DE102014204866A1

DE102014204866A1 - Impact sensor with triboelectric effect with zones of different elasticity for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102014204866A1
Application number: DE102014204866.4A
Authority: DE
Inventors: Heinz Bader; Tobias Tyroller
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2015-09-17

Abstract

Es wird ein triboelektrischer Aufprallsensor für ein Kraftfahrzeug vorgestellt mit zumindest einem elektrischen Leiter (3.1) aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material, welcher in Berührung mit einem zweiten Material (3.2) angeordnet ist und bei einem Aufprall aus einer vorgegebenen Richtung der Leiter (3.1) und/oder das zweite Material (3.2) relativ zueinander unter Erzeugung des triboelektrischen Effekts, also bspw. von Reibung zwischen dem ersten und zweiten Material beweglich sind. Die durch den triboelektrischen Effekt zwischen erstem und zweitem Material im elektrischen Leiter (3.1) entstehende, elektrische Ladungsverschiebung wird mittels einer an zumindest einem Ende des Leiters (3.1) angeordneten Auswerteschaltung erfasst. Dabei sind der Leiter (3.1) und das zweite Material (3.2) in einer Hülle (4) angeordnet, wobei die Hülle des Aufprallsensors in Längsrichtung (Y) zueinander versetzte Zonen (4.1,4.2) mit voneinander abweichender Elastizität aufweist. Diese Zonen können beispielsweise in Form von Ringen (4.2.1) oder einer Spirale (4.2.2) ausgestaltet und in einem Grundmaterial (4.1) erster Elastizität eingebettet sein.The invention relates to a triboelectric impact sensor for a motor vehicle, comprising at least one electrical conductor (3.1) made of a first, electrically conductive material which is arranged in contact with a second material (3.2) and is deflected from a predetermined direction of the conductors (3.1). and / or the second material (3.2) relative to each other to generate the triboelectric effect, so for example. Of friction between the first and second material are movable. The electrical charge transfer resulting from the triboelectric effect between the first and second material in the electrical conductor (3.1) is detected by means of an evaluation circuit arranged at at least one end of the conductor (3.1). In this case, the conductor (3.1) and the second material (3.2) in a sheath (4) are arranged, wherein the sheath of the impact sensor in the longitudinal direction (Y) staggered zones (4.1,4.2) having divergent elasticity. These zones can be designed, for example, in the form of rings (4.2.1) or a spiral (4.2.2) and embedded in a base material (4.1) of first elasticity.

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 claim 1.

Ein solcher Aufprallsensor ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2013 100 624 bekannt. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass der an sich bekannte triboelektrische Effekt (vgl. Wikipedia zu Reibungselektrizität), also bspw. die Reibungselektrizität zwischen Materialien mit unterschiedlicher Elektronenaffinität ausgenutzt werden kann, um Relativbewegungen, also auch einen Aufprall zu erkennen. Der triboelektrische Effekt tritt nach neueren Erkenntnissen jedoch nicht ausschließlich allein aufgrund der Reibung auf, sondern basiert auch auf einem Kontakt und nachfolgenden wieder voneinander Trennen von Materialien und könnte daher auch ein durch eine Druckbelastung ohne signifikante Querverschiebung der Materialien zueinander erreicht werden. Such an impact sensor is from the unpublished DE 10 2013 100 624 known. An essential idea of the invention is that the triboelectric effect known per se (see Wikipedia for frictional electricity), that is to say, for example, the frictional electricity between materials with different electron affinity, can be utilized to detect relative movements, ie also an impact. However, according to recent findings, the triboelectric effect does not occur solely due to the friction, but is also based on contact and subsequent separation of materials again, and therefore could also be achieved by a pressure load without significant transverse displacement of the materials to each other.

Während bei der Einbruchsüberwachung eine sehr hohe Sensibilität für kleinste Erschütterungen erforderlich ist, kann für die Verwendung als Aufprallsensor ein deutlich einfacherer Aufbau gewählt werden.While intrusion monitoring requires a very high level of sensitivity for the smallest vibrations, a much simpler design can be selected for use as an impact sensor.

So reicht es, wenn der elektrische Leiter aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material ist und in Berührung, also beispielsweise innerhalb eines zweiten Materials angeordnet ist, wobei bei einem Aufprall aus einer vorgegebenen Richtung der Leiter und/oder das zweite Material relativ zueinander unter Erzeugung von Reibung zwischen dem ersten und zweiten Material beweglich sind und die durch diese Reibung zwischen erstem und zweitem Material im elektrischen Leiter entstehende, elektrische Ladungsverschiebung bspw. in Form der elektrischen Spannung erfasst wird. It is sufficient if the electrical conductor is made of a first, electrically conductive material and is in contact, that is, for example, disposed within a second material, wherein in an impact from a predetermined direction of the conductor and / or the second material relative to each other to produce Friction between the first and second material are movable and the resulting by this friction between the first and second material in the electrical conductor, electrical charge transfer, for example, is detected in the form of electrical voltage.

Generell sind eine Vielzahl unterschiedlicher Aufprallsensoren für Kraftfahrzeuge beispielsweise aus der EP 0937612 A2 bekannt, wobei dort insbesondere die Unterbrechung eines elektrischen Leiters oder dieser Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen 2 metallischen Platten bei einem Aufprall ausgewertet wird. Dazu muss der elektrische Leiter permanent stromführend sein.In general, a variety of different impact sensors for motor vehicles, for example, from EP 0937612 A2 In particular, the interruption of an electrical conductor or of this change in the electrostatic capacitance between two metallic plates in the event of an impact is evaluated there. For this purpose, the electrical conductor must be permanently energized.

Aus der DE 10 2004 035 816 A1 ist ein faseroptischer Kraftsensor zu entnehmen, bei welchem ein faseroptisches Kabel spiralförmig um einen elastisch deformierbaren Kern gewickelt ist und die optischen Eigenschaften des faseroptischen Kabels bei einem Aufprall verändert und diese Veränderung ausgewertet wird.From the DE 10 2004 035 816 A1 A fiber-optic force sensor can be seen in which a fiber optic cable is wound spirally around an elastically deformable core and changes the optical properties of the fiber optic cable in an impact and this change is evaluated.

Aus der DE 11 2004 001 382 T5 ist ein triboelektrisches Sensorkabel zur Einbruchsüberwachung bekannt, bei welchem ein Lufttrennelement und ein elektrisch isolierendes Kunststoffelement vorgesehen sind, um auf das Sensorkabel einwirkende Erschütterungen aufgrund von Einbruchsversuchen zu erkennen.From the DE 11 2004 001 382 T5 a triboelectric sensor cable for burglary monitoring is known in which an air separation element and an electrically insulating plastic element are provided to detect vibrations acting on the sensor cable due to burglary attempts.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen triboelektrischen Aufprallsensor für ein Kraftfahrzeug mit einem verbesserten Aufbau und einer höheren Erzeugung von Ladungsträgern bei einem Aufprall vorzustellen.The object of the present invention is to present a triboelectric impact sensor for a motor vehicle with an improved structure and a higher generation of charge carriers in the event of an impact.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich 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, and combinations and developments of individual features are conceivable with each other.

Grundgedanke der Erfindung ist es, um das triboelektrische Kabel herum eine Hülle vorzusehen, welche in Längsrichtung Zonen mit unterschiedlicher Elastizität aufweist. Bei einem Aufprall kommt es zu einer in Längsrichtung bereit flächigen Verformung des triboelektrischen Kabels. Während sich bei einem herkömmlichen Kabel die freigesetzten Ladungsträger primär aus der Verschiebung der beiden Materialien in Fahrtrichtung X ergeben, kommt es durch die nun vorgesehenen unterschiedlich elastischen Zonen zu einer zusätzlichen wellenförmigen Verformung des triboelektrischen Kabels und damit einhergehend einer zusätzlichen Ladungsträgererzeugung, so dass insgesamt eine größere Menge an Ladungsträger und damit ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis erreicht wird. Vorzugsweise die härtere Zone 4.2 kann dabei beispielsweise durch beabstandete Ringe 4.2.1 oder eine entsprechend gelegte Spirale 4.2.2 ausgestaltet sein und mit einem Grundmaterial 4.1 um das triboelektrische Kabel 3 umgossen sein.The basic idea of the invention is to provide an envelope around the triboelectric cable which has zones of different elasticity in the longitudinal direction. In the event of an impact, a deformation of the triboelectric cable, which is ready in the longitudinal direction, occurs. While in a conventional cable, the released charge carriers primarily result from the displacement of the two materials in the direction of travel X, the wave elastic deformation zones of the triboelectric cable which are now provided result in an additional wave-shaped deformation and, consequently, an additional charge carrier generation, so that a larger total Amount of charge carriers and thus a better signal-to-noise ratio is achieved. Preferably the harder zone 4.2 can, for example, by spaced rings 4.2.1 or a corresponding spiral 4.2.2 be designed and with a basic material 4.1 around the triboelectric cable 3 be poured.

Der triboelektrische Aufprallsensor ist in einer solchen Hülle also beispielsweise in der Fahrzeugfront oder auch Seitentür eines Kraftfahrzeugs beispielsweise unter einem Außenblech und evtl. Dämpfungsschaum angeordnet. Er besteht aus zumindest einem elektrischen Leiter (3.1) aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material, welcher in Berührung mit einem zweiten Material (3.2), beispielsweise einem Kunststoff angeordnet ist. Zwischen den Materialien besteht zumindest ein vorgegebener Abstand in der triboelektrischen Reihe bzw. ein vorgegebener Abstand in der Elektronenaffinität, wobei als Maßstab für geeignete Materialien bei gegebener Kabelform ein hinreichendes Signal-Rauschverhältnis als Reaktion auf eine vorgegebene Stärke des Aufpralls hinreichend ist und zudem durch die Form des Kabels, insbesondere die Größe der Berührungsfläche zwischen 1. und 2. Material maßgeblich ebenfalls beeinflusst werden kann. The triboelectric impact sensor is arranged in such a shell so for example in the vehicle front or side door of a motor vehicle, for example, under an outer panel and possibly damping foam. It consists of at least one electrical conductor ( 3.1 ) of a first electrically conductive material which is in contact with a second material ( 3.2 ), For example, a plastic is arranged. There is at least a predetermined distance in the triboelectric series or a predetermined distance in the electron affinity between the materials, a sufficient signal-to-noise ratio being sufficient in response to a predetermined strength of the impact as the standard for suitable materials for a given cable shape and also by the shape of the cable, in particular the size of the contact surface between 1st and 2nd material can also be significantly influenced.

Bei einem Aufprall aus einer vorgegebenen Richtung ist der Leiter (3.1) und/oder das zweite Material (3.2) relativ zueinander unter Erzeugung des triboelektrischen Effekts, also beispielsweise Reibung zwischen dem ersten und zweiten Material beweglich und wird die durch den triboelektrischen Effekt zwischen erstem und zweitem Material im elektrischen Leiter (3.1) entstehende, elektrische Ladungsverschiebung mittels einer an einem Ende des Leiters (3.1) angeordneten Auswerteschaltung erfasst. Die Ladungsverschiebung kann dabei beispielsweise mittels eines Ladungsverstärkers oder einer direkten Spannungsmessung erfasst werden.In the case of an impact from a given direction, the conductor ( 3.1 ) and / or the second material ( 3.2 ) relative to each other to generate the triboelectric effect, so for example friction between the first and second material movable and is by the triboelectric effect between the first and second material in the electrical conductor ( 3.1 ), electrical charge transfer by means of a at one end of the conductor ( 3.1 ) arranged evaluation circuit detected. The charge shift can be detected, for example, by means of a charge amplifier or a direct voltage measurement.

Die vorliegende Erfindung liegt primär in der Ausgestaltung der Hülle und eignet sich dabei für unterschiedliche Ausgestaltungen des eigentlichen triboelektrischen Kabels im Inneren dieser Hülle. Es ist dabei durchaus auch denkbar, gerade entgegengesetzt zur üblichen Beschaltung von Koaxialkabeln den inneren Leiter auf ein Bezugspotential oder freischwebend zu beschalten und die Ladungsträger an einer gegenüber dem Kunststoffmaterial (3.2) äußeren elektrisch leitenden Hülle abzugreifen, wobei auch dann eine zusätzliche EMV-Abschirmung um das Kabel denkbar ist. Zudem sind auch nichtkoaxiale Anordnungen, beispielsweise mit flachen Leitern und entsprechend großer Reibefläche denkbar, wie sie beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2013 100 624 beschrieben sind. Auch ein solches triboelektrisches Kabel kann in einer entsprechenden Hülle mit Zonen unterschiedlicher Elastizität angeordnet sein und wird hier ausdrücklich auf die entsprechende Offenbarung in der genannten Schrift Bezug genommen.The present invention is primarily in the embodiment of the shell and is suitable for different configurations of the actual triboelectric cable inside this shell. It is also quite conceivable, just opposite to the usual wiring of coaxial cables, to connect the inner conductor to a reference potential or free-floating, and to charge the charge carriers at one opposite the plastic material ( 3.2 ) External electrically conductive sheath, whereby an additional EMC shielding around the cable is also conceivable. In addition, non-coaxial arrangements, for example, with flat conductors and correspondingly large friction surface are conceivable, as for example in the not previously published DE 10 2013 100 624 are described. Also, such a triboelectric cable can be arranged in a corresponding envelope with zones of different elasticity and is expressly incorporated herein by reference to the corresponding disclosure in the cited document.

Alternativ zur Messung der elektrischen Spannung kann die Ladungsverschiebung auch als solche mittels einer geeigneten Schaltung, bspw. einem Ladungsverstärker erfasst werden. Letztlich ist die Erfassung der Ladungsverschiebung in aller Regel eine Form der Spannungsmessung, jedoch eben evtl. nicht unmittelbar am ladungsführenden Leiter sondern am Ausgang der zwischengeschalteten Schaltung, also bspw. einem Ladungsverstärker.As an alternative to measuring the electrical voltage, the charge shift can also be detected as such by means of a suitable circuit, for example a charge amplifier. Ultimately, the detection of the charge shift is usually a form of voltage measurement, but perhaps not directly on the charge-carrying conductor but at the output of the intermediate circuit, so for example. A charge amplifier.

Zur Prüfung auf Intaktheit der Leitung kann der elektrische Leiter mit einem Prüfstrom beaufschlagt werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass der 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 required test current 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 3 wird das triboelektrische Kabel insgesamt, mit 3.1 dessen elektrischer Leiter und mit 3.2 dessen 2. Material, welches nicht leitend und mit hinreichend abweichender Elektronenaffinität gewählt, vorzugsweise ein Kunststoff ist bezeichnet.Thus, with reference numerals 3 is the triboelectric cable in total, with 3.1 its electrical conductor and with 3.2 the second material, which is selected non-conductive and with sufficiently different electron affinity, preferably a plastic.

Es kann zusätzlich eine äußere, elektrisch leitfähige Hülle 3.3 zur Abschirmung vorgesehen sein, welche innerhalb oder auch außerhalb der Hülle 4 mit den unterschiedlich elastischen Zonen 4.1 und 4.2 angeordnet ist. It may additionally have an outer, electrically conductive sheath 3.3 be provided for shielding, which is inside or outside the shell 4 with the different elastic zones 4.1 and 4.2 is arranged.

Die Richtungsangaben X, Y und Z entsprechen dabei der Definition im Kraftfahrzeug mit X als Fahrtrichtung, Y als Querrichtung und Z in Hochachse. The directional indications X, Y and Z correspond to the definition in the motor vehicle with X as the direction of travel, Y as the transverse direction and Z in the vertical axis.

Die 1A, 2A usw. zeigen jeweils einen Schnitt in Längsrichtung Y entlang der Schnittlinie A, während die 1B, 2B usw. jeweils einen Schnitt quer zur Längsrichtung an der Schnittlinie B und die 1C, 2C usw. jeweils einen Schnitt quer zur Längsrichtung an der Schnittlinie C zeigen.The 1A . 2A etc. each show a section in the longitudinal direction Y along the section line A, while the 1B . 2 B etc. each have a section transverse to the longitudinal direction at the section line B and the 1C . 2C etc. each show a section transverse to the longitudinal direction at the section line C.

Es zeigen in jeweils den erläuterten unterschiedlichen Schnitten:In each of the illustrated different sections:

1: 1. Ausgestaltung der Hülle mit beabstandeten Ringen zweiter EY lastizität 1 1. Embodiment of the shell with spaced rings second EY lastizität

2: 2. Ausgestaltung der Hülle mit einer Spirale zweiter Elastizität 2 2. Embodiment of the shell with a spiral of second elasticity

3: Ausgestaltung gemäß 1 unter Belastung 3 : Design according to 1 under pressure

4: Ausgestaltung gemäß 2 unter Belastung 4 : Design according to 2 under pressure

5: Schnitt durch ein triboelektrisches Kabel in koaxialer Ausgestaltung 5 : Section through a triboelectric cable in coaxial design

1 zeigt das triboelektrische Kabel 3 in einer Hülle (4) angeordnet, wobei die Hülle des Aufprallsensors in Längsrichtung (Y) zueinander versetzte Zonen (4.1, 4.2) mit voneinander abweichender Elastizität aufweist, wobei die Hülle in dieser Ausgestaltung aus einem Grundmaterial 4.1 erster Elastizität gebildet ist, in welches zueinander beabstandet (∆Y) in Längsrichtung (Y) Ringe 4.2.1 mit zweiter Elastizität angeordnet sind. Dabei werden beispielsweise fertigungsseitig zunächst die Ringe 4.2.1 auf das triboelektrische Kabel 3 zueinander um einen vorgegebenen Abstand ∆Y in Längsrichtung Y beabstandet aufgeschoben und nachfolgend von dem Grundmaterial 4.1 umgossen. Dabei zeigen die 1B und 1C die jeweiligen Querschnitte an den in 1A angedeuteten Schnittlinien B und C, also einmal den Schnitt durch den Ring 4.2.1 in 1B und den Schnitt durch das vorzugsweise elastischere und Grundmaterial 4.1 in 1C. 1 shows the triboelectric cable 3 in a shell ( 4 ), wherein the envelope of the impact sensor in the longitudinal direction (Y) staggered zones ( 4.1 . 4.2 ) having differing elasticity, wherein the sheath in this embodiment of a base material 4.1 first elasticity is formed, in which spaced apart (.DELTA.Y) in the longitudinal direction (Y) rings 4.2.1 are arranged with second elasticity. In this case, for example, the production side, first the rings 4.2.1 on the triboelectric cable 3 to each other Spaced a predetermined distance ΔY in the longitudinal direction Y spaced and subsequently from the base material 4.1 cast around. The show 1B and 1C the respective cross sections at the in 1A indicated cut lines B and C, so once the cut through the ring 4.2.1 in 1B and the section through the preferably more elastic and base material 4.1 in 1C ,

Wie nun im Vergleich dazu die 3 diese Anordnung unter Einwirkung einer Belastung F in X-Richtung zeigt, verformen sich die Ringe 4.2.1 aufgrund deren geringerer Elastizität weniger stark und kommt es daher zu einer wellenförmigen Verformung des triboelektrischen Kabels 3. Dadurch erhöht sich wiederum die Menge an freiwerdenden Ladungsträgern im Falle eines Aufpralls und damit letztlich das Signal-Rausch-Verhältnis.As compared with the 3 shows this arrangement under the action of a load F in the X direction, deform the rings 4.2.1 due to their lower elasticity less strong and therefore there is a wave-shaped deformation of the triboelectric cable 3 , This in turn increases the amount of released charge carriers in the event of an impact and thus ultimately the signal-to-noise ratio.

Die 2 und 4 zeigen demgegenüber eine weitere bevorzugte Ausgestaltung, bei welcher die Hülle (4) aus einem Grundmaterial (4.1) erster Elastizität gebildet ist, in welches eine Spirale (4.2.2) mit zueinander beabstandeten Windungen mit zweiter Elastizität angeordnet ist. Wie wiederum in den Längsschnitten gemäß der 2A und 4A gut zu erkennen ist, wechseln sich die Zonen (4.1/4.2) unterschiedlicher Elastizität einen vorgegebenen Abstand ∆Y in Längsrichtung Y ab. Es ist dabei für die Wirkung nicht entscheidend, dass auf in Fahrtrichtung X gegenüberliegenden Seiten des triboelektrischen Kabels 3 die Zonen durch die Form der Spirale 4.2.2 entsprechend um ∆Y/2 versetzt sind, da auch durch diese Ausgestaltung die in 2A erkennbare wellenförmige Verformung des triboelektrischen Kabels 3 eintritt.The 2 and 4 In contrast, show a further preferred embodiment in which the shell ( 4 ) from a basic material ( 4.1 ) first elasticity is formed, in which a spiral ( 4.2.2 ) is arranged with spaced turns of second elasticity. As again in the longitudinal sections according to the 2A and 4A clearly visible, the zones alternate ( 4.1 / 4.2 ) of different elasticity a predetermined distance ΔY in the longitudinal direction Y from. It is not critical for the effect that on opposite sides in the direction of travel X of the triboelectric cable 3 the zones by the shape of the spiral 4.2.2 are offset accordingly by ΔY / 2, as well as by this embodiment, the in 2A recognizable undulating deformation of the triboelectric cable 3 entry.

5 zeigt nun noch beispielhaft einen Querschnitt durch ein hier koaxial ausgebildetes triboelektrisches Kabel 3 mit einem inneren elektrischen Leiter 3.1, einem Kunststoffmantel 3.2 aus 2., nicht leitendem Material und vorzugsweise zusätzlich einer äußeren elektrisch leitenden Hülle 3.3. Es ist dabei durchaus auch denkbar, gerade entgegengesetzt zur üblichen Beschaltung von Koaxialkabeln den inneren Leiter auf ein Bezugspotential oder freischwebend zu beschalten und die Ladungsträger an der äußeren elektrischen Hülle 3.3 abzugreifen, wobei auch dann eine zusätzliche EMV-Abschirmung um das Kabel denkbar ist. 5 shows an example of a cross section through a coaxial formed here triboelectric cable 3 with an inner electrical conductor 3.1 a plastic jacket 3.2 of 2., non-conductive material and preferably additionally an outer electrically conductive shell 3.3 , It is quite conceivable, just opposite to the usual wiring of coaxial cables to connect the inner conductor to a reference potential or free floating and the charge carriers on the outer electrical shell 3.3 but even then an additional EMC shielding around the cable is conceivable.

Die vorliegend beschriebenen Aufprallsensoren eignen sich insbesondere im Außenbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Stoßstange an der Fahrzeugfront oder im Heck, aber auch den Seitenbereichen, wie bspw. den Türen. The impact sensors described herein are particularly suitable in the outer region of the motor vehicle, in particular the bumper on the vehicle front or in the rear, but also the side areas, such as the doors.

Sie ermöglichen eine Erkennung und vorzugsweise auch Unterscheidung eines Aufpralls mit einem Fußgänger oder vergleichbaren leichteren Objekten zu einem Aufprall mit einem Kraftfahrzeug oder anderen schweren Objekten. Zudem dienen Sie als vorverlagerte Sensoren zur frühen Aufprallerkennung im Sinne sogenannter „Early-Crash-Sensoren“ bzw. Up-Front-Sensoren zur Anpassung des Auslösealgorithmus für die Hauptsensoren im Fahrzeugtunnel. Sensoren für sicherheitsrelevante Systeme weisen vorzugsweise eine Redundanz dahingehend auf, dass ein Sensor durch einen weiteren plausibilisiert wird. They make it possible to detect and preferably also distinguish an impact with a pedestrian or comparable lighter objects from an impact with a motor vehicle or other heavy objects. In addition, they serve as pre-displaced sensors for early impact detection in the sense of so-called "early-crash sensors" or up-front sensors for adapting the triggering algorithm for the main sensors in the vehicle tunnel. Sensors for safety-relevant systems preferably have a redundancy in that a sensor is plausibilized by another.

Während die Ladungsverschiebung grundsätzlich auch als Spannung direkt am Leiter messbar ist, erweist sich eine Erfassung mittels einer Ladungsverstärkerschaltung als besonders vorteilhaft. Ladungsverstärkerschaltungen sind allgemein bekannt. So ist bspw. eine entsprechende Schaltung von Jan Burgemeister als Quelle und Urheber am 22.10.2009 in Wikipedia unter:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Ladungsverstaerker.gif&filetimestamp=200 91024202255&
zu entnehmen und unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Ladungsverst%C3%A4rker
näher erläutert. Dabei wäre der dort als Masseanschluss gezeigte Pfad entweder tatsächlich auf Massepotential der Schaltung, also bspw. auch die Schirmung des Kabels geschaltet oder denkbar auch auf eine separate Rückleitung wie bspw. bei einer Ringleiteranordnung. Eine Messung der Ladungsverschiebung bspw. mittels einer solchen Ladungsverstärkerschaltung hat gegenüber der direkten Spannungsmessung Vorteile, ist bspw. weniger EMV-anfällig und ermöglicht einer Verstärkung der ja an sich relativ geringen Ladungsverschiebung durch den triboelektrischen Effekt.While the charge shift is basically also measurable as a voltage directly at the conductor, detection by means of a charge amplifier circuit proves to be particularly advantageous. Charge amplifier circuits are well known. Thus, for example, is a corresponding circuit of Jan Burgemeister as a source and author on 22.10.2009 in Wikipedia at:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=File:Ladungsverstaerker.gif&filetimestamp=200 91024202255 &
to take and under
http://de.wikipedia.org/wiki/Ladungsverst%C3%A4rker
explained in more detail. In this case, the path shown there as a ground terminal would either actually be connected to the ground potential of the circuit, that is, for example, also the shielding of the cable or conceivable also on a separate return line, such as in a ring conductor arrangement. A measurement of the charge transfer, for example, by means of such a charge amplifier circuit has advantages over the direct voltage measurement, for example, is less susceptible to EMC and allows an amplification of the relatively small charge displacement by the triboelectric effect.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013100624 [0002, 0013]
EP 0937612 A2 [0005]
DE 102004035816 A1 [0006]
DE 112004001382 T5 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=File:Ladungsverstaerker.gif&filetimestamp=200 91024202255 & [0033]
http://de.wikipedia.org/wiki/Loadungsverst%C3%A4rker [0033]

Claims

Triboelectric impact sensor for a motor vehicle with at least one electrical conductor ( 3.1 ) of a first electrically conductive material which is in contact with a second material ( 3.2 ) is arranged and upon impact from a predetermined direction of the ladder ( 3.1 ) and / or the second material ( 3.2 ) are movable relative to each other to produce the triboelectric effect between the first and second materials, and that due to the triboelectric effect between first and second materials in the electrical conductor ( 3.1 ), by means of a at least one end of the conductor ( 3.1 ) is detected, characterized in that the conductor ( 3.1 ) and the second material ( 3.2 ) in a shell ( 4 ), wherein the envelope of the impact sensor in the longitudinal direction (Y) staggered zones ( 4.1 . 4.2 ) with different elasticity.

Triboelectric impact sensor according to claim 1, characterized in that the envelope ( 4 ) from a basic material ( 4.1 ) first elasticity is formed, in which spaced (ΔY) in the longitudinal direction (Y) rings ( 4.2 ) are arranged with second elasticity.

Triboelectric impact sensor according to claim 2, characterized in that the envelope ( 4 ) from a basic material ( 4.1 ) first elasticity is formed, in which a spiral ( 4.2 ) is arranged with spaced turns of second elasticity.

Triboelectric impact sensor according to claim 2 or 3, characterized in that the second elasticity is lower, ie the material of the second zones ( 4.2 ) harder than the base material ( 4.1 ).