WO2007141088A1 - Sensoreinrichtung, insbesondere sensormatte für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Sensoreinrichtung, insbesondere sensormatte für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2007141088A1
WO2007141088A1 PCT/EP2007/053903 EP2007053903W WO2007141088A1 WO 2007141088 A1 WO2007141088 A1 WO 2007141088A1 EP 2007053903 W EP2007053903 W EP 2007053903W WO 2007141088 A1 WO2007141088 A1 WO 2007141088A1
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WO
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carrier
sensor
sensor device
lsi
diagnostic means
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PCT/EP2007/053903
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Erwin Hetzenecker
Michael Krempl
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Continental Automotive Gmbh
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2829—Testing of circuits in sensor or actuator systems
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    • B60N2210/10—Field detection presence sensors
    • B60N2210/12—Capacitive; Electric field

Definitions

  • Sensor device in particular sensor mat for a power ⁇ vehicle
  • the invention relates to a sensor device with a sensor which is formed from a number of electrically coupled sensor elements connected via conductor tracks, wherein the sensor is arranged on or in a flexible carrier, and with a diagnostic means for checking the function of the sensor which is connected to the sensor (2) is electrically coupled.
  • a generic sensor device is known, for example, from EP 0 895 091 A2.
  • the problem with such sensor devices is the fact that forces acting on the flexible support, so on the electrical functional elements (sensor elements and / or Leiterbah ⁇ nen) can transmit that they are damaged or even destroyed. This is especially critical when Do not damage only elements of the sensor, but also provided for checking the function of the sensor diagnostic means ⁇ is damaged.
  • the diagnostic agent is arranged on or in a section of the carrier ⁇ , wherein the portion of the carrier of the remaining Carrier is mechanically largely decoupled.
  • the transmission of forces acting on the sensor receiving carrier can be reduced.
  • the risk of damage or destruction of the diagnostic agent is reduced or excluded. As a result, thus increases the functionality of the sensor device according to the invention.
  • the mechanical decoupling of the portion of the carrier may, according to one embodiment, be provided by a tongue-shaped branch from the carrier.
  • the portion of the carrier and the carrier are connected via a connecting web, wherein the connecting web has a clotting ⁇ gere width than the section.
  • the connecting web can in this case have any shape, ie it can connect the section and the carrier in a straight line or meander shape or in any other way.
  • a mechanical decoupling according to another variant he ⁇ is given by a the portion of the carrier on which the diagnostic agent is arranged, surrounding recess in the carrier.
  • This variant has the advantage that the shape of the wearer walks in the previously known form is not till ⁇ need be.
  • the decoupling takes place in a conventional sensor device then eg by a subsequently carried out punching, which is keptstal ⁇ tet such that a mechanical and electrical connection of the diagnostic agent-carrying portion and the carrier are still ensured.
  • punching is made of the diagnostic agent-carrying portion and the carrier are still ensured.
  • At least one connecting web connecting the carrier and the portion of the carrier is provided in the recess. At least one of the connecting bridges is provided in another embodiment with the conductor track.
  • connection webs may further be provided at least a pair of connecting webs in the recess, wherein the connecting webs of a pair of connecting webs are arranged on opposite sides of the section. This results in a greatest possible stability ⁇ at a maximum mechanical Entkopp ⁇ development of the exposed portion of the carrier. It can be provided that a pair of connecting webs is used exclusively for the mechanical support of the portion of the carrier to the carrier. Furthermore, it can be provided that a pair of connecting webs enables the necessary electrical supply lines to the diagnostic agent.
  • the diagnostic means occupy the portion of the carrier at least partially. This allows degrees of freedom in the design of it ⁇ inventive sensor device. So it is for example also conceivable to diagnose a plurality of elements of a diagnostic agent to a common portion of the support arrange ⁇ , wherein at least a portion of the Ü by the portion berdeckten area occupied by the diagnostic elements.
  • the diagnostic agent and the sensor are advantageously formed on a layered carrier.
  • the carrier preferably has at least a 4-layer structure consisting of egg ⁇ ner polyimide (PI) carrier sheet, an adhesive layer (for example, an adhesive), a functional layer, which receives the conductor tracks and the diagnostic agent, and a tion layer for protecting the radio ⁇ applied more Polyimide cover layer.
  • PI egg ⁇ ner polyimide
  • the support layer and the cap layer may be formed as a film out ⁇ .
  • the sensor elements of the sensor are in particular by resisting ⁇ stands each having variable resistance value is formed, the conductor tracks columns and j rows in a matrix with i Tracks are interconnected, each resistor having a first end coupled to one of the column traces and a second end to one of the row traces.
  • the diagnostic agent is advantageously formed of a number of terminal resistors, each having a fixed resistance value ge ⁇ , each of the terminal resistors with a ten ers ⁇ end with one of the column conductors or with one of the row conductors and a second end with another line interconnect or coupled to another column trace.
  • At least one of the terminating resistors is assigned a section of the carrier.
  • FIG. 1 is a plan view of a detail of a sensor device according to the invention according to a first
  • FIG. 2a is a plan view of a detail of the inventions ⁇ to the invention sensor device according to a second embodiment
  • Fig. 2b shows a section through the sensor device in Fig. 2A along the line AA
  • Fig. 2c is a section through the sensor device in Fig. 2A along the line BB
  • Fig. 3 is an electrical equivalent circuit diagram of the Sensorein ⁇ direction.
  • the Functional principle of a sensor device 1 according to the invention is best shown in FIG. 3, in which an electrical equivalent circuit diagram is shown.
  • each sensor element Sij is coupled to a first end with a column conductor LSi and with a second end to a row conductor LZj.
  • ⁇ emplarisch i 4 arranged in parallel and top to bottom extending conductor tracks LSI, LS2, LS3 and LS4.
  • Crossing by way of example j 4 line tracks LZ1, LZ2, LZ3 and LZ4 are also recognizable.
  • the indexing of the sensor elements Sij refers to how readily it ⁇ is recognizable, i-th column and the j-th row.
  • the pa ⁇ rallele arrangement of column wirings LSi and the column Leterbahnen LZJ is merely selected to illustrate the e- lektrischen interconnection. In practice, a different implementation may be chosen.
  • the number of row and / or column traces is by no means limited to 4: more or less row and / or column conductors may be used as needed.
  • the sensor elements are formed as variable resistors Sij from ⁇ that change their resistance as a function of a force being exerted thereon.
  • the sensor device 1 is disposed on a not visible in FIG. 3, support 4, which for example, is installed on the seat surface of a seat in egg ⁇ nem motor vehicle. Due to a Kraftbean ⁇ stress results from a sitting on the seat occupant or a child seat results in a resistance change of the JE the same sensor elements Sij. Based on a characteristic resistance pattern of all sensor elements Sij can be determined, for example, by (also not shown) evaluation, whether an occupant is on the seat and which weight class this can be assigned. The information obtained here can be used, for example, to control an occupant protection system.
  • the diagnostic agent is formed by a number of diagnostic elements SAi and SBj.
  • the diagnostic elements SAi and SB j make so-called. Terminating resistors, each with a fixed counter ⁇ was worth. These are also known under the term end-of-line resistors (EOL).
  • EOL end-of-line resistors
  • the diagnostic elements SAi are interconnected between the column interconnects LSi and a further row interconnect LZ.
  • the diagnostic elements SBj are interconnected between a respective row interconnect LZi and another column interconnect LS.
  • the interruption can be made in one or more of the row printed conductors LZi and / or the
  • Fig. 1 shows a plan view of a section of a ⁇ he inventive sensor device. Shown is a section of a carrier 4, on or in which conductor tracks 16 are arranged on ⁇ .
  • the carrier 4 has a tongue-shaped portion 5, which is connected via a connecting web 6 with the Trä ⁇ ger 4.
  • a Diagnoseele ⁇ ment SAi or SBj is illustrated on the section 5 .
  • the diagnostic element SAi or SBj is, as already explained, formed by a resistor 19 with a fixed resistance, which may be in the form of, embedded in a pasty mass graphite.
  • the resistor 19 is electrically connected to the conductor 16 via electrodes 17, 18.
  • the resistor 19 can be arranged in a region which is located outside the force-stressed surface of the carrier 4.
  • the section 5 has a substantially rectangular shape. This is just an example.
  • the edge design of section 5 can in principle be arbitrary, e.g. oval or round or the like. be.
  • the sensor elements Sij described in connection with FIG. 3 are usually arranged on or in the elongate carrier 4. These have been omitted in the figure for the sake of simplicity. Contrary to the drawing, a plurality of parallel conductor tracks may be arranged on the carrier 4. It is also conceivable, the only one in Fig. 3, Section 5 DAR provided having thereon the diagnostic element ⁇ SAi or SBj both sides of the carrier 4 Anlagenord ⁇ NEN. It is also within the scope of the present invention to arrange a plurality of such sections 5 on one or both sides of the elongated carrier 4.
  • the diagnostic element SAi or SBj which in turn is designed as a resistor 19, is arranged inside the carrier 4, but is separated from the recess 7 surrounding the resistor 19.
  • the diagnostic element SAi or SBj is bond bridges over Ver ⁇ 12, 13, 14, 15 mechanically connected to the rest of the base. 4 Via the connecting webs 14 and 15, which are arranged on opposite sides of the diagnostic element SAi and SBj, further portions of the conductor track 16 are formed in order to ensure electrical contacting of the resist ⁇ states 19 via the electrodes 17 and 18.
  • the carrier 4 is formed, for example, from a carrier layer 8, an adhesion layer 9 located thereon, a functional layer 10 arranged thereon, and a covering layer 11 covering the functional layer 10.
  • the carrier 4 may also have a different number of layers with different functionalities from this example exhibit.
  • the PCB tracks are ⁇ nen 16 and formed the diagnostic elements SAi and SBj.
  • the conductor tracks 16 are applied, for example, by means of a screen printing method from a Silberleitpaste.
  • the application of the resistor 19 by means of a screen ⁇ printing process is possible.
  • the resistance 19 can, as already explained, consist of graphite, which is introduced into a pasty mass.
  • the sensor elements Si j are e.g. formed by on the carrier layer 8 and the cover layer 11 applied electrically conductive regions, wherein the adhesive layer 9 is recessed in this area. When subjected to force, the conductive regions come into contact with each other, which results in a resistance change.
  • FIG. 2b shows a section through the connecting webs 14 and 15, which serve for the mechanical retention of the carrier section in the recess 7 and for the electrical contacting of the resistor 19.
  • Fig. 2c is a section is shown, which illustrates the arrangement of the connecting web 13 for exclusively mechanical support of the support portion for the resistor 19. Is not difficult to see that the connecting web 13 has no function layer, but only of the carrier layer ⁇ , the adhesive layer and the cover layer is formed. 11

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung (1) mit einem Sensor (2), der aus einer Anzahl an elektrisch gekoppelten Sensorelementen (Si j) gebildet ist, die über Leiterbahnen (16; LSi, LZj) miteinander verbundenen sind, wobei der Sensor (2) auf oder in einem flexiblen Träger (4) angeordnet ist, und mit einem mit dem Sensor (2) elektrisch gekoppelten Diagnosemittel (3) zur Überprüfung der Funktion des Sensors (2). Das Diagnosemittel (3) ist auf oder in einem Abschnitt (5) des Trägers angeordnet, wobei der Abschnitt (5) des Trägers von dem restlichen Träger (4) mechanisch entkoppelt ist.

Description

Beschreibung
Sensoreinrichtung, insbesondere Sensormatte für ein Kraft¬ fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung mit einem Sensor, der aus einer Anzahl an über Leiterbahnen verbundenen elektrisch gekoppelten Sensorelementen gebildet ist, wobei der Sensor auf oder in einem flexiblen Träger angeordnet ist, und mit einem Diagnosemittel zur Überprüfung der Funktion des Sensors, das mit dem Sensor (2) elektrisch gekoppelt ist.
Eine gattungsgemäße Sensoreinrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 895 091 A2 bekannt. Problematisch bei derartigen Sensoreinrichtungen ist die Tatsache, dass sich Kräfte, die auf den flexiblen Träger einwirken, derart auf die elektrischen Funktionselemente (Sensorelemente und/oder Leiterbah¬ nen) übertragen können, dass diese beschädigt oder sogar zerstört werden. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn nicht nur Elemente des Sensors, sondern auch das zur Überprüfung der Funktion des Sensors vorgesehene Diagnosemittel beschä¬ digt wird.
Als einwirkende Kräfte kommen insbesondere bei einer Sensor- sitzmatte auf der Sitzfläche eines Kraftfahrzeugsitzes als
Sensor im Allgemeinen die Gewichtskraft durch den aufsitzenden Fahrgast oder Fahrer in Betracht, aber auch einbaubedingte Verspannungen, die sich gleichermaßen auf das Sensorsignal auswirken können.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoreinrichtung der oben beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass die Gefahr einer Beschädigung des Diagnosemittels verringert ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist deshalb das Diagnosemittel auf oder in einem Abschnitt des Trägers ange¬ ordnet, wobei der Abschnitt des Trägers von dem restlichen Träger mechanisch weitgehend entkoppelt ist. Damit kann die Übertragung von Kräften, die auf den, den Sensor aufnehmenden, Träger einwirken, verringert werden. Insbesondere ist es möglich, den das Diagnosemittel aufweisenden Abschnitt des Trägers in einen Bereich zu verlegen, welcher den typischen Belastungen nicht ausgesetzt ist. Damit wird die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung des Diagnosemittels verringert bzw. ausgeschlossen. Im Ergebnis erhöht sich damit die Funktionstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.
Die mechanische Entkopplung des Abschnitts des Trägers kann gemäß einer Ausführungsform durch einen zungenförmigen Abzweig von dem Träger bereitgestellt werden. Zweckmäßigerweise sind der Abschnitt des Trägers und der Träger über einen Ver- bindungssteg verbunden, wobei der Verbindungssteg eine gerin¬ gere Breite als der Abschnitt aufweist. Der Verbindungssteg kann hierbei eine beliebige Form aufweisen, d.h. er kann den Abschnitt und den Träger geradlinig oder mäanderförmig oder auf beliebige andere Weise verbinden.
Eine mechanische Entkopplung gemäß einer anderen Variante er¬ gibt sich durch eine den Abschnitt des Trägers, auf dem das Diagnosemittel angeordnet ist, umgebende Aussparung in dem Träger. Diese Variante bringt den Vorteil mit sich, dass die Gestalt des Trägers in der bislang bekannten Form nicht abge¬ wandelt zu werden braucht. Die Entkopplung erfolgt bei einer herkömmlichen Sensoreinrichtung dann z.B. durch eine nachträglich durchgeführte Ausstanzung, welche derart ausgestal¬ tet ist, dass eine mechanische und elektrische Anbindung des das Diagnosemittel tragenden Abschnitts und des Trägers noch sichergestellt sind. Zur Erzeugung der Ausstanzung kann jedes beliebige Materialabtragungs- bzw. entfernungsverfahren ver¬ wendet werden.
Zweckmäßigerweise ist in der Aussparung zumindest ein den Träger und den Abschnitt des Trägers verbindender Verbindungssteg vorgesehen. Zumindest einer der Verbindungsstege ist in einer anderen Ausführungsform mit der Leiterbahn versehen .
Es kann ferner zumindest ein Paar an Verbindungsstegen in der Aussparung vorgesehen sein, wobei die Verbindungsstege eines Paares an Verbindungsstegen an gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine größt¬ mögliche Stabilität bei einer maximalen mechanischen Entkopp¬ lung des freigelegten Abschnitts von dem Träger. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Paar an Verbindungsstegen ausschließlich zur mechanischen Halterung des Abschnitts des Trägers an dem Träger dient. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Paar an Verbindungsstegen die erforderlichen elektrischen Zuleitungen zu dem Diagnosemittel ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Diagnosemittel den Abschnitt des Trägers zumindest teilweise einnimmt. Dies ermöglicht Freiheitsgrade beim Design der er¬ findungsgemäßen Sensoreinrichtung. So ist es beispielsweise auch denkbar, eine Mehrzahl an Diagnoseelementen eines Diagnosemittels auf einem gemeinsamen Abschnitt des Trägers anzu¬ ordnen, wobei zumindest ein Teil der durch den Abschnitt ü- berdeckten Fläche durch die Diagnoseelemente eingenommen wird.
Das Diagnosemittel und der Sensor sind vorteilhafter Weise auf einem schichtförmigen Träger ausgebildet. Der Träger weist bevorzugt zumindest einen 4-schichtigen Aufbau aus ei¬ ner Polyimid (PI) -Trägerschicht , einer Haftschicht (z.B. ein Kleber), einer Funktionsschicht, welche die Leiterbahnen und das Diagnosemittel aufnimmt, sowie eine zum Schutz der Funk¬ tionsschicht aufgebrachte weitere Polyimid-Abdeckschicht . Die Trägerschicht und die Abdeckschicht können als Folie ausge¬ bildet sein.
Die Sensorelemente des Sensors sind insbesondere durch Wider¬ stände mit jeweils veränderlichem Widerstandswert gebildet, die in einer Matrix mit i Spalten-Leiterbahnen und j Zeilen- Leiterbahnen miteinander verschalten sind, wobei jeder Widerstand mit einem ersten Ende mit einer der Spalten- Leiterbahnen und mit einem zweiten Ende mit einer der Zeilen- Leiterbahnen gekoppelt ist.
Das Diagnosemittel ist zweckmäßigerweise aus einer Anzahl an Abschluss-Widerständen mit jeweils festem Widerstandswert ge¬ bildet, wobei jeder der Abschluss-Widerstände mit einem ers¬ ten Ende mit einer der Spalten-Leiterbahnen oder mit einer der Zeilen-Leiterbahnen und mit einem zweiten Ende mit einer weiteren Zeilen-Leiterbahn oder mit einer weiteren Spalten- Leiterbahn gekoppelt ist.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass zumindest einem der Ab- schluss-Widerstände ein Abschnitt des Trägers zugeordnet ist.
Mit der Erfindung ist es gelungen, eine zumindest weitgehende mechanische Entkopplung des Diagnosemittels von dem Träger, auf welchem der Sensor ausgebildet ist, bereitzustellen. Durch diese mechanische Entkopplung wird die Belastung und damit die Gefahr einer Beschädigung des Diagnosemittels zu¬ mindest verringert oder sogar ausgeschlossen. Insgesamt ist damit eine erhöhte Zuverlässigkeit der Sensoreinrichtung ge¬ geben .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer erfin- dungsgemäßen Sensoreinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2a eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der erfin¬ dungsgemäßen Sensoreinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2b einen Schnitt durch die Sensoreinrichtung in Fig. 2A längs der Linie A-A, Fig. 2c einen Schnitt durch die Sensoreinrichtung in Fig. 2A längs der Linie B-B, und
Fig. 3 ein elektrisches Ersatzschaltbild der Sensorein¬ richtung.
Das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 1 geht am besten aus der Fig. 3 hervor, in welcher ein elektrisches Ersatzschaltbild dargestellt ist. Die Sensorein¬ richtung 1 umfasst einen Sensor 2 mit einer Vielzahl an Sensorelementen Si j, wobei hier i,j=l,2,3,4 ist, welche in Form einer Matrix miteinander verschaltet sind. Hierzu ist jeweils jedes Sensorelement Sij mit einem ersten Ende mit einer Spal- ten-Leiterbahn LSi und mit einem zweiten Ende mit einer Zeilen-Leiterbahn LZj gekoppelt. Im Ausführungsbeispiel sind ex¬ emplarisch i = 4 parallel angeordnete und von oben nach unten verlaufende Leiterbahnen LSl, LS2, LS3 und LS4 dargestellt. Dazu kreuzend sind ebenfalls exemplarisch j = 4 Zeilen- Leiterbahnen LZl, LZ2, LZ3 und LZ4 erkennbar. Die Indizierung der Sensorelemente Sij bezieht sich, wie ohne Weiteres er¬ kennbar ist, auf die i-te Spalte und die j-te Zeile. Die pa¬ rallele Anordnung der Spalten-Leiterbahnen LSi und der Spal- ten-Leterbahnen LZj ist lediglich zur Verdeutlichung der e- lektrischen Verschaltung gewählt. In der Praxis kann eine davon abweichende Realisierung gewählt sein. Ebenso ist die Zahl der Zeilen- und/oder Spalten-Leiterbahnen keinesfalls auf 4 beschränkt: Es können je nach Bedarf mehr oder weniger Zeilen- und/oder Spaltenleiter zum Einsatz kommen.
Die Sensorelemente Sij sind als veränderbare Widerstände aus¬ gebildet, die ihren Widerstandswert in Abhängigkeit einer auf sie einwirkenden Kraft verändern. Die Sensoreinrichtung 1 ist auf einem in Fig. 3 nicht erkennbaren Träger 4 angeordnet, welcher beispielsweise an der Sitzfläche eines Sitzes in ei¬ nem Kraftfahrzeug eingebaut wird. Aufgrund einer Kraftbean¬ spruchung durch einen auf dem Sitz befindlichen Insassen oder einen Kindersitz ergibt sich eine Widerstandsänderung der je- weiligen Sensorelemente Sij. Anhand eines charakteristischen Widerstands-Musters sämtlicher Sensorelemente Sij kann z.B. durch eine (ebenfalls nicht dargestellte) Auswerteeinrichtung ermittelt werden, ob sich ein Insasse auf dem Sitz befindet und welcher Gewichtsklasse dieser zuordenbar ist. Die hierbei gewonnenen Informationen können beispielsweise zur Steuerung eines Insassenschutzsystems verwendet werden.
Aufgrund der mechanischen Beanspruchung der Sensoreinrich- tung 1 kann es zu Leiterbahnbrüchen der Spalten-Leiterbahnen LSi und/oder der Zeilen-Leiterbahnen LZj oder zu Beschädigungen der Sensorelemente Sij kommen. Da diese die Funktionsfä¬ higkeit der Sensoreinrichtung beeinträchtigen, umfasst die Sensoreinrichtung 1 ferner ein Diagnosemittel 3. Das Diagno- semittel ist durch eine Anzahl an Diagnoseelementen SAi und SBj ausgebildet. Die Diagnoseelemente SAi und SBj stellen sog. Abschluss-Widerstände mit einem jeweils festen Wider¬ standswert dar. Diese sind auch unter dem Begriff End-of- Line-Widerstände (EoL) bekannt. Wie aus der Figur 3 ohne Wei- teres hervorgeht, sind die Diagnoseelemente SAi zwischen den Spalten-Leiterbahnen LSi und einer weiteren Zeilen-Leiterbahn LZ verschalten. In entsprechender Weise sind die Diagnoseelemente SBj zwischen einer jeweiligen Zeilen-Leiterbahn LZi und einer weiteren Spalten-Leiterbahn LS verschalten. Im Ausfüh- rungsbeispiel gilt i = j = 4, wobei wiederum auch eine andere Zahl gewählt werden kann, analog zu den obigen Erläuterungen.
Durch Überwachung der an den jeweiligen Diagnoseelementen SAi und SBj abfallenden Spannungen kann die Unterbrechung in ei- ner oder mehrere der Zeilen-Leiterbahnen LZi und/oder der
Spalten-Leiterbahnen LSi erkannt werden. Die dazu notwendige Überwachungsschaltung ist nicht dargestellt, da diese für ei¬ nen Fachmann selbstverständlich ist.
In herkömmlichen Sensoreinrichtungen 1 ist es nicht ausgeschlossen, dass auch die Diagnoseelemente SAi, SBj aufgrund einer mechanischen Beanspruchung zerstört werden. Bei der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 1 ist diese Gefahr dadurch reduziert, dass die Diagnoseelemente SAi, SAj auf oder in ei¬ nem von dem Träger mechanisch entkoppelten Abschnitt des Trägers angeordnet sind. In den Figuren 1 und 2 werden zwei Aus¬ führungsbeispiele gezeigt, welche eine solche mechanische Entkopplung der Diagnoseelemente des Diagnosemittels erlau¬ ben .
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer er¬ findungsgemäßen Sensoreinrichtung. Dargestellt ist ein Ab- schnitt eines Trägers 4, auf bzw. in dem Leiterbahnen 16 an¬ geordnet sind. Der Träger 4 weist einen zungenförmigen Abschnitt 5 auf, der über einen Verbindungssteg 6 mit dem Trä¬ ger 4 verbunden ist. Auf dem Abschnitt 5 ist ein Diagnoseele¬ ment SAi bzw. SBj dargestellt. Das Diagnoseelement SAi bzw. SBj ist, wie bereits erläutert, durch einen Widerstand 19 mit festem Widerstandswert gebildet, welcher in Form von, in eine pastöse Masse eingebetteten Graphit ausgebildet sein kann. Der Widerstand 19 ist über Elektroden 17, 18 mit der Leiterbahn 16 elektrisch verbunden.
Durch eine geeignete Ausgestaltung des Verbindungsstegs 6 kann der Widerstand 19 in einem Bereich angeordnet werden, der außerhalb der Kraft-beanspruchten Fläche des Trägers 4 gelegen ist. In der Ausgestaltung weist der Abschnitt 5 eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt auf. Dies ist lediglich exemplarisch. Die Randgestaltung des Abschnitts 5 kann prinzipiell beliebig, z.B. oval oder rund oder dgl . sein.
Eine auf den länglich ausgebildeten Träger 4 wirkende Kraft, die z.B. durch den vorher beschriebenen Insassen erzeugt wird, wird damit nicht unmittelbar auf den Abschnitt 5 des Trägers übertragen. Damit ist die Gefahr einer Zerstörung des Abschluss-Widerstands 19 verringert.
Die in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Sensorelemente Sij sind üblicherweise auf oder in dem länglich ausgebildeten Träger 4 angeordnet. Diese wurden der Einfachheit halber in der Figur weggelassen. Entgegen der zeichnerischen Darstellung kann eine Mehrzahl an parallel verlaufenden Leiterbahnen auf dem Träger 4 angeordnet sein. Es ist ferner denkbar, den einzigen in Fig. 3 dar- gestellten Abschnitt 5 mit dem darauf befindlichen Diagnose¬ element SAi bzw. SBj auch beidseitig des Trägers 4 anzuord¬ nen. Es liegt ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung, eine Mehrzahl derartiger Abschnitte 5 auf einer oder beider Seiten des länglich gestalteten Trägers 4 anzuordnen.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer möglichen mechanischen Entkopplung eines Abschnitts von dem Träger 4, auf welchem die Sensoreinrichtung 1 angeordnet ist. Hierbei ist ebenfalls lediglich derjenige Ausschnitt dargestellt, welcher ein Diagnoseelement SAi bzw. SBj umfasst.
Das wiederum als Widerstand 19 ausgebildete Diagnoseelement SAi bzw. SBj ist innerhalb des Trägers 4 angeordnet, jedoch von einer, den Widerstand 19 umgebenden Aussparung 7 von die- sem getrennt. Das Diagnoseelement SAi bzw. SBj ist über Ver¬ bindungsstege 12, 13, 14, 15 mechanisch mit dem übrigen Träger 4 verbunden. Über die Verbindungsstege 14 und 15, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Diagnoseelements SAi bzw. SBj angeordnet sind, sind ferner Abschnitte der Leiterbahn 16 ausgebildet, um eine elektrische Kontaktierung des Wider¬ stands 19 über die Elektroden 17 und 18 sicherzustellen. Die Verbindungsstege 12, 13 übernehmen hingegen eine rein mecha¬ nische Haltefunktion.
In den Figuren 2b und 2c ist jeweils ein Schnitt längs der
Linien A-A bzw. B-B dargestellt. Aus diesen Querschnittsdarstellungen wird zunächst der schichtförmige Aufbau des Trä¬ gers 4 ersichtlich. Der Träger 4 ist beispielhaft aus einer Trägerschicht 8, einer darauf befindlichen Haftschicht 9, ei- ner auf dieser angeordneten Funktionsschicht 10 und einer die Funktionsschicht 10 bedeckenden Abdeckschicht 11 gebildet. Der Träger 4 kann auch eine von diesem Beispiel abweichende Anzahl an Schichten mit unterschiedlichen Funktionalitäten aufweisen. In der Funktionsschicht 10 sind die Leiterbah¬ nen 16 sowie die Diagnoseelemente SAi und SBj ausgebildet. Die Leiterbahnen 16 werden beispielsweise mittels eines Sieb¬ druckverfahrens aus einer Silberleitpaste aufgebracht. Ebenso ist das Aufbringen des Widerstands 19 mittels eines Sieb¬ druckverfahrens möglich. Der Widerstand 19 kann, wie bereits erläutert, aus Graphit bestehen, das in eine pastöse Masse eingebracht ist.
Die Sensorelemente Si j sind z.B. durch auf der Trägerschicht 8 und der Abdeckschicht 11 aufgebrachte elektrisch leitende Bereiche gebildet, wobei die Haftschicht 9 in diesem Bereich ausgespart ist. Bei Kraftbeanspruchung gelangen die leitenden Bereiche in Kontakt zueinander, wodurch sich eine Wider- Standsänderung ergibt.
Die Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2b zeigt einen Schnitt durch die Verbindungsstege 14 und 15, welche zur mechanischen Halterung des Trägerabschnitts in der Aussparung 7 und zur elektrischen Kontaktierung des Widerstands 19 dienen.
In Fig. 2c ist ein Schnitt dargestellt, welcher die Anordnung des Verbindungsstegs 13 zur ausschließlich mechanischen Halterung des Trägerabschnitts für den Widerstand 19 darstellt. Unschwer zu erkennen ist, dass der Verbindungssteg 13 keine Funktionsschicht aufweist, sondern lediglich aus der Träger¬ schicht, der Haftschicht und der Abdeckschicht 11 gebildet ist .

Claims

Patentansprüche
1. Sensoreinrichtung (1) mit einem Sensor (2), der aus einer Anzahl an über Leiterbahnen (16; LSi, LZj) verbundenen elekt- risch gekoppelten Sensorelementen (Sij) gebildet ist, wobei der Sensor (2) auf oder in einem flexiblen Träger (4) angeordnet ist, und mit einem Diagnosemittel (3) zur Überprüfung der Funktion des Sensors (2), das mit dem Sensor (2) elektrisch gekoppelt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Diagnosemittel (3) auf oder in einem Abschnitt (5) des Trägers ausgebildet ist und der Abschnitt (5) des Trägers von dem restlichen Träger (4) mechanisch entkoppelt ist.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mechanische Entkopplung des Abschnitts (5) des Trägers (4) durch einen zungenförmigen Abzweig von dem Träger (4) bereit gestellt ist.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abschnitt (5) des Trägers (4) und der Träger (4) über ei¬ nen Verbindungssteg (6) verbunden sind, wobei der Verbin- dungssteg (6) eine geringere Breite als der Abschnitt (5) aufweist .
4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mechanische Entkopplung durch eine Aussparung (7) in dem Träger (4) bereit gestellt ist, die den Abschnitt (5) des Trägers (4), auf dem das Diagnosemittel (3) angeordnet ist, umgibt .
5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Aussparung (7) zumindest ein den Träger (4) und den Abschnitt (5) des Trägers (4) verbindender Verbindungssteg (12, 13, 14, 15) vorgesehen ist.
6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest einer der Verbindungsstege (12, 13, 14, 15) mit der
Leiterbahn (16) versehen ist.
7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest ein Paar an Verbindungsstegen (12, 13, 14, 15) in der Aussparung (7) vorgesehen ist, wobei die Verbindungsstege (12, 13, 14, 15) eines Paares an Verbindungsstegen (12, 13, 14, 15) an gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts (5) angeordnet sind.
8. Sensoreinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Paar an Verbindungsstegen (12, 13, 14, 15) ausschließlich zur mechanischen Halterung des Abschnitts (5) des Trägers (4) an dem Träger (4) dient.
9. Sensoreinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Diagnosemittel (3) den Abschnitt (5) des Trägers (4) zu¬ mindest teilweise einnimmt.
10. Sensoreinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sensorelemente (Sij) des Sensors (2) durch Widerstände mit jeweils veränderlichem Widerstandswert gebildet sind, die in einer Matrix mit i Spalten-Leiterbahnen (LSi) und j Zeilen-Leiterbahnen (LZj) miteinander verschalten sind, wobei jeder Widerstand mit einem ersten Ende mit einer der Spalten- Leiterbahnen (LSi) und mit einem zweiten Ende mit einer der Zeilen-Leiterbahnen (LZj) gekoppelt ist.
11. Sensoreinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Diagnosemittel (3) aus einer Anzahl an Abschluss¬ widerständen (SAi, SBj) mit jeweils festem Widerstandswert gebildet ist, wobei jeder der Abschluss-Widerstände (SAi,
SBj) mit einem ersten Ende mit einer der Spalten-Leiterbahnen (LSi) oder mit einer der Zeilen-Leiterbahnen (LZj) und mit einem zweiten Ende mit einer weiteren Zeilen-Leiterbahn (LZ) oder mit einer weiteren Spalten-Leiterbahn (LS) gekoppelt ist.
12. Sensoreinrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest einem der Abschluss-Widerstände (SAi, SBj) ein Ab- schnitt (5) des Trägers (4) zugeordnet ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0895091A2 (de) * 1997-07-30 1999-02-03 I.E.E. International Electronics & Engineering S.à.r.l. Verfahren und Schaltkreis zur Integritätsüberwachung von Leitern in einer Anordnung von Schaltungselementen in einer Matrix
US6109117A (en) * 1996-12-19 2000-08-29 Automotive Systems Laboratory, Inc. Seat weight sensor
EP1492136A1 (de) * 2003-06-23 2004-12-29 IEE International Electronics & Engineering S.A.R.L. Drucksensor in Folienbauweise
US6853306B1 (en) * 1999-03-09 2005-02-08 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for measuring the resistance of resistors in a pressure-sensitive resistor mat
US20050138784A1 (en) * 2003-12-30 2005-06-30 Nathan John F. Method of testing a sensor array incorporated into a vehicle seat

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3932815B2 (ja) * 2001-03-09 2007-06-20 株式会社デンソー センサ回路網の異常検出方法
DE10223218B4 (de) * 2001-07-02 2010-04-08 Continental Automotive Gmbh Einrichtung und Verfahren zur Sitzbelegungserkennung in einem Kraftfahrzeug
WO2003069293A1 (de) * 2002-02-14 2003-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur bestimmung des elektrischen widerstands einer elektrischen zuleitung zu sensorelementen sowie sensoranordnung
EP1786003A1 (de) * 2005-11-15 2007-05-16 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. Widerstandsverbindung für eine folienartige Sensorschaltung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6109117A (en) * 1996-12-19 2000-08-29 Automotive Systems Laboratory, Inc. Seat weight sensor
EP0895091A2 (de) * 1997-07-30 1999-02-03 I.E.E. International Electronics & Engineering S.à.r.l. Verfahren und Schaltkreis zur Integritätsüberwachung von Leitern in einer Anordnung von Schaltungselementen in einer Matrix
US6853306B1 (en) * 1999-03-09 2005-02-08 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for measuring the resistance of resistors in a pressure-sensitive resistor mat
EP1492136A1 (de) * 2003-06-23 2004-12-29 IEE International Electronics & Engineering S.A.R.L. Drucksensor in Folienbauweise
US20050138784A1 (en) * 2003-12-30 2005-06-30 Nathan John F. Method of testing a sensor array incorporated into a vehicle seat

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