reduced.

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.This object is achieved by the ge in claim 1 marked safety device solved in such a way that the compulsory wise brake application of the vehicle at the same time as the end of Impact impact begins, on the one hand because of the unchanged part the greatest possible proportion of the impact impulse in kinetic energy converted back and thus the accident damage to the ascending and the vehicle pushed by this rear is kept as low as possible, but on the other hand the vehicle movement immediately after the impact shock ended due to the automatic Ak activation of the service brakes in the shortest possible time and so the risk of consequential damage to the primarily involved in the accident and other vehicles are effectively countered. The invention Safety device is therefore ideal for  Minimizing damage to rear-end collisions, especially in column traffic.

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.Is, as claimed in claim 2, preferred as an acceleration sensor brake actuation is used by means of the evaluation circuit triggered when the absolute acceleration of the vehicle first predetermined upper and then a predetermined lower limit falls below, the two limit values the beginning and end of the Represent impact impact and the lower limit is generally zero lies. This embodiment is particularly recommended in connection with other safety devices, such as a protective cushion system for Vehicle occupants (air bag), who already have an accel Inclination sensor is available, which is then structurally simple from the safety device according to the invention can be shared.

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.An alternative, structurally also very favorable embodiment of the invention according to claim 3 is that the sensor is a deformation sensor and the evaluation circuit to a zero drop following a signal rise Deformation speed responds. By appropriate arrangement of the Deformation sensor can be easily ensured that the Brake actuation only when certain areas of the vehicle are deformed is triggered. This embodiment in conjunction with a front mounted deformation sensor is especially for heavy vehicles, ie before all trucks, preferred, in the event of an impact on a lighter Vehicle can only be decelerated relatively weakly, but the deformation sensor provides a significant increase and decrease in signal and from that resulting braking operation of the truck is prevented as a result of an unchecked onward journey beyond the primary damage and possibly more serious impact damage to the one in front of him existing or other convoy vehicles caused. For  Passenger cars, however, is a rear impact sensor prefers.

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.With a view to a high response speed at the same time easier Construction contains the control unit according to claim 5 in a particularly preferred manner Way acting parallel to the brake pedal on the vehicle brakes, compressed gas actuated actuator with an associated, by the Output signal of the evaluation circuit ignited solid compressed gas 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.To release the brakes after the automatic brake activation by the Safety device is the compressed gas space of the actuator according to claim 6 preferably bleed manually, or the brakes are as claimed 7 preferred, with the help of a permanently venting the compressed gas space Throttle point automatically released.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:The invention will now be described on the basis of an exemplary embodiment described in more detail with the drawings. It show in a highly schematic Presentation:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Personenkraftwagens mit einer serienmäßigen Bremsanlage und einer Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung; Figure 1 is a perspective view of a passenger car with a standard brake system and a safety device according to the invention.

Fig. 2 das Funktionsschema der Sicherheitseinrichtung gemäß Fig. 1, und Fig. 2 shows the functional diagram of the security device according to Fig. 1, and

Fig. 3a, 3b den qualitativen Verlauf der Vorwärtsbeschleunigung (Fig. 3a) bzw. der heckseitigen Verformung des Kraft­ fahrzeugs (Fig. 3b) bei einem rückseitigen Aufprallstoß. FIGS. 3a, 3b show the qualitative course of the forward acceleration (Fig. 3a) or the rear-side deformation of the motor vehicle (Fig. 3b) in a rear impact collision.

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.The motor vehicle shown in FIG. 1 contains a conventional hydraulic service brake system, designated overall by 2 , including a master brake cylinder 6 actuated by a brake pedal 4 and optionally an anti-lock braking system (not shown).

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.The brake system 2 is assigned a safety device 8 , which consists of an impact sensor 10 arranged on the rear of the vehicle and a control unit 12 with an evaluation circuit 14 and an actuator 16 .

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.The sensor 10 is designed as an acceleration sensor, which measures the forward acceleration a of the vehicle, which, as shown in FIG. 3a, rises steeply above an upper limit value S 1 , which is clearly above the normal acceleration range, and then to zero or in any case drops below a lower acceleration value, which forms the limit to the normal acceleration range, when a faster vehicle hits the rear of the vehicle.

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.Optionally, the sensor 10 is designed as a deformation sensor, which measures the temporal change of the rear vehicle deformation, which - as shown in Figure 3b -. Steeply at the beginning of the rear-end collision increases (limit value F 1) and at the end of the shot collision again to the zero value F 2 drops .

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.In the evaluation circuit 14 , the sensor signal according to FIG. 2 is sent to a first threshold value detector 18 , which becomes conductive when the upper limit value S 1 or F 1 is exceeded, and a second one, when the signal falls below the lower limit value S 2 or F 2 responsive threshold detector 20 supplied. If both detectors 18 and 20 have tipped over, an AND gate 22 supplies an output signal, by means of which a solid gas cartridge 24 of the actuator 16 is ignited and the working piston 26 , which is included in the vehicle brake system 2 on the hydraulic side, is actuated, so that the vehicle comes to a standstill with maximum braking force, possibly under the action of the anti-lock braking system.

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.To release the brakes, the compressed gas side of the working piston 26 is vented either manually or - as shown - automatically via a permanent throttle point 28 . By replacing the solid gas generator 24 , the safety device 8 is made ready for operation again.

Claims (7)

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.1. Safety device for a motor vehicle, in particular a passenger car, with at least one impact sensor and a brake actuation of the vehicle according to the sensor signal triggering control unit including a signal evaluation circuit, characterized in that the signal evaluation circuit ( 14 ) upon detection of an increase in Sensorsi gnals over a predetermined upper limit (S 1 , F 1 ) and a subsequent signal drop below a predetermined lower limit (S 2 , F 2 ) causes the control unit ( 12 ) to emit a signal which triggers the brake actuation. 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.2. Safety device according to claim 1, characterized in that the sensor ( 10 ) is an acceleration sensor and the evaluation circuit ( 14 ) when exceeding a predetermined upper and then falling below a predetermined lower limit value (S 1 or S 2 ) of the absolute acceleration ( a) responds. 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. 3. Safety device according to claim 1, characterized in that the sensor ( 10 ) is a deformation sensor and the evaluation circuit ( 14 ) responds to a zero drop in the deformation rate (F) following a signal rise. 4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) ein Heckaufprallsensor ist.4. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 10 ) is a rear impact sensor. 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.5. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 16 ) a parallel to the brake pedal ( 4 ) acting on the vehicle brakes, compressed gas actuated actuator ( 16 ) with an associated, by the output signal of the evaluation circuit ( 14 ) ignited solid - Compressed gas generator ( 24 ) contains. 6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasraum des Stellantriebs (16) manuell entlüftbar ist.6. Safety device according to claim 5, characterized in that the compressed gas space of the actuator ( 16 ) can be vented manually. 7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasraum des Stellantriebs (16) über eine permante Dros­ selstelle (28) entlüftet ist.7. Safety device according to claim 5, characterized in that the compressed gas space of the actuator ( 16 ) via a permanent Dros selstelle ( 28 ) is vented.
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