JP2004239618A - Sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センシング部の物理的変位に応じて出力される電気信号によって衝突、振動、角速度等を検知可能な電子式センサを搭載したセンサ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両の衝突時にエアバッグの展開を行うために、衝突や振動を検知するための衝突検知センサ装置が車両前部等に搭載されている。そして、従来の衝突検知センサ装置では、例えば、図8に示す衝突検知センサ装置101のように、Gセンサ102を実装したP板(ガラスエポキシ系基板)109を、樹脂製の筐体103のGセンサ収容部103a内にて、筐体103に固定されたコネクタターミナル104にクリンチしてはんだ付けする構造や、図9に示す衝突検知センサ装置201のように、P板109を熱かしめすることにより筐体103へ固定する構造等が採用されている。また、Gセンサ102は、図示しないセンシング部の変形や移動等の物理的変位に応じて出力される電気信号によって衝突や振動を検出するように構成されており、構造体であるために必ず共振を発生させる周波数(共振点)が存在している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来構造の衝突検知センサ装置101又は201において、共振の原因となる高周波振動が、P板109によってある程度は減衰されるが、その減衰効果は、P板109の材質、サイズ、剛性、Gセンサ102を含めた重量、及びP板109を筐体103に固定する方法や固定位置によって異なってくる。そして、実際の製品設計においては、P板109の材質、サイズ、剛性、Gセンサ102を含めた重量は、回路規模によって決定され、P板109を筐体103に固定する方法や固定位置は、P板109のサイズによって決定されることになるため、このような構造から得られる高周波振動の減衰効果は成り行き任せとなっていたという問題があった。
【0004】
そして、P板109に実装されたGセンサ102のセンシング部(図示せず)の共振点が筐体103の共振点と重なる場合も想定され、そのような場合には、共振点を含む高周波振動の入力により、筐体103の共振にGセンサ102の共振が重畳し、Gセンサ102は入力Gよりも何倍も大きな検出値を出力することとなり、正しい衝突判定を行うことができない事態も生じうる。
【0005】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、共振の原因となる高周波振動を確実に減衰させることが可能なセンサ装置を提供することを解決すべき課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1に記載のセンサ装置は、センシング部の物理的変位に応じて電気信号が出力される電子式センサと、その電子式センサが搭載される筐体とを備えたセンサ装置において、前記電子式センサに、前記センシング部の共振点にチューニングされたダイナミックダンパを取付けたことを特徴とする。
【0007】
従って、センシング部の物理的変位に応じて電気信号が出力される電子式センサは高周波帯域(例えば、周波数1kHz以上の帯域)に共振点を有するが、センシング部の共振点にチューニングされたダイナミックダンパが電子式センサに取付けられることによって、共振の原因となる高周波振動が確実に減衰し、センサ装置は、共振の影響を受けることなく、衝突、振動、角速度等の正しい検出出力を行うことができる。
【0008】
また、請求項2に記載のセンサ装置は、前記ダイナミックダンパが、板状若しくはシート状の弾力性部材からなることを特徴とする。
【0009】
従って、電子式センサに、板状若しくはシート状の弾力性部材を取付けることにより、極めて簡単な構成で、共振の原因となる高周波振動を確実に減衰させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセンサ装置を具体化した衝突検知センサ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0011】
まず、本発明の実施形態の衝突検知センサ装置(以下、センサ装置と称する)1の構成について、図1を参照しつつ説明する。センサ装置1は、Gセンサ2と、筐体3とを主体として構成され、車両の前部等に搭載されて衝突を検知し、エアバッグ制御装置へ衝突検知信号を出力するためのセンサ装置である。
【0012】
Gセンサ2は、図示しないセンシング部(検知部)を備え、加速度(以下、単に”G”とも称する)が入力されると、センシング部に物理的変位(移動、変形等)が生じ、その変位量に応じた電気信号を出力するように構成されている。ここで、Gセンサ2は、全ての範囲の入力Gについて検出可能であることが理想的であるが、実際には、図2に示すように有限のダイナミックレンジ(検出可能な入力Gの範囲)を有しており、ダイナミックレンジを超える入力加速度が印加されると正しく検出することができない。また、Gセンサ2は、構造体であることから必ず共振点(共振周波数とも称する)を有している。よって、入力加速度の中にGセンサ2の共振点周波数成分が含まれていると、Gセンサ2の検知部は、Gセンサ2のダイナミックレンジを超える働きをすることがあり、この時、Gセンサ2は正しい検知ができなくなる。尚、Gセンサ2としては、例えば、センシング部の移動量によって加速度を検出するように構成された櫛歯式のGセンサ等を用いることができ、通信回路、電源回路等が1パッケージに集積化されている。
【0013】
筐体3は、Gセンサ2が搭載される樹脂成型部品であり、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、ナイロン樹脂等によって形成される。筐体3には、下面側に開口するGセンサ収容部3aが形成されると共に、Gセンサ2を外部に電気的接続するためのコネクタターミナル4と、車両取付け用のボルトが挿通される円筒状の金属ブッシュ6とが埋設されている。また、コネクタターミナル4の一部はGセンサ収容部3a内にて露出し、Gセンサ2は、Gセンサ収容部3a内でコネクタターミナル4にはんだ付け等により電気接合・固定されると共に電気的接続が図られている。
【0014】
コネクタターミナル4は、図示しない導体を介して図示しないエアバッグ制御装置に電気的に接続されており、Gセンサ2からの出力信号がエアバッグ制御装置に入力されるようになっている。エアバッグ制御装置は、Gセンサ2からの出力信号に基づいて、図示しないエアバッグの展開制御を行う。
【0015】
さらに、Gセンサ2のコネクタターミナル4に電気接合・固定された面とは反対側の面に、ダイナミックダンパが接着により取付けられている。そして、ダイナミックダンパ5は、Gセンサ2のセンシング部の共振点にチューニングされている。従って、筐体3を介して伝達されるGセンサ2の共振点を含む高周波振動がダイナミックダンパ5において共振することにより、高周波振動が確実に減衰し、Gセンサ2は共振の影響を受けることなく、衝突、振動の検出出力を行うことができる。尚、ダイナミックダンパ5は、具体的には、板状又はシート状の弾力性部材によって構成可能であり、例えば、ゴム板や板バネ等を用いることができる。また、ゴム板等の硬度、誘電正接等の物性値、形状、寸法等を適宜調整することにより、Gセンサ2のセンシング部の共振点にチューニングすることが可能である。
【0016】
そして、センサ装置1は、筐体3に埋設された金属ブッシュ6にボルトが挿通され、車両側取付け部に対して締付け固定される。
【0017】
次に、上述した構成を有するセンサ装置1において衝突を検知する場合の各部の作用について図面を参照しつつ説明する。
【0018】
車両の衝突等によってセンサ装置1に入力される振動は、あらゆる周波数成分により構成されている。この周波数成分は、図3に示すように、車両の衝突判定に必要な成分(主に低周波帯域、例えば周波数1kHz未満)と、衝突判定に不要な成分(主に高周波帯域、例えば周波数1kHz以上)とに二分することができる。また、Gセンサ2(より詳細には、センシング部)の共振点は、高周波帯域に属しており、筐体3の共振点はGセンサ2の共振点とは異なる周波数に設定されている(図3では、Gセンサ2の共振点よりも低く設定した例を示す)。尚、衝突判定に必要な周波数帯では、筐体の振動伝達の共振・減衰が無いことが必須条件であり、Gセンサの共振が始まる周波数以上では、Gセンサ2に入力される振動が、Gセンサ2の低周波数側の検知に影響しないレベルまで減衰していることが必須条件である。また、筐体の共振点はGセンサの共振点よりも低く設定されているため、筐体共振点付近の周波数帯では筐体の共振が生じても構わない。
【0019】
次に、衝突による衝突G振動入力からセンサ出力までの流れについて、図4乃至図6を参照しつつ説明する。衝突G振動は、図6(a)に示すように、低周波振動(太線で示す)に高周波振動(細線で示す)が重畳して構成されている。そして、車両を介してセンサ装置1に振動が伝達されると、図5に示すように、ダイナミックダンパ5の制振効果によって、Gセンサ2の共振点を含む高周波の振動が減衰され(共振ピークが低下し)、図6(b)に示すように、衝突判定に必要な低周波振動のみがGセンサ2に伝達される。そして、図6(c)に示すように、Gセンサ2にダイナミックレンジ内の低周波振動のみが伝達され、Gセンサ2から正しいG検出信号が出力される。これにより、エアバッグ制御装置では正しいG検出信号に基づいて正確に衝突状態を判定し、適切にエアバッグの展開制御を行うことができる。
【0020】
ここで、比較のため、従来のセンサ装置において振動伝達特性が不適当な場合を図6(d)に示す。図6(d)から明らかなように、高周波振動によりGセンサが共振し、特定周波数の振動が増幅されている。このため、Gセンサのダイナミックレンジを超えた振動が伝達されるため、正しいG検出信号を得ることができなかった。
【0021】
また、本実施形態は、図7に示すように、ダイナミックダンパの質量m0、バネ定数k0、ダンパc0と、Gセンサの質量M、Gセンサの筐体への取付けにおけるバネ定数K、ダンパCからなるモデルとして表すことができる。
【0022】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【0023】
例えば、前記実施形態では、本発明を加速度や振動を検出するための衝突検知センサ装置に適用した例を示したが、例えば、角速度を検出するためのロールオーバーセンサ、ロールレートセンサ、ヨーレートセンサ等に適用することも可能である。要するに、センシング部の物理的変位に応じて電気信号が出力される電子式センサと、その電子式センサが搭載される筐体とを備えたセンサ装置に本発明を適用することが可能である。
【0024】
また、前記実施形態ではダイナミックダンパ5をゴム板又は板バネにより構成したが、ダイナミックダンパの材質、形状等はこれらに限られることはなく、要するに、ダイナミックダンパとして機能させることが可能な部材(例えば、弾力性部材)であり、且つGセンサ2の共振点にチューニングされた部材を、Gセンサ2に取付ければよいのである。
【0025】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のセンサ装置によれば、センシング部の物理的変位に応じて電気信号が出力される電子式センサと、その電子式センサが搭載される筐体とを備えたセンサ装置において、前記電子式センサに、センシング部の共振点にチューニングされたダイナミックダンパを取付けられているので、共振の原因となる高周波振動が確実に減衰し、センサ装置は、共振の影響を受けることなく、衝突、振動、角速度等の正しい検出出力を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における衝突検知センサ装置を側方から視た状態を表す概略構成図である。
【図2】GセンサのG検出出力特性の一例を示すグラフである。
【図3】Gセンサ及び筐体における振動伝達率と振動周波数との関係を示すグラフである。
【図4】衝突G振動入力からセンサ出力までの流れを示す説明図である。
【図5】ダイナミックダンパの有無による筐体の振動伝達特性の変化を示すグラフである。
【図6】(a)は衝突Gの入力波形の一例を示すグラフを、(b)はダイナミックダンパの制振効果によって高周波振動が減衰した振動波形の一例を示すグラフを、(c)はGセンサに入力される振動波形の一例を示すグラフを、(d)は従来のセンサ装置において振動伝達特性が不適当であった場合のGセンサに伝達される振動波形の一例を示すグラフをそれぞれ示している。
【図7】Gセンサとダイナミックダンパとからなるモデルを表す説明図である。
【図8】従来技術における衝突検知センサ装置の一例を示す概略構成図である。
【図9】従来技術における衝突検知センサ装置の他の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1…衝突検知センサ装置(センサ装置)、2…Gセンサ(電子式センサ)、3…筐体、5…ダイナミックダンパ(弾力性部材)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor device equipped with an electronic sensor capable of detecting a collision, a vibration, an angular velocity, and the like by an electric signal output according to a physical displacement of a sensing unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to deploy an airbag at the time of a vehicle collision, a collision detection sensor device for detecting a collision or vibration is mounted on a front portion of the vehicle or the like. In a conventional collision detection sensor device, for example, as in a collision
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional structure of the collision
[0004]
It is also assumed that the resonance point of the sensing unit (not shown) of the
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sensor device that can reliably attenuate high-frequency vibrations that cause resonance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a sensor device according to
[0007]
Therefore, an electronic sensor that outputs an electric signal according to the physical displacement of the sensing unit has a resonance point in a high frequency band (for example, a frequency band of 1 kHz or more), but a dynamic damper tuned to the resonance point of the sensing unit. By being attached to the electronic sensor, the high-frequency vibration that causes resonance is reliably attenuated, and the sensor device can perform correct detection output such as collision, vibration, and angular velocity without being affected by resonance. .
[0008]
The sensor device according to
[0009]
Therefore, by attaching a plate-shaped or sheet-shaped elastic member to the electronic sensor, it is possible to reliably attenuate high-frequency vibrations that cause resonance with a very simple configuration.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a collision detection sensor device embodying the sensor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
First, a configuration of a collision detection sensor device (hereinafter, referred to as a sensor device) 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The connector terminal 4 is electrically connected to an airbag control device (not shown) through a conductor (not shown), and an output signal from the
[0015]
Further, a dynamic damper is attached to the surface of the
[0016]
Then, in the
[0017]
Next, the operation of each unit when a collision is detected in the
[0018]
The vibration input to the
[0019]
Next, the flow from the collision G vibration input due to the collision to the sensor output will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6A, the collision G vibration is configured by superimposing a high-frequency vibration (shown by a thin line) on a low-frequency vibration (shown by a thick line). When vibration is transmitted to the
[0020]
Here, for comparison, FIG. 6D shows a case where the vibration transmission characteristic is inappropriate in the conventional sensor device. As is clear from FIG. 6D, the G sensor resonates due to the high frequency vibration, and the vibration of the specific frequency is amplified. For this reason, a vibration exceeding the dynamic range of the G sensor is transmitted, and a correct G detection signal cannot be obtained.
[0021]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the mass m 0 of the dynamic damper, the spring constant k 0 , the damper c 0 , the mass M of the G sensor, the spring constant K in attaching the G sensor to the housing, It can be represented as a model consisting of the damper C.
[0022]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
[0023]
For example, in the above-described embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a collision detection sensor device for detecting acceleration or vibration. For example, a rollover sensor, a roll rate sensor, a yaw rate sensor, and the like for detecting angular velocity It is also possible to apply to. In short, the present invention can be applied to a sensor device including an electronic sensor that outputs an electric signal in accordance with a physical displacement of the sensing unit, and a housing on which the electronic sensor is mounted.
[0024]
In the above-described embodiment, the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the sensor device of the present invention, a sensor device including an electronic sensor that outputs an electric signal in accordance with a physical displacement of a sensing unit, and a housing in which the electronic sensor is mounted In the electronic sensor, a dynamic damper tuned to the resonance point of the sensing unit is attached to the electronic sensor, so that high-frequency vibration causing resonance is reliably attenuated, and the sensor device is not affected by resonance. , Correct detection output such as collision, vibration, and angular velocity can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a state in which a collision detection sensor device according to an embodiment of the present invention is viewed from a side.
FIG. 2 is a graph showing an example of a G detection output characteristic of a G sensor.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a vibration transmission rate and a vibration frequency in a G sensor and a housing.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a flow from a collision G vibration input to a sensor output.
FIG. 5 is a graph showing a change in vibration transmission characteristics of a housing depending on the presence or absence of a dynamic damper.
6A is a graph illustrating an example of an input waveform of a collision G, FIG. 6B is a graph illustrating an example of a vibration waveform in which high-frequency vibration is attenuated by a damping effect of a dynamic damper, and FIG. FIG. 4D is a graph illustrating an example of a vibration waveform input to the sensor, and FIG. 5D is a graph illustrating an example of a vibration waveform transmitted to the G sensor when the vibration transmission characteristic is inappropriate in the conventional sensor device. ing.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a model including a G sensor and a dynamic damper.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a collision detection sensor device according to the related art.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another example of the collision detection sensor device according to the related art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記電子式センサに、前記センシング部の共振点にチューニングされたダイナミックダンパを取付けたことを特徴とするセンサ装置。In a sensor device including an electronic sensor that outputs an electric signal according to a physical displacement of the sensing unit and a housing on which the electronic sensor is mounted,
A sensor device, wherein a dynamic damper tuned to a resonance point of the sensing unit is attached to the electronic sensor.
Priority Applications (5)
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JP2003025882A JP2004239618A (en) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | Sensor device |
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EP06017060A EP1720018A3 (en) | 2003-02-03 | 2004-01-27 | Ceramic package for mounting electronic components |
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JP2009186344A (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Denso Corp | Semiconductor dynamic quantity sensor device |
WO2018180484A1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-04 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Connector |
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2003
- 2003-02-03 JP JP2003025882A patent/JP2004239618A/en active Pending
Cited By (2)
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WO2018180484A1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-04 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Connector |
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