DE4308353C1 - Sensor, which can be mounted on a vehicle, for detecting a mechanical change in shape - Google Patents
Sensor, which can be mounted on a vehicle, for detecting a mechanical change in shapeInfo
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Abstract
Description
An einem Fahrzeug anzubringender Sensor zur Erkennung einer mechanischen Formveränderung.Sensor to be attached to a vehicle for detection a mechanical change in shape.
Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspru
ches 1 definierten, an einem Fahrzeug anzubringenden Sensor
aus, der für sich vorbekannt ist, vgl.
- DE-OS-22 12 190.The invention is based on the defined in the preamble of claim 1, attached to a vehicle sensor, which is known per se, cf.
- DE-OS-22 12 190.
Dieser Sensor kann sich bei einem Unfall - z. B. durch Stau chen und/oder Biegen - verformen. Er wird gebildet durch eine lange Kontaktleiste aus elastischem Material mit einem insbesondere messerartigen stabförmigen Kontakt, der bei einem Unfall das Material durchschneidet und eine elektrische Verbindung zu einem langen Gegenkontakt herstellt.In the event of an accident - e.g. B. by traffic jam and / or bending - deforming. It is formed by a long contact strip made of elastic material with a in particular knife-like rod-shaped contact that at an accident cuts the material and an electrical one Connects to a long counter contact.
Ein ähnlicher, für einen Roboter bestimmter Sensor ist durch
die
- EP 0 229 601 A1
vorbekannt. Es handelt sich hier um eine sehr lange Kontakt
leiste, bei der durch eine Widerstandsmessung der Ort, an dem
die Leiste gedrückt wird, bestimmt wird.A similar sensor intended for a robot is given by the
- EP 0 229 601 A1
previously known. It is a very long contact strip, in which the location at which the strip is pressed is determined by measuring the resistance.
Ein nach einem kapazitivem Konzept arbeitender Sensor für Kfz
ist durch die
- DE 37 29 021 A1
vorbekannt. Mit ihm läßt sich insbesondere die Tiefe und die
Verformungsgeschwindigkeit einer Beule - z. B. in der Seiten
türe des Kfz - messen. Ein ähnlicher kapazitiv arbeitender
Drucksensor, der vor allem als Unterwassermikrofon dienen
soll, ist durch die
- FR 1 532 262 A
vorbekannt.A sensor for motor vehicles working according to a capacitive concept is characterized by the
- DE 37 29 021 A1
previously known. With it, in particular, the depth and the rate of deformation of a dent - e.g. B. in the side door of the car - measure. A similar capacitive pressure sensor, which should primarily serve as an underwater microphone, is due to the
- FR 1 532 262 A
previously known.
Der erfindungsgemäße Sensor soll bei einem Unfall eine mög lichst frühe Erkennung des Aufpralls bzw. der Verformung der Fahrzeugkarosserie, und zumindest in vielen Fällen auch ge wisse Aussagen über den Ort des Aufpralls bzw. der Verformung der Fahrzeugkarosserie ermöglichen.The sensor according to the invention is supposed to be possible in an accident Early detection of the impact or the deformation of the Vehicle body, and at least in many cases also ge know statements about the location of the impact or the deformation the vehicle body.
Die Erfindung findet also Anwendung zur Frühdiagnose von Un fallfolgen. Sie soll eine besonders rasche Diagnose ermögli chen, so daß sie z. B. zur elektronischen Steuerung eines Gas sacks für den Seitenaufprallschutz dienen kann, falls ein fremdes Fahrzeug mit Wucht gegen die Seitentüre fährt.The invention is therefore used for the early diagnosis of Un case consequences. It should enable a particularly quick diagnosis chen, so that they z. B. for electronic control of a gas bags can serve for side impact protection, if one foreign vehicle hits the side door with force.
Die Aufgabe,The task,
- - die genannte besonders rasche Früherkennung der Verfor mung des Fahrzeugs und damit der Art des Aufpralles, und zumindest in vielen Fällen auch gewisse Aussagen über den Ort des Aufpralles und der Fläche, längs der das Fahrzeug verformt wird, zu ermöglichen,- The particularly rapid early detection of the Verfor tion of the vehicle and thus the type of impact, and at least in many cases also certain statements about the Location of impact and area along which the vehicle is deformed to allow
wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 definier ten Gegenstand gelöst.is defined by the invention in claim 1 solved the object.
Die in den Unteransprüchen definierten Gegenstände gestatten,
zusätzliche Vorteile zu erreichen. U.a. gestatten nämlich die
zusätzlichen Maßnahmen gemäß dem
Patentanspruch 2, eine besonders raumsparende und materialaufwandsarme Lö
sung zu erreichen,
Patentanspruch 3, handelsübliche streifenförmige Kondensatorbänder verwen
den zu können,
Patentanspruch 4, eine besonders dünne/flache, wenn auch breite Anordnung
der Streifen zu erreichen,
Patentanspruch 5, eine besonders schmale, wenn auch etwas dickere Lösung zu
erreichen, wobei bei dieser Variante der Erfindung der
Ort der maximalen Deformation des ersten, resistiv/gal
vanisch wirkenden Streifens vorteilhafterweise genau
gleich dem Ort der maximalen Deformation des dritten, ka
pazitiv wirkenden Streifens ist,
Patentanspruch 6, eine für Massenfertigung besonders günstige Lösung zu
bieten,
Patentanspruch 7, die Streifen besonders leicht am Fahrzeug anbringen zu
können,
Patentanspruch 8, bei der Verformung der Streifen mittels Luft als zusätz
lichem Dielektrikum eine besonders große und besonders
leicht und genau meßbare Kapazitätsänderung erreichen zu
können, ohne - wegen der zusätzlichen festen Isolier
schicht - zu riskieren, daß durch die Verformung sofort
ein Kurzschluß zwischen dem dritten und dem anderen
Streifen entstehen kann,
Patentanspruch 9, eine besonders günstige Lösung zur Steuerung eines auf
Seitenaufprall ansprechenden Gassacks zu bieten, und
Patentanspruch 10, eine Lösung zu bieten, durch die die lokale Verformung
der Karosserie sehr rasch und genau gemessen werden kann,
- unabhängig davon, ob dort lokal die Karosserie sehr
steif oder sehr weich ist.The objects defined in the subclaims allow additional advantages to be achieved. This is because the additional measures under the
Claim 2 to achieve a particularly space-saving and low-cost solution,
Claim 3 to use commercially available strip-shaped capacitor strips,
Claim 4 to achieve a particularly thin / flat, although wide arrangement of the strips,
Claim 5 to achieve a particularly narrow, if somewhat thicker solution, with this variant of the invention, the location of the maximum deformation of the first, resistive / galvanically acting strip advantageously exactly the same as the location of the maximum deformation of the third, capacitive-acting strip is
Claim 6 to offer a solution which is particularly favorable for mass production,
Claim 7 to be able to attach the strips particularly easily to the vehicle,
Claim 8, in the deformation of the strips by means of air as an additional Lich dielectric, to be able to achieve a particularly large and particularly easily and precisely measurable change in capacitance without - due to the additional solid insulating layer - risking that a short circuit between the third immediately results from the deformation and the other strip can arise,
Claim 9 to offer a particularly favorable solution for controlling a gas bag responsive to side impact, and
Claim 10 to offer a solution by which the local deformation of the body can be measured very quickly and accurately - regardless of whether locally the body is very stiff or very soft.
Die Erfindung und Weiterbildungen derselben werden anhand der in den Figuren gezeigten Schemen von Ausführungsbeispielen der Erfindung weiter erläutert, welche der Übersichtlichkeit wegen jeweils möglichst einfach dargestellt wurden. Dabei zeigt dieThe invention and developments thereof are based on the Schemes of exemplary embodiments shown in the figures the invention further explains which of clarity were represented as simply as possible. Here show the
Fig. 1 einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung der Strei fen bei einem Beispiel einer Variante der Erfindung, bei der alle Streifen übereinander geschichtet auf einem Ka rosserieteil angeordnet sind, Fig. 1 shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fen Stripes in an example of a variant of the invention, are arranged rosserieteil in which all stripes are stacked on a Ka,
Fig. 2 einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung der Strei fen bei einem Beispiel einer Variante der Erfindung, bei der die resistiv/galvanisch wirkenden Streifen neben den kapazitiv wirkenden Streifen auf einem Karosserieteil angeordnet sind, Fig. 2 shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fen Stripes in an example of a variant of the invention in which the resistive / galvanically acting strips are arranged next to the strip capacitively acting on a body part,
Fig. 3 und 4, Schemen für die Erläuterung der Messung und der Auswertung der Meßergebnisse bei den in der Fig. 1 und in der Fig. 2 gezeigten Beispielen der Erfindung, und FIGS. 3 and 4, diagrams for the explanation of the measurement and the evaluation of the measurement results in the processes shown in FIG. 1 and FIG. 2 of the invention, and
Fig. 5, 6 und 7 ein Beispiel für die Anbringung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Varianten der Erfindung an einer rohrförmigen Versteifung im unteren Bereich einer Seiten türe eines Kfz. Fig. 5, 6 and 7, an example for mounting the in Figs. 1 and 2 variants of the invention shown in a tubular stiffening in the lower region of a side door of a motor vehicle.
Alle Figuren zeigen also spezielle Aspekte von Ausführungs beispielen der Erfindung. Es handelt sich dabei um einen Sen sor, der beispielsweise in einer Fahrzeugtüre T, vgl. Fig. 7, anzubringen ist und der bei einem Unfall verformt wird.All of the figures thus show special aspects of exemplary embodiments of the invention. It is a sensor that, for example, in a vehicle door T, cf. Fig. 7 is to be attached and which is deformed in an accident.
Der Sensor ist zur Frühdiagnose von Unfallfolgen geeignet. Er eignet sich zur Erkennung von Ort, Zeitpunkt und der Ab schnittslänge/Fläche, auf welcher der Sensor mechanisch stark verformt, d. h. durch den Zusammenstoß mit einem Hinder nis gequetscht wurde.The sensor is suitable for early diagnosis of the consequences of an accident. He is suitable for the detection of location, time and the departure cutting length / area on which the sensor is mechanically badly deformed, d. H. by colliding with a hindrance nis was squeezed.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Querschnitte durch zwei Ausfüh rungsbeispiele. Der erfindungsgemäße Sensor weist mindestens drei - in den Fig. 1 und 2 beispielhaft vier - elektrisch leitende Streifen C, W auf, die über eine im Vergleich zur Streifenbreite große Längsausdehnung parallel verlaufen und auf einem Karosserieteil K - z. B. gemäß den Fig. 5 bis 7 auf einer rohrförmigen Versteifung innerhalb der Seitentüre T eines Kfz - befestigt sind. Diese Streifen W, C dienen, für sich getrennt betrachtet, unterschiedlichen Zwecken. Sie er möglichen aber erst gemeinsam die Frühdiagnose von Ort, ge nauem Zeitpunkt und Ausmaß der Formänderung der Fahrzeug karosserie bei einem Unfall. Figs. 1 and 2 show cross-sections through two exporting approximately examples. The sensor according to the invention has at least three - in FIGS. 1 and 2 four, by way of example - electrically conductive strips C, W, which run parallel over a large longitudinal extent in comparison to the strip width and are located on a body part K - z. As shown in FIGS to 7 on a tubular stiffening within the side door of a motor vehicle T 5 -. Secured. These strips W, C, viewed separately, serve different purposes. However, it is only together that they enable early diagnosis of the location, the exact time and extent of the change in shape of the vehicle body in the event of an accident.
Der Sensor kann hierbei unterschiedliche Größen erfassen, je
nachdem, wie der Sensor am Trägerobjekt angebracht wurde,
d. h.
- ob der Sensor z. B. quer zu seiner Längsausdehnung vom
Hindernis/Fremdfahrzeug gequetscht wird oder
- ob der Sensor auf einem Fahrzeugteil befestigt ist, das
durch den Aufprall gestaucht/verformt und damit der
Sensor mitverformt wird,
und auch je nachdem, wie die Sensorsignale ausgewertet
werden.The sensor can detect different sizes, depending on how the sensor was attached to the carrier object, ie
- Whether the sensor z. B. is squeezed transversely to its longitudinal extent by the obstacle / foreign vehicle or
- whether the sensor is attached to a vehicle part that is compressed / deformed by the impact and thus the sensor is also deformed,
and also depending on how the sensor signals are evaluated.
Betrachtet sei als Beispiel der Sensor S auf dem rohrförmigen Versteifungskörper R in der unteren Hälfte der Türe T, vgl. Fig. 5 bis 7. Der erfindungsgemäße Sensor weist eine nur geringe Breite auf, verglichen mit seiner großen Länge. Dieser Sensor S ist in einem bestimmten Abstand von dem Au ßenblech der Türe T angebracht. In diesem Beispiel wird der erfindungsgemäße Sensor durch einen Unfall vom auf die Türe T drückenden "Hindernis" gequetscht, wenn das Außenblech der Türe T auf den Sensor und damit auf das Karosserieteil R, auf dem der erfindungsgemäße Sensor befestigt ist, drückt. Ein fremdes Fahrzeug, das dem mit der Erfindung ausgestatteten Fahrzeug gegen die Seitentüre T fährt, sei hier und auch wei ter unten der Kürze wegen ebenfalls als "Hindernis" bezeich net, auch wenn dieses Hindernis eine Eigengeschwindigkeit be sitzt. Der Sensor gestattet dann, nicht nur den Zeitpunkt und den Ort, sondern auch die Länge bzw. die Fläche zu ermitteln, längs der er beim Unfall gequetscht wird, - je nach dem Ort des Stoßes und der Breite, mit der das Hindernis auf den Sen sor einwirkt.Consider as an example the sensor S on the tubular stiffening body R in the lower half of the door T, cf. Fig. 5 to 7. The sensor of the invention has only a small width compared with its large length. This sensor S is attached at a certain distance from the outer sheet of the door T. In this example, the sensor according to the invention is squeezed by an "obstacle" pushing on the door T when the outer panel of the door T presses on the sensor and thus on the body part R on which the sensor according to the invention is fastened. A third-party vehicle that drives the vehicle equipped with the invention against the side door T, is also here and also further below for brevity also referred to as an "obstacle", even if this obstacle sits at its own speed. The sensor then makes it possible to determine not only the time and the location, but also the length or the area along which it is squeezed in the accident, depending on the location of the impact and the width with which the obstacle on the sen sor acts.
Der in den Fig. 5 bis 7 gezeigte Sensor wird beim Seiten aufprall allerdings nur "indirekt" gequetscht, weil er nicht unmittelbar an einem Außenteil (Außenhaut) des Fahrzeuges be festigt ist, sondern an einem Fahrzeugteil, das seinerseits einen gewissen Abstand von dem Außenteil besitzt. Dieser Sen sor wird nur dann "direkt" beim Seitenaufprall gequetscht, wenn er außen auf der Außenhaut der Türe T angebracht ist. In beiden Fällen kann der Sensor aber, wie unten genauer be schrieben wird, nicht nur den genauen Ort der Längsrichtung anzeigen, an dem er gequetscht wird. Er kann auch anzeigen, wie groß die Länge des Abschnitts ist, längs dessen er vom Hindernis zusammengequetscht wird. Diese Länge ergibt sich durch Division der betroffenen Fläche des Sensors durch seine Breite. Im Prinzip eignet sich der erfindungsgemäße Sensor sogar dazu, die Schwere des Unfalles anzuzeigen, wie eben falls später erläutert wird.The sensor shown in FIGS. 5 to 7 is only "indirectly" squeezed on side impact because it is not fastened directly to an outer part (outer skin) of the vehicle, but to a vehicle part, which in turn is a certain distance from the outer part owns. This sensor is only "directly" squeezed in the event of a side impact if it is attached to the outside of the outer skin of the door T. In both cases, the sensor can, as will be described in more detail below, not only indicate the exact location of the longitudinal direction at which it is squeezed. It can also indicate the length of the section along which it is squeezed by the obstacle. This length is obtained by dividing the affected area of the sensor by its width. In principle, the sensor according to the invention is even suitable for indicating the severity of the accident, as will be explained later.
Der erfindungsgemäße Sensor kann aber auch im Fahrzeug so an gebracht sein, daß er - zumindest zunächst - noch nicht im eben genannten Sinne direkt oder indirekt vom Hindernis ge quetscht wird. Der erfindungsgemäße Sensor kann nämlich auch an einem im Fahrzeuginneren liegenden Fahrzeugteil - z. B. an massiven I-Trägern des Chassis - befestigt sein, das nur in seiner Längsrichtung gestaucht wird, anstatt durch Druck in Querrichtung verbogen zu werden. Der Sensor kann die Aufgabe erfüllen festzustellen, ob ein solches Fahrzeugteil durch den Unfall gestaucht wird, d. h. so verbogen wird, daß auch die Längsachse des Sensors gebogen wird, ohne daß hierbei das Hindernis unmittelbar seitlich auf den erfindungsgemäßen Sen sor drückt.The sensor according to the invention can also be used in the vehicle brought that he - at least initially - not yet in just mentioned directly or indirectly from the obstacle is squeezed. The sensor according to the invention can also on a vehicle part lying inside the vehicle - e.g. B. on massive I-beams of the chassis - that can only be fixed in is compressed in its longitudinal direction, rather than by pressure in To be bent in the transverse direction. The sensor can do the job to determine whether such a vehicle part by the Accident is upset, d. H. is so bent that the Longitudinal axis of the sensor is bent without this Obstacle directly on the side of the Sen according to the invention sor presses.
Der erfindungsgemäße Sensor eignet sich also insofern zu ver schiedenartigen Messungen von Unfallfolgen. Hinzu kommt, daß die Sensorsignale unterschiedlich ausgewertet werden können, wie später erläutert wird. Zunächst sei aber auf den Aufbau des Sensors eingegangen:The sensor according to the invention is therefore suitable for ver various measurements of the consequences of accidents. On top of that the sensor signals can be evaluated differently, as will be explained later. But let's start with the construction of the sensor:
Zumindest ein erster der Streifen W - in den Fig. 1 und 2 sogar beide Streifen W - weist einen deutlich meßbaren ohm schen Längswiderstand auf. Dieser Streifen W liegt parallel zu einem zweiten Streifen, der in den Fig. 1 und 2 eben falls mit W bezeichnet ist.At least a first of the strips W - in FIGS. 1 and 2 even both strips W - has a clearly measurable ohmic series resistance. This strip W is parallel to a second strip, which is just designated W in FIGS. 1 and 2.
Wenn bei einem Unfall der Sensor gequetscht und/oder ge staucht wird, dann tritt in jedem Falle an einer Stelle O ein Kurzschluß zwischen dem ersten und dem zweiten Streifen W durch gegenseitige Berührung dieser parallel angeordneten Streifen W auf, vgl. das Schaltschema nach Fig. 3. Am Ort O dieser Berührung entsteht also ein galvanischer Kontakt zwi schen dem ersten Streifen W und dem zweiten Streifen W.If the sensor is squeezed and / or compressed in an accident, then a short circuit occurs in any case at a point O between the first and second strips W by mutual contact of these strips W arranged in parallel, cf. the circuit diagram of FIG. 3. At the location O of this contact is created so a galvanic contact Zvi rule the first strip W and the second strip W.
Beim Unfall ist der Ort O indirekt durch Messung des ohmschen Widerstandes Rx zwischen Anschlüssen A des ersten und des zweiten Streifens W zumindest angenähert meßbar. Die an die Anschlüsse A anschaltbare Steuerelektronik von Insassen schutzvorrichtungen, also z. B. von Gassäcken und/oder Gurt strammern, kann also abhängig vom anfänglich auftretendem Ort O der Verformung - ein sehr wichtiges Kriterium für den Un fall - gesteuert werden. Aus diesem elektrischen Widerstand Rx, vgl. die Fig. 3, der Werte zwischen NULL und Rmax auf weisen kann, kann in einfacher Weise sowohl der Ort O der Be rührung, als auch der Zeitpunkt dieser Berührung ermittelt werden. Die Meßgenauigkeit für den Ort O ist umso höher, je homogener in sich der widerstandsbehaftete Streifen W in seiner Längsrichtung ist. Die Meßgenauigkeit kann weiter ver bessert werden, wenn sowohl der erste Streifen W als auch der zweite Streifen W jeweils relativ große ohmsche Widerstände in ihrer Längsrichtung aufweisen. Durch Versuche läßt sich der für einen bestimmten Sensor jeweils optimale Widerstands wert Rmax ermitteln, wobei beachtet werden sollte, daß Meß fehler durch induktive und/oder kapazitive Störeinflüsse, die z. B. von der Motorzündung ausgehen, weitgehend vermieden werden.In the event of an accident, the location O can be measured indirectly at least approximately by measuring the ohmic resistance Rx between the connections A of the first and the second strip W. The connectable to the terminals A control electronics of occupant protection devices, so z. B. from gas bags and / or belt, so depending on the initial location O of the deformation - a very important criterion for the accident - can be controlled. From this electrical resistance Rx, cf. FIGS. 3, the values between zero and Rmax to exhibit can, in a simple manner both the site O may be the case of contact, as well as the time of this contact can be determined. The measurement accuracy for the location O is higher, the more homogeneous the resistive strip W is in its longitudinal direction. The measurement accuracy can be further improved if both the first strip W and the second strip W each have relatively large ohmic resistances in their longitudinal direction. Experiments can be used to determine the optimum resistance value Rmax for a particular sensor, whereby it should be noted that measurement errors due to inductive and / or capacitive interference, e.g. B. starting from the engine ignition can be largely avoided.
Die Erfindung gestattet darüber hinaus, auch die Länge, ent lang welcher der Sensor längs seiner Längsausdehnung durch eine Quet schung/Stauchung betroffen ist, mittels der kapazitiv wir kenden Streifen C zumindest angenähert nach dem in der Fig. 4 dargestellten Meßkonzept zu messen. Dazu wirkt nämlich er findungsgemäß zumindest ein dritter der Streifen C bei der Verformung des Sensors kapazitiv mit einem anderen der Strei fen, vgl. den vierten Streifen C in den Fig. 1 und 2, zu sammen. An den äußeren Anschlüssen A kann die Steuerelektro nik beim Unfall die Größe der Kapazitätsänderung Cd zwischen den Streifen C - und zwar kurz vor, während und kurz nach dem Auftreten des ohmschen Kontaktes zwischen den Streifen W an der Stelle O - ermitteln, vgl. die Fig. 4. Dieser Wert Cd der Kapazitätsänderung ergibt sich gemäß dem in der Fig. 4 gezeigten Schema als Änderung des Wertes Co, der den Kapazi tätswert zwischen den Streifen C vor dem Unfall darstellt. Aus dem Wert Cd kann also die Steuerelektronik zumindest an genähert auch die Größe der durch die Verformung betroffenen Fläche zwischen dem dritten und dem anderen Streifen C ermit teln.The invention also allows the length along which the sensor is affected along its longitudinal extent by a squeeze / compression, by means of the capacitively effective strip C at least approximately to be measured according to the measurement concept shown in FIG. 4. For this purpose, it acts according to the invention at least a third of the strips C capacitively with the deformation of the sensor with another of the strips, cf. the fourth strip C in Figs. 1 and 2, together. In the event of an accident, the control electronics can determine the magnitude of the change in capacitance Cd between the strips C at the outer connections A - and this shortly before, during and shortly after the ohmic contact between the strips W at the point O - cf. Fig. 4. This value Cd of the capacitance change is obtained according to the scheme shown in Fig. 4 as a change of the value Co, the tätswert the capaci between the strips C before the accident is. From the value Cd, the control electronics can at least approximate the size of the area affected by the deformation between the third and the other strip C.
Die Erfindung gestattet also, sowohl den Ort O der Verformung des Sensors, als auch den zugehörenden Zeitpunkt sowie die von der Verformung betroffene Länge entlang des Sensors zu ermitteln.The invention thus allows both the location O of the deformation of the sensor, as well as the associated time and the length along the sensor affected by the deformation determine.
Im Prinzip gestattet die Erfindung sogar, aus dem Wert Cd auch noch die Intensität des Unfalls zu ermitteln, wenn man es nicht vorzieht, dazu einen zusätzlichen Sensor zu benut zen, der analoge Signale entsprechend dieser Intensität (z. B. Verzögerung/Beschleunigung) abgibt. Aus der Geschwindig keit, mit der sich die Kapazität Cd während des Unfalles än dert, kann nämlich im Prinzip auch die Intensität des Unfalls für den betreffenden Ort O (Ort der einsetzenden Verformung) ermittelt werden. Um den zeitlichen Verlauf der Änderung des Wertes Cd an den in Fig. 4 gezeigten Anschlüssen A zu erfas sen, hat man dann mit entsprechend hohen Meßfrequenzen die Steilheit zu messen, mit der sich Cd ändert. Dazu kann man z. B. die Amplitude des beim Unfall an den Anschlüssen A auf tretenden Stromstoßes durch differenzierende Glieder messen.In principle, the invention even allows the intensity of the accident to be determined from the value Cd, if one does not prefer to use an additional sensor for this purpose, which outputs analog signals corresponding to this intensity (e.g. deceleration / acceleration) . From the speed at which the capacity Cd changes during the accident, the intensity of the accident for the location O in question (location of the onset of deformation) can in principle also be determined. In order to detect the time course of the change in the value Cd at the connections A shown in FIG. 4, the steepness with which the Cd changes must then be measured with correspondingly high measuring frequencies. You can do this e.g. B. measure the amplitude of the accident occurring at the terminals A on current surge by differentiating elements.
Durch die rasche und recht genaue Messung des Ortes O der einsetzenden Verformung des Sensors und die Messung des zuge hörenden Zeitpunktes mittels des Widerstandswertes Rx, sowie durch die rasche und recht genaue Messung der zusammenge quetschten Fläche des Sensors durch Messung von Cd, evtl. auch noch durch die Messung der Intensität des Aufpralls, ins besondere durch die Messung der Größe und vor allem der Ge schwindigkeit der Kapazitätsänderung Cd an diesem Ort O der einsetzenden Verformung, erreicht die Erfindung eine beson ders rasche und aussagekräftige Frühdiagnose eines Aufpralles bzw. einer Verformung der Fahrzeugkarosserie und der zu er wartenden Unfall folgen. Vor allem durch Crashversuche kann man insbesondere aus der Lage des Ortes O und aus dem Wert Cd wertvolle Aussagen zur Steuerung des Insassenschutzsystems gewinnen, um die Steuerelektronik der Insassenschutzvorrich tung so optimiert zu betreiben, daß ein bestmöglicher Schutz der Fahrzeuginsassen erreichbar wird.By quickly and accurately measuring the location O der onset deformation of the sensor and the measurement of the hearing time by means of the resistance value Rx, and through the quick and fairly accurate measurement of the merged squeezed surface of the sensor by measuring Cd, possibly also by measuring the intensity of the impact, ins especially by measuring the size and especially the Ge speed of capacity change Cd at this location O der onset of deformation, the invention achieves a particular the rapid and meaningful early diagnosis of an impact or a deformation of the vehicle body and to it waiting accident follow. Especially through crash tests in particular from the location of the location O and from the value Cd valuable statements on the control of the occupant protection system win to the control electronics of the occupant protection device to operate so optimized that the best possible protection the vehicle occupant becomes accessible.
Um eine besonders dünne/flache, wenn auch dann relativ breite Anordnung der Streifen W/C zu erreichen, kann man nach dem in der Fig. 2 gezeigten Schema die ohmsche Sensorhälfte, gebildet aus dem ersten Streifen W und dem zweiten Streifen W, seitlich neben der kapazitiven Sensorhälfte, gebildet aus dem dritten Streifen C und einem vierten Streifen C, anbrin gen. Im Prinzip kann man sogar einen der Streifen W, entweder den unteren auf der Karosserie K aufliegenden oder den oberen Streifen W, besonders breit machen, so daß er zusammen mit dem benachbarten Streifen C einen einzigen überbreiten Strei fen W/C bildet und der erfindungsgemäße Sensor dann nur noch drei Streifen W, C aufweist.In order to achieve a particularly thin / flat, even if then relatively wide arrangement of the strips W / C, the ohmic sensor half, formed from the first strip W and the second strip W, can be arranged on the side according to the diagram shown in FIG. 2 the capacitive sensor half, formed from the third strip C and a fourth strip C, attach. In principle, one can even make one of the strips W, either the lower one resting on the body K or the upper strip W, particularly wide, so that it together with the adjacent strip C forms a single wide strip W / C and the sensor according to the invention then only has three strips W, C.
Man kann aber auch eine, im Vergleich zu der in der Fig. 2 gezeigten Variante der Erfindung, besonders schmale, wenn auch etwas dickere Lösung erreichen, indem man alle Streifen C, W übereinander geschichtet anordnet, vgl. die Fig. 1. Bei dieser Variante der Erfindung liegt vorteilhafterweise der Ort O der einsetzenden Deformation für den ersten, ohmsch/ galvanisch wirkenden Streifen W genau am selben Ort O, an dem auch der dritte, kapazitiv wirkende Streifen C deformiert wird. Bei dieser Übereinanderanordnung kann zudem der untere, angenähert im Zentrum liegende zweite Streifen W mit dem obe ren, angenähert im Zentrum liegenden Streifen C identisch sein, so daß dann der Sensor nur drei statt der vier in der Fig. 1 gezeigten Streifen W, C aufweist.However, in comparison to the variant of the invention shown in FIG. 2, a particularly narrow, if somewhat thicker solution can also be achieved by arranging all the strips C, W layered one above the other, cf. Fig. 1. In this variant of the invention, advantageously, the site O is the onset of deformation of the first resistive / galvanically acting strip W exactly in the same location O, in which also the third, capacitive, strip C is deformed. In this stacked arrangement, the lower, approximately central second strip W can also be identical to the above, approximately central strip C, so that the sensor then has only three instead of the four strips W, C shown in FIG. 1 .
Bei beiden Varianten ist somit eine besonders raumsparende und materialaufwandsarme Lösung dadurch erreichbar, daß der andere Streifen C der erste oder der zweite Streifen W ist, so daß der Sensor insgesamt drei parallele Streifen W, C auf weist.In both variants, this is a particularly space-saving one and low-cost solution achievable in that the other stripe C is the first or second stripe W, so that the sensor has a total of three parallel strips W, C. points.
Man kann für die Erfindung handelsübliche streifenförmige Kondensatorbänder, die in sich bereits die zwei Streifen C enthalten, verwenden, zumindest wenn man den Sensor nicht aus drei, sondern aus vier Streifen bildet, d. h. der andere Streifen C einen vierten Streifen C darstellt, vgl. damit auch das Konzept, das aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht. Man kann eine für eine Massenfertigung besonders günstige Lösung erreichen, wenn man jeweils sowohl für die beiden Streifen C als auch für die beiden Streifen W bänderartige, in sich je weils übereinander geschichtete leitende Folien benutzt, die in Form von bandförmiger Meterware hergestellt sind.You can use commercially available strip-shaped capacitor bands for the invention, which already contain the two strips C, at least if the sensor is not formed from three but from four strips, ie the other strip C represents a fourth strip C, cf. hence the concept that emerges from FIGS. 1 and 2. One can achieve a particularly favorable solution for mass production if one uses tape-like, in each case one on top of the other, stacked conductive foils, which are produced in the form of tape-shaped yard goods, both for the two strips C and for the two strips W.
Die Fig. 1 und 2 deuten an, daß die Streifen W, C jeweils für sich an Trägerschichten S befestigt sein können, die z. B. Kunststoffbänder S darstellen und mit dem Material der Strei fen W, C beschichtet sind. Zum Schutz gegen Verschmutzungen der Lufträume L zwischen den Streifen W, C können Seitenwände B angebracht sein, die z. B. ebenfalls aus einem Kunststoff gebildet sein können. Um dann die Streifen besonders leicht am Fahrzeug anbringen zu können, können zusätzlich zumindest einzelne der Oberflächen S mit einer selbstklebenden Schicht bedeckt werden. Figs. 1 and 2 indicate that the strip W, C can each be fixed for at carrier layers S, z. B. plastic tapes S and fen with the material of the strips W, C are coated. To protect against contamination of the air spaces L between the strips W, C, side walls B can be attached, the z. B. can also be formed from a plastic. In order then to be able to attach the strips particularly easily to the vehicle, at least some of the surfaces S can additionally be covered with a self-adhesive layer.
Um bei der Verformung der kapazitiv wirkenden Streifen C mög lichst große Kapazitätswertänderungen Cd zu ermöglichen, kann man Luft als Dielektrikum benutzen. Benutzt man aber aus schließlich Luft als Dielektrikum zwischen dem dritten und dem anderen Streifen C, dann riskiert man, daß beim Unfall durch die Verformung des Sensors sofort ein Kurzschluß zwi schen dem dritten und dem anderen Streifen C entsteht. Um diesen Kurzschluß zu vermeiden und trotzdem eine große Kapa zitätswertänderung Cd zu erreichen, kann man zwischen dem dritten und dem anderen Streifen C als Dielektrikum sowohl Luft vorsehen, als auch eine feste Isolierschicht I anbrin gen, vgl. die Fig. 1 und 2. Wenn der feste Isolator I sehr wenig kompressibel ist, ist die Messung des Betrages von Cd besonders genau.In order to enable the largest possible changes in capacitance value Cd when the capacitive strips C are deformed, air can be used as the dielectric. However, if air is finally used as the dielectric between the third and the other strip C, then one risks that in the event of an accident, the deformation of the sensor immediately results in a short circuit between the third and the other strip C. In order to avoid this short circuit and nevertheless achieve a large change in capacitance value Cd, air can be provided between the third and the other strip C as a dielectric, and a solid insulating layer I can be applied, cf. Figs. 1 and 2. When the solid insulator I is very slightly compressible, the measurement of the sum of Cd is particularly accurate.
Um eine besonders günstige Lösung zur Steuerung eines bei Seitenaufprall auszulösenden Gassackes zu bieten, kann man den erfindungsgemäßen Sensor S, W, C, wie bereits beschrie ben, an einer - z. B. rohrförmigen - Versteifung R innerhalb einer Seitentüre T des Fahrzeuges anbringen.To a particularly cheap solution to control a To offer side impact gas bag to trigger, you can the sensor S, W, C according to the invention, as already described ben, on a - z. B. tubular - stiffening R within attach a side door T of the vehicle.
Man kann aber den erfindungsgemäßen Sensor S, W, C auch un mittelbar an anderen Stellen des Fahrzeuges, z. B. an einem Außenblech des Fahrzeuges im Frontbereich, Heckbereich oder an den Kotflügeln, auch im Dach oder am Bodenblech oder sogar auch an steifen Teilen des Chassis wie z. B. an dem Rahmen, der den Motor trägt, anbringen. Die Erfindung bietet damit auch die Möglichkeit, an solchen anderen Stellen des Fahrzeu ges jeweils lokal sehr rasch und genau den Ort O, den Zeit punkt und das Ausmaß lokaler Unfallfolgen zu ermitteln. Man kann also mit der Erfindung recht genau lokale Verformungen der Karosserie in beliebigen Bereichen ermitteln, - unabhän gig davon, ob dort lokal die Karosserie jeweils besonders steif oder sehr weich ist.However, the sensor S, W, C according to the invention can also be used un indirectly at other points in the vehicle, e.g. B. on one Outer sheet of the vehicle in the front area, rear area or on the fenders, also in the roof or on the floor panel or even even on stiff parts of the chassis such as B. on the frame, who carries the motor. The invention thus offers also the possibility in such other places of the vehicle each local very quickly and precisely the place O, the time point and the extent of local consequences of the accident. Man can with the invention local deformations quite exactly determine the body in any area, - independent regardless of whether the bodywork is special there locally is stiff or very soft.
Claims (10)
- - zumindest ein erster der Streifen (W) einen deutlich meß baren ohmschen Längswiderstand (Rx) aufweist und bei Ver formung in galvanischen Kontakt zu einem zweiten der Streifen (W) gelangt, so daß beim Unfall der Ort (O) des Kontaktes durch Messung des ohmschen Widerstandes (Rx) zwischen Anschlüssen (A) des ersten und des zweiten Streifens (W) zumindest angenähert meßbar ist, und
- - zumindest ein dritter der Streifen (C) bei der Verformung des Sensors kapazitiv dergestalt mit einem anderen der Streifen (C) zusammenwirkt, daß beim Unfall die Größe der durch die Verformung betroffenen Fläche des dritten Streifens (C) durch Messung der Kapazitätsänderung (Cd) zwischen dem dritten und dem anderen Streifen (C) zumin dest angenähert meßbar ist.
- - At least a first of the strips (W) has a clearly measurable ohmic series resistance (Rx) and, in the case of deformation in galvanic contact, comes to a second one of the strips (W), so that the location (O) of the contact by measuring the ohmic resistance (Rx) between connections (A) of the first and second strip (W) is at least approximately measurable, and
- - At least a third of the strips (C) capacitively cooperates with another of the strips (C) during the deformation of the sensor in such a way that, in the event of an accident, the size of the surface of the third strip (C) affected by the deformation by measuring the change in capacitance (Cd) is at least approximately measurable between the third and the other strip (C).
- - der andere Streifen (C) der erste oder der zweite Strei fen (W) ist.
- - The other strip (C) is the first or the second strip (W).
- - der andere Streifen (C) ein vierter Streifen (C) ist.
- - The other strip (C) is a fourth strip (C).
- - der erste und zweite Streifen (W) seitlich neben dem dritten und vierten Streifen (C) angebracht sind.
- - The first and second strips (W) are attached laterally next to the third and fourth strips (C).
- - alle Streifen (C; W) übereinander geschichtet angeordnet sind.
- - All strips (C; W) are stacked on top of each other.
- - jeweils mindestens zwei der Streifen (C; W) als bänderar tige, übereinander geschichtete leitende Folien in Form von bandförmiger Meterware hergestellt sind.
- - In each case at least two of the strips (C; W) are made as band-like, layered conductive foils in the form of band-shaped yard goods.
- - zumindest eine seiner Oberflächen (S) mit einer selbst klebenden Schicht bedeckt ist.
- - At least one of its surfaces (S) is covered with a self-adhesive layer.
- - zwischen dem dritten und dem anderen Streifen (C) als Dielektrikum sowohl Luft als auch eine feste Isolier schicht (I) ist.
- - Between the third and the other strip (C) as a dielectric, both air and a solid insulating layer (I).
- - er an einer Versteifung (R) innerhalb einer Seitentüre (T) des Fahrzeuges angebracht ist.
- - It is attached to a stiffener (R) inside a side door (T) of the vehicle.
- - er an einem Außenblech des Fahrzeuges angebracht ist.
- - It is attached to an outer panel of the vehicle.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |