DE4240399A1 - Sensor für eine Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für eine Si­ cherheitseinrichtung in Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Auslösevorrichtung für ein Sicherheitssystem in Kraftfahrzeugen ist aus der EP-A2 0 305 655 auf der Basis von Kapazitätsänderungen bekannt. Elektroden werden an der Innenseite der Tür bzw. Karosserie angeordnet, um die Beulgeschwindigkeit der vom Aufprall betroffenen Teile zu detektieren. Die Detektionssignale dienen als Auslösesi­ gnale für Sicherheitssysteme, wie Airbags oder Gurtstram­ mer. Ein Mikroprozessor wertet die Kapazitätsänderungen im Hinblick auf die Beulgeschwindigkeit, Volumen, Ort und Änderungsablauf in der Zeit bzw. Reihenfolge aus. Damit ist der gesamte Kollisionsvorgang reproduzierbar. Aller­ dings ist die Verdrahtung sehr umfangreich. Die Feldstär­ ken-Justierung ist insbesondere bei Reparaturen im Karos­ seriebereich in Frage gestellt, so daß eine neue Justie­ rung vorgenommen werden muß.

Ein Kollisionssensor zur Aktivierung einer Rückhaltevor­ richtung für Insassen in Fahrzeugen bei einer unfallge­ mäßen Fahrzeugverzögerung ist aus der DE-OS 22 12 190 be­ kannt. Hierzu sind Kontaktleisten rings um das Fahrzeug und zwar außen angeordnet. In einer Kunststoffummantelung aus elastischem Material sind drei Kontaktelemente mit Vorsprüngen eingebettet. Bei Verformung der Kontaktleiste kontaktiert zunächst das äußere mit dem mittleren Kon­ taktelement. Bei stärkerer Verformung wird auch das in­ nere Kontaktelement aktiviert. Der letztere Kontakt führt zur Auslösung des Rückhaltesystemes. Mit einem derartigen Kollisionssensor ist zwar die Relativgeschwindigkeit von Kontrahenten, nicht jedoch die Geometrie des Kontrahenten feststellbar. Die Geometrie der Kontrahenten ergibt eine der wesentlichen Aussagen über die Gefahr der Kollision.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der EP-A2 0 305 655, einen Sensor vorzuschlagen, der in einfacher Weise die Feststellung der Relativgeschwindigkeit zwi­ schen zwei Fahrzeugen erlaubt und dabei nur einen gerin­ gen konstruktiven, elektronischen und logischen Schal­ tungsaufwand erfordert.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Flächengröße der Verformung zu bestimmen, um eine Aussage treffen zu kön­ nen, um welche Art es sich bei dem Kontrahenten handelt, bspw. um einen Pfahl oder um eine Stoßstange eines Kraft­ fahrzeuges.

Die Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen 1 und 2 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die näheren Erläuterungen werden in der nachfol­ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles sowie in den Figuren der Zeichnung gegeben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt in schematischer, nicht maßstabsgerechter Darstellung durch eine Kraftfahrzeugtür mit eingebautem Sensor, nach Fig. 2,

Fig. 2 eine Innenansicht einer Kraftfahrzeugtür an einem Fahrzeug und

Fig. 3 einen Schnitt III-III nach Fig. 1.

Ein Teil einer Seitentür 1 eines Kraftfahrzeuges 2 be­ steht aus einer Außenseite 3, einem verformungssteifen Widerlager 4, das an einer Innenseite 6 der Seitentür 1 in nicht dargestellter Weise stabil abgestützt ist, und aus einem Sensor 5. Der Sensor 5 füllt den Zwischenraum zwischen dem Widerlager 4 und der Außenseite 3 aus.

Der Sensor 5 besteht aus abwechselnden, elektrisch unter­ schiedlich polarisierten, sehr dünnen Leiterfolien 10 bis 14, dazwischen gelagertem Isolationspapier 15 mit glei­ cher definierter Dicke, einer leicht deformierbaren dün­ nen Verpackungsfolie 16, schachbrettartig angeordneten Nadeln 17, 18 und aus einer Schicht Isolierschaum 20. Der Isolierschaum 20 füllt den gesamten Innenraum im Bereich der Nadeln 17, 18 und der Leiterfolie 10 aus.

Eine Klebefolie 21 oder Klebeschicht befestigt den Sensor 5 an der Außenseite 3 der Seitentür 1.

Die Leiterfolie 10 ist schachbrettartig in voneinander elektrisch isolierte Flächensegmente 30 unterteilt. Die Isolierschichten sind mit 31 bezeichnet. Die einzelnen Flächensegmente 30 sind jeweils einzeln mit nur angedeu­ teten Detektionskabeln 32 oder entsprechenden Leiterbah­ nen einer nicht dargestellten Leiterplatte versehen bzw. verbunden.

Die Spannungsversorgung der Leiterfolie 10 bis 14 erfolgt durch die unterschiedlich polarisierten Zuleitungen 35, 36.

Die Leiterfolien 10 bis 14 und das Isolationspapier 15 einschließlich der Verpackungsfolie 16 und der Klebefolie 21 sind inkompressibel. Damit bewegen sie sich so exakt, wie es die Außenseite 3 im Falle einer Verformung vor­ gibt.

Ein Abstand zwischen den Nadeln 17, 18 und der Leiterfo­ lie 10 ist mit 40 bezeichnet. Die Dicke der aufgeschich­ teten Leiterfolien 10 bis 14 und des Isolationspapieres 15 bzw. der Isolationsfolien ist geringfügig kleiner als die Höhe der Nadeln 17, 18.

Beim Aufprall eines nicht dargestellten Gegenstandes auf die Außenseite 3 der Seitentür 1 wird die Außenseite 3 entsprechend gegen das stabil abgestützte Widerlager 4 in der Tür bewegt. Dabei überwinden die Nadeln 18 entspre­ chend dem Aufprallprofil des Gegenstandes auf der Außen­ seite 3 den Abstand 40 und penetrieren die Flächenseg­ mente 30 der Folie 10 sowie wenigstens die Folie 11. Nachdem die Leiterfolien 10 bis 14 und das Isolationspa­ pier 15 sehr dünn sind, werden entsprechend dem Aufprall­ profil von den Nadeln 18 unterschiedliche Folien 12 bis 14 zusätzlich durchstoßen. Dadurch werden stufenförmig aneinandergereihte Zeitsignale zur Feststellung der Ein­ dringgeschwindigkeit des Gegenstandes und der Verfor­ mungsenergie erhalten. Die Nadeln 17 haben dabei den Sen­ sor 5 nicht penetriert. Andererseits ist eine Aussage aufgrund der durchstoßenen Flächensegmente 30 und deren Detektionskabel 32 über die flächenmäßige Größe des Ge­ genstandes möglich. Das letztere Entscheidungskriterium ist eine Basis zur Aktivierung entweder aller oder nur verschiedener Rückhaltesysteme für Kraftfahrzeuginsassen oder Transportlasten.

In einfacher Weise ist zu identifizieren, ob es sich bei dem Aufprall um einen Pfahl oder um eine Stoßstange entsprechend der vertikalen oder horizontalen aktivierten Flächensegmente 30 handelt. Ebenso werden punkt- und auch großflächige Kontrahenten erfaßt.

Auch ist die Kollisionsrichtung feststellbar, indem eine zweite Leiterfolie mit Flächensegmenten 30 nahe der Außenseite der Seitentür 1 in dem Sensor 5 angeordnet sein kann.

Die Dämpfung bzw. Empfindlichkeit der Folie 5 wird durch den Isolierschaum 20 bestimmt. Hat der Schaum 20 eine hohe Steifigkeit, ist das Meßverfahren etwas träger, d. h. es dauert etwas länger bis es anspricht, ist der Schaum 20 weich, so geht es schneller.

Vibriert die Außentür aus irgendeinem Grund an irgend­ einer Stelle, so ist der Schaum 20 mit einer derartigen Härte auszustatten, daß erst ab einer gewissen Mindest­ kraft der Sensor 5 aktiv arbeitet. Die Mindestkraft kann mit dem Schaum 20 auf einfachste Weise eingestellt wer­ den, indem man ihn weicher oder härter ausbildet.

Der Sensor 5 ist entsprechend seinem prinzipiellen Aufbau in der gesamten Karosserie, also auch in den Türholmen unterzubringen.

Der Sensor 5 kann eben und gebogen also auch kugelförmig ausgebildet sein.

Die Zusammenfassung ist Teil der Beschreibung.

Claims (8)

1. Sensor für eine Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen mit in den Türen und der Karosserie angeordneten De­ tektoren zur Auslösung von Insassenschutzvorrichtun­ gen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrschichtiger Sensor (5) mit elektrischen Leiterfolien (10 bis 14) und dazwischen angeordneten Isolationsfolien, wie Isolationspapier (15) an einem stabilen Karosserieteil (4) anliegt, und wenigstens eine, den Sensor (5) im Kollisionsfall penetrierende Nadel (17, 18) an dem Karosserieteil (4) abgestützt ist.

2. Sensor für eine Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen mit in den Türen und der Karosserie angeordneten De­ tektoren zur Auslösung von Insassenschutzvorrich­ tungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrschichtiger Sensor (5) mit elektrischen Leiterfolien (10 bis 14) und dazwischen angeordneten Isolationsfolien, wie Isolationspapier (15) an einem stabilen Karosserieteil (4) anliegt, und wenigstens eine, den Sensor (5) im Kollisionsfall penetrierende Nadel (17, 18) an dem Karosserieteil (4) abgestützt ist, wobei wenigstens eine Leiterfolie (10) in voneinander isolierte Flächensegmente (30) unterteilt ist.

3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterfolie (10) gegenüber den Nadeln (17, 18) angeordnet ist.

4. Sensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sensor (5) die Nadeln (17, 18) integriert sind.

5. Sensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (17, 18) im Bereich der Innenseite der Karosserie bzw. der Tür (1) abgestützt sind und mit ihrer Spitze nach außen weisen.

6. Sensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterfolien (10 bis 14), das Isolationspa­ pier (15), die Verpackungsfolie (16) des Sensors und eine, den Sensor (5) an der Seitentür (1) befesti­ gende Klebefolie (21) bzw. Klebeschicht inkompressi­ bel sind.

7. Sensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Nadeln (17, 18) und der nächstgele­ genen Leiterfolie (10) als Abstandhalter und als Si­ cherheitszone Isolierschaum (20) liegt, der die Na­ deln (17, 18) umgibt und sich über einen freien Ab­ stand (40) bis zur Leiterfolie (10) erstreckt.

8. Sensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) sich über die gesamte Hohlraum- Breite und -Höhe der Seitentür (1) erstreckt, wobei der Sensor (5) zwischen der Tür-Außenseite (3) und dem Karosserieteil (4) unter geringer Vorspannung befestigt ist.