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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung von Sensorsignalen in einer Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, die mehrere Sensormodule mit Sensoren umfasst.
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Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Sensorvorrichtung mehrere Sensormodule aufweist.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das mit einer Sensorvorrichtung mit mehreren Sensormodulen ausgestattet ist.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
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Stand der Technik
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Bekannt sind Sicherheitssysteme im Fahrzeug wie beispielsweise Airbag-Systeme, Gurtstraffer oder dergleichen, die im Fall von Kollisionen ausgelöst werden, welche mithilfe von Sensorsignalen festgestellt werden. Die Sensorsignale stammen von Sensoreinrichtungen wie beispielsweise Beschleunigungssensoren im Fahrzeug oder Sensoren in Karosseriebauteilen, insbesondere im vorderen Stoßfänger, bei denen es sich ebenfalls um Beschleunigungssensoren oder um Sensoren zum Ermitteln der Deformation handelt, beispielsweise um Drucksensoren. Die Sensorsignale werden über Datenleitungen an ein Steuergerät übertragen, in welchem die Sensorsignale ausgewertet werden. Übersteigen die Sensorsignale zugeordnete Grenzwerte, werden Stell- bzw. Steuersignale zum Auslösen der Sicherheitsvorrichtungen erzeugt. Um verschiedene Kollisionsarten erfassen zu können, können sich an verschiedenen Positionen der Fahrzeugkarosserie Sensoren befinden, deren Signale an das Steuergerät übertragen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt eine Sensorvorrichtung zugrunde, die ein flexibles Leitungsband und mehrere auf dem Leitungsband angeordnete Sensormodule umfasst, auf denen jeweils mindestens ein Sensor angeordnet ist. Zusätzlich sind auf den Sensormodulen Anschlüsse der Sensoren angeordnet, über die eine elektrische Verbindung zu Leiterbahnen im flexiblen Leitungsband hergestellt wird. Die verschiedenen Sensormodule sind zueinander axial beabstandet - vorzugsweise bezogen auf die Längsachse des Leitungsbandes - auf dem Leitungsband angeordnet und werden von dem Leitungsband getragen und gehalten.
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Diese Ausführung erlaubt die Herstellung einer Sensorvorrichtung mit einer Mehrzahl an Sensoren, deren Sensorsignale über die Leiterbahnen im Leitungsband übertragen werden. Die verschiedenen Sensoren können an unterschiedlichen Positionen im Fahrzeug platziert werden. So ist es beispielsweise möglich, eine derartige Sensorvorrichtung für ein Airbag-System zu verwenden und verschiedene Sensoren innerhalb der Sensorvorrichtung an unterschiedlichen Positionen im Kraftfahrzeug zu platzieren, beispielsweise im vorderen Stoßfänger und in den seitlichen Türen des Fahrzeugs.
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Bei dem Verfahren werden die Sensorsignale von mindestens zwei Sensoren in der Sensorvorrichtung mit einer unterschiedlich hohen Auflösung über die Leiterbahnen, die Bestandteil des flexiblen Leitungsbandes sind, übertragen. Die unterschiedlich hohe Auflösung verschiedener Signale erlaubt eine Anpassung der Signalübertragung von den Sensoren über das Leitungsband an unterschiedliche Einsatzbereiche und unterschiedliche Randbedingungen im Fahrzeug. So ist es beispielsweise möglich, Sensoren der Sensorvorrichtung in Abhängigkeit ihrer Position in der Fahrzeugkarosserie mit einer höheren oder einer niedrigeren Auflösung zu versehen und die Signale dieser Sensoren mit einer entsprechend höheren oder niedrigeren Auflösung zu übertragen.
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Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, im Bereich von verhältnismäßig steifen Karosseriestrukturen hochaufgelöste Signale zu übertragen, welche es ermöglichen, selbst geringe Zustandsänderungen, insbesondere geringe Deformationen oder Beschleunigungen zu übertragen. Umgekehrt können Karosseriebereiche mit verhältnismäßig weichen Strukturen über Sensoren mit einer niedrigeren Auflösung mit einer ausreichenden Genauigkeit erfasst werden. Insgesamt erlaubt diese Vorgehensweise eine flexible Anpassung an unterschiedliche Anwendungsfälle, insbesondere an verschiedene Abschnitte der Fahrzeugkarosserie und insgesamt ohne wesentlichen Informationsverlust eine Reduzierung der Datenmenge bei der Übertragung über das flexible Leitungsband.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist die Sensorvorrichtung mindestens zwei gleichartige Sensoren auf, mit denen gleichartige Zustandsgrößen erfasst werden können, beispielsweise mindestens zwei Beschleunigungssensoren oder mindestens zwei Drucksensoren. In der Sensorvorrichtung werden die Sensorsignale der mindestens zwei gleichartigen Sensoren mit unterschiedlich hoher Auflösung über das flexible Leitungsband übertragen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind mindestens zwei gleichartige Sensoren in der Sensorvorrichtung vorhanden, deren Sensorsignale mit gleicher Auflösung über das Leitungsband übertragen werden. Des Weiteren ist es möglich, dass bei beispielsweise mindestens drei gleichartigen Sensoren ein Teil der Sensoren eine gleiche Auflösung und ein weiterer Teil der Sensoren eine sich hiervon unterscheidende Auflösung besitzen.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist die Sensorvorrichtung mindestens zwei unterschiedliche Sensoren auf, über die unterschiedliche Zustandsgrößen erfasst werden können, beispielsweise mindestens ein Beschleunigungssensor und mindestens ein Drucksensor. Auch hier sind Ausführungen möglich, bei denen die unterschiedlichen Sensoren mit gleicher oder mit unterschiedlicher Auflösung arbeiten und entsprechend die Sensorsignale mit gleicher oder unterschiedlicher Auflösung über das Leitungsband übertragen werden. Insgesamt werden jedoch zumindest die Sensorsignale eines Sensors mit einer unterschiedlich hohen Auflösung gegenüber den Signalen der weiteren Sensoren übertragen.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind zumindest innerhalb eines Sensormoduls mindestens zwei verschiedene Sensoren enthalten, deren Sensorsignale unabhängig voneinander übertragen werden. Beispielsweise ist es möglich, in einen Sensormodul sowohl einen Beschleunigungssensor als auch einen Drucksensor zu integrieren, die unabhängig voneinander Sensorsignale erzeugen, welche wiederum unabhängig voneinander über das Leitungsband übertragen werden, wobei die Übertragung entweder mit gleicher Auflösung oder mit unterschiedlich hoher Auflösung erfolgt.
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Gegebenenfalls weisen mehrere Sensormodule jeweils mindestens zwei verschiedene Sensoren auf. Es ist auch möglich, dass in sämtlichen Sensormodulen der Sensorvorrichtung nur jeweils ein Sensor enthalten ist.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung weisen mindestens zwei Sensoren der Sensorvorrichtung eine sich unterscheidende Sensitivität auf. Die Sensorsensitivität kann angepasst werden, um einen ausreichend hohen Signalpegel der Sensorsignale auf dem Leitungsband zu erhalten.
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Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Datenübertragung mit Sensoren mit unterschiedlich hoher Auflösung lassen sich gleiche Sensorvorrichtungen für verschiedene Einsatzzwecke oder verschiedene Fahrzeuge konfigurieren. Die Auflösung ist insbesondere für die verschiedenen Sensoren in den Sensormodulen der Sensorvorrichtung einstellbar und kann an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden. Gleiches gilt für die Sensorsensitivität, die ebenfalls für die verschiedenen Sensoren eingestellt werden kann.
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Das Steuergerät, in welchem die Sensorsignale der Sensorvorrichtung verarbeitet werden, kann gegebenenfalls Teil eines Sicherheitssystems im Fahrzeug sein, beispielsweise des Airbag-Systems. In dem Steuergerät werden auf der Grundlage der Sensorsignale Stell- bzw. Steuersignale zum Auslösen einer Sicherheitsvorrichtung im Sicherheitssystem erzeugt.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Computerprogramm, das zur Ausführung und/oder Ansteuerung des Steuergeräts ausgebildet ist, in welchem die Sensorsignale der Sensorvorrichtung verarbeitet werden. Das Computerprogramm ist auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine Sensorvorrichtung zur Datenübertragung von Sensorsignalen mit einem flexiblen Leitungsband, dargestellt im Schnitt,
- 2 ein Sensormodul der Sensorvorrichtung in Draufsicht,
- 3 ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs mit integrierter Sensorvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie 1 in Verbindung mit 2 zu entnehmen ist, umfasst die Sensorvorrichtung 1 Sensormodule 2 auf einem flexiblen Leitungsband 3, wobei entlang des Leitungsbandes 3 beabstandet zueinander mehrere Sensormodule 2 mit jeweils mindestens einem Sensor 7 angeordnet sind. Das flexible Leitungsband 3 ist streifen- bzw. bandförmig ausgebildet und weist wenigstens eine Trägerfolie 3 _1 auf, auf der mindestens zwei elektrisch leitfähige Leiterbahnen 3_2 angeordnet sind. Die elektrischen Leiterbahnen 3_2 kontaktieren die Sensoren 7.
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Das Sensormodul 2 weist einen Träger 4 aus einem elektrisch nicht leitfähigen und elastisch verformbaren Material auf, auf dem mehrere Leiterbahnen 5 angeordnet sind, die zur elektrischen Kontaktierung des Sensors 7 dienen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist das Sensormodul 2 zwei Sensoren auf, bei denen es sich um einen Beschleunigungssensor 7 und einen Drucksensor 7' handelt. Die Leiterbahnen 5 verlaufen zwischen den Sensoren 7, 7' und dem Außenrand des Trägers 4, an dem Kontaktstellen 6 angeordnet sind, mit denen die Leiterbahnen 5 verbunden sind. Die Kontaktstellen 6 sind außerdem elektrisch mit den Leiterbahnen 3_2 des Leitungsbandes 3 verbunden.
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Das Sensormodul 2 weist eine in 1 dargestellte Umspritzung 8 auf, welches ein Gehäuse für das Sensormodul 2 bildet und dieses vor äußeren Einflüssen schützt. Das Sensormodul 2 ist fest mit dem flexiblen Leitungsband 3 verbunden.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Sensorvorrichtung 1 an der Innenseite 10 eines Karosserieteils 9 eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und sich entlang des Karosserieteils erstreckt. Die Sensorvorrichtung weist im Ausführungsbeispiel gemäß 3 zwei zueinander beabstandete Sensormodule 2_1 und 2_2 auf, die beide an dem gleichen flexiblen Leitungsband 3 gehalten sind und deren Sensorsignale über die Leiterbahnen 3_2 des Leitungsbandes zum Anschlussstecker 14 übertragen werden, über den die Sensorsignale beispielsweise zu einem Steuergerät eines Sicherheitssystems im Fahrzeug, zum Beispiel einem Airbag-System übertragbar sind. Die beiden Sensormodule 2_1 und 2_2 der Sensorvorrichtung 1 befinden sich an unterschiedlichen Positionen an dem Karosserieteil 9 und können unterschiedliche Sensortypen aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, dass in dem Sensormodul 2_1 ein Beschleunigungssensor 7 und in dem hierzu beabstandeten Sensormodul 2_2 ein Drucksensor 7' angeordnet sind.
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Das Karosseriebauteil 9 ist gekrümmt ausgebildet. Aufgrund der Flexibilität des Leitungsbandes 3 kann die Sensorvorrichtung 1 der Krümmung des Karosserieteils 9 folgen, so dass sowohl die Sensormodule 2_1, 2_2 als auch das flexible Leitungsband 3 unmittelbar an der Innenseite 10 des Karosserieteils 9 anliegen.
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Zur Montage der Sensorvorrichtung 1 kann die Umspritzung 8 eine oder mehrere Befestigungsmittel 11 aufweisen (1), mit der eine Befestigung an dem Karosserieteil 9 möglich ist. Das Befestigungsmittel 11 an der Umspritzung 8 ist beispielhaft als Steckvorsprünge 12 ausgebildet, die in entsprechende Steckaufnahmen 13 des Karosserieteils 9 einsteckbar sind.
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Die Sensorsignale der verschiedenen Sensoren 7, 7' in der Sensorvorrichtung 1 weisen eine unterschiedlich hohe Auflösung auf. Es ist beispielsweise möglich, dass die Sensorsignale des Beschleunigungssensors 7 in dem Sensormodul 2_1 eine höhere Auflösung besitzen als der Drucksensor 7' in dem weiteren Sensormodul 2_2. Aufgrund der höheren Auflösung ist der Beschleunigungssensor 7 im Sensormodul 2_1 in der Lage, selbst geringe Beschleunigungen zu erfassen und zu übertragen. Insbesondere bei einer Anordnung des Beschleunigungssensors 7 an einem steifen Karosserieteil, beispielsweise am vorderen Stoßfänger, können bei einer entsprechend hohen Auflösung des Beschleunigungssensors 7 auch verhältnismäßig kleine Beschleunigungen erfasst und übertragen werden.
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Die geringere Auflösung des Drucksensor 7' in dem Sensormodul 2_2 reicht für eine hinreichende Genauigkeit bei der Ermittlung eines das Airbag-System auslösenden Ereignisses aus. Der Drucksensor 7' befindet sich beispielsweise im Bereich einer seitlich angeordneten Fahrzeugtür und kann Druckänderungen, die bei einem seitlichen Aufprall entstehen, trotz der geringeren Auflösung mit ausreichender Genauigkeit erfassen.
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Auch die Sensorsensitivität kann sich in den Sensoren 7, 7' in den Sensormodulen 2_1, 2_2 voneinander unterscheiden. Der Signalpegel der Sensorsignale kann über eine Anpassung der Sensitivität auf ein ausreichend hohes Niveau angehoben werden.
