DE3728382C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum selbsttätigen Aus­ lösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des Anspruchs 1. Es ist bereits bekannt, die Auslenkungen eines Lagegebers mit Hilfe von in den Ecken eines Rechtecks angeordneten Sensoren zu bestimmen. Die abgegebenen Signale werden in einer Auswerteschaltung ausgewertet, wobei die vom Abstand des Lagesensors von den Ecken der Rechteckfläche abhängige Änderung der Sensorsignale als Maß für den Abstand und als Ansteuersignal für ein Korrekturglied verwendet wird. Die Vorrichtung ist aber relativ kompliziert und für den Serieneinbau in Kraftfahrzeugen als Auslösevorrichtung zu teuer.

Aus der DE-OS 33 42 186 ist ein Beschleunigungsaufnehmer bekannt, der auf dem Wirbelstromprinzip beruht. Hier ist an einer Biegefeder eine seismische Masse angeordnet, deren Abstand zu einer von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossenen Spule aufgrund der angreifenden Beschleunigungskraft verändert wird. Dabei ist aber nur eine Veränderung des Abstandes senkrecht zur Ebene der Spule möglich. Die Stärke des Magnetfeldes ist gleichmäßig über die gesamte Fläche der seismischen Masse verteilt. Eine Konzentration von Feldlinien durch eine Blende ist nicht möglich.

Ferner wird in der US-PS 36 78 763 ein Beschleunigungsaufnehmer beschrieben, der eine an einem Pendel aufgehängte Masse aufweist. Mit Hilfe eines Permanentmagneten wird die seismische Masse in einer Ausgangsposition fixiert und erst bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle ein Meßsignal erzeugt. Dabei werden von der seismischen Masse bestimmte vorgegebene mechanische Kontakte geschlossen. Hier wird ein anderes Auswerteverfahren angewandt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen zu schaffen, bei der bereits bei geringen Auslenkungen der seismischen Masse ein hohes Meßsignal bewirkt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat demgegenüber den Vorteil, daß die Vorrichtung unabhängig von der Richtung der einwirkenden Beschleunigung ein Signal abgibt.

Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung, daß eine bestimmte Auslöseschwelle vorgebbar ist und deutlich er­ kannt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Ausgestaltung der Vorrichtung im Längs­ schnitt.

In der Figur ist mit 10 ein Sensor bezeichnet, der zum Auslösen einer Insassenschutzvorrichtung, z. B. eines Gassacks oder Gurtstraffers in einem Kraftfahrzeug dient. Er weist eine Grundplatte 11 und einen Rah­ men 12 auf, an der ein Feder-Massesystem 13 befestigt ist. Es be­ steht aus einer elastischen Aufhängung 14 und einem als seismische Masse 15 dienenden Körper.

Auf der Grundplatte 11 ist im Bereich der seismischen Masse 15 eine Spule 16 aufgebracht, die durch Ätzen, Drucken, Aufdampfen oder ähn­ liche bekannte Verfahren hergestellt ist. In der Fig. 1 ist die Spule 16 kreisförmig ausgebildet. Es ist aber auch eine andere Form der Spule, wie z.B. oval oder rechteckig denkbar. Die Form der Spule 16 ist, wie weiter unten beschrieben, abhängig davon, ob eine beson­ dere Auslenkungsrichtung bevorzugt angezeigt werden soll.

Die Masse 15 weist an der der Spule 16 zugewandten Seite eine Schicht 17 aus elektrisch leitfähigem Material auf. Die seismische Masse 15 kann aber auch vollständig aus diesem Material bestehen. Wichtig ist ferner, daß der Abstand a zwischen der seismischen Masse 15 und der Oberfläche der Spule 16 möglichst gering und über den ganzen Bereich möglichst gleich groß ist.

Wird die Spule 16 von einer hochfrequenten Wechselspannung durch­ flossen, so bilden sich an der Oberfläche der seismischen Masse 15, d.h. des elektrisch leitfähigen Materials, Wirbelströme aus. Wird die seismische Masse 15 aus ihrer Grundposition durch eine angrei­ fende Beschleunigung ausgelenkt, so ändert sich die Wirbelstromaus­ bildung an der Oberfläche der seismischen Masse 15. Die Auslenkung der seismischen Masse 15 ist bei statischer Betrachtung von der Win­ kellage ϕ und bei dynamischer Betrachtung von der Winkelbeschleuni­ gung und/oder der Linearbeschleunigung bzw. abhängig. Durch die Änderung der Wirbelstromausbildung ändert sich die Impedanz der Spule 16, so daß die sich dadurch ändernde Amplitude der Trägerfre­ quenz der Spule 16 als Meßsignal für die Verschiebung der seis­ mischen Masse 15 aus dem Spulenmittelpunkt ausgenutzt werden kann. Bekanntlich entsteht bei einer Verkleinerung der Wirbelstromausbil­ dung eine Vergrößerung der Induktivität der Spule 16, wenn die Wick­ lungen der Spule 16 von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflos­ sen werden. Der Abstand a zwischen der Spule 16 und der Unterkante der seismischen Masse 15 soll dabei möglichst klein ausgebildet sein.

Die Spule 16 ist mit Hilfe einer Maskierung 20, d.h. einer Schicht aus elektrisch leitendem Material, abgedeckt. Die Maskierung 20 weist etwa im Bereich der Kanten der seismischen Masse 15 einen Ringspalt 21 auf. Da die Spule 16 im übrigen Bereich völlig abgedeckt ist, können die Feldlinien nur hier konzentriert austreten. Die seis­ mische Masse 15 wird somit jeweils im Bereich starker Feldlinien ausgelenkt. Dadurch können bereits bei kleinen Verschiebungen der seismischen Masse 15 starke Meßsignale erzeugt werden. Dies ist beson­ ders wichtig und vorteilhaft, wenn die elastische Aufhängung 14 steif ausgebildet ist, um eine hohe Eigen­ frequenz des Feder-Massesystems 13 zu erhalten.

Ist die Aufhängung 14 im Querschnitt rund ausgebildet, dann ist die Auslenkung der Masse 15 richtungsunabhängig, d.h. Beschleunigungen oder Lageänderungen aus allen Richtungen wirken sich gleich groß aus.

Es ist aber auch möglich, für die Aufhängung 14 ein Rohr oder einen Stab mit einem rechteckigen Querschnitt zu verwenden. Dadurch ist eine gezielte richtungsabhängige Empfindlichkeit des Sensors 10 möglich, da die quer zu der jeweils längeren Kante wirkende Beschleunigung bei gleicher absoluter Größe einen größeren Pendelausschalg bewirkt.

Das gewonnene Meßsignal wird einer nicht dargestellten Auswerte­ schaltung zugeführt, die dann eine entsprechende Insassenschutzvor­ richtung des Kraftfahrzeugs auslöst.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Auslösen von Insassenschutzvorrich­ tungen in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, die bei Abweichung von einer zulässigen Lage oder einem zulässigen Fahrzustand des Fahrzeugs ein Steuersignal abgibt, mit einer Grundplatte, auf der mindestens eine von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossene Spule angeordnet ist, wobei die Spule mit einer außerhalb des Massemittelpunktes elastisch verankerten und mindestens im Bereich der Spule aus elektrisch leitendem Material bestehenden seismischen Masse in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse etwa parallel zur Oberfläche der Spule (16) beweglich, pendelartig aufgehängt ist, und daß die Spule (16) von einer Blende (20) aus elektrisch leitendem Material mit mindestens einem Schlitz (21) teilweise abgedeckt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (20) einen ringförmigen Schlitz (21) aufweist und sich die Kanten des elektrisch leitenden Materials der seismischen Masse (15) im Bereich des Schlitzes (21) befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse (15) auf der der Spule (16) zugewandten Seite eine Schicht aus elektrisch leitendem Material aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse (15) aus elektrisch leitendem, nichtmagnetischem Material besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (16) spiralförmig auf der Grundplatte (11) aufgebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung (14) stabförmig ist und einen runden Querschnitt hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmige Aufhängung (14) in den Richtungen (x- bzw. y-Richtung) der Flächennormalen der Grundplatte (11) unterschiedliche Widerstandsmomente hat.