DE4015668A1

DE4015668A1 - Sensor zur messung von geschwindigkeitsaenderungen eines fahrzeuges, insbesondere kraftfahrzeuges, bei einem aufprall

Info

Publication number: DE4015668A1
Application number: DE19904015668
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1991-11-21

Description

Zur Erhöhung des Insassenschutzes in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, gibt es für die Sicherheitsgurte zusätzliche Einrichtungen, die mit Hilfe von pyrotechnisch betriebenen Spanneinrichtungen im Falle eines Aufpralles des Fahrzeuges auf ein Hindernis die Gurtlosen entfernen. Eine feste Koppelung der Insassen mit der Fahrgastzelle ist die physikalische Voraussetzung, daß die Insassen von der Knautschzone des Fahrzeuges profitieren.

Weiterhin gibt es als Insassenschutzsystem einen aufblasbaren Gassack. Das zur Füllung des Sackes erforderliche Gas wird bei diesem System ebenfalls mit pyrotechnischen Mitteln erzeugt.

Zur Aktivierung der Pyrotechnik beider Systeme ist Energie notwendig. Diese Energie kann durch einen elektrischen Strom erzeugt werden. Die Aktivierung der Systeme soll möglichst zum Zeitpunkt des Aufpralles des Fahrzeuges auf ein Hindernis erfolgen. Dies soll aber nur erfolgen, wenn eine den Menschen verletzende Unfallschwere erfolgt.

Es ist daher erforderlich, einen Sensor einzusetzen, der ab einer bestimmten Aufprallschwere ein Signal zur Bereitstellung der Zündenergie der pyrotechnischen Mittel erzeugt.

Der Sensor muß also unterscheiden können zwischen Geschwindig keitsänderungen, die im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeuges auftreten bis hin zu einer bestimmten Unfallschwere, und einer Geschwindigkeitsänderung ab einer bestimmten Aufprallschwere. Vom grundsätzlichen physikalischen Prinzip her sind drei technische Ausführungen bekannt.

Das eine Prinzip arbeitet auf der Basis der Messung von Be schleunigungen.

Hierbei werden die auf das Fahrzeug einwirkenden Beschleunigun gen, oft richtungsabhängig und ab bestimmten Niveau, gemessen und mit Hilfe elektronischer Rechner durch Integration die Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges ermittelt.

Durch den Vergleich der errechneten Geschwindigkeitsänderung mit einem vorgegebenen Wert wird dann die Entscheidung ja/nein gefällt. Bei dieser Technik müssen Vorkehrungen getroffen werden, die die empfindlichen Beschleunigungsaufnehmer und deren Zuleitungen vor elektromagnetischen Feldern sichern. Weiterhin muß die Auswerteelektronik Beschleunigungsverläufe, die bei Reparaturen am Fahrzeug, z. B. Hammerschläge oder beim Überfahren von Bordsteinen, auftreten, selektieren können.

Ein weiteres Prinzip arbeitet mit Feder-Masse-Systemen. Hierbei bewegt sich bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis eine über Feder mit dem Fahrzeug verbundene Masse relativ zum Fahrzeug.

Durch eine genau abgestimmte Federkennung wird durch die sich relativ zum Fahrzeug bewegende Masse nach Überwindung eines Weges ein Schalter betätigt.

Der Schalter schließt dann den Stromkreis, der die elektrische Energie zur Zündung der Pyrotechnik bereitstellt.

Nachteilig ist, daß eine genaue Abstimmung des Feder-Masse-Systems auf das Verformungsverhalten des Fahrzeuges erforderlich ist, um die Auslösung zum richtigen Zeitpunkt sicherzustellen.

Weiterhin ist eine kontinuierliche Kontrolle der Funktion des Schalters nicht möglich.

Bei einer dritten bekannten Ausführung wird die Relativbewegung einer trägen Masse bei einem Aufprall eines Fahrzeuges auf ein Hindernis benutzt, um über ein Seil eine drehbar gelagerte Scheibe in Drehung zu versetzen. Diese mit Öffnungen versehene Scheibe erzeugt bei Drehung impulsartige Lichtsignale. Durch eine zeitabhängige Zählung der Impulse wird die Geschwindig keitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und der trägen Masse ermittelt.

Diese Ausführung besteht aus vielen Einzelteilen, die zu Fehlern führen können und damit die Funktionssicherheit negativ beeinflussen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, daß die Erzeugung von Lichtimpulsen, bedingt durch eine Relativ bewegung zwischen einer trägen Masse und der durch einen Aufprall eines Fahrzeuges reduzierten Geschwindigkeit nicht über eine Drehbewegung, sondern über eine translatorische Bewegung der trägen Masse erzeugt wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt wie in Abb. 1 dargestellt, gemäß der Erfindung dadurch, daß ein mit Öffnungen versehener Schieber (1), der magnetisch beeinflußbar ist, als träge Masse eingesetzt wird. Dieser Schieber befindet sich in einem Gehäuse (8), das fest auf einer Fläche des Fahrzeuges befestigt ist, die etwa parallel zur Fahr bahnoberfläche angeordnet ist. Der Schieber kann sich in dem Ge häuse in Längsrichtung des Fahrzeuges bewegen.

Die Ruheposition des Schiebers (1) wird durch einen Magneten (6), der über eine Feder (4), die sich am Gehäuse (8) abstützt, gegen einen Anschlag (9) des Gehäuses (8) abstützt, bestimmt.

Die auf den Schieber (1) wirkende Festhaltekraft des Magneten (6) ist durch eine nichtmagnetische Zwischenlage (5) beeinflußbar.

Bei einer Geschwindigkeitsänderung des Gehäuses (8) wird sich nach Überwindung der magnetischen Kräfte der Schieber (1) gegen die Kraft der Rückstellfeder (7) relativ zum Gehäuse (8) vom Magneten (6) entfernen. Dabei wird der von der Leuchtdiode (2) zur Fotozelle (3) laufende Lichtstrahl (10) entsprechend der in dem Schieber (1) befindlichen Öffnungen zeitweise unterbrochen. Aus der Anzahl der Impulse in einer bestimmten Zeiteinheit wird dann die Differenzgeschwindigkeit des Schiebers (1) zum Gehäuse (8) ermittelt.

Durch entsprechende Anordnung der Leuchtdiode (2), der ersten Öffnung im Schieber (1) und der Fotozelle (3) kann über den Lichtstrahl (10) die Funktionsbereitschaft geprüft werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, wie in Abb. 2 dargestellt, die Leuchtdiode (2) und die Fotozelle (3) nebeneinander anzuord nen und den Lichtstrahl (10) über reflektierende Flächen auf dem Schieber (1) von der Fotodiode (2) zur Fotozelle (3) zu führen und damit die Impulse bei Bewegung des Schiebers (1) zu erzeugen. Mit der Abb. 3 wird gezeigt, daß es auch möglich ist, die Leuchtdiode (2) und die Fotozelle (3) der Auswerteelektronik zuzuordnen und den Lichtstrahl über die Lichtleiter (11) und (12) dem Sensor zuzuführen.

Claims

1. Sensor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der am Aufbau des Fahrzeuges befestigt bei einer Geschwindigkeitsänderung des Aufbaues teilnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Öffnun gen versehener Schieber (1) durch eine Feder (7) in einem Gehäuse (8) gegen einen Anschlag (14) des Gehäuses (8) positio niert wird.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (1) durch einen über eine sich gegen das Gehäuse (8) abstützende Feder (4) und dem Gehäuseanschlag (9) fixierten Magneten (6) positioniert wird.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Schieber (1) wirkende Haltekraft des Magneten (6) durch eine Zwischenlage (5) reduziert wird.

4. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Leuchtdiode (2) erzeugte Lichtstrahl durch die Öffnungen des Schiebers (1) zur Fotozelle (3) verläuft.

5. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Leuchtdiode (2) erzeugte Lichtstrahl (10) über reflektierende Flächen auf dem Schieber (1) zur Fotodiode (3) verläuft.

6. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (10) von der der Auswerteelektronik (13) zugeord neten Leuchtdiode (2) und Fotozelle (3) über die Lichtleiter (11) und (12) zum und vom Sensor verläuft.