DE4003360A1

DE4003360A1 - Beschleunigungssensor

Info

Publication number: DE4003360A1
Application number: DE19904003360
Authority: DE
Inventors: Michael Jost
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1991-08-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beschleuni gungssensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Gegensatz zu bekannten Beschleunigungssensoren, die dazu dienen, den Wert eine Beschleunigung über einen bestimmten Wertebereich hinweg zu bestimmen, geht es bei der vorliegenden Erfindung darum, die Existenz einer vorgegebenen konstanten Beschleunigung festzustellen. Derartige Beschleunigungssensoren sind beispielsweise im Zusammenhang mit Sicherheitsein richtungen in Kraftfahrzeugen von Interesse, die beim freien Fall des Kraftfahrzeugs in Wirkung kommen sollen. Hierzu ist beispielsweise ein Überrollbügel zu nennen, der in diesem Fall ausgefahren werden soll. Die zu bestimmende konstante Beschleunigung ist dabei die Erdbeschleunigung. Aufgabe des Beschleuni gungssensors ist es, den Bewegungszustand des Kraft fahrzeugs festzustellen, bei dem es allein unter dem Einfluß der Erdbeschleunigung bewegt wird. Ein weiterer Anwendungsfall kann ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug in Form einer Kreisbewegung gegeben sein, an die sich eine Linearbewegung anschließt. Die zunächst vorliegende Zentripetalbeschleunigung verringert sich dabei stark bzw. verschwindet voll ständig. Ein derartiger Übergang ist beispielsweise für Regeleinrichtungen zum Einfluß auf die Fahrdyna mik des Kraftfahrzeugs von Interesse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Beschleunigungssensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit geringem mechanischen Aufwand eine präzise Bestimmung der Existenz bzw. Nicht-Existenz einer konstanten Beschleunigung liefert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Wesentlich für die Erfindung ist das Zusammenwirken zweier Beschleunigungen für den Massekörper. Die eine wird innerhalb des Sensors hervorgerufen und ist entgegen der Wirkung der zu bestimmenden konstanten Beschleunigung gerichtet. Ist diese vorhanden, so ist sie betragsmäßig größer als die innere Beschleunigung und überwiegt mit ihrem Einfluß auf den Massekörper. Dieser wird auf den Anschlag gehalten. Ist die äußere Beschleunigung jedoch nicht mehr für die Bewegung des Massekörpers gegenüber seinem Gehäuse wirksam, so überwiegt der Einfluß der inneren Beschleunigung. Der Massekörper wird dabei vom Anschlag wegbewegt. Seine Stellung kann mit Hilfe des Lagesensors erkannt werden. Beim Beispiel des freien Falls eines Kraft fahrzeugs wird der Massekörper nicht mehr unter dem Einfluß der Erdbeschleunigung auf seinem Anschlag gehalten, da der Massekörper wie das gesamte übrige Kraftfahrzeug sich allein unter dem Einfluß der Erdbeschleunigung bewegt. Der Massekörper erfährt die zweite Beschleunigung und hebt vom Anschlag ab.

Die Realisierung des erfindungsgemäßen Zusammenspiels der beiden entgegengesetzt gerichteten Beschleuni gungen ist auf verschiedene Weise möglich. So kann die zweite Beschleunigung durch die Wirkung eines Magneten hervorgerufen werden, der eine Anziehungskraft auf den mit entsprechend magnetischem Material hergestellten Massekörper ausübt. Demgegen über ergibt sich eine mechanisch vereinfachte Aus führung mit Hilfe der konstruktiven Merkmale, die im Patentanspruch 2 angegeben sind.

Eine besonders kostengünstige Ausführungsform hiervon ist im Patentanspruch 3 angegeben. Ein derartiger Beschleunigungssensor zeichnet sich zudem durch eine besonders kompakte Bauform aus.

Der Lagesensor, der die Bewegung des Massekörpers vom Anschlag weg feststellt, kann ebenfalls auf unter schiedliche Weise ausgebildet sein. Gegenüber bei spielsweise einer Lichtschranke zeichnet sich die Ausführungsform, die im Patentanspruch 4 angegeben ist, durch einen mechanisch robusten und langzeit stabilen Aufbau aus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch ein Beschleunigungssensor beschrieben, mit dem beispielsweise eine Bewegung unter dem ausschließ lichen bzw. überwiegenden Einfluß der Erdbeschleuni gung festgestellt werden kann. Hierzu besitzt der Beschleunigungssensor 1 einen stationär befestigten Grundkörper 1 und einen beweglich gelagerten Masse körper 2. Zwischen dem Grundkörper 1 und dem Masse körper 2 befindet sich eine Feder 3, die als Druck feder ausgebildet ist. Die Federkraft ist dabei so bemessen, daß sie etwa einem Drittel des Gewichts ist, das der Massekörper 2 besitzt. Das bedeutet, daß im Normalfall, d. h. wenn der Grundkörper 1 sich in Ruhe befindet bzw. eine lineare Bewegung mit kon stanter Geschwindigkeit durchführt, der Massekörper 2 auf dem Grundkörper 1 aufsitzt. Der Anschlag des Massekörpers 2 auf den Grundkörper 1 ist zur besseren Verdeutlichung als Anschlag 4 mit einem geringen axialen Abstand gezeichnet.

Beim freien Fall des Beschleunigungssensors bewegen sich der Grundkörper 1 und der Massekörper 2 unter dem Einfluß der Erdbeschleunigung, in der Figur als Pfeil dargestellt und mit g bezeichnet. Die Druckfe der 3 kommt nunmehr zur Wirkung und hebt den Masse körper 2 vom Anschlag 4 ab. Der Massekörper 2 erfährt eine Bewegung entgegen der Richtung der Erdbeschleu nigung. Er legt dabei einen Weg zurück, der durch den mit "Ruhelage" bezeichneten Ausgangspunkt und einen als "Schaltpunkt" gezeichneten Zwischen- bzw. End punkt gekennzeichnet ist.

Bei Erreichen des Schaltpunkts wird ein Reedkontakt 5 betätigt, der innerhalb des Grundkörpers 1 angeordnet ist. Hierzu ist der Massekörper 2 zumindest im Bereich seiner Stirnfläche 6 aus magnetischem Mate rial gefertigt. Durch das Betätigen des Reedkontakts wird somit festgestellt, daß sich der Massekörper 2 unter der Wirkung der Druckfeder 3 vom Anschlag 4 wegbewegt hat, d. h. die Erdbeschleunigung g nicht mehr für die Lage des Massekörpers 2 relativ zum Grundkörper 1 verantwortlich ist. Über entsprechende Anschlußkontakte 7 kann das Schaltsignal des Reedkontakts 5 festgestellt werden und eine entspre chende Einrichtung, wie eingangs beschrieben bei spielsweise ein Überrollbügel, in Werkstellung gebracht werden.

Claims

1. Beschleunigungssensor zur Existenzbestimmung einer konstanten Beschleunigung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

- ein Massekörper ist beweglich gelagert und besitzt einen Anschlag, an dem er bei Einwirken der konstanten Beschleunigung anliegt
- der Massekörper erfährt eine zweite Be schleunigung, die unabhängig von der jeweiligen Bewegung konstant und diametral entgegen zu der zu bestimmenden konstanten Beschleunigung einen demgegenüber deutlich kleineren Absolutwert besitzt und
- ein Lagesensor spricht auf eine Stellung des Massekörpers an, bei der dieser unter der Wirkung der zweiten Beschleunigung vom Anschlag entfernt ist.

2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Beschleunigung durch eine Feder hervorgerufen wird.

3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Druckfeder ist, die den Massekörper gegenüber dem Anschlag abstützt.

4. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagesen sor durch einen Reedkontakt gebildet ist, der mit einem am oder im Massekörper vorgesehenen Magneten zusammenwirkt.