DE3231800A1

DE3231800A1 - Sensor

Info

Publication number: DE3231800A1
Application number: DE19823231800
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 7140 Ludwig Mausner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1984-03-01
Also published as: FR2532433B3; FR2532433A1; US4477732A

Description

κ. 13 00B

19.8.1982 Wt/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Sensor

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Hauptanspruches.

Sensoren zum Erfassen der Beschleunigung sind "bereits in vielfältiger Form bekannt. Es ist auch bekannt, derartige Sensoren und ihre zugehörigen Auswerteschaltungen so auszubilden, daß sie insbesondere zur Messung von kurzzeitig auftretenden und besonders hohen Verzögerungen geeignet sind. Derartige Sensoren werden beispielsweise zum Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen mit einem Luftsack (sogenannter Airbag) benötigt. In der DE-OS 28 03 781 ist beispielsweise ein derartiger Aufprallsensor beschrieben, bei dem eine federgefesselte, der zu messenden Beschleunigung ausgesetzte träge Masse vorgesehen ist. Der Sensor

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verfügt dabei über Meßmittel, die eine mittelbare Erfassung der Auslenkung der Masse gestatten. Das Überschreiten eines Schwellwertes der Auslenkung wird dabei überwacht und bei Überschreiten des Schwellwertes bzw. einer Zeitdauer des Überschreitens des Schwellwertes wird ein Auslösesignal für die Insassenschutzvorrichtung erzeugt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruches hat den Vorteil, daß ein hoher Signalpegel erzeugt wird, daß die Sensoranordnung keiner Alterung unterliegt und daß infolge der ausreichenden kleinen Massen auch kleine Abmessungen des Sensors erzielbar sind. Damit ergeben sich schlußendlich auch geringe Herstellkosten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich. So wird eine besonders sichere Erkennung des Überschreitens eines vorgegebenen Beschleunigungszustandes dadurch bewirkt, daß die Zeitdauer des Überschreitens einer bestimmten Auslenkung der tragen Massen als Auslösesignal für eine Insassenschutzvorrichtung verwendet wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

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Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und -wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1a und Tb zwei Prinzipdarstellungen von Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Sensors; Figuren 2a bis 2c SignalTerläufe zur Erläuterung des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispieles; Figur 3 den Stromlaufplan einer Schaltung zum Auswerten der vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erzeugten Signale.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1a ist 10 ein raumfestes Gehäuse, beispielsweise ein an das Chassis eines Kraftfahrzeuges angeschraubtes Gebergehäuse. In einer Führung des Gehäuses 10 ist ein Körper 11 beweglich angeordnet, der sich über eine Feder 12 am Gehäuse 10 abstützt. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Körper 11 vorzugsweise in der Richtung beweglich, in der die Beschleunigung gemessen werden soll, es versteht sich jedoch von selbst, daß auch Bewegungen in mehreren Koordinaten gemäß der vorliegenden Erfindung erfaßt werden können. Im Körper 11 ist ein erster Lichtleiter 13 angeordnet, dessen eines Ende an eine Lichtquelle 1U angeschlossen ist. Das andere Ende des ersten Lichtleiters 13 steht einer Mehrzahl von Lichtleitern 15» 16, 17 im Gehäuse 10 gegenüber. In der Ruhelage des Körpers 11 steht der erste Lichtleiter 13 dabei dem zweiten Lichtleiter 15 gegenüber, bei Auftreten einer negativen Beschleunigung (Verzögerung) bewegt sich der

Körper 11 in Figur 1 nach links, so daß "bei Überschreiten einer bestimmten Verzögerung der erste Lichtleiter dem dritten Lichtleiter 16 gegenübersteht. Entsprechend kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung für die Messung von positiven Beschleunigungen ein vierter Lichtleiter 17 vorgesehen werden, der sich auf der gegenüber dem dritten Lichtleiter 16 entgegengesetzten Seite des zweiten Lichtleiters 15 befindet, so daß der erste Lichtleiter 13 bei Auftreten eines bestimmten Wertes einer positiven Beschleunigung dem vierten Lichtleiter 17 gegenübersteht. Die Lichtleiter 15, 16, 17 sind an Fotoelemente 18, 19» 20 und diese an Verstärker 21, 23 angeschlossen.

In der Ruhelage des Körpers 11 wird damit vom Verstärker 21 ein Ruhesignal A erzeugt. Bei Überschreiten einer vorbestimmten Verzögerung erscheint entsprechend am Verstärker 22 ein Signal A_ und bei Überschreiten einer bestimmten positiven Beschleunigung am Verstärker 23 ein Signal A .

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1b wird kein massebehafteter Körper 11 zur Umsetzung der Beschleunigung in einen Weg verwendet, hierbei dient vielmehr ein erster Lichtleiter 13a selbst als Feder/ Massesystem, wobei der erste Lichtleiter 13a in das Gehäuse 10 hineinragt und sein freies Ende beschleunigungsabhängig auslenkbar ist. Im übrigen entspricht die Anordnung gemäß Figur 1b der aus Figur 1a und es sind insoweit gleiche Bezugszeichen eingesetzt.

υ υ ο

In Figur 2 sind über der Zeit t verschiedene Signale bzw. Impulse aufgetragen, die die Funktion des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 erläutern sollen. In Figur 2a sind dabei verschiedene auftretende Beschleunigungs- bzw. Verzögerungssignale dargestellt. 27 bezeichnet ein normales Störsignal, das sowohl Beschleunigungs- (+b) wie auch Verzögerungsanteile (-b) aufweist. Will man mit dem Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 1 das Überschreiten eines bestimmten Verzögerungsschwellwertes -b erkennen, zeigt Figur 2a, daß

durch das Störsignal 27 diese Verzögerungsschwellwert -b nicht überschritten wird. 28 bezeichnet demgegenüber

ein spezielles Störungssignal, wie es beispielsweise dann auftreten kann, wenn während einer Wartung oder einer Reparatur eines Kraftfahrzeuges Hammerschläge auf das Chassis ausgeübt werden, das den erfindungsgemäßen Sensor trägt. Dann treten zwar relativ hohe
Beschleunigungs- und Verzögerungskomponenten auf, diese Komponenten sind jedoch sehr hochfrequent und treten damit jeweils nur kurzfristig auf. Figur 2b zeigt das Auftreten des Signales A , d.h. das Überschreiten des festgelegten Verzögerungsschwellwertes -b . Eine dem Signal 28 in Figur 2a entsprechende Störung führt damit zu Impulsen 30 in Figur 2b, wobei durch weiter unten noch beschriebene Mittel bewirkt wird, daß derartige kurze Impulse 30 kein Auslösesignal erzeugen.

Demgegenüber ist in Figur 2a mit 29 ein Signalverlauf bezeichnet, wie er typischerweise bei einem Unfall eines Kraftfahrzeuges auftritt. Dabei treten erhebliche
Verzögerungswerte auf, die auch länger andauern, als dies bei einer Störung 28 der Fall ist. Entsprechend

I O U U C

tritt ein Signal A auf und in Figur 2b erscheinen entsprechend Impulse 31, 32. Wird nun überwacht, ob die Länge der Impulse 31, 32 eine bestimmte Zeitdauer ^ t überschreitet, zeigt Figur 2c, daß ein Auslösesignal S erst nach Auftreten des Impulses 32 in Figur 2b erzeugt wird, da erst der Impuls 32 die vorgegebene Zeitdauer Δ t überschreitet. Damit wird nach Überschreiten der Zeitdauer Δ t das Auslösesignal S entsprechend einem Impuls 33 in Figur 2c erzeugt.

Die vorstehend beschriebene Überwachung kann beispielsweise mit einer Schaltung vorgenommen werden, wie sie in Figur 3 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Dabei wird das vom Verstärker 22 gelieferte Verzögerungs signal A_ einmal auf ein Zeitglied ko mit verzögerter Anstiegsflanke und zum anderen direkt auf ein UND-Gatter U1 geführt, dessen weiterer Eingang mit dem Ausgang des Zeitgliedes ko verbunden ist, wobei das Zeitglied Uo vom Ausgang des Verstärkers 21 rücksetzbar ist (retriggerbares Monoflop). Am Ausgang des UND-Gatters U1 erscheint damit das Auslösesignal S, das über einen Verstärker k2 einer Zündpille 1+3 zugeführt wird, die bei einer Insassenschutzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug das Aufblasen eines Luftsackes bewirkt.

Das Zeitglied kO ist dabei so bemessen, daß an seinem Ausgang erst nach einer Zeitdauer Δ t ein Signal erscheint, wenn der Eingang beaufschlagt wird. Damit würde das UND-Gatter Ui erst dann durchgesteuert, wenn das Signal A_ langer als Δ t ansteht, so daß erst dann entsprechend 2b und c das Auslösesignal S erzeugt wird.

Es versteht sich, daß der vorstehend in einem Ausführungsbeispiel beschriebene Sensor für die genannte Anwendung bei einer Insassenschutzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug nur beispielhaft erläutert wurde, es versteht sich von selbst, daß ein derartiger Sensor auch für andere an sich bekannte Aufgaben verwendet •werden kann, bei denen Beschleunigungen und Verzögerungen zu messen sind.

Claims

32318:0

R. I U V V *

19.8.1982 Wt/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

1 Λ Sensor zum Erfassen der Beschleunigung, insbesondere zum Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einer federgefesselten, der zu messenden Beschleunigung ausgesetzten trägen Masse, deren Auslenkung im Bezug zu einem raumfesten Bezugspunkt bei Einwirken einer Beschleunigung gemessen wird, wobei bei Überschreiten einer Beschleunigungsschwelle (-b ) ein

Auslösesignal (S) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein massebehafteter Körper (11) mit einem ersten Lichtleiter (13) versehen ist, dessen eines Ende von einer Lichtquelle (1U) beaufschlagt ist und dessen anderes Ende je nach beschleunigungsabhängiger Auslenkung des Körpers (11) weiteren, an Fotoelemente (18, 19» 20) angeschlossenen Lichtleitern (15s 16, 1T) gegenübersteht .
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der massebehafteter Körper der Lichtleiter (13) selbst ist, der ein freies als Feder/Massesystem wirkendes Ende aufweist.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Dauer des Überschreitens der Beschleunigungsschwelle (-p ) überwacht und bei Erreichen einer vorbestimmten Zeitdauer (At) das Auslösesignal (S) erzeugt wird.

h. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einer vorgegebenen negativen Beschleunigung entsprechende Fotoelement (19) einmal direkt und zum anderen über ein Verzögerungsglied (Uo) an Eingänge eines UND-Gatters (U1) angeschlossen ist, über dessen Ausgang eine Zündpille (U3) einer Insassenschutzvorrichtung (Airbag) eines Kraftfahrzeuges ansteuerbar ist.