• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1987005569A1
    申请号:PCT/DE1987/000064
    申请日:1987-02-25
    公开日:1987-09-24
    发明作者:Frieder Heintz；Peter Knoll；Winfried KÖNIG；Franz Pachner
    申请人:Robert Bosch Gmbh；
    IPC主号:B60R21-00
    专利说明:
    [0001] Sensor zum selbsttätigen Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen
    [0002] Stand der Technik
    [0003] Die Erfindung geht aus von einem Sensor zum selbsttätigen Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, einen als seismische Masse dienenden Körper elastisch außerhalb des Massemittelpunktes aufzuhängen, so daß dieses Feder-Masse-System eine Resonanzfrequenz besitzt, die oberhalb des Meßbereichs liegt. Die Auslenkung der Masse ist ein Maß für die auftretenden translatorischen Beschleunigungen. Damit lassen sich mit Hilfe einer Auswert eschaltung die Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen aktivieren.
    [0004] Ferner ist es bekannt, bei Sensoren mit Hilfe eines optischen Verfahrens die Änderung eines Neigungswinkels von Fahrzeugen zu bestimmen. Beide genannten Sensoren haben aber den Nachteil, daß jeweils nur entweder der Neigungswinkel oder die Beschleunigung gemessen werden kann. Vorteile der Erfindung
    [0005] Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er die Eigenschaften der oben genannten Sensoren in einer einfachen Weise miteinander vereint. Beide bisher getrennt gewonnenen Meßsignale können mit einem einzigen Sensor erzeugt werden. Der Sensor kann einfach und kostengünstig hergestellt werden. Der Sensor ist sowohl zur Überwachung eines Grenzwertes als auch zur kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Ermittlung des Neigungswinkels und/oder des Beschleunigungswertes einsetzbar. Wird ein transparenter Hohlkörper als Sensorgehäuse verwendet, so kann der Sensor auch direkt den Grenzwert an einer aufgebrachten Skala anzeigen.
    [0006] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich.
    [0007] Zeichnung
    [0008] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Sensor und Figur 2 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.
    [0009] Beschreibung der Ausführungsbeispiele
    [0010] Bei Auslösevorrichtungen für Insassenschutzvorrichtungen, z.B. bei Überrollbügeln für Kraftfahrzeuge, ist es notwendig, den Lagewinkel des Fahrzeugs zum Scheinlot und die Winkelgeschwindigkeit um seine Längs- und Querachse zu bestimmen. Aus Kostengründen sollen beide Meßgrößen von nur einem Sensor geliefert werden.
    [0011] In Figur 1 ist mit 10 das Gehäuse eines Sensors.11 bezeichnet, das mit Hilfe einer Grundplatte 12 in ein Fahrzeug einbaubar ist. Die Grundplatte 12 ist in der Fahrzeugebene ausgerichtet. Das Gehäuse 10 ist als Hohlkörper in der Form einer Pyramide oder eines Kegels ausgebildet. Der Innenraum 13 des Gehäuses 10 ist mit einer Flüssigkeit 14 und mit einem Gas 15 vollständig gefüllt, so daß ein abgeschlossenes System vorliegt. Die seismische Masse des Sensors 11 wird durch di.e Masse des Gases 15 und der Flüssigkeit 1 4 gebildet. Da die Flüssigkeit 14 fast 100 % des Gewichtsanteils des Innenraums 13 einnimmt, kann amn sagen, daß der Massenmittelpunkt der seismischen Masse außerhalb des Massenmittelpunktes elastisch verankert ist. Die Flüssigkeit 14 und das Gas 15 dürfen nicht miteinander chemisch reagieren oder sich ineinander lösen. Es ist darauf zu acht.en, daß sich zwischen der Flüssigkeit 14 und dem Gas 15 eine scharfe und genaue Grenzfläche bildet, die bei Verwendung eines optischen Meßverfahrens eine gute Reflexionsfläche erzeugt bzw. eine Änderung des Strahlengangs (Brechung) hervorruft. Bei der Auswahl der Flüssigkeit 1 h ist eine Temperaturkonstanz über den Funktionstemperaturbereich und ein kleiner Temperaturkoeffizient zu beachten, so daß sich sein Volumen möglichst nicht ändert. Um ein Verflüchtigen der Flüssigkeit und eine Verschiebung der Volumenanteile zwischen Gas und Flüssigkeit im Innenraum 13 zu verhindern, muß die Flüssigkeit einen hohen Dampfdruck haben. Das Gas 15 sollte ferner große Moleküle bzw. A.ome aufweisen, um eine eventuelle Diffusion durch das Gehäuse ins Freie zu verhindern. Dies würde wiederum eine Verringerung des Volumenanteils des Gases bedeuten. Das spezifische Gewicht des Gases 15 ist kleiner als das spezifische Gewicht der Flüssigkeit 14 . In der Praxis wurde bisher eine Kombination zwischen Luft und Spiritus bzw. Stickstoff und Silikonöl verwendet.
    [0012] In der Spitze des Gehäuses 10 ist ein Durchgang 18 aus lichtdurchlässigem Material ausgebildet. Dieser Durchgang 18 ist nur notwendig, falls das Gehäuse 10 aus lichtundurchlässigem Material hergestellt ist. Der Durchgang 18 ist so auszubilden, daß eine Überwachung der Grenzfläche zwischen dem Gas 15 und der Flüssigkeit 14 möglich ist. Dem Durchgang 18 zugeordnet ist eine herkömmlich bekannte sogenannte Reflexlichtschranke 19, in der sowohl Sender als auch Empfänger einer optischen Strahlung angeordnet sind. Es ist aber auch bei einem zweiten lichtdurchlässigen Durchgang im Gehäuse eine getrennte Anordnung eines optischen Sensors und eines optischen Empfängers möglich. Bei Verwendung eines optischen Verfahrens kann in Grundstellung die Funktionsfähigkeit des Sensors überwacht werden, da nur in dieser Grundstellung die optische Strahlung vollständig auf den Empfänger treffen soll.
    [0013] Der Steigungswinkel oC der Wandung des Gehäuses 10 und somit der Pyramide bzw. des Kegels ist auf den gewünschten, zu bestimmenden Kippwinkel abzustimmen. Der Bezugspunkt 20 für die Drehung bzw. das Kippen des Sensors 11 ist der Schnittpunkt der Achse des Gehäuses 10 mit der Grundplatte 12.
    [0014] In Grundstellung des Sensors 11 wird die vom Sender der Reflexlichtschranke 19 ausgestrahlte optische Strahlung an der Grenzschicht zwischen dem Gas und der Flüssigkeit reflektiert und trifft auf dem Empfänger auf. Wird nun der Sensor 11 um den Bezugspunkt 20 gedreht oder gekippt, so wandert das Gas 15 und die Flüssigkeit 14 bei Erreichen des Steigungswinkels α zur Seite weg. Die Reflexschicht zwischen dem Gas 15 und der Flüssigkeit 14 wird somit verschoben, so daß sich das Reflexionsverhalten der optischen Strahlung an der Grenzschicht zwischen Gas und Flüssigkeit verändert. Die optische Strahlung wird somit im Unterschied zur Grundstellung anders reflektiert. Sobald keine optische Strahlung mehr auf den Empfänger trifft, bzw. in die Reflexlichtschranke 19 reflektiert wird, ist der Steigungswinkel bzw. der Kippwinkel erreicht. An den Sensor 11 angeschlossene Insassenschutzvorrichtungen werden nun ausgelöst.
    [0015] Wird eine seitliche Beschleunigung auf das Kraftfahrzeug und somit auch auf den Sensor 11 ausgeübt, so verdrängt die Flüssigkeit 14 aufgrund ihrer Massenträgheit das Gas 15 zur Seite. Je kleiner dabei der Steigungswinkel α gewählt wird, desto kleinere Beschleunigungswerte können erfaßt werden. Der Sensor 11 kann somit sowohl den Kippwinkel als auch die Querbeschleunigung erfassen, falls beide Werte getrennt auftreten. Treten beide Werte gleichzeitig auf, so bildet der Sensor 11 die Summe aus beiden Komponenten. Diese Vermischung der Komponenten in einem einzigen Signalwert ist deshalb erwünscht, da bei einer bereits vorhandenen Seitenneigung des Fahrzeugs nur noch eine geringe Beschleunigung erforderlich ist, um das Fahrzeug zum Kippen zu bringen. Über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Auswerteschaltung kennen dann entsprechende Insassenschutzvorrichtungen, wie z.B. Gurtstraffer, Airbag, Warnblinkanlage, Überrollbügel usw., rechtzeitig ausgelöst werden. Abhängig vom Aufbau der Auswerteschaltung können die Insassenschutzvorrichtungen auch zeitlich gestaffelt ausgelöst werden.
    [0016] Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist das Gehäuse 10a des Sensors 11a als Hohlkugel ausgebildet, deren Innenraum 13a wiederum vollständig mit dem Gas 15 und der Flüssigkeit 14 gefüllt ist. Für die Auswahl des Gases 15 und der Flüssigkeit 14 gelten die bereits oben aufgeführten Kriterien. Während es beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 nur möglich war, einen Grenzwert zu erfassen, kann bei einer Kugel der Neigungs- bzw. Beschleunigungswert kontinuierlich oder quasikontinuierlich überwacht werden. Dazu sind auf einer gedachten Linie um die Kugel eine entsprechende Anzahl von Reflexlichirschranken 19a angeordnet, deren Anzahl der Genauigkeit des Meßverfahrens entspricht. Sollten die Reflexlichtschranken 19a nicht nahe genug an der Kugeloberfläche angeordnet werden können, so können auch optische Lichtleiter 22 zur Übermittlung der optischen Strahlung verwendet werden.
    [0017] Wird das Gehäuse 10a um den Bezugspunkt 20a gedreht, oder wird eine Querbeschleunigung auf das Gehäuse 10a ausgeübt, so bewegt sich die Grenzfläche zwischen dem Gas und der Flüssigkeit stets senkrecht zur Richtung der resultierenden Beschleunigung, die auf die Kugel ausgeübt wird. Dadurch wandert immer die Grenzschicht von einer Reflexlichtschranke 19a zur nächsten. Wird eine zusätzliche Lichtquelle 23 dezentral oder im Innern des Gehäuses 10a angeordnet, so wird jedes Passieren der Grenzfläche an einer Reflexlichtschranke 19a wegen des unterschiedlichen Reflexionsverhaltens des Gases und der Flüssigkeit eindeutig erkannt. Das unterschiedliche Reflexionsverhal-en wird durch die unterschiedlichen Brechzahlen von Gas und Flüssigkeit hervorgerufen.
    [0018] Der Sensor 11 kann bei Kraftfahrzeugen und auch bei z.B. Flugzeugen eingesetzt werden. Er ist überall dort verwendbar, wo eine Verkippung bzw. Beschleunigung einfach und kostengünstig ermittelt werden soll.
    权利要求:
    ClaimsAnsprüche
    1. Sensor (11) zum selbsttätigen Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen, der bei Abweichung von einer vorgeschriebenen Fahrsituation des Fahrzeugs ein Steuersignal abgibt und eine außerhalb des Massemittelpunktes elastisch verankerte seismische Masse (14 , 15) hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) aus einem mit zwei als seismische Masse dienenden Medien (14 , 15) vollständig gefüllten Hohlkörper (10) besteht, deren spezifische Gewichte unterschiedlich groß sind und die weder miteinander chemisch reagieren noch sich ineinander lösen, und daß mit Hilfe eines auf der Brechung oder Reflexion arbeitenden optischen Verfahrens ein Steuersignal gewonnen wird, das wenigstens dem Lagewinkel zum Scheinlot und/oder der Winkelbeschleunigung des Fahrzeugs entspricht.
    2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medium eine Flüssigkeit (14) und das andere Medium ein Gas (15) ist.
    3. Sensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Voiumenanteile der beiden Medien unterschiedlich groß sind.
    4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichne., daß der Hohlkörper eine Kugel (10a) ist.
    5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper ein Kegel (10) ist.
    6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine Pyramide ist.
    7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus einem lichtdurchlässigen Material besteht.
    8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Steuersignals zusätzliche Insassenschutzeinrichtungen, wie Airbag, Gurtstraffer, Zentralverriegelung und Gurtverriegelung usw., ausgelöst werden können.
    9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe mehrerer Auslösestufen verschiedene Insassenschutzeinrichtungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgelöst werden.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-09-24| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1987-09-24| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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