DE102013100625A1 - Impact sensor for motor vehicle, has electrical conductor, where first, second and third directions are directed towards each other, such that voltage induced in electrical conductor is determined while moving conductor in magnetic field - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Aufprallsensor für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to an impact sensor for a motor vehicle according to the preamble of
Ein solcher Aufprallsensor ist beispielsweise aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Konzept für einen Aufprallsensor für ein Kraftfahrzeug vorzustellen. The object of the present invention is to present an alternative concept for a crash sensor for a motor vehicle.
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. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims, wherein combinations and developments of individual features are conceivable with each other.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, über ein magnetisches Feld und einen elektrischen Leiter durch eine beim Aufprall bewirkte Relativbewegung eine Spannung im elektrischen Leiter zu induzieren. An essential idea of the invention is to induce a voltage in the electrical conductor via a magnetic field and an electrical conductor by means of a relative movement brought about on impact.
Der Aufprallsensor weist also einen elektrischen Leiter (
Die physikalischen Zusammenhänge der elektromagnetischen Induktion und Lorenzkraft sind bekannt und damit klar, dass die erste, zweite und dritte Richtung (X, Y, Z) nicht identisch sein dürfen, für eine möglichst hohe Spannungsinduktion vorzugsweise zumindest näherungsweise senkrecht zueinander sind. The physical relationships of the electromagnetic induction and Lorentz force are known and thus clear that the first, second and third directions (X, Y, Z) may not be identical, are preferably at least approximately perpendicular to each other for the highest possible voltage induction.
Bekanntermaßen reduziert sich bei Abweichung von dieser senkrechten Anordnung aber zunächst nur die Höhe der induzierten Spannung bei identischer Bewegung und können damit die Richtungen in den bekannten Grenzen durchaus variiert werden. As is known, however, in the case of deviation from this vertical arrangement, initially only the height of the induced voltage is reduced with identical movement and thus the directions within the known limits can be varied quite well.
Aus dieser induzierten Spannung wird auf das Auftreten, vorzugsweise sogar auf die Stärke eines Aufpralls geschlossen. From this induced voltage is concluded on the occurrence, preferably even on the strength of an impact.
Je Fahrzeugaußenseite ist vorzugsweise die entsprechende Hauptaufprallrichtung als dritte Richtung definiert, das heißt im Frontbereich des Fahrzeugs als Aufprall von vorne entgegengesetzter Fahrtrichtung des Fahrzeugs definiert, im Seitenbereich, beispielsweise in den Türen als Aufprall von der Seite. Der Aufprallsensor kann dabei jeweils über die gesamte Breite des entsprechenden Fahrzeugbereichs erstreckt sein, also beispielsweise im Stoßfänger quer über die Fahrzeugfront verlaufend. For each vehicle outer side, the corresponding main impact direction is preferably defined as a third direction, that is to say defined in the front region of the vehicle as an impact of the vehicle direction opposite to the front, in the side region, for example in the doors, as an impact from the side. The impact sensor can in each case be extended over the entire width of the corresponding vehicle region, that is, for example, running transversely across the vehicle front in the bumper.
Das erforderliche Magnetfeld kann grundsätzlich auch aktiv durch einen Elektromagneten erzeugt werden. Besonders einfach und kostengünstig ist jedoch eine Ausgestaltung, bei welcher der elektrische Leiter (
Um zu vermeiden, dass sich durch ein Verrutschen oder Verdrehen des Leiters im eingebauten Fall über längere Zeit Nachteile bei der Induktion (Lorenzkraft) durch einen Aufprall aus X-Richtung ergeben, kann man den Leiter auch scheibchenweise mit leichtem Versatz magnetisieren, so dass immer eine gewisse Mindestanzahl von magnetisierten Scheibchen der Vorzugsrichtung aus X-Richtung einer Krafteinwirkung durch Aufprall optimal ausgerichtet sind. To avoid that caused by a slipping or twisting of the conductor in the installed case for a long time disadvantages in the induction (Lorenzkraft) by an impact from the X direction, you can magnetize the conductor also slice by slice with a slight offset, so that always one certain minimum number of magnetized discs of the preferred direction from the X direction of a force impact are optimally aligned by impact.
Der elektrische Leiter und das ihn umgebende permanentmagnetische Material (
Vorzugsweise weist der Aufprallsensor eine äußere elektrisch leitende Abschirmhülle auf, welche elektrisch auf Massepotential geschaltet ist, damit elektromagnetische Störungen von außerhalb des Aufprallsensors das Signal nicht verfälschen. Preferably, the impact sensor has an outer electrically conductive shielding sheath which is electrically connected to ground potential so that electromagnetic interference from outside the impact sensor does not distort the signal.
Zur Prüfung auf Intaktheit der Leitung kann der elektrische Leiter mit einem Prüfstrom beaufschlagt werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die dafür erforderliche Prüfstrom extrem gering sein kann, so dass evtl. sogar eine permanente Prüfung zeitgleich zur Aufprallerkennung möglich ist, vorzugsweise jedoch eine solche Prüfung beispielsweise bei stehendem Fahrzeug und Inbetriebnahme des Sensors erfolgt, alternativ auch zyklisch solche Prüfphasen vorzusehen sind. To test for integrity of the line, the electrical conductor can be subjected to a test current. It should be noted, however, that the test current required for this purpose can be extremely low, so that possibly even a permanent test at the same time for impact detection is possible, but preferably such a test, for example, when the vehicle is stationary and commissioning of the sensor, alternatively cyclically such test phases to be provided.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. The invention will now be explained in more detail by means of exemplary embodiments with the aid of the figures. In the following, functionally identical and / or identical elements may be designated by the same reference numerals.
So wird mit Bezugszeichen
Der elektrische Leiter (
Das zweite Material weist vorzugsweise hinreichend definiert in Hochachse Z gerichtet permanentmagnetisch. Da jedoch durch die räumliche Geometrie des Aufprallsensors ebenfalls die Stärke des Spannungsimpulses beeinflussbar ist, können je nach räumlichen und Materialgegebenheiten anwendungsspezifische Anpassungen vorgenommen werden, um zu einem hinreichenden Signal-Rausch-Abstand zu gelangen. The second material preferably has a sufficiently defined permanent magnet in the vertical axis Z. However, because of the spatial geometry of the impact sensor also the strength of the voltage pulse can be influenced, depending on spatial and material conditions application-specific adjustments can be made to achieve a sufficient signal-to-noise ratio.
Alternativ kann das Magnetfeld auch durch einen stromdurchflossenen Elektromagnet erzeugt werden. Alternatively, the magnetic field can also be generated by a current-carrying electromagnet.
Wie in
Alternativ dazu zeigt
Auch eine solche Anordnung kann über die Breite der Fahrzeugfront in Y Richtung des Fahrzeugs beispielsweise innerhalb der Stoßstange verlaufend angeordnet sein. Such an arrangement can also be arranged running across the width of the vehicle front in the Y direction of the vehicle, for example within the bumper.
Zur Vermeidung von Einkopplungen durch magnetische und/oder elektromagnetische Felder weist der Aufprallsensor vorzugsweise eine äußere elektrisch leitende Abschirmhülle (
Sensoren für sicherheitsrelevante Systeme weisen vorzugsweise eine Redundanz dahingehend auf, dass ein Sensor durch einen weiteren plausibilisiert wird. Dies kann man gemäß der
Die Stromquelle kann auch permanent eingeschaltet bzw. nicht schaltbar ausgestaltet sein. Der Widerstand sollte einen Wert aufweisen, bei dem der Prüfstrom eine auswertbare Spannung ergibt. Für die induktive Signalerzeugung ist es am besten, wenn das Leiterende kurzgeschlossen ist. Wenn die Prüfung permanent durchgeführt wird, ergibt sich der Widerstandswert als ein Kompromiss zwischen diesen beiden Forderungen. Man könnte die Prüfung auch nur bei Zündung „Ein“ machen (wie z.B. viele Funktionen einer ECU in einem Airbagsystem). Dann würde man bei Zündung „Ein“ einen (Mess)Widerstand an das Leiterende schalten und nach der Prüfung das Leiterende kurzschließen. The current source can also be permanently switched on or configured non-switchable. The resistance should have a value at which the test current gives an evaluable voltage. For inductive signal generation, it is best if the conductor end is shorted. If the test is performed permanently, the resistance value is a compromise between these two requirements. One could make the test "on" even at ignition (such as many functions of an ECU in an airbag system). Then with ignition "On" one would switch a (measuring) resistance to the conductor end and after the test short-circuit the conductor end.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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2013
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