DE3941606A1 - Sensor fuer das ausloesen eines rueckhaltesystems - Google Patents
Sensor fuer das ausloesen eines rueckhaltesystemsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor für das Auslösen eines
Rückhaltesystems für Fahrzeuge.
Derzeit sind als Sensoren, insbesondere für Airbag-Systeme vielfältig
bekannt:
- a) das Lenkradsensorsystem
- b) das Centralsensorsystem siehe MBB Prospekt 9.89-3109 und Siemens Prospekt WS 98910, 5.8
Bekannte Aufprallsensoren (z. B. DE 21 58 800 B2, DE 32 16 321 C1 und
DE 37 27 351 A1) sind mit prinzipiellen Nachteilen behaftet. Sie sind in
der Serie schlecht justierbar und reproduzierbar. Sie haben durch
bewegte Teile erhöhten Verschleiß. Sie erfordern durch präzise Mechanik
hohe Herstellkosten oder Investitionen.
Schaffung eines Schalters durch Beschleunigung (mit einfacher oder
doppelter Integration) betätigt, einfach im Aufbau, gut justierbar und
für Massenfertigung geeignet. Der Schalter soll leicht austauschbar sein.
Die Lösung ist in Anspruch 1 enthalten. Aus- und Weiterbildungen sind
weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert. Die Vorteile sind dort entnehmbar. Es zeigen:
Fig. 1 eine Baueinheit im Blockschema,
Fig. 2 eine abgewandelte Baueinheit mit Netzwerk zum
Temperaturausgleich und der Sensivität,
Fig. 3 eine weitere Abwandlung mit Prüfspule,
Fig. 4 eine weitere Abwandlung mit Prüfstromversorgung,
Fig. 5 eine Baueinheit mit Piezoelement,
Fig. 6 eine Baueinheit mit Piezoelement und zusätzlicher externer
Prüfstromeinspeisung,
Fig. 6a eine Schutzschaltung gegen Falschpolen,
Fig. 7 eine an einer Spiralfeder aufgehängte bewegliche Masse,
Fig. 7a einen magnetischen Kreis,
Fig. 8 verschiedene Signalformen = Spannungen und
Fig. 9 eine Baueinheit mit elektr./magn./ therm. o. a.
Spannungswandler/-generatoren.
Ein Ausführungsbeispiel ist entsprechend Fig. 1 so gestaltet, daß ein
Halbleiterleistungsschalter 11 die Schaltfunktion übernimmt und sein
Eingang direkt durch den Beschleunigungsaufnehmer 12 aufgesteuert wird.
Der Beschleunigungsaufnehmer 12 liefert Signal und Energie für die
Aufsteuerung. Die Baueinheit ist somit autark, d. h. unabhängig von
äußerer Energiezufuhr, somit auch beliebig einbaubar.
Um die Temperaturabhängigkeiten der Bauelemente und des Aufnehmers
ausgleichen zu können, wird entsprechend Fig. 2 ein Netzwerk 21 zwischen
Aufnehmer 12 und Leistungsschalter 11 eingebracht. Aufnehmer 12/Schalter
11 oder Netzwerk 21 bilden eine Baueinheit. Die Baueinheit/der Baustein
ist leicht austauschbar und prüfbar.
Auch in der Produktion kann ein entsprechender Funktionsbereichsabgleich
mit z. B. Abgleichlasern durchgeführt werden.
Wird in dem Netzwerk 31 ein Verstärker und eine Referenzspannung
benötigt, so kann auch entspr. Fig. 3 der Prüfstrom 32, der sowieso zur
Überprüfung der Anschlüsse des Sensorschalters aufgebracht wird, zur
Versorgung von weiteren aktiven Bauteilen verwendet werden. Zur Prüfung
des Aufnehmers kann auch eine Spule 33 in das System mit eingebaut
werden. Bei der heutigen Halbleitertechnik ist es durchaus möglich, die
aktiven Komponenten zur Ansteuerung des Leistungsschalters mit einer
Batterie 41 (z. B. Lithium) für die Lebensdauer von ca. 10 Jahren zu
versorgen , entsprechend Fig. 4.
Die Batterie kann dabei über den Prüfström bei einer Ausführung
entsprechend Fig. 3 nachgeladen werden. Diese Nachladung kann auch über
EMV-Einstrahlung aus der Zündelektronik sowie aus den Beschleunigungen
und/oder Vibrationen und/oder Temperaturschwankungen erfolgen.
Die Prüfung der Aufnehmer 12 kann durch eine zugeordnete Spule 33, wie
in Fig. 3, oder durch andere Maßnahmen wie Magnetstriktion, Piezo-,
termische Längendehnung, Körperschall und/oder über weitere vorhandene
Sensoren erfolgen, wie z. B. für Traktionshilfe oder Fahrwerksregelung
oder ABS üblich.
Entsprechende Ausführungsformen für die Prüfung der Aufnehmer sind in
Fig. 5 bis 9 gezeigt.
Als Prüfstrom-Erzeuger kann z. B. gemäß Fig. 5 und Fig. 6 ein
Piezoelement 12 als piezoelektrischer Spannungsgenerator dienen.
Dabei ist die Leistungskonstante des Piezoelements so gewählt, daß sie
mit steigender Amplitude (linear) ansteigt, während ihre
Spannungskonstante mit fallender Amplitude stetig (linear) abfällt,
während die Temperatur zunimmt.
Die Ansprechschwelle des Leistungstransistors (FET) 11 wird zweckmäßig
so gewählt, daß er bei relativ niedriger Spannung schaltet. Dazu dient
in dem Netzwerk 21 ein Kondensator 21a, der parallel zu einem Teil- und
Ableitwiderstand 21b geschaltet ist. Dieser Kondensator dient als
Ausgleichskondensator und ist einem Integrationswiderstand 21c
nachgeschaltet. Der Kondensator 21a und der Widerstand 21b sind mittels
Laserstrahl abgleichbar auf die jeweiligen Werte, die zum
Ausgleich/Einstellen der Schwelle des Leistungstransistors (FET) 11
gewünscht sind, über einen Rückkopplungstransformator. Mit 21d ist der
Rückkopplungstransformator bezeichnet, der noch im Netzwerk 21 enthalten
ist.
In Fig. 6 wird ein Prüfstrom bei 32 extern - z. B. von einem weiteren
ähnlichen Sensor 12 oder - wie an anderen Stellen des Fahrzeuges
üblicherweise vorhanden - eingeleitet in das Netzwerk 31, ggfs. über
eine Schutzdiode D und einen Widerstand (Begrenzer) R. Dort ist in dem
Netzwerk 31 ein Verstärker 31a, eine Bandbreiten-Referenz 31b und eine
Zenerdiode 31c vorhanden. Außerhalb des Netzwerks 31 sind noch ein
Spannungsteiler 32a sowie ein Widerstand 32b und ein Kondensator 32c
vorgesehen. Diese Teile können als IC ausgeführt sein.
In Fig. 6a ist eine Schutzschaltung gegen Falschpolung mit einer
Diodenbrücke 34 und einem Schalter 35 dargestellt.
Fig. 7 zeigt einen abgewandelten Aufnehmer 12a mit einer beweglichen
Masse 36 an einer Spiralfeder 37 zwischen zwei Anschlägen 38 aufgehängt,
die bei Beschleunigung einen magnetischen Kreis 12b unterbricht, wie er
z. B. in Fig. 7a dargestellt ist, und so eine Spannung erzeugt, die über
das Netzwerk 21 einen elektrischen Schalter 11 betätigt. Der magnetische
Kreis 12b kann eine Spule 39 zur elektrischen Anregung/Abnahme und/oder
ein oder mehrere Permanentmagnet(e) (-teile) 40 enthalten.
Fig. 8 zeigt verschiedene Formen von Elementen 12, 12a, 12b erzeugten
Spannungen U über der Zeit aufgetragen. Die auftretenden
Beschleunigungen b sollen nur bestimmte Sollwerte Ψs innerhalb eines
Bereiches (Φ0,6-1) verwendet werden.
In Fig. 9 dient die Spule 12 als Aufnehmer und der Schalter 11 ist als
MOS FET ausgeführt. Dabei ist im Netzwerk 21 eine Diode D1 und ein
Transistor C1 sowie ein Kondensator C2 und ein weiterer Widerstand
RS zur Sicherheit vorgesehen (alternativ zur Nullspannungskompensation).
Die Diode D1 dient zum Ausgleich eventueller Unsymmetrien. Ferner ist
über C1 ein Spannungsteiler Ri/Ra angeordnet.
Claims (10)
1. Sensor für das Auslösen eines Rückhaltesystems im Fahrzeug,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen elektronischen
Leistungsschalter aufweist, zur Erfassung von Beschleunigung ausgebildet
ist und eine selbständige Baueinheit bildet, die ohne externe
Stromversorgung ein ausreichendes Signal und Energie für die Auslösung
liefert, indem der Sensor direkt oder über einen Leistungsschalter oder
ein Netzwerk auf die Anschlüsse für das Auslösen der Zündung des Airbags
schaltet.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Baueinheit von außen prüfbar ist.
3. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Netzwerk für einen automatischen Abgleich bzw.
Kalibrierung (Autozero) ausgebildet ist.
4. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Netzwerk eine Referenz- und/oder eine
Verstärker- und/oder Integratorschaltung aufweist.
5. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Netzwerk einen Ausgleichskondensator einen
Teilerwiderstand und/oder einen Rückkopplungstransformator enthält.
6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter als MOS FET ausgebildet ist.
7. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für seine Eigenstromversorgung der Prüfstrom für
die Überprüfung der Kontaktierung zum Steuergerät genutzt wird.
8. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für seine Eigenstromversorgung eine Batterie dient.
9. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Energiequelle ein piezoelektrischer Generator,
magnetoelektrischer Generator, magnetostriktiver, thermoelektrischer
oder ähnlicher Generator ist.
10. Sensor für das Auslösen eines Rückhaltesystems im Fahrzeug,
dadurch gekennzeichnet, daß durch die zu sensierende Beschleunigung
einer an einer Spiralfeder aufgehängten Masse ein magnetischer Kreis
unterbrochen und eine Spannung erzeugt wird, die über ein Netzwerk einen
elektronischen Schalter betätigt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3941606A DE3941606A1 (de) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | Sensor fuer das ausloesen eines rueckhaltesystems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3941606A DE3941606A1 (de) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | Sensor fuer das ausloesen eines rueckhaltesystems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3941606A1 true DE3941606A1 (de) | 1991-06-20 |
Family
ID=6395604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3941606A Withdrawn DE3941606A1 (de) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | Sensor fuer das ausloesen eines rueckhaltesystems |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3941606A1 (de) |
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