DE4029916A1 - Aufprallsensor fuer ein fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallsensor für ein Fahrzeug, insbeson­ dere ein Kraftfahrzeug.

Es sind eine ganze Reihe von Aufprallsensoren bekannt, die zum Auslösen, z. B. eines Airbags oder eines Gurtstrammers dienen. Im wesentlichen han­ delt es sich dabei um mechanische oder elektronische Systeme. Die mecha­ nischen Systeme arbeiten meist mit einem Feder-Masse-System, welches auf die Aufzündpille, z. B. eines Gasgenerators, wirkt.

Der Nachteil eines Feder-Masse-Systems ist eine weithin schlechte Ein­ stellbarkeit eines Ansprech- oder Schwellwertes.

Bei elektronischen Aufprallsensoren bzw. Aufprallsensoren mit elektroni­ scher Schwellwertbewertung und ggf. Zündauslöseschaltung ist meist eine aufwendige Verdrahtung nötig, welche vielfache Fehlermöglichkeiten bein­ haltet und/oder eine eigene Prüfschaltung oder andere Absicherungen für das einwandfreie Funktionieren (Safing Sensor) benötigt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Sensoreinheit zu schaffen, bei der ein Beschleunigungs- oder Verzögerungsfühler mit einer Elektro­ nik (Bewertungs- und Auslöseschaltung) auf einfache und sichere Weise verbindbar ist und wobei Schwellwerte leicht und genau einstellbar sind und andererseits keine elektrischen Leitungen zu einer Bordversorgung zur Einheit (Energiequelle) benötigt sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen, welche die Erfindung exemplarisch und rein schematisch darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufprallsensor mit Elektronik für Auswertungen und Auslo­ sung, wobei das Sensorgehäuse der Deutlichkeit wegen weggelassen wurde,

Fig. 2 einen Beschleunigungsfühler als Piezoring ausgeführt,

Fig. 3 eine Elektronik in Form eines Blockschaltbildes verbunden mit einem Beschleunigungsfühler nach Fig. 2.

Wie Fig. 1 entnehmbar, ist der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsfühler ein piezoelektrisches Element, hier dargestellt in Form von vier piezo­ elektrischen Elementen auf der X-, Y-Achse, jeweils paarweise gegenüber­ liegend angeordnet, mit Luftspalt zu einer frei beweglichen Kugel, um auch die Richtung einer Beschleunigung oder Verzögerung erfassen zu kön­ nen. Die Fig. 1 zeigt den Stillstand des Fahrzeuges, bei dem eine eigene Energiequelle der Elektronik ausgeschaltet ist. Beim Anfahren dagegen schlägt die Kugel an einem der vier Piezofühler an und dadurch wird der Schalter für die Energiequelle, z. B. einer 3-Volt/15-Ampere-Lithiumbat­ terie geschlossen.

Der Batterieschalter ist in Fig. 3 oben ersichtlich und ebenso die Bat­ terie. Die Batterie ist mit der Elektronik in einem Gehäuse unterge­ bracht. Auch der Fühler kann in denselbem Gehäuse oder in einem hiervon getrennten Gehäuse untergebracht werden. Die Elektronik ist mit einem Zünder verbunden, der den Gasgenerator für einen Airbag oder einen Gurt­ strammer zündet, wenn gewisse vorgegebene Schwellwerte oder Schwellwert­ bereiche erreicht bzw. überschritten werden. Es kann auch der Fall sein, daß bei einem Aufprall sich die Kugel an einer oder zwei der Piezoele­ mente anlegt.

Die Auslösung des Zünders bzw. Zündendstufe, z. B. mit einem Transi­ storschalter oder anderem Schalter, folgt nach Integration der Beschleu­ nigung/Verzögerung in der Art und Weise, wie z. B. in der DE-OS 22 22 038 oder 24 54 424 beschrieben. Die Signalauswertung kann analog oder digi­ tal erfolgen.

Anstelle von vier Piezoelementen auf den Hauptachsen X und Y verteilt, wie in Fig. 1, kann auch ein Piezoring verwendet werden - siehe Fig. 2 - als einziges Piezoelement, radial polarisiert, was den Vorteil hat, daß eine Polarität wie im Falle der Fig. 1 für die Einzelelemente, nicht be­ achtet werden muß.

Wie Fig. 2 ohne weiteres erkennen läßt, besteht auch hier die Möglich­ keit der Richtungserkennung eines Aufpralles, bei dem schlagartig die Kugel an einem bestimmten Punkt anschlägt und den Schalter für die Bat­ terie oder eine andere unabhängige Energiequelle, wie Kleinspannungs­ quelle für die Elektronik betätigt.

Die Elektronik nach Fig. 1 ist, wie Fig. 3 zeigt, in vier Blöcke dia­ grammartig aufgeteilt, wobei ein Block der Elektronik die Amplituden und Häufigkeit der erfaßten Signale der Beschleunigung/Verzögerung bewertet, ein zweiter Block die Signale aufbereitet. insbesondere verstärkt und integriert nach Schwelle, dann vergleicht ob ein Aufprall bestimmter Größenordnung und Richtung vorliegt und dann erst die Zündendstufe durchschaltet, um den Zünder des Gasgenerators für einen Airbag oder Gurtstrammer oder ähnliches Sicherheitselement zu zünden.

Die Aufprallerkennungs- bzw. Bewertungsschaltung ist ihrerseits mit ei­ nem Spannungswandler und Energiespeicher verbunden, welches andererseits mit der elektronischen Zündendstufe, insbesondere einem elektronischen Transistorschalter verbunden ist. Diese Ausführungsform ist besonders sicher. Die Schwellwerte sind nahezu beliebig einstellbar. Ein obiger Aufprallsensor läßt sich innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses als einzi­ ger Sensor preiswert ausführen und ist für die angegebenen oder ähnli­ chen Zwecke anzuwenden.

Claims (4)

1. Aufprallsensor für ein Fahrzeug, in einem Sensorgehäuse angeord­ net und dazu dienend beim Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis eine Sicherheitseinrichtung zu aktivieren, wie ein Luftkissen aufzublasen oder einen Sicherheitsgurt stramm zu ziehen, enthaltend einen Beschleu­ nigungs/Verzögerungsfühler, eine elektronische (Schwellwert-)Bewertungs- und ggf. (Zünd-)Auslöseschaltung für die Sicherheitseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik der Bewertungs- und Auslöseschaltung mit einer eigenen Energiequelle verbindbar ist, die ihrerseits von dem Beschleunigungs-/Verzögerungsfühler schaltbar ist.

2. Aufprallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle, wie Batterie, im Stillstand des Fahrzeuges ausgeschaltet ist, im Fahrbetrieb eingeschaltet ist und bei einem Aufprall schlagartig der Schalter richtungsabhängig betätigbar ist.

3. Aufprallsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Beschleunigungs-/Verzögerungsfühler eine Kugel umgebende Piezo­ elemente auf der X-, Y-Achse verteilt angeordnet enthält, die mit dem Schalter verbunden sind.

4. Aufprallsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoring mit radialer Polstruktur ausgebildet ist und eine Ku­ gel mit Zwischenraum umgibt.