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Die Erfindung betrifft einen Aufprallsensor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die
DE 102013100624 A1 beschreibt bereits ein Aufprallsensorsystem mit triboelektrischen Effekt für die Aufprallerkennung an einem Kraftfahrzeug. Als triboelektrischer Effekt bzw. Reibungselektrizität wird die Erzeugung von Ladungsverschiebungen bzw. kleinen Spannungsimpulsen aufgrund der Relativbewegung von Materialien mit unterschiedlicher Elektronenaffinität aufgrund des Aufpralls betrachtet und für die Aufprallerkennung ausgenutzt. Weitere Details zur Ausgestaltungen solcher Sensoren sind beispielsweise den
DE 10 2014 204 864 A1 ,
DE 10 2014 204 866 A1 und
DE 10 2014 204 867 A1 zu entnehmen, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Aufgrund der Störanfälligkeit solcher Aufprallsensorsysteme in der aufprallrelevanten Zone von Kraftfahrzeugen, also insbesondere in deren Außenhaut und Stoßstange, haben sich diese Systeme bisher noch nicht durchsetzen können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aufprallsensorsystem mit einer verbesserten Auswertemöglichkeit zu schaffen.
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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.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die konstruktiven und baulichen Voraussetzungen für Aufprallsensoren mit triboelektrischem Effekt und kapazitivem Effekt sehr ähnlich sind, sich insbesondere beispielsweise bei bereits handelsübliches Koaxialkabel finden lassen, welche bei einer Krafteinwirkung unter einem Aufprall bereits einen messbaren triboelektrischen Effekt aufweisen und an ihnen zu dem mit einer entsprechenden Schaltung auch eine Kapazitätsänderung aufgrund des Aufpralls nachweisbar ist.
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Beide Effekte basieren auf physikalisch unterschiedlichen Prinzipien und sind daher als unabhängige und redundante Messungen zu betrachten. Diese können aber mit entsprechend geringen Aufwand in einen gemeinsamen Aufprallsensor integriert werden. Sie weisen bei Integration in einen gemeinsamen Aufprallsensor eine hervorragende zeitliche Synchronität auf. Daher können diese zur wechselseitigen Plausibilisierung genutzt werden, indem zumindest zwei parallele Auswertepfade vorgesehen sind.
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Es ist dabei eine Signalquelle zur Erzeugung eines Anregungssignals mit einem bekannten Anregungsfrequenzspektrum vorgesehen, wobei dieses Anregungssignal dem Aufprallsensor zuführbar ist.
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Ein erster Auswertepfad zum Erfassen und Auswerten von Signalanteilen liegt dabei in einem ersten Frequenzband und zumindest ein zweiter, also vom ersten unterschiedlicher Auswertepfad liegt dabei in einem zweiten, vom ersten verschiedenen Frequenzband.
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Jedes dieser Frequenzbänder wird dabei eigenständig ausgewertet, wobei dies nicht ausschließen soll, dass bestimmte Signalvorverarbeitungsschritte, wie beispielsweise eine 1. Filterung und Abtastung und A/D-Wandlung noch für beide Auswertepfad gemeinsam erfolgen und die Trennung der Auswertepfade ausschließlich softwareseitig in der digitalen Signalnachverarbeitung erfolgt.
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Vorteilhafter Weise ist im ersten Auswertepfad zumindest primär die Ladungsverschiebung aufgrund des triboelektrischen Effekts erfassbar, d.h. das 1. Frequenzband dementsprechend ausgerichtet, wobei die Spektralanteile des Signals aufgrund triboelektrischen Effekt wiederum durch unterschiedliche Auswerteschaltungen erfasst werden können und letztlich damit auch die gewählte Auswerteschaltung nicht unerheblichen Einfluss darauf hat, welches Frequenzband für den 1. Auswertepfad zu wählen ist.
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Der zweite Auswertepfad ist vorzugsweise zumindest primär auf die während des Aufpralls zudem auftretende Änderung der Kapazität des Aufprallsensors mittels des Anregungssignals ausgerichtet, wobei für diesen 2. Auswertepfad ja ein Anregungsfrequenzspektrum erforderlich, dieses aber eben bekannt und beeinflussbar ist, so dass das Anregungsfrequenzspektrum gezielt so gelegt werden kann, dass ein hinreichender Abstand zwischen 1. und 2. Frequenzband liegt, so dass die Signalanteile entsprechend sauber voneinander getrennt werden können.
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Als Anregungsfrequenzspektrum kommt aber nicht etwa nur eine sinusförmige Schwingung an einer bekannten Anregungsfrequenz infrage, sondern kann, wie durch den Begriff Frequenzspektrum auch zum Ausdruck gebracht werden soll, auch ein breitbandigeres, beispielsweise frequenzgespreiztes oder mit Oberwellen behaftetes Signal verwendet werden.
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Vorzugsweise liegt dabei das Anregungsfrequenzspektrum zumindest im Wesentlichen außerhalb des ersten Frequenzbandes. Der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen außerhalb“ ist dabei so zu verstehen, dass optimaler Weise natürlich keine Überschneidung vorliegt, bei einer eventuell vorhandenen technisch unvermeidbaren Überschneidungen zumindest das Signal-Rauschverhältnis hinreichend gewahrt bleibt, also der Amplitudenunterschied mindestens Faktor 2, besser sogar 10 ist.
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Die Auswertung kann darüber hinaus auch noch weitere Frequenzbänder umfassen und ist durch die Bezeichnung 1. und 2. Frequenzband deren absolute Lage zueinander noch nicht zwingend festgelegt. Während in einem 1. Ausführungsbeispiel das 1. Frequenzband für die Erfassung des triboelektrischen Effekts in einen Niederfrequenzbereich liegen kann und das Anregungsfrequenzspektrum als auch das 2. Frequenzband entsprechend in einem demgegenüber höheren Frequenzbereich liegen, kann in einem anderen Ausführungsbeispiel, insbesondere bei anderer Auswertung des triboelektrischen Effekts eine demgegenüber umgekehrte Lage der Frequenzbänder Vorteile aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen Signalquelle und Aufprallsensor ein bekannter Widerstand geschaltet - bilden dieser Widerstand mit dem Aufprallsensor also ein RC-Glied. Dabei ist das Anregungsfrequenzspektrum der Signalquelle vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10% - 500% wie die Eckfrequenz des RC-Glieds im unbelasteten Zustand gewählt. Als unbelasteter Zustand wird dabei die Ruhesituation ohne Aufprall verstanden, kann bei Verformungen des Aufprallsensors während des Einbaus aber bereits eine Kalibrierung auf die letztendliche Einbaulage in Betracht kommen.
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Betrachtet man sich die Situation im bekannten Bode-Diagramm eines solchen RC-Glieds (vgl. auch 2), wird also die Anregungsfrequenz vorzugsweise in demjenigen Bereich gelegt, bei welchem durch Änderung der Kapazität während des Aufpralls sich eine gut messbare Änderung der Amplitude ergibt. Ist die beim Aufprall erreichbare Kapazitätsänderung hinreichend groß, kann die Anregungsfrequenz oberhalb der Eckfrequenz im unbelasteten Zustand liegen und ändert sich die Eckfrequenz vorzugsweise unter Last auf einen Wert unter der Anregungsfrequenz, tritt also eine Amplitudenänderung auf, welche sowohl hinsichtlich der relativen Änderung als auch des absoluten Betrags gut messbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen Signalquelle und Aufprallsensor zudem eine Induktivität geschaltet und bilden der Aufprallsensor mit dem Widerstand und der Induktivität somit ein LRC-Glied, wobei das Anregungsfrequenzspektrum der Signalquelle vorzugsweise etwas größer als die Resonanzfrequenz des unbelasteten LRC-Glieds gewählt ist, so dass bei Belastung und damit sich ändernder Kapazität und Resonanzfrequenz die ja gleichbleibende Anregungsfrequenz dann weiter in die fallende Flanke im Bode-Diagramm fällt. Vorzugsweise ist die Anregungsfrequenz aber auch eben nahe der Resonanzfrequenz des unbelasteten LRC-Glieds, so dass der absolute Unterschied der Amplitude zwischen belasteten und unbelastetem Zustand besonders groß wird (vgl. dazu 3).
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Das Anregungsfrequenzspektrum ist dabei vorzugsweise eine bekannte Sinus-Schwingung.
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Vorzugsweise kann bei diesen Ausgestaltungen dann im ersten Auswertepfad zumindest eine Tiefpassfilterfunktion enthalten sein, wobei die Eckfrequenz der Tiefpassfilterfunktion zumindest unterhalb des Anregungsfrequenzspektrums der Signalquelle liegt.
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Zudem ist im zweiten Auswertepfad zumindest eine Hochpassfilterfunktion angeordnet, vorzugsweise dieser nachgeschaltet ein Gleichrichter und Tiefpass, wobei die Eckfrequenz dieser Hochpassfilterfunktion zumindest oberhalb der Eckfrequenz der Tiefpassfilterfunktion des ersten Auswertepfads, jedoch unterhalb des Anregungsfrequenzspektrums liegt.
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In einem abweichenden weiteren Ausführungsbeispiel ist das Anregungssignal ein hingegen frequenzgespreiztes Signal, also tatsächlich ein Anregungsfrequenzspektrum mit mehreren unterschiedlichen Spektralanteilen, wobei der Mittelwert des Anregungssignals über ein vorgegebenes Zeitintervall zudem zumindest annähernd Null ist und dieses frequenzgespreizte Signal über eine bekannte Referenzkapazität dem Aufprallsensor zuführbar ist und im zweiten Auswertepfad ein Multiplikator vorgesehen ist, welcher das Ausgangssignal des Aufprallsensors mit dem Anregungssignal multipliziert. Dadurch wird eine kapazitive Halb-Brückenschaltung mit einem sogenannten Lock-In, also einer Trägerfrequenzverstärkung realisiert.
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Es sollte also bereits deutlich geworden sein, dass für die Erfassung des Aufpralls aus dem triboelektrischen Effekt neben den unterschiedlichen Eigenschaften des konkret verwendeten Aufprallsensors auch unterschiedliche Messprinzipien möglich sind, welche letztlich die konkrete Lage des 1. Frequenzbandes maßgeblich beeinflussen können.
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So können beispielsweise Tiefpassfilterfunktionen genutzt werden, welche ggfs. sogar als „Charge-To-Voltage-converter“ betrieben werden, also deren Zeitkonstante so gewählt ist, dass die auftretenden Ladungsverschiebungen aufintegriert, beispielsweise wieder in einem Kondensator gesammelt werden.
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Wird aber beispielsweise für die kapazitive Messung bereits eine digitale Signalverarbeitung vorgesehen, kann der triboelektrische Effekt als niederfrequenterer Anteil aus dem Offset gewonnen werden.
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Die Erfassung des Aufpralls aus den kapazitiven Effekt hängt zwar auch in Grenzen von den Materialien des verwendeten Aufprallsensors ab, kann jedoch durch die geeignete Wahl des Anregungsfrequenzspektrums deutlich einfacher so gelegt werden, dass letztlich die Messung des kapazitiven Einflusses sicher in einem 2., abweichenden Frequenzband erfolgt, beide Signalanteile also, sauber voneinander unterscheidbar sind.
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Die Messmethoden für sich ändernde Kapazitäten sind noch vielfältiger und seit Jahrzehnten in der Literatur an sich bekannt. So können auch Messungen der Lade- und/oder Entladezeiten über RC- bzw. RLC-Glieder, Eck- bzw. Resonanzfrequenzen von solchen Baugruppen oder Sigma-Delta-Wandler eingesetzt werden.
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Wie im folgenden Ausführungsbeispiel der Fall, kann eine Amplitudenmodulation mit einer bekannten Anregungsfrequenz erfolgen oder kapazitive Messbrückenschaltungen zum Einsatz kommen.
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Ein solches Aufprallsensorsystem eignet sich für ein Kraftfahrzeug , in dem ein solcher Aufprallsensor in einer aufprallrelevanten Zone, insbesondere der Stoßstange des Fahrzeugs angeordnet wird sowie einer Auswerteeinheit zur Aktivierung von Sicherheitseinrichtungen zum Schutz von Insassen und/oder Fußgängern vorgesehen ist, wobei die Signale beider Auswertepfade ausgewertet und auf Plausibilität geprüft werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend noch anhand von weiteren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Ausführungsbeispiele als RC- bzw. LRC-Glied
- 2 Signalantwort an RC-Glied bei sinusförmiger Anregung mit und ohne Krafteinwirkung
- 3 Signalantwort an LRC-Glied bei sinusförmiger Anregung mit und ohne Krafteinwirkung
- 4 weiteres Ausführungsbeispiel mit frequenzgespreiztem Anregungsfrequenzsprektrum Die 1 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei welchem der eigentliche Aufprallsensor 1 als elektrisches Ersatzschaltbild aus einer für den triboelektrischen Effekt stehenden Spannungsquelle V sowie einer für die Änderung der Kapazität aufgrund des Aufpralls stehenden Kapazität ΔC visualisiert wird.
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Die tatsächliche bauliche Ausgestaltung eines solchen triboelektrischen Aufprallsensors ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt und weist ein längliches Gebilde aus zumindest einem ersten, elektrisch leitfähigen Material auf, welches in Berührung mit einem zweiten, nichtleitenden Material angeordnet ist. Das zweite Material hat zudem vorzugsweise eine entsprechend andere triboelektrische Elektronenaffinität-als das erste Material.
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Bei einem Aufprall aus einer vorgegebenen Richtung werden der Leiter und/oder das zweite Material relativ zueinander unter Erzeugung des triboelektrischen Effekts zwischen dem ersten und zweiten Material bewegt, also geringfügig verschoben und so Triboelektrizität freigesetzt. Zudem verändert sich durch die Verformung die Kapazität über dieses zweite Material hinweg gegenüber dem Massepotential.
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Bei einer einfachen koaxialen Ausgestaltung ist dabei als bspw. der innere Kern als elektrischer Leiter vorgesehen und umgibt diesen zunächst ein nichtleitendes Kunststoffmaterial und zudem eine äußere wieder leitende Hülle auf Massepotential, wobei die konstruktive Ausgestaltung sowohl für die triboelektrische Wirkung als auch die baulichen Erfordernisse noch angepasst werden kann und für die grundsätzliche Funktion der Erfindung hier nicht entscheidend ist.
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Kernpunkt der Erfindung ist vielmehr, dass während des Aufpralls im Aufprallsensor 1 neben einer Ladungsverschiebung aufgrund des triboelektrischen Effekts, hier in der Figur skizziert als Spannungsquelle V, auch eine Kapazitätsänderung über das 2., nicht leitende und damit dielektrische Material hinweg auftritt, hier skizziert als ΔC auftritt und durch eine gezielte Anregung über eine Signalquelle 2 mit einem bekannten Anregungsfrequenzspektrum, hier vorzugsweise in diesem Ausführungsbeispiel einer sinusförmige Schwingung bekannter Frequenz, zeitgleich ebenfalls erfasst werden kann.
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Zudem sind 2 Auswertepfade mit den Ausgangssignalen ST für den triboelektrischen Effekt und SC für den kapazitiven Effekt vorhanden. Entsprechend voneinander verschiedene Frequenzbänder vorgesehen, wobei es hinreichend ist, dass sich die Hauptarbeitsbereiche beider Auswertepfade hinreichend unterscheiden und eine Überschneidung nur im stark gedämpften Bereich auftritt, so dass die Effekte sich nicht maßgeblich auf die Messung auswirken.
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In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwischen Signalquelle 2 und Aufprallsensor 1 zu dem ein Widerstand R sowie eine Induktivität L geschaltet und bilden zusammen mit der Kapazität des Aufprallsensors 1 ein LRC-Glied, also einen Schwingkreis mit einer definierten Resonanzfrequenz, welche gezielt zur Optimierung eines möglichst guten Signalabstands zu den Signalen des triboelektrischen Effekts optimiert werden kann.
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Zur Vereinfachung der Schaltung kann aber auch auf eine Zwischenschaltung der Induktivität L komplett verzichtet werden und die Schaltung so auf ein RC-Glied mit einer entsprechenden Eckfrequenz reduziert werden.
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Die Anregungsfrequenz ist dabei so gewählt, dass eine möglichst gute Unterscheidbarkeit zwischen den beiden Effekten auftritt. So wird beispielsweise die Anregungsfrequenz in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise etwas oberhalb der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bzw. der Eckfrequenz des RC- Glieds gewählt.
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Im ersten, hier vorzugsweise auf den triboelektrischen Effekt ausgerichteten Auswertepfad ist zumindest eine Tiefpassfilterfunktion F1 enthalten, wobei die Eckfrequenz der Tiefpassfilterfunktion zumindest unterhalb des Anregungsfrequenzspektrums der Signalquelle 2 liegt, vorzugsweise sogar um mindestens den Faktor 100 unterhalb, so das nicht nur über alle Kapazitätsänderungen hinweg der Einfluss der Signalquelle 2 in diesem Auswertepfad vernachlässigbar ist, sondern zudem auch dieser Tiefpass F1 eine integrierende Wirkung auf die ja doch relativ geringen Ladungsverschiebungen des triboelektrischen Effekts haben kann.
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Im zweiten Auswertepfad sind zumindest eine Hochpassfilterfunktion F2, vorzugsweise dieser nachgeschaltet ein Gleichrichter und Tiefpass angeordnet, wobei die Eckfrequenz dieser Hochpassfilterfunktion F2 zumindest oberhalb der Eckfrequenz der Tiefpassfilterfunktion F1 des ersten Auswertepfads, jedoch unterhalb des Anregungsfrequenzspektrums liegt, so dass zwar die triboelektrischen Effekte hinreichend ausgefiltert bzw. gedämpft sind, die Signalanteile aufgrund des Anregungsfrequenzspektrums jedoch möglichst weitgehend unverfälscht erfasst werden können. Der nachgeschaltete Tiefpass S3 dient dann ausschließlich zur Integration dieses Signalanteils und Bereitstellung als ein Spannungswert für die Kapazitätsänderungen.
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Kommt es nun während des Aufpralls zu einer Quetschung des die elektrischen Materials, so verändert sich auch die Kapazität des Aufprallsensors und damit die Amplitude des am Aufprallsensor erfassbaren Spannungssignals, also zu einer Amplitudenmodulation.
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Rein beispielhaft seien hier einmal für ein besonderes Ausführungsbeispiel typische Werte der Komponenten für einen LRC-Schaltkreis benannt:
- Widerstand R: 10 Mega Ohm
- Induktivität L: 33 mH
- Anregungsfrequenz der Signalquelle 2: 100 kHz
- Eckfrequenz der Tiefpassfilter F1 (und F3): 400 Hz
- Eckfrequenz des Hochpassfilters F2: 10 kHz
bei einer Kapazität des Sensors von ca. 80 pF und einer erwartbaren Änderung der Kapazität von ca. 1 pF während des Aufpralls bei einer Koaxial-Kabelform von ca 1 Meter Länge.
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Dies ergibt also eine Resonanzfrequenz im unbelasteten Zustand von
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Für ein reines RC-Glied ohne Induktivität würde man bei dieser Anregungsfrequenz einen kleineren Widerstand und damit höhere Eckfrequenz verwenden, um nicht zu stark in den gedämpften Bereich zu geraten, also bspw. die Eckfrequenz im unbelasteten Zustand gleich der Anregungsfrequenz festlegen, so dass bei Belastung ein gut messbares Absinken der Eckfrequenz und folglich stärkere Dämpfung der Amplitude messbar ist.
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Die Stärke der Ladungsverschiebung aufgrund des triboelektrischen Effekts bei einem Aufprall liegt bei derzeitigen verfügbaren Aufprallsensoren im Nano-Ampere-Bereich, also bspw. 0,1 Mikro Ampere und kann über einen entsprechend hochohmigen Abschlusswiderstand innerhalb eines auslöserelevanten Zeitraums zwischen 5 bis 30 Millisekunden zu Spannungen von ca. 1 V am Tiefpass F1 aufintegriert werden.
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Selbstverständlich sind die hier angegebenen Werte nur ein exemplarisches Ausführungsbeispiel und stark von den aktuell als auch zukünftig verfügbaren Aufprallsensoren, insbesondere der Stärke und Spektralanteilverteilung der Ladungsverschiebung, aber auch der Kapazität und Kapazitätsänderung abhängig und vom Fachmann für das jeweilige Ausführungsbeispiel aber im Rahmen des handwerklichen Könnens geeignet anzupassen.
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Dem Fachmann stehen aber neben der hier skizzierten analogen schaltungstechnische Umsetzung bekanntermaßen aber auch andere analoge als auch insbesondere digitale Messmethoden sowohl für die Kapazitätsänderung als auch die Ladungsverschiebung aufgrund des triboelektrischen Effekt zur Verfügung und können und müssen die Parameter der Schaltung entsprechend auch auf diese Messmethode angepasst werden.
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Die 2 als reines RC-Glied und 3 als LRC-Glied zeigen so beispielsweise allein schon den besonderen Einfluss, welcher durch die an sich optionale Hinzufügung der Induktivität L bei der Messung des kapazitiven Effekts in 1 entsteht. So stellen die Figuren die jeweilige ausgangsseitige Amplitude über die Frequenz dar.
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Die durchgezogene Linie A1 entspricht dabei immer der Amplitude im belastungsfreien Zustand und die gestrichelte Linie A2 die Veränderung im Lastfall während des Aufpralls.
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Dabei ist deutlich zu erkennen, dass der Amplitudenunterschied im Bereich der Anregungsfrequenz fx dank der Zwischenschaltung der Induktivität sich deutlich vergrößert und so besser signaltechnisch erfasst und ausgewertet werden kann.
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Darüber hinaus stehen noch gänzlich andere Messmethoden zur Verfügung, von denen in 4 noch ein alternatives Ausführungsbeispiel näher erläutert werden soll.
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Gezielt wird hierbei gerade keine Sinus Schwingung als Anregungssignal verwendet, sondern erzeugt die Signalquelle 2 ein frequenzgespreiztes Signal, wobei dessen Mittelwert vorzugsweise zudem über ein vorgegebenes Zeitintervall zudem zumindest annähernd Null ist. Ein solches Anregungssignal lässt sich extrem einfach durch ein Schalterkonzept mit positiver und negativer Signalspannung und einer Impulssteuerung der Schalter realisieren, wobei ausgehend von einem einheitlichen Grundtakt rein die Impulsdauer der einzelnen Impulse in einem definierten Bereich über einen Zufallsgenerator variiert werden, wobei jeweils ein positiver Impuls und ein gleichlanger entgegengesetzten negativen Impuls aufeinander ab folgen, so dass mit hinreichender messtechnischer Genauigkeit der Mittelwert des Anregungssignals zumindest näherungsweise 0 ist. Maßgeblich ist dabei wiederum eigentlich nur, dass das Anregungssignal insoweit offsetfrei ist, dass es die Messungen des triboelektrischen Effekts nicht zu stark verfälscht und die Grundtaktfrequenz und damit spektrale Verteilung dieses Anregungssignals so gewählt ist, dass das Anregungsfrequenzspektrum hinreichend unterscheidbar vom triboelektrischen Effekt ist.
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Dieses frequenzgespreizte Signal wird in diesem Ausführungsbeispiel über eine bekannte Referenzkapazität C dem Aufprallsensor 1 zugeführt und ist im zweiten Auswertepfad ein Multiplikator M vorgesehen, welcher das Ausgangssignal des Aufprallsensors mit dem Anregungssignal multipliziert. Es bildet sich also über die Referenzkapazität C und die Kapazität ΔC des Aufprallsensors 1 eine kapazitive (Halb-)Messbrücke und durch die Multiplikation eine so genannte synchrone Demodulation, welche über den nachgeschalteten Tiefpass F2 zur weiteren messtechnischen Auswertung auf integriert wird. Dieser auch als „Lock in“ genannte Ansatz ist hoch selektiv auf das jeweilige Anregungssignal und damit äußerst robust gegen von außen ein gekoppelte Störungen.
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Abschließend sei nochmals erwähnt, dass auch eine gemeinsame Signalvorverarbeitung beispielsweise über einen Anti-Alias-Filter und einen A/D-Wandler gemeinsam für beide Auswertepfad denkbar ist und die Auftrennung in die beiden Auswertepfade ausschließlich erst im digitalen Bereich erfolgt, wo noch ganz andere Auswertemöglichkeiten beispielsweise im digitalen Signalprozessor zur Verfügung stehen, um letztlich wieder für die weitere Auswertung die 2 Größen ST für den triboelektrischen Effekt und SC für die Kapazitätsänderung während des Aufpralls bereitzustellen.
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Grundgedanke ist letztlich nur, für die Aufprallerkennung an einem Kraftfahrzeug mit einem solchen Aufprallsensor angeordnet in einer aufprallrelevanten Zone, also insbesondere der Stoßstange des Fahrzeugs während des Aufpralls über diese zwei physikalisch unterschiedlichen Effekte, also den rein aus der unterschiedlichen Elektronenaffinität der Materialien basierenden triboelektrischen Ladungsverschiebung als auch der durch die aktive Anregung durch die Signalquelle messbaren Kapazitätsänderung 2 redundante Signale für die Aufprallerkennung zu generieren.
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Diese können damit einer Auswerteeinheit zur Aktivierung von Sicherheitseinrichtungen zum Schutz von Insassen und/oder Fußgängern bereitgestellt werden, wobei die Signale beider Auswertepfade ausgewertet und auf Plausibilität geprüft werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013100624 A1 [0002]
- DE 102014204864 A1 [0002]
- DE 102014204866 A1 [0002]
- DE 102014204867 A1 [0002]
- DE 4242230 [0003]
- DE 102004014053 A1 [0003]
- DE 102015205211 A1 [0003]
