DE102012101859A1

DE102012101859A1 - Drucksensor für ein Aufprallsensorsystem

Info

Publication number: DE102012101859A1
Application number: DE201210101859
Authority: DE
Inventors: Björg Haupt; Tobias Tyroller; Bert Lindner
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-12

Abstract

Es wird ein Drucksensor (2) für ein Aufprallsensorsystem sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb geschrieben, wobei der Drucksensor eine elektrische Anschlussleitung (5) zur Stromversorgung aufweist. Im Gehäuse des Drucksensors ist eine Testdruckerzeugungseinrichtung (3) integriert und ist diese Testdruckerzeugungseinrichtung (3) zumindest zeitweise mit dieser Anschlussleitung (5) des Drucksensors (2L.P) verbindbar, wird vorzugsweise mit dem Zuschalten der Versorgungsspannung für eine Zeitdauer anstelle des Drucksensors (2L.P) die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) mit der Anschlussleitung (5) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor für ein Aufprallsensorsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10232523 A1 ist ein Unfallsensor eines Kraftfahrzeugs mit mehreren langgestreckten Hohlkörpern bekannt, welche in einem Verbindungselement miteinander verbunden sind und mit dem Verbindungselement auch ein Drucksensor verbunden ist, welcher den Druck bzw. Druckänderung im Inneren des aus den Hohlkörpern gebildeten Gesamthohlraums erfasst. Zur Funktionsprüfung ist an einem der Hohlkörper eine Testdruckerzeugungseinrichtung angeordnet, beispielsweise ein Piezoelement oder ein Elektromagnet mit einer Membran oder dergleichen zur Druckerzeugung. Durch die Testdruckerzeugungseinrichtung wird der Druck im Hohlkörper erhöht und erfasst, ob und wann auf ein damit eingeprägtes Testdrucksignal hin der Drucksensor die Druckerhöhung registriert. Eine permanent im Fahrzeug verbaute Testdruckerzeugungseinrichtung erhöht die Kosten des Aufprallsensorsystems. Aufgrund der Anordnung ist eine separate Verkabelung erforderlich, wodurch sich die Kosten weiter erhöhen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Drucksensor sowie ein Verfahren für dessen Betrieb anzugeben. 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 ein Drucksensor die Testdruckerzeugungseinrichtung im Gehäuse des Drucksensors angeordnet wird. Dadurch kann diese durch das Gehäuse des Drucksensors unmittelbar mit geschützt und aufgenommen werden und spart daher Bauraum. Zudem wird es möglich, dass die Testdruckerzeugungseinrichtung zumindest zeitweise mit der Anschlussleitung des Drucksensors verbindbar ist, also während des Betriebs des Drucksensors auf ein Signal hin tatsächlich die Testdruckerzeugungseinrichtung mit dieser Anschlussleitung verbunden wird, also sowohl Drucksensor als auch die Testeinrichtung über dieser Anschlussleitung mit Versorgungsspannung versorgt werden.
Dadurch kann zudem ein zusätzliches Anschlusskabel für die Testdruckerzeugungseinrichtung entfallen und somit die Kosten und der Verlegeaufwand im Fahrzeug deutlich reduziert werden. Die Testdruckerzeugungseinrichtung wird nämlich nicht permanent während des Betriebs des Drucksensors benötigt und ist die Stromaufnahme dieser Testdruckerzeugungseinrichtung so dimensionierbar, dass über die Anschlussleitung zumindest für eine kurze Zeitspanne beider Einheiten versorgt werden könnten.
So ist beispielsweise denkbar, dass auf das Zuschalten der Versorgungsspannung auf die Anschlussleitung hin die Testdruckerzeugungseinrichtung für eine vorgegebene Zeitspanne mit der Anschlussleitung und damit mit der Versorgungsspannung verbunden wird und nach Ablauf der Zeitspanne die Verbindung der Testdruckerzeugungseinrichtung mit der Anschlussleitung unterbrochen wird. In dieser Zeitphase erfolgt üblicherweise der Systemtest aller Einheiten und kann während dieser Zeitspanne ein normaler Fahrbetrieb des Fahrzeugs ausgeschlossen werden.
Vorzugsweise ist eine Wechselschaltung vorgesehen, welche auf ein Signal hin anstelle des Drucksensors die Testdruckerzeugungseinrichtung mit der Anschlussleitung verbindet. Auf ein Signal hin, also beispielsweise das Zuschalten der Versorgungsspannung, wird diese Wechselschaltung die Testdruckerzeugungseinrichtung für eine vorgegebene Zeitspanne mit der Anschlussleitung und damit mit der Versorgungsspannung verbunden und nach Ablauf der Zeitspanne die Wechselschaltung die Anschlussleitung von der Testdruckerzeugungseinrichtung auf den Drucksensor umgeschaltet.
Zudem weist der Drucksensor vorzugsweise in seinem Gehäuse eine Öffnung zur Umgebung auf, welche durch ein gasdurchlässiges, aber flüssigkeitsundurchlässiges Gewebe geschützt ist. So wird solches Gewebematerial beispielsweise von den Firmen Gore und Schreiner als Druckausgleichselemente für Steuergeräte in Kraftfahrzeugen angeboten. Während jedoch zum Ausgleich von Druckunterschieden zwischen dem Inneren eines Steuergeräts und der Umgebung eine relativ geringe Luftdurchlässigkeit ausreicht, sind im Gehäuse des Drucksensors integrierte Testdruckerzeugungseinrichtungen, wie beispielsweise Mikropumpen der Firma Murata (vgl. EP 2090781 A1 oder EP 2306018 A1 ) höhere Luftdurchlässigkeiten erforderlich, um nicht die eh geringe Pumpleistung der Mikropumpe schon beim Ansaugen zu verlieren.
Versuche haben jedoch gezeigt, dass mittlerweile das Gewebematerial so luftdurchlässig geworden ist, dass es wie ein Filter im Ansaugbereich verwendet werden kann und zudem die Verluste beim Durchströmen des Gewebes einerseits reduziert, andererseits zudem durch eine schwingfähige Anordnung dieses Gewebes besonders vorteilhaft zu einer Selbstreinigung des Gewebes genutzt werden können.
Die Öffnung im Gehäuse ist daher vorzugsweise so groß, dass durch diese Öffnung ein Druckausgleich größer als ein vorgegebenes Mindestvolumen je Zeiteinheit möglich ist.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figur näher erläutert. Im Folgenden können funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigen
1: bevorzugte Ausgestaltung eines Aufprallsensorsystems mit Drucksensor mit integrierter Testdruckerzeugungseinrichtung und Wechselschaltung für eine wechselweise Spannungsversorgung über die gemeinsame Anschlussleitung
1 zeigt ein Aufprallsensorsystem einem deformierbaren Schlauch (1) an dessen beiden Enden jeweils ein Drucksensor (2L, 2R) mit dem Hohlraum druckdurchlässig verbunden ist. So kann der deformierbare Schlauch beispielsweise auf entsprechende Anschlussstücke aufgeschoben und dort verlegt oder mittels Klemmen oder Kabelbindern gesichert werden. Die 1 bildet dabei nicht die tatsächlichen Proportionen der Drucksensoren und des Schlauchs wieder, sondern ist eine skizzenhafte Darstellung, bei der insbesondere die Länge des Schlauchs verkürzt dargestellt ist, wie durch den gestrichelten mittleren Bereich verdeutlicht werden soll. Wenn in der Anmeldung von den räumlichen und baulichen Eigenschaften des Drucksensors gesprochen wird, so bezieht sich der Begriff Drucksensor auf das Gesamtsystem bestehend aus einem Gehäuse und der in diesem Gehäuse angeordnete eigentliche Druckmesszelle 2L.P.
Der Drucksensor (2) weist eine elektrische Anschlussleitung (5) zur Stromversorgung auf, über die natürlich auch Signale übertragen werden können.
Im Gehäuse des Drucksensors räumlich integriert ist eine Testdruckerzeugungseinrichtung (3) vorgesehen. Diese Testdruckerzeugungseinrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine Mikropumpe ausgestaltet und benötigt so nur einen sehr kleinen Bauraum, kann jedoch dennoch einen Testdruck von über 20mbar erzeugen, was ausreicht, um den deformierbaren Hohlraum 1 auf Dichtheit und die verbauten Druckmesszellen 2L.P oder 2R.P zu testen.
Wie bereits eingangs beschrieben ist diese Testdruckerzeugungseinrichtung (3) zumindest zeitweise mit dieser Anschlussleitung (5) des Drucksensors (2L.P) verbindbar und auf ein Signal hin, vorzugsweise in dieser Ausgestaltung auf das Zuschalten der Versorgungsspannung, die Wechselschaltung (4) die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) für eine vorgegebene Zeitspanne, beispielsweise einige Millisekunden lang, mit der Anschlussleitung (5) und damit mit der Versorgungsspannung verbindet und nach Ablauf der Zeitspanne die Wechselschaltung (4) die Anschlussleitung von der Testdruckerzeugungseinrichtung (3) auf den Drucksensor (2L.P) umschaltet.
Zudem ist in dieser bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass im Gehäuse des Drucksensors eine Öffnung (3.1) zur Umgebung vorgesehen ist, welche durch ein gasdurchlässiges, aber flüssigkeitsundurchlässiges Gewebe (3.2) geschützt ist. Die Öffnung (3.1) ist so groß, dass durch diese Öffnung ein Druckausgleich größer als ein vorgegebenes Mindestvolumen je Zeiteinheit möglich ist. Durchmesser von 0,5 bis etwa 5 mm reichen bereits aus, um je nach Güte des luftdurchlässigen Gewebes einen ausreichenden Druckausgleich und somit eine korrekte Funktionsweise der Mikropumpe (3) sicherzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10232523 A1 [0002]
EP 2090781 A1 [0008]
EP 2306018 A1 [0008]

Claims

Drucksensor (2) für ein Aufprallsensorsystem, wobei der Drucksensor eine elektrische Anschlussleitung (5) zur Stromversorgung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse des Drucksensors eine Testdruckerzeugungseinrichtung (3) vorgesehen ist und diese Testdruckerzeugungseinrichtung (3) zumindest zeitweise mit dieser Anschlussleitung (5) des Drucksensors (2L.P) verbindbar ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wechselschaltung (4) vorgesehen ist, welche auf ein Signal hin anstelle des Drucksensors (2L.P) die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) mit der Anschlussleitung (5) verbindet.
Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse des Drucksensors eine Öffnung (3.1) zur Umgebung vorgesehen ist, welche durch ein gasdurchlässiges, aber flüssigkeitsundurchlässiges Gewebe (3.2) geschützt ist.
Drucksensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3.1) so groß ist, dass durch diese Öffnung ein Druckausgleich größer als ein vorgegebenes Mindestvolumen je Zeiteinheit möglich ist.
Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) als eine Mikropumpe ausgestaltet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Drucksensors nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf ein Signal hin die Anschlussleitung (5) die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) für eine vorgegebene Zeitspanne mit der Anschlussleitung (5) und damit mit der Versorgungsspannung verbunden wird und nach Ablauf der Zeitspanne die Verbindung der Testdruckerzeugungseinrichtung (3) mit der Anschlussleitung unterbrochen.
Verfahren zum Betrieb eines Drucksensors nach Anspruch 2 bis 5, wobei auf ein Signal hin die Wechselschaltung (4) die Testdruckerzeugungseinrichtung (3) für eine vorgegebene Zeitspanne mit der Anschlussleitung (5) und damit mit der Versorgungsspannung verbindet und nach Ablauf der Zeitspanne die Wechselschaltung (4) die Anschlussleitung von der Testdruckerzeugungseinrichtung (3) auf den Drucksensor (2L.P) umschaltet.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Signal das Zuschalten der Versorgungsspannung auf die Anschlussleitung ist.