DE10239601B4

DE10239601B4 - Auf einem Halteteil angebrachter elektronischer Aufprallsensor

Info

Publication number: DE10239601B4
Application number: DE10239601A
Authority: DE
Inventors: Akira Kariya Suzuki; Shinichi Kariya Kiribayashi; Tadashi Kariya Ozaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: DE10239601A1; JP4297637B2; US6676156B2; JP2003107103A; US20030062207A1

Abstract

Elektronischer Aufprallsensor (1), der ein Halteteil und eine Aufprallsensorschaltungsplatte (3) aufweist, die auf dem Halteteil angebracht ist, und wobei das Halteteil:
– einen Anbringungssockel (2) besitzt, der einen abgesenkten Abschnitt (4), auf dem die Aufprallsensorschaltungsplatte (3) angebracht ist, aufweist,
– ein Paar dicke Abschnitte (5) vorhanden sind, die an beiden Seiten des abgesenkten Abschnitts (4) gebildet sind,
wobei
– die dicken Abschnitte (5) zum Befestigen des Halteteils auf einem Halterahmen (S) durch Einsetzen von Befestigungsteilen (6, 7) in die dicken Abschnitte dienen,
und wobei
– spitz zulaufende vordere Wände (4a, 5a) vorhanden sind, die an einer vorderen Seite des abgesenkten Abschnitts und dem Paar von dicken Abschnitten (5) ausgebildet sind,
wobei
– die spitz zulaufenden vorderen Wände (4a, 5a) nach vorn von der vorderen Seite aus abfallen,
und
– ein im wesentlichen U-förmiges Schutzteil (8) vorhanden ist, das an einer...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Aufprallsensor für ein Airbagsystem, welches Insassen eines Kraftfahrzeugs vor einem Aufprall bzw. Zusammenstoß schützt.
Ein Airbagsystem, welches Insassen vor einem Aufprall schützt, wird in neueren Kraftfahrzeugen verwendet. Ein Beispiel eines herkömmlichen Sensors 50 zum elektronischen Erfassen eines Aufpralls bzw. Zusammenstoßes zur Verwendung in dem Airbagsystem wird auf 3A und 3B dargestellt. Der Aufprallsensor ist in einem Aufprallaufnahmeraum wie einem Motorraum installiert.
Eine Aufprallsensorschaltungsplatte 52 ist auf einem Harzgehäuse (resin case) 51 angebracht, und ein Verbindungselement 53, welches Sensorsignale einer (nicht dargestellten) elektronischen Steuereinheit für ein Airbagsystem sendet, ist mit einer Rückseite des Harzgehäuses 51 verbunden. Wenn ein Fahrzeugzusammenstoß auftritt, erfaßt ein Aufprallsensor auf der Schaltungsplatte 52 einen Aufprall bzw. Zusammenstoß und sendet elektrische Signale einer elektronischen Steuereinheit für eine Steueroperation eines Airbags. Der Airbag wird zum Schutz der Insassen aufgeblasen, wenn der erfaßte Aufprall einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Um die Sensorsignale ohne ein Versagen bei einem derartigen Aufprall bzw. Zusammenstoß zu erlangen, muß der Aufprallsensor 50 selbst vor durch den Zusammenstoß beschädigten Fahrzeugstrukturen geschützt werden. Zu diesem Zweck ist ein gesamter Sensor 50, welcher die Schaltungs platte 52 und das Verbindungselement 53 enthält, in einem Metallgehäuse 54 eingekapselt. Der eingekapselte Sensor 50 ist mit einer Halterung 55 verbunden. Die Halterung 55 ist auf einem (nicht dargestellten) Halterahmen in einem Motorraum durch Schrauben 56 angebracht. Da jedoch der gesamte Sensor 50 in der herkömmlichen Struktur in dem Metallgehäuse einzukapseln ist, sind die Herstellungskosten des Sensors hoch.
Die DE 198 46 793 A1 offenbart ein elektronisches Bauelement, das an einer Wand eines Kraftfahrzeugs zu befestigen ist. Dabei ist ein Sicherungselement darart auf das Bauelement aufgeclipst, daß es die exakte Montage des Bauelements unterstützt und eine Öffnung in der Wand nach der Montage nahezu verschließt.
Aus der DE 197 17 348 A1 ist eine Sensorbaugruppe bekannt, die ein Basisteil aufweist mit einem Sensoraufnahmebereich mit darin vorgesehenen Sensoranschlüssen und mit einem Anschlußbereich mit darin vorgesehenen Steckeranschlüssen. Ferner weist die Sensorbaugruppe ein Sensorelement mit elektrischen Kontakten auf, die mit den Sensoranschlüssen elektrisch leitend verbunden sind. An dem Basisteil ist eine Leiterplatte befestigt, über die die elektrische Verbindung zwischen dem Sensorelement und den Steckeranschlüsen erfolgt. Das Sensorelement ist in eine Ausnehmung eingebracht und mit deren Boden beispielsweise verklebt.
Die EP 0 566 758 A1 offenbart eine Sensoreinheit mit einer bruch- oder verformungsgefährdeten Sensoranordnung, die Beschleunigungen und/oder Verzögerungen mittels einer seismischen Masse erfassen kann, und mit einer Halterung, welche die Sensoreinheit an einem Schaltungsgehäuse befestigt. Die Oberfläche der Sensoreinheit wird von einem weichen nachgiebigen Dämpfungselement berührt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten elektronischen Aufprallsensor zu schaffen, welcher vor durch eine Kollision zerstörten Strukturen geschützt ist, ohne daß ein aufwendiges Metallgehäuse verwendet wird, in welchem der Sensor eingekapselt ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Eine Schaltungsplatte mit einem darauf angebrachten Aufprallsensorelement ist auf einem Halteelement angebracht, welches sich zusammensetzt aus einem Anbringungssockel und einem Schutzteil, welches mit einem Harzmaterial integriert gebildet ist. Der Anbringungssockel enthält einen abgesenkten Abschnitt und ein Paar dicke Abschnitte, die an beiden Seiten des abgesenkten Abschnitts gebildet sind. Spitz zulaufende vordere Wände, welche von dem abgesenkten Abschnitt und den dicken Abschnitten abfallen, sind an der Vorderseite davon gebildet. Die Schaltungsplatte ist auf dem abgesenkten Abschnitt derart angebracht, daß die Schaltungsplatte vor durch einen Zusammenstoß bzw. Aufprall zerstörten Fahrzeugstrukturen geschützt wird.
Das Schutzteil mit einem Paar von parallelen Schutzwänden ist integriert mit einer Rückseite des Anbringungssockels verbunden. Ein Paar spitz zulaufender Sei tenwände ist für eine feste Verbindung des Schutzteils mit dem Anbringungssockel vorgesehen. Ein Verbindungselement zum Herausleiten elektrischer Signale aus der Schaltungsplatte ist in dem Raum zwischen dem Paar von Schutzwänden derart angeordnet, daß das Verbindungselement durch die Schutzwände geschützt wird, wenn ein Fahrzeugzusammenstoß bzw. -aufprall auftritt.
Das Halteteil ist an einem Halterahmen durch ein Paar von Schrauben befestigt, welche durch die dicken Abschnitte eingesetzt sind. Jede Schraube ist zur Stärkung ihrer mechanischen Festigkeit von einer Einfassung bzw. Hülse umgeben.
Da die Schaltungsplatte und das Verbindungselement in Räumen angeordnet sind, welche durch feste Strukturen des Halteteils geschützt werden, wird verhindert, daß sie durch Fahrzeugstrukturen zerschlagen werden, welche zur Seite fallen, wenn ein Zusammenstoß auftritt, ohne daß sie mit einem Metallgehäuse bedeckt sind, welches üblicherweise verwendet wird. Dementsprechend kann der elektronische Aufprallsensor kompakt ausgebildet sein und kostengünstig hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
1 zeigt eine Draufsicht, welche einen elektronischen Aufprallsensor der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 zeigt eine Seitenansicht, welche den in 1 dargestellten elektronischen Aufprallsensor darstellt;
3A zeigt eine Seitenansicht, welche einen herkömmlichen elektronischen Aufprallsensor darstellt; und
3B zeigt eine Draufsicht, welche den in 3A dargestellten herkömmlichen elektronischen Aufprallsensor darstellt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. Ein elektronischer Aufprallsensor 1 (ein sog. Frontsatellitensensor) ist in einem Fahrzeugraum wie einem Motorraum installiert, welcher einen Zusammenstoß bzw. Aufprall aufnimmt. Eine Aufprallsensorschaltungsplatte 3 ist auf einem Halteteil angebracht, welches einen Anbringungssockel 2 und ein Schutzteil 8 besitzt. Das Halteteil ist aus einem Harzmaterial als einzige Einheit gebildet.
Der Anbringungssockel setzt sich zusammen aus einem abgesenkten Abschnitt 4, auf welchem die Sensorschaltungsplatte 3 angebracht ist, einem Paar von dicken Abschnitten 5, welche an beiden Seiten des abgesenkten Abschnitts 4 gebildet sind, und spitz zulaufenden vorderen wänden 4a, 5a, welche von dem abgesenkten Abschnitt 4 und den dicken Abschnitten 5 aus auf eine vordere Seite des Sensors zu abfallen. Eine von einer Einfassung bzw. Hülse 7 umgebene Schraube 6 ist in jeden dicken Abschnitt 5 eingesetzt, um das Halteteil an einem Halterahmen F in dem Motorraum wie in 2 dargestellt zu befestigen.
Die spitz zulaufenden vorderen Wände 5a, welche an jeweiligen vorderen Enden der Dickenabschnitte 5 gebildet sind, und eine andere spitz zulaufende vordere Wand 4a, welche an dem vorderen Ende des abgesenkten Abschnitts 4 gebildet ist, bilden wie in 2 dargestellt einen Kegelwinkel von 10–45°. D. h. beide Winkel, der Kegelwinkel θ der spitz zulaufenden vorderen Wände 5a und der Kegelwinkel ϕ der spitz zulaufenden Wand 4a, liegen zwischen 10–45°. Jene Kegelwinkel können willkürlich geändert werden, um an tatsächliche Installationsbedingungen und einen erwarteten Betrag eines Zusammenstoßes bzw. Aufpralls angepaßt zu sein.
An der hinteren Seite des Anbringungssockels 2 ist ein Schutzteil 8 integriert mit dem Anbringungssockel 2 U-förmig gebildet. Das Schutzteil 4 enthält eine Seitenwand 8c und ein Paar von Schutzwänden 8a, 8b, welche an beiden Seiten der Seitenwand 8c gebildet sind. Eine Breite T, welche beide Schutzwände 8a, 8b enthält, ist kleiner als eine Breite W des Anbringungssockels 2 wie in 1 dargestellt ausgebildet.
Ein Verbindungselement 9 zum elektrischen Verbinden des Aufprallsensors mit der elektronischen Steuereinheit 13 des Airbagsystems ist auf der Seitenwand 8c derart angebracht, daß das Verbindungselement 9 von dem Paar von Schutzwänden 8a, 8b umgeben ist. Ein anderes aus der elektronischen Steuereinheit 13 herausgeführtes Verbindungselement ist an das Verbindungselement 9 in dem Raum zwischen dem Paar von Schutzwänden 8a, 8b gekoppelt. Wie in 2 dargestellt, ist die Länge L1 der Schutzwände 8a, 8b und die Höhe L2 davon in Anpassung an beide Verbindungselemente 9 und 13 darin bestimmt. Auf diese Weise werden beide Verbindungselemente 9 und 13 vor durch einen Zusammenstoß bzw. Aufprall zerstörten Strukturen geschützt. Die Höhe L2 der Schutzwände 8a, 8b ist in etwa gleich der Höhe K der Schrauben 6 wie in 2 dargestellt bestimmt.
Beide Schutzwände 8a, 8b sind durch jeweilige spitz zulaufende Seitenwände 11 mit den dicken Abschnitten 5a wie in 1 und 2 dargestellt verbunden, um ihre me chanische Festigkeit zu erhöhen. Des weiteren sind die spitz zulaufenden vorderen Wände 5a mit den dicken Abschnitten 5 durch jeweils spitz zulaufende Seitenwände 12 verbunden. Da die Aufprallsensorschaltungsplatte 3 auf dem abgesenkten Abschnitt 4 angebracht ist, welche von dem Paar von dicken Abschnitten 5 und dem Schutzteil 8 geschützt wird, zerschlagen von einem Zusammenstoß bzw. -aufprall zerstörte Fahrzeugstrukturen nicht direkt die Schaltungsplatte 3.
Der dem Sensor von seiner Spitze in eine Richtung H wie in 2 dargestellt aufgebrachte Zusammenstoß bzw. Aufprall wird von den Schrauben 6 mit einer hohen Festigkeit, der Einfassung bzw. Hülse 7, dem Paar von dicken Abschnitten 5 und dem Schutzteil 8 aufgenommen. Der Zusammenstoß bzw. Aufprall von der vorderen Seite in einer Richtung F wie in 1 und 2 dargestellt wird von beiden dicken Abschnitten 5 und den jeweils spitz zulaufenden vorderen Wänden 5a, 4a aufgenommen, wodurch der Zusammenstoß bzw. Aufprall zerstreut und abgemildert wird. Der von der hinteren Seite in einer Richtung E wie in 1 und 2 dargestellt aufgebrachte Zusammenstoß bzw. Aufprall wird von den Schutzwänden 8a, 8b aufgenommen. Ähnlich wird der Aufprall von beiden Seiten in einer Richtung J wie in 1 dargestellt von den dicken Abschnitten 5 und dem Schutzteil 8 aufgenommen.
Somit wird der dem Sensor in verschiedenen Richtungen aufgebrachte Zusammenstoß bzw. Aufprall von den Strukturen des Halteteils mit einer hohen Festigkeit aufgenommen und abgemildert, und dadurch werden die Schaltungsplatte 3 und die Verbindungselemente 9, 13 vor dem Zusammenstoß bzw. Aufprall ohne Verwendung eines herkömmlichen Metallgehäuses geschützt. Dementsprechend werden die Kosten der Metallabdeckung und die Kosten zum Einkapseln der Sensorkomponenten in der Metallabdeckung aufgehoben.
Der oben beschriebene elektronische Aufprallsensor kann in Insassenschutzgeräten außer dem Airbagsystem verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann verschiedenartig modifiziert werden. Beispielsweise kann die Höhe K der Schrauben 6 etwas größer als die Höhe L2 der Schutzwände 8a, 8b bestimmt sein. Die Schrauben 6 zum Befestigen des Halteteils an dem Halterahmen S kann durch andere Befestigungsteile wie Bolzen oder Stifte ersetzt werden. Die Position, an welcher der elektronische Aufprallsensor installiert ist, ist nicht auf den Motorraum beschränkt, er kann an anderen Stellen installiert sein, wo der Zusammenstoß bzw. Aufprall erfaßt wird.
Vorstehend wurde ein auf einem Halteteil angebrachter elektronischer Aufprallsensor offenbart. Eine Schaltungsplatte (3) mit einem Aufprallsensorelement darauf ist auf einem abgesenkten Abschnitt (4) angebracht, welcher zwischen einem Paar von dicken Abschnitten (5) eines Halteteils gebildet ist. Das Halteteil enthält ein Paar von Schutzwänden (8a, 8b), zwischen welchen ein Verbindungselement (9) angeordnet ist, welches elektrische Signale von der Schaltungsplatte (3) herausleitet. Das Halteteil ist an einem Halterahmen (S) eines Fahrzeugs durch Schrauben (6) oder Bolzen befestigt, welche durch die dicken Abschnitte (5) eingesetzt sind. Das Halteteil ist mit einem Harzmaterial als Einheitskörper gebildet. Da die Schaltungsplatte (3) und das Verbindungselement (9) auf dem Halteteil an Positionen angebracht sind, welche durch feste Strukturen des Halteteils geschützt sind, wird verhindert, daß sie von Fahrzeugteilen zerschlagen waren, die beim Auftreten eines Zusammenstoßes zur Seite fallen.

Claims

Elektronischer Aufprallsensor (1), der ein Halteteil und eine Aufprallsensorschaltungsplatte (3) aufweist, die auf dem Halteteil angebracht ist, und wobei das Halteteil: – einen Anbringungssockel (2) besitzt, der einen abgesenkten Abschnitt (4), auf dem die Aufprallsensorschaltungsplatte (3) angebracht ist, aufweist, – ein Paar dicke Abschnitte (5) vorhanden sind, die an beiden Seiten des abgesenkten Abschnitts (4) gebildet sind, wobei – die dicken Abschnitte (5) zum Befestigen des Halteteils auf einem Halterahmen (S) durch Einsetzen von Befestigungsteilen (6, 7) in die dicken Abschnitte dienen, und wobei – spitz zulaufende vordere Wände (4a, 5a) vorhanden sind, die an einer vorderen Seite des abgesenkten Abschnitts und dem Paar von dicken Abschnitten (5) ausgebildet sind, wobei – die spitz zulaufenden vorderen Wände (4a, 5a) nach vorn von der vorderen Seite aus abfallen, und – ein im wesentlichen U-förmiges Schutzteil (8) vorhanden ist, das an einer hinteren Seite des Anbringungssockels (2) gebildet ist, zum Schutz eines darin angeordneten elektrischen Verbindungselements (9), wobei – das Schutzteil (8) ein Paar von Schutzwänden (8a, 8b) aufweist, die sich von dem Anbringungssockel (2) aus auf die hintere Seite davon zu erstrecken.
Elektronischer Aufprallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (W) des Anbringungssockels (2) größer als die äußere Breite (T) des Paars von Schutzwänden (8a, 8b) ist.
Elektronischer Aufprallsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von dicken Abschnitten (5) mit dem Paar von Schutzwänden (8a, 8b) durch an beiden Seiten davon gebildete spitz zulaufende Seitenwände (11) verbunden ist.
Elektronischer Aufprallsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Befestigungsteil sich aus einer Schraube (6) zusammensetzt, die von einer Einfassung (7) umgeben ist.
Elektronischer Aufprallsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anbringungssockel (2) und das Schutzteil (8) integriert mit einem Harzmaterial gebildet sind, wodurch das Halteteil als einzige Einheit gebildet ist.