DE19741537B4 - Two-axis mechanical acceleration sensor - Google Patents
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Abstract
Mechanischer Beschleunigungssensor für ein Sicherheitssystem eines Fahrzeuges, mit einer in einem Gehäuse (1) in wenigstens einer Richtung beweglich gehaltenen ersten seismischen Masse (2), die mit mindestens einer im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung wirkenden ersten Feder (3) gegen das Gehäuse (1) abgestützt ist und sich bei Beschleunigungen oder Verzögerungen im wesentlichen in Fahrtrichtung (17) des Fahrzeuges aufgrund ihrer Massenträgheit gegen die Federkraft der ersten Feder (3) verschiebt, und mit einer Erfassungseinrichtung (14) für die in Richtung der Federkraft der ersten Feder (3) erfolgenden Verschiebung der ersten seismischen Masse (2) aus ihrer Ruhelage, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeuges im wesentlichen quer (7) zur Fahrtrichtung (17) eine der Querbeschleunigung bzw. Querverzögerung unterliegende Betätigungseinrichtung (4) die erste seismische Masse (2) in Richtung der Federkraft der ersten Feder (3) entsprechend dem Wert der Querbeschleunigung bzw. Querverzögerung verschiebt.mechanical Acceleration sensor for a safety system of a vehicle, with one in a housing (1) held in at least one direction movable first seismic Mass (2) with at least one substantially parallel to Driving direction acting first spring (3) against the housing (1) supported is and is in acceleration or deceleration substantially in Direction of travel (17) of the vehicle due to their inertia against the spring force of the first spring (3) shifts, and with a detection device (14) for that take place in the direction of the spring force of the first spring (3) Displacement of the first seismic mass (2) from its rest position, characterized in that at Accelerations or delays of the Vehicle substantially transversely (7) to the direction of travel (17) a the transverse acceleration or transverse deceleration underlying actuator (4) the first seismic mass (2) in the direction of the spring force of first spring (3) shifts according to the value of the lateral acceleration or transverse deceleration.
Description
Die Erfindung betrifft einen mechanischen Beschleunigungssensor für ein Sicherheitssystem eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a mechanical acceleration sensor for a security system of a vehicle according to the preamble of claim 1.
Die meisten bekannten mechanischen Beschleunigungssensoren sind nach dem gleichen Grundprinzip aufgebaut und enthalten eine seismische Masse, die durch eine Lagervorrichtung in einem einer Beschleunigung ausgesetzten Gehäuse beweglich gehalten und durch wenigstens eine Feder gegen das Gehäuse abgestützt ist. Bei einer Beschleunigung bzw. Verzögerung des Gehäuses, das beispielsweise fest mit dem Aufbau eines Fahrzeuges verbunden ist, wird die seismische Masse durch ihre Massenträgheit gegenüber dem Gehäuse gegen die Kraft der Feder ausgelenkt. Diese Auslenkung der seismischen Masse aus ihrer Ruhelage wird durch eine Erfassungseinrichtung meßtechnisch erfaßt, wobei der Auslenkungswert einem bestimmten Beschleunigungs- beziehungsweise Verzögerungwert entspricht. Bei Beschleunigungssensoren wird üblicherweise ein Aufbau als Beschleunigungssensor-Grenzwertschalter durchgeführt, wobei nach einem bestimmten Auslenkungsweg entsprechend einem bestimmten Beschleunigungswert ein Schalter zur Auslösung einer Sicherheitseinrichtung, beispielsweise eines Airbags, eines Gurtstraffers etc. betätigt wird. Für die Ausgestaltung der seismischen Masse sowie deren Abstützung in dem Gehäuse und die meßtechnische Erfassung der Auslenkung sind eine Reihe von Konstruktionen bekannt, wobei insbesondere eine möglichst reibungsfreie Lagerung der seismischen Masse angestrebt wird.The Most known mechanical acceleration sensors are after built on the same basic principle and contain a seismic Mass passing through a bearing device in one of an acceleration exposed housing movable held and supported by at least one spring against the housing. In an acceleration or deceleration of the housing, for example is firmly connected to the construction of a vehicle, the seismic Mass due to their inertia across from the housing deflected against the force of the spring. This deflection of the seismic Mass from its rest position is measured by a detection device detected, wherein the deflection value a certain acceleration or delay value equivalent. In acceleration sensors is usually a structure as Accelerometer limit switch performed, wherein after a certain Displacement path corresponding to a specific acceleration value a switch for triggering a safety device, for example an airbag, one Belt tensioner etc. operated becomes. For the design of the seismic mass and their support in the housing and the metrological Detecting the deflection are known a number of constructions in particular one possible frictionless storage of the seismic mass is sought.
Nachteil aller derartiger Beschleunigungssensoren ist es, daß sie nur auf einachsige Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte in Richtung der Feder reagieren, wobei das Gehäuse und damit die Wirkungslinie der Federkraft innerhalb des Fahrzeuges typischerweise im wesentlichen in Fahrrichtung ausgerichtet werden. Somit können alle derartigen Beschleunigungssensoren nur dann auf sicherheitstechnisch relevante Verzögerungen bestimmungsgemäß reagieren, wenn diese im wesentlichen in Fahrtrichtung erfolgen, wie dies beispielsweise bei einem Auffahrunfall oder dgl. vorliegt. Bei über der Ansprechschwelle des Beschleunigungssensors liegenden Verzögerungen eines Fahrzeuges beispielsweise während eines Schleudern oder Drehens des Fahrzeuges oder im Falle des als Unfallursache häufig auftretenden Seitencrashes reagiert der Beschleunigungssensor dagegen nicht bzw. unzureichend und verhindert oder verzögert damit die Reaktion der Sicherheitseinrichtung. Darüberhinaus ist beispielsweise im Falle eines Seitencrashes durch seitliches Hineinfahren eines anderen Fahrzeuges in das mit dem Beschleunigungssensor ausgestattete, ggf. sogar stillstehende Fahrzeug die Beschleunigung dieses Fahrzeuges aufgrund des Seitencrashes ggf. zu gering, um durch hohe Querbeschleunigungen ein Auslösen des Beschleunigungssensors hervorzurufen. Trotzdem sollte bei derartigen Unfallsituationen die Reaktion des Sicherheitssystems zuverlässig ausgelöst werden können, um die durch Karosserieverformungen aufgrund des Seitencrashes hervorgerufenen Verletzungen der Passagiere zu vermeiden oder zu verringern.disadvantage All such acceleration sensors are that they only on uniaxial acceleration or deceleration values in the direction of the spring react, with the case and thus the line of action of the spring force within the vehicle typically be aligned substantially in the direction of travel. Thus, you can all such acceleration sensors only on safety technology relevant delays react as intended, if they are essentially in the direction of travel, as for example in a collision or the like exists. Above the threshold of the Acceleration sensor lying delays of a vehicle, for example while a skidding or turning of the vehicle or in the case of as Accident cause often In contrast, the acceleration sensor reacts to occurring side crashes not or insufficiently and prevents or delays the reaction of the Safety device. Furthermore is for example in the case of a side crash by lateral Driving another vehicle into that with the acceleration sensor equipped, possibly even stationary vehicle the acceleration This vehicle due to the side impact may be too low to to cause a triggering of the acceleration sensor by high lateral accelerations. Nevertheless, in such accident situations, the reaction of the Security system reliable triggered can be to the caused by body deformation due to the side impact Avoid or reduce injury to passengers.
In Fahrzeugen beispielsweise mit einem Seitenaufprallschutz ist es daher üblich, zumindest zwei Beschleunigungssensoren vorzusehen, von denen der eine Beschleunigungen im wesentlichen in Fahrtrichtung und der andere im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung erkennt und damit die jeweilige Sicherheitseinrichtung ansteuert. Diese Lösung ist jedoch durch die Verdoppelung der notwendigen Sensorik teuer und auch technisch anfälliger, da zwei Sensoren auf ihre Funktion überwacht und ggf gewartet werden müssen.In For example, vehicles with side impact protection are therefore usual, to provide at least two acceleration sensors, of which the one acceleration essentially in the direction of travel and the other recognizes essentially transverse to the direction of travel and thus the respective Safety device activates. However, this solution is due to the duplication the necessary sensors expensive and technically more vulnerable, because two sensors are monitored for their function and serviced if necessary have to.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor zur Verfügung zu stellen, der in voneinander unabhängige Raumrichtungen auftretende Beschleunigungen bzw. Verzögerungen und/oder auftretende Verschiebungen des Fahrzeuges oder von Teilen davon erfaßt und für die Ansteuerung einer zugeordneten Sicherheitseinrichtung auswertet.It It is therefore an object of the present invention to provide a sensor set, which occurs in independent spatial directions Accelerations or delays and / or occurring displacements of the vehicle or parts thereof detected and for evaluates the control of an associated safety device.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 sowie aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 9 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffs. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Beschleunigungssensoren.The solution the task of the invention arises from the characterizing features of claim 1 and from the characterizing features of claim 9 in each case in cooperation with the characteristics of the generic term. Describe the dependent claims preferred developments of the acceleration sensors according to the invention.
In der Lösung gemäß Anspruch 1 wird ein mechanischer Beschleunigungssensor für ein Sicherheitssystem eines Fahrzeuges angegeben, der mit einer in einem Gehäuse in wenigstens einer Richtung beweglich gehaltenen ersten seismischen Masse versehen ist, die mit mindestens einer im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung wirkenden ersten Feder gegen das Gehäuse abgestützt ist. Bei Beschleunigungen oder Verzögerungen im wesentlichen in Fahrtrichtung des Fahrzeuges verschiebt sich die seismische Masse aufgrund ihrer Massenträgheit gegen die Federkraft der ersten Feder. Darüberhinaus ist der Beschleunigungssensor mit einer Erfassungseinrichtung für die in Richtung der Federkraft der ersten Feder erfolgenden Verschiebung der seismischen Masse aus ihrer Ruhelage ausgestattet. Dieser grundsätzlich bekannte Aufbau eines Beschleunigungssensors ist nun dahingehend erweitert, daß bei Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeuges im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung eine der Querbeschleunigung bzw. Querverzögerung unterliegende Betätigungseinrichtung die erste seismische Masse in Richtung der Federkraft der ersten Feder entsprechend dem Wert der Querbeschleunigung bzw. Querverzögerung verschiebt. Diese Betätigungseinrichtung reagiert damit auf Querbeschleunigungen bzw. Querverzögerungen, die von der ersten seismischen Masse aufgrund ihrer Anordnung relativ zum Fahrzeug bzw. der Fahrtrichtung und ihrer Lagerung nicht sensiert werden können und beeinflußt die erste seismische Masse dann entsprechend der Querbeschleunigung bzw. Querverzögerung. Hierdurch werden nicht nur rein einachsige, nur in Fahrtrichtung relevante Beschleunigungen für das Ansprechen der Sicherheitseinrichtung aufgrund der Verschiebung der seismischen Masse ausgewertet, sondern zumindest zweiachsige Beschleunigungssitutationen erfaßt und darauf ggf. reagiert. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung der Absicherung der Fahrzeuginsassen, die beispielsweise auch bei Schleudersituationen oder Seitencrashes z.B. durch frühzeitigeres Auslösen z.B. eines Seitenairbags oder eines Gurtstraffers viel früher abgesichert werden, als dies bei Auswertung nur der Beschleunigungen im wesentlichen in Fahrtrichtung der Fall sein könnte.In the solution according to claim 1, a mechanical acceleration sensor for a safety system of a vehicle is provided, which is provided with a movable in a housing in at least one direction first seismic mass, which acts with at least one substantially parallel to the direction of travel acting first spring against the housing is supported. When accelerations or decelerations substantially in the direction of travel of the vehicle, the seismic mass shifts due to its inertia against the spring force of the first spring. Moreover, the acceleration sensor is provided with detecting means for shifting in the direction of the spring force of the first spring, the seismic mass from their rest position. This basically known structure of an acceleration sensor is now extended to the effect that at accelerations or decelerations of the vehicle substantially transversely to the direction of the transverse acceleration or transverse deceleration underlying actuator the first seismic mass in the direction of the spring force of the first spring corresponding to the value of the lateral acceleration or Transverse delay shifts. This actuator thus reacts to lateral accelerations or transverse decelerations that can not be sensed by the first seismic mass due to their arrangement relative to the vehicle or the direction of travel and their storage and then influences the first seismic mass according to the lateral acceleration or transverse deceleration. As a result, not only purely uniaxial, only relevant in the direction of travel accelerations are evaluated for the response of the safety device due to the displacement of the seismic mass, but detected at least two-axis acceleration situations and reacts to it if necessary. This leads to a significant improvement in the protection of the vehicle occupants, which are for example protected even earlier in spill situations or side crashes eg by earlier triggering eg a side airbag or a belt tensioner, as could be the case when evaluating only the accelerations substantially in the direction of travel.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des Beschleunigungssensors nach Anspruch 1 weist die Betätigungseinrichtung eine zweite, durch die Federkraft einer zweiten Feder quer zur Richtung der Federkraft der ersten seismischen Masse abgestützte zweite seismische Masse auf, die bei Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeuges im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung aus ihrer Ruhelage ausgelenkt wird. Somit handelt es sich grundsätzlich bei der beschleunigungssensitiven Komponente der Betätigungseinrichtung um den bekannten Grundaufbau eines mechanischen Beschleunigungssensors mit einer zweiten seismischen Masse. Diese zweite seismische Masse ist derart relativ zur ersten seismischen Masse angeordnet und abgestützt, daß sie im wesentlichen nur auf Beschleunigungen bzw. Verzögerungen quer zur in Fahrtrichtung angeordneten ersten seismischen Masse reagiert.In a first advantageous embodiment The acceleration sensor of claim 1 comprises the actuator a second, by the spring force of a second spring transverse to the direction of Spring force of the first seismic mass supported second seismic mass on during acceleration or deceleration of the vehicle in the essentially deflected transversely to the direction of travel from its rest position becomes. Thus, it is basically the acceleration-sensitive component the actuator to the known basic structure of a mechanical acceleration sensor with a second seismic mass. This second seismic mass is disposed relative to the first seismic mass and supported so that it is in the essentially only on accelerations or decelerations transverse to the direction of travel arranged first seismic mass reacts.
Hierdurch werden durch die beiden seismischen Massen alle Beschleunigungen für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung berücksichtigt, die in der Ebene der Fahrbahn auf das Fahrzeug einwirken. Durch den im wesentlichen gleichen Aufbau der beiden quer zueinander sensitiven seismischen Massen ist der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor besonders einfach herzustellen und bzgl. seiner Funktion zu kontrollieren.hereby All accelerations are caused by the two seismic masses for the release the safety device, which act on the vehicle in the plane of the roadway. By the substantially same structure of the two transverse to each other sensitive Seismic masses of the acceleration sensor according to the invention is particularly easy to manufacture and to control regarding its function.
In einer Weiterbildung des mechanischen Beschleunigungssensors wirkt die Betätigungseinrichtung mittels einer Wandeleinrichtung auf die erste seismische Masse ein. Die von der zweiten seismischen Masse sensierten Querbeschleunigungen bzw. Querverzögerungen werden hierbei, vorzugsweise proportional, in eine Verschiebung der ersten seismischen Masse in Richtung der Federkraft der ersten Feder umgewandelt. Somit kann der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor auch ohne eine zusätzliche, nur für Querbeschleunigungen oder Querverzögerungen bestimmte Erfassungseinrichtung wirken, die kostenaufwendiger wäre und zusätzlichen Wartungsaufwand erforderte. Darüberhinaus kann durch geeignete Abstimmung der Wandlung der Querbeschleunigungen in eine Verschiebung der ersten seismischen Masse in Richtung der Federkraft ersten Feder dafür gesorgt werden, daß die Ansprechschwelle des Beschleunigungssensors, also der Auslösezeitpunkt der Erfassungseinrichtung und damit der Sicherheitseinrichtung, aufgrund der zusammengesetzten Belastung von erster und zweiter seismischer Masse erfolgt. Die resultierende Auslenkung ist damit als Summensignal der beiden Einzelbeschleunigungen anzusehen. Hierbei wird in einer Weiterbildung die Verschiebung der ersten seismischen Masse aufgrund von Querbeschleunigungen und Querverzögerungen der Verschiebung der ersten seismischen Masse aufgrund von Beschleunigungen oder Verzögerungen im wesentlichen in Fahrtrichtung des Fahrzeuges aufgrund der Massenträgheit überlagert. Dabei kann durch eine geeignete Wandlung der Verschiebung der Betätigungseinrichtung in Richtung der Federkarft der ersten Feder neben einer proportionalen Charakteristik auch jede andere Wandlungscharakteristik angewendet werden. Hierdurch kann beispielsweise auch der Querbeschleunigung ein höherer oder geringerer Stellenwert für das Summensignal als der Längsbeschleunigung gegeben werden. Selbstverständlich können auch nichtlineare Wandlungscharakteristiken zum Einsatz kommen.In a development of the mechanical acceleration sensor acts the actuating device by means of a conversion device on the first seismic mass. The lateral accelerations sensed by the second seismic mass or cross delays are here, preferably proportionally, in a shift the first seismic mass in the direction of the spring force of the first Feather converted. Thus, the acceleration sensor according to the invention also without an additional, only for Transverse or lateral deceleration certain detection device act, which would be more expensive and additional Maintenance required. In addition, can by suitable tuning of the conversion of the lateral accelerations in a shift of the first seismic mass in the direction of Spring force first spring for it be taken care of that Threshold of the acceleration sensor, ie the triggering time the detection device and thus the safety device, due to the composite load of first and second seismic Mass done. The resulting deflection is thus as a sum signal to look at the two individual accelerations. This is in a development the displacement of the first seismic mass due to lateral accelerations and cross delays the displacement of the first seismic mass due to accelerations or delays essentially superimposed in the direction of travel of the vehicle due to inertia. In this case, by a suitable conversion of the displacement of the actuator towards the spring force of the first spring next to a proportional one Characteristic also applied any other conversion characteristics become. As a result, for example, the lateral acceleration a higher one or less importance for given the sum signal as the longitudinal acceleration become. Of course can nonlinear conversion characteristics are also used.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist bei dem mechanischen Beschleunigungssensor die Wandeleinrichtung nach dem Prinzip der schiefen Ebene ausgebildet. Dabei kann vorteilhafterweise die Wandeleinrichtung einstückig mit der Betätigungsvorrichtung ausgebil det sein und einen mit der ersten seismischen Masse in Kontakt tretenden keilförmigen Auflaufbereich aufweist, der bei Querbeschleunigung bzw. Querverzögerung der Betätigungseinrichtung die erste seismische Masse in Richtung der Federkraft der ersten Feder auslenkt. Durch den durch die schiefe Ebene gebildeten Auflaufbereich wird bei Verschiebungen der zweiten seismsichen Masse und damit der Betätigungseinrichtung als ganzes diese Verschiebung entsprechend der Steigung der schiefen Ebene in eine Verschiebung entlang der Wirkungsrichtung der ersten Feder umgesetzt und damit die direkt oder indirekt mit dem Auflaufbereich in Kontakt stehende erste seismische Masse verschoben.In a particularly advantageous embodiment, in the mechanical acceleration sensor, the conversion device is designed according to the principle of the inclined plane. In this case, advantageously, the conversion device be integrally ausgebil det with the actuator and having a first seismic mass in contact wedge-shaped casserole area which deflects at lateral acceleration or transverse deceleration of the actuator, the first seismic mass in the direction of the spring force of the first spring. Due to the ramp area formed by the inclined plane, this displacement will correspond to displacements of the second seismic mass and thus of the actuating device as a whole The slope of the inclined plane is converted into a displacement along the direction of action of the first spring and thus the first seismic mass which is directly or indirectly in contact with the run-up area is displaced.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, daß jegliche andere Umsetzungsmöglichkeiten für die Übertragung der Bewegung des Betätigungselementes in die Richtung der Federkraft der ersten Feder, also z.B. Winkelgetriebe und dgl. zum Einsatz kommen können.It goes without saying the person skilled in the art that any other implementation options for the transmission the movement of the actuator in the direction of the spring force of the first spring, e.g. angle gear and the like. Can be used.
In der Lösung gemäß Anspruch 9 wird ein mechanischer Beschleunigungssensor für ein Sicherheitssystem eines Fahrzeuges angegeben, der mit einer in einem Gehäuse in wenigstens einer Richtung beweglich gehaltenen seismischen Masse vesehen ist, die mit mindestens einer im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung angeordneten Feder gegen das Gehäuse abgestützt ist und sich bei Beschleunigungen oder Verzögerungen im wesentlichen in Fahrtrichtung des Fahrzeuges aufgrund ihrer Massenträgheit gegen die Federkraft der Feder verschiebt. Ebenfalls ist er mit einer Erfassungseinrichtung für die in Richtung der Federkraft erfolgende Verschiebung der seismischen Masse aus ihrer Ruhelage versehen. Bei diesem Beschleunigungssensor verschiebt bei Relativbewegungen des Fahrzeuges oder einzelner seiner Teile im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung eine der Relativbewegung unterliegende Betätigungseinrichtung die seismische Masse in Richtung der Federkraft der Feder entsprechend der Relativbewegung. Grundgedanke dieses erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors ist es, nicht Querbeschleunigungen oder Querverzögerungen hinsichtlich des Ansprechens der Sicherheitseinrichtung auszuwerten, sondern auch Relativbewegungen des Fahrzeuges oder einzelner seiner Teile als Signal für die Auslösung der Sicherheitseinrichtung heranzuziehen. Ein Beispiel hierfür ist eine Unfallsituation mit einem Seitencrash, bei dem durch seitliches Hineinfahren eines anderen Fahrzeuges in das mit dem Beschleunigungssensor ausgestattete, ggf. selbst sogar stillstehende Fahrzeug die Beschleunigung dieses Fahrzeuges aufgrund des Seitencrashes ggf. zu gering ist, um durch hohe Querbeschleunigungen des Fahrzeuges ein Auslösen eines in bekannter Weise aufgebauten Beschleunigungssensors hervorzurufen.In the solution according to claim 9 becomes a mechanical acceleration sensor for a safety system of a Vehicle specified with one in a housing in at least one direction moveable seismic mass is seen with at least a substantially arranged parallel to the direction of travel spring against the case supported is and in acceleration or deceleration essentially in the direction of travel of the vehicle due to its inertia against the spring force the spring moves. He is also with a detection device for the in the direction of the spring force displacement of the seismic Provided mass from its rest position. In this acceleration sensor shifts in relative movements of the vehicle or individual of it Parts essentially transverse to the direction of one of the relative movement underlying actuator the seismic mass in the direction of the spring force of the spring corresponding to Relative movement. Basic idea of this acceleration sensor according to the invention is it, not lateral accelerations or cross-delays in terms of response evaluate the safety device, but also relative movements the vehicle or any of its parts as a signal for the release of the To use safety device. An example of this is a Accident situation with a side crash, in which by lateral Driving another vehicle into that with the acceleration sensor equipped, possibly even even stationary vehicle acceleration this vehicle may be too low due to the side crash, by high lateral acceleration of the vehicle triggering a in cause known manner constructed acceleration sensor.
Hierfür wird in einer Weiterbildung die Betätigungseinrichtung direkt durch mechanische Verformungen des Fahrzeuges oder von Fahrzeugteilen im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung verschoben. Beispielsweise wird der geeignet im Fahrzeug angeordnete Beschleunigungssensor, der in bekannter Weise die Beschleunigungen bzw. Verzögerungen in Fahrtrichtung mittels der federnd gelagerten seismischen Masse erfaßt, z.B. bei einem Seitencrash dadurch belastet, daß aufgrund von Verformungen der Fahrzeugkarosserie an oder nahe seinem Einbauort die Betätigungseinrichtung selbst direkt verschoben wird und unmittelbar, vorzugsweise durch entsprechende Wandeleinrichtungen, auf die Verschiebung der seismischen Masse Einfluß nimmt. Hierdurch wird gewährleistet, daß auch bei nur mit im Verhältnis zu einem typischen Auffahrunfall geringen Beschleunigungen durch einen Seitenunfall bei geringen Geschwindigkeiten trotzdem der Beschleunigungssensor diese Unfallsituation erfaßt und die zugeordnete Sicherheiteinrichtung auslöst.This will be done in a development of the actuator directly by mechanical deformation of the vehicle or vehicle parts shifted substantially transversely to the direction of travel. For example is the suitable vehicle mounted acceleration sensor, in a known manner, the accelerations or delays in the direction of travel by means of the spring-mounted seismic mass detected, e.g. loaded in a side crash, that due to deformations the vehicle body at or near its installation, the actuator itself is moved directly and directly, preferably by appropriate change facilities, on the displacement of seismic Mass takes hold. This will ensure that too with only in relation to a typical rear-end collision low accelerations by a Side accident at low speeds anyway the acceleration sensor detects this accident situation and triggers the associated safety device.
Hierbei wandelt in einer Weiterbildung die Wandeleinrichtung die Relativbewegung des Fahrzeuges oder von Fahrzeugteilen im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung, vorzugsweise proportional, in eine Verschiebung der seismischen Masse in Richtung der Federkraft der Feder um.in this connection In a further development, the conversion device converts the relative movement the vehicle or vehicle parts substantially transverse to Direction of travel, preferably proportional, in a shift of seismic mass in the direction of the spring force of the spring around.
Darüberhinaus kann durch geeignete Abstimmung der Wandlung der Relativbewegung des Fahrzeuges oder von Fahrzeugteilen im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung in eine Verschiebung der seismischen Masse in Richtung der Federkraft der Feder dafür gesorgt werden, daß die Ansprechschwelle des Beschleunigungssensors, also der Auslösezeitpunkt der Erfassungseinrichtung und damit der Sicherheitseinrichtung, aufgrund der zusammengesetzten Belastung von Betätigungseinrichtung und seismischer Masse durch Beschleunigungen in Fahrtrichtung erfolgt. Die resultierende Auslenkung ist damit als Summensignal der beiden Einzelverschiebungen anzusehen. Hierbei wird in einer Weiterbildung die Verschiebung der Betätigungseinrichtung aufgrund von Relativbewegungen des Fahrzeuges oder von Fahrzeugteilen im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung den Beschleunigungen oder Verzögerungen im wesentlichen in Fahrtrichtung des Fahrzeuges aufgrund der Massenträgheit überlagert. Dabei kann durch eine geeignete Wandlung der Verschiebung der Betätigungseinrichtung in Richtung der Federkraft der Feder neben einer proportionalen Charakteristik auch jede andere Wandlungscharakteristik angewendet werden. Hierdurch kann beispielsweise auch der Relativbewegung ein höherer oder geringerer Stellenwert für das Summensignal als der Längsbeschleunigung gegeben werden. Selbstverständlich können auch nichtlineare Wandlungscharakteristiken zum Einsatz kommen.Furthermore can by appropriate adjustment of the conversion of the relative movement the vehicle or vehicle parts substantially transverse to Direction of travel in a shift of the seismic mass in the direction the spring force of the spring for it be taken care of that Threshold of the acceleration sensor, ie the triggering time the detection device and thus the safety device, due to the combined load of actuator and seismic Mass is done by accelerations in the direction of travel. The resulting Deflection is thus the sum signal of the two individual displacements to watch. This is the shift in a development the actuator due to relative movements of the vehicle or vehicle parts essentially transversely to the direction of the accelerations or delays essentially superimposed in the direction of travel of the vehicle due to inertia. In this case, by a suitable conversion of the displacement of the actuator in the direction of the spring force of the spring in addition to a proportional characteristic Any other conversion characteristics are applied. hereby For example, the relative movement may be higher or lower Value for the sum signal as the longitudinal acceleration are given. Of course can nonlinear conversion characteristics are also used.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist bei dem mechanischen Beschleunigungssensor die Wandeleinrichtung nach dem Prinzip der schiefen Ebene ausgebildet. Dabei kann vorteilhafterweise die Wandeleinrichtung einstückig mit der Betätigungsvorrichtung ausgebildet sein und einen mit der seismischen Masse in Kontakt tretenden keilförmigen Auflaufbereich aufweist, der bei Relativbewegungen der Betätigungseinrichtung die seismische Masse in Richtung der Federkraft der Feder auslenkt. Durch den durch die schiefe Ebene gebildeten Auflaufbereich wird bei Verschiebungen der Betätigungseinrichtung als ganzes diese Verschiebung entsprechend der Steigung der schiefen Ebene in eine Verschiebung entlang der Wirkungsrichtung der Feder umgesetzt und damit die direkt oder indirekt mit dem Auflaufbereich in Kontakt stehende seismische Masse verschoben.In a particularly advantageous embodiment, in the mechanical acceleration sensor, the conversion device is designed according to the principle of the inclined plane. In this case, advantageously, the conversion device may be formed integrally with the actuating device and having a seeping with the seismic mass in contact wedge-shaped ramp area, the seismi in relative movements of the actuator cal mass in the direction of the spring force of the spring deflects. Due to the casserole area formed by the inclined plane, this displacement is displaced along displacements of the actuating device as a whole according to the slope of the inclined plane in a displacement along the direction of action of the spring and thus moved directly or indirectly with the casserole area in contact seismic mass.
Es ist für den Fachmann klar, daß jegliche andere Umsetzungsmöglichkeiten für die Übertragung der Bewegung des Betätigungselementes in die Richtung der Federkraft der Feder, also z.B. Winkelgetriebe und dgl. zum Einsatz kommen können.It is for the skilled person that any other implementation options for the transmission the movement of the actuator in the direction of the spring force of the spring, e.g. angle gear and the like. Can be used.
Es versteht sich von selbst, daß der Beschleunigungssensor zur Erfassung von Relativbewegungen nach Anspruch 9 auch mit dem Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 kombiniert werden kann. Hierbei kann die Betätigungseinrichtung so ausgelegt sein, daß im Normalfall die Bewegung einer zweiten seismischen Masse ausgewertet wird und erst ab einer festzulegenden Verschiebung der Betätigungseinrichtung durch Relativbewegungen des Fahrzeuges oder Teilen davon z.B. durch Verformung der Karosserie im Umfeld des Beschleunigungssensors diese Verschiebung auf die erste seismische Masse einwirkt. Somit wäre eine Doppelfunktion durch Berücksichtigung von Querbeschleunigungen bzw. Querverzögerungen und mechanischen Verformungen im Umfeld des Beschleunigungssensors realisierbar.It It goes without saying that the Acceleration sensor for detecting relative movements according to claim 9 also combined with the acceleration sensor according to claim 1 can be. Here, the actuator can be designed be that in the Normally the movement of a second seismic mass is evaluated is and only from a fixed displacement of the actuator by relative movements of the vehicle or parts thereof e.g. by Deformation of the body in the vicinity of the acceleration sensor this Displacement acts on the first seismic mass. Thus, one would be Double function by consideration of lateral accelerations or transverse delays and mechanical deformations feasible in the environment of the acceleration sensor.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen zweiachsigen mechanischen Beschleunigungssensors zeigt die Zeichnung.A particularly advantageous embodiment of the invention biaxial mechanical acceleration sensor shows the drawing.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der
Hierzu
wird ein grundsätzlich
bekannter Beschleunigungssensor mit der ersten seismischen Masse
Die
erste seismische Masse
Die
Verschiebungen der Betätigungseinrichtung
Die
Funktion des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors
entsprechend
In
der in
Bei
der Ausführungsform
gemäß
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- (erste) seismische Masse(first) seismic mass
- 33
- (erste) Feder(first) feather
- 44
- Betätigungseinrichtungactuator
- 55
- Wandeleinrichtungconverting means
- 66
- zweite seismische Massesecond seismic mass
- 77
- Schwingungsrichtung zweite seismische Massevibration direction second seismic mass
- 88th
- Lagerung zweite seismische Massestorage second seismic mass
- 99
- zweite Federsecond feather
- 1010
- Durchtritt und Lagerung Betätigungseinrichtung im Gehäusepassage and storage actuator in the case
- 1111
- Winkel der schiefen Ebeneangle the inclined plane
- 1212
- Auslöserelement für Sicherheitseinrichtungtrigger member for safety device
- 1313
- Schlagbolzenfiring pin
- 1414
- Erfassungeinrichtungdetector
- 1515
- Feder zur Vorspannung der Erfassungseinrichtungfeather for biasing the detection device
- 1616
- Schwingungsrichtung der (ersten) seismischen Massevibration direction the (first) seismic mass
- 1717
- Fahrtrichtungdirection of travel
- 1818
- Verformungskräfte aus Relativbewegung von KarosserieteilenDeformation forces Relative movement of body parts
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997141537 DE19741537B4 (en) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | Two-axis mechanical acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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