Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102007029764A1 - Directional physical dimension sensing device for use with safety systems for motor vehicles, particularly passenger protection systems, has sensor element, which has preferential sensitivity direction - Google Patents

Directional physical dimension sensing device for use with safety systems for motor vehicles, particularly passenger protection systems, has sensor element, which has preferential sensitivity direction Download PDF

Info

Publication number
DE102007029764A1
DE102007029764A1 DE102007029764A DE102007029764A DE102007029764A1 DE 102007029764 A1 DE102007029764 A1 DE 102007029764A1 DE 102007029764 A DE102007029764 A DE 102007029764A DE 102007029764 A DE102007029764 A DE 102007029764A DE 102007029764 A1 DE102007029764 A1 DE 102007029764A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor element
sensor
vehicle
overload
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007029764A
Other languages
German (de)
Inventor
Lothar Weichenberger
Hermann Küblbeck
Alexander Lämmle
Günter Fendt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of DE102007029764A1 publication Critical patent/DE102007029764A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0132Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

The device has a sensor element, which has a preferential sensitivity direction for influencing directional physical dimension and an information signal and an overload area. The device is adjusted in such a manner that a desired effect of the sensor element output signal is purposefully achieved concerning the information signal and overload area. INDEPENDENTS CLAIMS are also included for the following: (1) a controller for a vehicle (2) a method for sensing directional physical dimension.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe gemäß Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 10.The The invention relates to a device for sensing a directional physical size according to claim 1 and a corresponding method according to claim 10.

Häufig werden beispielsweise bei Sicherheitssystemen für Kraftfahrzeuge, insbesondere bei Insassenschutzsystemen so genannte Assistenzsensoren, beispielsweise Seiten- oder Up-Front-Sensoren eingesetzt, um möglichst frühzeitig und exakt eine bestimmte Crashsituation zu erkennen. Derartige Sensoren enthalten meist neben einem Sensorelement, das eine gerichtete physikalische Größe wie beispielsweise eine Krafteinwirkung oder Beschleunigung erfasst und in eine elektrische Spannung wandelt, eine Signalverarbeitungselektronik, die ausgebildet ist, die vom Sensorelement erzeugte elektrische Spannung für eine nachfolgende Verarbeitung, beispielsweise mit einem Crashalgorithmus aufzubereiten, und daher auch häufig als Signalaufbereitung bezeichnet wird. Durch die Aufbereitung wird die elektrische Spannung meistens in ein Signal eines vorgegebenen Wertebereichs abgebildet, um eine zuverlässige Weiterverarbeitung sicherzustellen.Become frequent For example, in safety systems for motor vehicles, in particular in occupant protection systems so-called assistance sensors, for example Side or up-front sensors used to get as early and exactly as possible Detect crash situation. Such sensors usually contain in addition a sensor element having a directional physical quantity such as detected a force or acceleration and into an electrical Voltage converts, a signal processing electronics, which trained is the electrical voltage generated by the sensor element for a subsequent Processing, for example, with a crash algorithm, and therefore often is referred to as signal processing. Through the processing is the electrical voltage mostly in a signal of a given Value range to ensure reliable further processing.

Problematisch ist bei den Assistenzsensoren allerdings, dass sie schnell in den sogenannten Überlastbereich gelangen, da sie sich in der Regel in unmittelbarer Nähe der bei einem Zusammenstoß auftretenden Krafteinwirkung befinden. Die auf das Sensorelement einwirkende physikalische Größe kann daher innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne nach einem Zusammenstoß sehr hohe Werte annehmen. Unter Überlastbereich wird hier ein Bereich verstanden, in dem die auf ein Sensorelement einwirkende physikalische Größe einen Wert aufweist, der außerhalb von Verarbeitungsgrenzen der Signalverarbeitungselektronik liegt, d.h. nicht mehr in ein Signal des vorgegebenen Wertebereichs abgebildet werden kann, da er zu groß ist.Problematic is with the assistance sensors, however, that they quickly in the so-called overload range as they are usually in the immediate vicinity of a collision occurring Force are located. The forces acting on the sensor element physical size can therefore very high within a very short time after a collision Accept values. Under overload range is here understood an area in which the on a sensor element acting physical size one Has value outside of processing limits of the signal processing electronics, i.e. no longer shown in a signal of the specified value range can be, because he is too big.

Das vom Sensor im Überlastbereich erzeugte Signal weist daher Beschneidungen und Verzerrungen auf, die eine sinnvolle Weiterverarbeitung beispielsweise in einem Crashalgorithmus be- oder sogar ganz verhindern. Ein Offsetfehler eines Sensorelements kann zudem bewirken, dass noch schneller ein Signal in den Überlastbereich gerät, da der Fehler in der vom Sensorelement erzeugten elektrischen Spannung eine Unsymmetrie bewirkt. In der Praxis können aufgrund eines derartigen Offsetfehlers unsymmetrische Beschneidungen und Verzerrungen entstehen, die eine erhebliche Fehleinwirkung auf die nachfolgenden Verarbeitungseinheiten bewirken können.The from the sensor in the overload range generated signal therefore has clipping and distortion, meaningful further processing, for example in a crash algorithm prevent it or even completely. An offset error of a sensor element It can also cause a signal in the overload range even faster device, because the error in the electrical voltage generated by the sensor element causes an asymmetry. In practice, due to such Offset error produces unbalanced trimming and distortion, the one significant error on the subsequent processing units can effect.

Es ist also sowohl ein Offset des gemessenen Signals selbst als auch eine Unsymmetrie in den Maximalwerten in positive bzw. negative Signalrichtung zu betrachten. Am Beispiel eines Beschleunigungssignals kann dieses also beispielsweise einen Offset von +5g permanent sowie eine Unsymmetrie in den Maximalgrenzen von bspw. +150g zu –120g aufweisen, was bedeutet, dass hohe negative Werte früher begrenzt würden als hohe positive Werte.It is thus both an offset of the measured signal itself as well an asymmetry in the maximum values in positive and negative Signal direction to look at. Using the example of an acceleration signal So this can be for example an offset of + 5g permanent as well have an asymmetry in the maximum limits of, for example, + 150 g to -120 g, which means that high negative values would be limited earlier than high positive values.

Bei im Wesentlichen gleichbleibend gerichteten Signalen ergibt sich durch diese beiden Fehlermöglichkeiten zwar auch ein im Betrag etwas verfälschtes Signal, was aber durch einsprechend angepasste Auslöseschwellen ausgeglichen werden kann. Liegen jedoch schwingende Signale vor, wie dies beispielsweise bei Erschütterungen am Sensor durch Hammerschlag, Fahrbahnunebenheiten und vergleichbare Fälle der Fall ist, so geht man theoretisch bei idealen Sensoren davon aus, dass sich die Schwingungsanteile im Mittel wechselseitig eliminieren. Liegen jedoch ein Offset am Signal und/oder eine Unsymmetrie der oberen Grenzen vor, so können sich die positiven und negativen Schwingungsanteile nicht mehr ausreichend kompensieren und es kommt zu einer Drift hin zu einer Signalrichtung.at essentially uniformly directed signals results through these two possibilities of error Although a bit distorted in the amount signal, but through appropriately adjusted triggering thresholds can be compensated. However, if there are oscillating signals, as for example with vibrations at the sensor by hammer blow, Road bumps and similar cases are the case, so you go theoretically for ideal sensors assume that the vibration components to eliminate each other on average. However, if there is an offset on the Signal and / or an asymmetry of the upper limits, so may the positive and negative vibration components are no longer sufficient compensate and there is a drift towards a signal direction.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe vorzustellen, mit denen Applikationen zu realisieren sind, bei welchen neben dem typischen Nutzsignalbereich auch sporadisch Störgrößen im Überlastbereich auftreten, wobei die Überlast den Nutzbereich überschreitet.task The invention is now a device and a method for Sensing a directed physical size, with which applications are to be realized, in which in addition to the typical useful signal range also sporadic disturbances in the overload range occur, with the overload exceeds the usable range.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Task is by a device for sensing a directional physical size with the Features of claim 1 and a corresponding method with the Characteristics of claim 10 solved. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht nun darin, die Möglichkeit der Herbeiführung eines unsymmetrischen Zustandes derart zu nutzen, dass bestimmte gewünschte Effekte im Falle einer Überlast gezielt herbeigeführt werden können, insbesondere eine definierte Driftrichtung im Ausgangssignal eines Sensorelement vorgegeben wird, welche erkannt werden kann. Mit der Herbeiführung einer bewussten geringfügigen Unsymmetrie wird in der Applikation der Vorteil erreicht, dass im Überlastfall ein definiertes Verhalten vorherbestimmt werden kann, welches bei einem angestrebten zu-Null-Abgleich (infolge der verbleibenden Toleranzen) nicht ganz eindeutig möglich ist. Mit der Herbeiführung einer bewussten geringfügigen Unsymmetrie kann somit eindeutig die Richtung der Driftabweichung im Überlastbereich festlegt werden, wobei das nachfolgend beschriebene Sicherheits-Konzept ermöglicht wird.One The essential idea of the invention now lies in the possibility the induction to use an unbalanced state such that certain desired Effects in case of overload purposefully brought about can be in particular a defined drift direction in the output signal of a Sensor element is specified, which can be detected. With the induction a conscious minor Unbalance is achieved in the application of the advantage that in case of overload defined behavior can be predetermined, which at a aimed at zero-balance (due to the remaining tolerances) is not entirely clear. With the induction a conscious minor Unbalance can thus clearly indicate the direction of drift deviation in the overload range be determined, with the safety concept described below is possible.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist nun eine Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit mindestens einem Sensorelement vorgesehen, das eine bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung für die einwirkende gerichtete physikalische Größe und einen Nutzsignal- und einen Überlastbereich aufweist, wobei die Vorrichtung derart eingestellt werden kann, dass ein gewünschter Effekt des Sensorelement-Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs gezielt herbeigeführt wird. Ein typisches Beispiel eines Sensorelements mit einer bevorzugten Empfindlichkeitsrichtung ist ein Beschleunigungssensor, wie er in einem zentralen Steuergerät eines Airbagsteuergeräts eingesetzt wird. Üblicherweise werden solche Sensorelemente derart in Bezug auf die Längsachse eines Fahrzeugs ausgerichtet, dass sie nicht nur einen Front- oder Heck-Crash, sondern auch einen Seitenaufprall detektierten können. Durch die Möglichkeit der gezielten Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nun bewirkt werden, dass beispielsweise ein Hammerschlag im Seitenbereich eines Fahrzeugs als sporadische Störgröße nicht als ein Seitencrash detektiert wird. Dadurch kann die Gefahr von Fehlfunktionen insbesondere eines Fahrzeugsicherheitssystems wie ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug wesentlich verringert werden.According to one embodiment The invention is now a device for sensing a directional physical size with at least a sensor element provided, which is a preferred direction of sensitivity for the acting directional physical quantity and a Nutzsignal- and an overload range wherein the device can be adjusted in such a way that one desired Effect of the sensor element output signal in terms of targeted the Nutzsignal- and overload range brought becomes. A typical example of a sensor element with a preferred Sensitivity is an acceleration sensor, as in a central control unit an airbag control unit is used. Usually Such sensor elements are so with respect to the longitudinal axis geared to a vehicle that they are not just a front or a Rear crash, but also detected a side impact. By the possibility the targeted adjustment of the device according to the invention can now be effected be that, for example, a hammer blow in the side area of a Vehicle as a sporadic disturbance not as a side crash is detected. This may increase the risk of Malfunctions in particular of a vehicle safety system such as substantially reduces an occupant protection system in a vehicle become.

Die Einstellung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erfolgen, dass als das mindestens eine Sensorelement ein Sensorelement mit einem vorgegebenen Offset eingesetzt wird und/oder eine Verarbeitungseinrichtung für das Ausgangssignal des mindestens einen Sensorelements derart konfiguriert ist, dass der gewünschte Effekt des Sensorelement-Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs gezielt herbeigeführt wird. Beispielsweise kann ein gezielt „verstimmter" Beschleunigungssensor verwendet werden, der eine Driftrichtung seines Ausgangssignals bei Überlast in eine bestimmte Richtung aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der „Offset" bzw. die „Verstimmung" auch in die Vorrichtung „programmiert" sein, beispielsweise in einen Algorithmus zum Verarbeiten des Ausgangssignals des Sensorelements.The Setting can according to a another embodiment of the invention take place in that as the at least one sensor element a sensor element with a predetermined offset is used and / or a processing device for the output signal of at least a sensor element is configured such that the desired effect the sensor element output signal with respect to the Nutzsignal- and overload range targeted brought becomes. For example, a targeted "detuned" acceleration sensor be used, a drift direction of its output signal in case of overload in a certain direction. Alternatively or additionally the "offset" or the "detuning" also be "programmed" into the device, for example in an algorithm for processing the output signal of the sensor element.

Die Vorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ferner derart eingestellt werden, dass das mindestens eine Sensorelement eine Unsymmetrie seines Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs derart aufweist, dass das Ausgangssignal eine vorgegebene Driftrichtung im Falle einer Überlast des mindestens einen Sensorelements besitzt. Mit der vorgegebenen Driftrichtung kann beispielsweise eingestellt werden, dass die Sensorelemente eines zentralen Steuergeräts „unempfindlicher" auf einen vermeintlichen Seitencrash aufgrund eines Hammerschlags reagieren. Oder es wäre möglich, die vorgegebene Driftrichtung derart zu wählen, dass der Nutzsignalbereich eines Sensorelements in eine bestimmte Richtung vergrößert wird.The Device can according to a embodiment The invention further be set such that the at least a sensor element an asymmetry of its output signal with respect to the Nutzsignal- and overload range such that the output signal has a predetermined drift direction in case of overload of the at least one sensor element has. With the given drift direction can be set, for example, that the sensor elements a central controller "insensitive" to a supposed Side crash due to a hammer blow respond. Or it would be possible to Preselected drift direction to be selected such that the useful signal range a sensor element is increased in a certain direction.

Wie bereits oben erwähnt kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das mindestens eine Sensorelement ein Beschleunigungssensor sein, der eine Empfindlichkeitsachse für die bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung besitzt. Selbstverständlich ist die Erfindung mit jedem Sensorelement geeignet, das eine Empfindlichkeitsachse besitzt, also gerichtete physikalische Größen wie Kräfte erfassen kann.As already mentioned above can according to another embodiment the invention, the at least one sensor element an acceleration sensor which is an axis of sensitivity for the preferred direction of sensitivity has. Of course For example, the invention is suitable with any sensor element that has a sensitivity axis possesses, ie directed physical quantities such as forces can detect.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können zwei Beschleunigungssensoren vorgesehen sein, die derart zueinander angeordnet sind, dass ihre Empfindlichkeitsachsen in einem Winkel von etwa 90 Grad zueinander stehen. Beispielsweise kann es sich um zwei Beschleunigungssensoren handeln, die zur Erfassung von gerichteten physikalischen Größen in einer bestimmten Ebene vorgesehen sind.According to one embodiment of the invention two acceleration sensors may be provided, which in such a way to each other are arranged that their axes of sensitivity at an angle of about 90 degrees to each other. For example, it can be two Acting acceleration sensors that are used to detect directional physical quantities in one certain level.

Die Erfindung betrifft gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Steuergerät für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit mindestens einem Sensorelement gemäß der Erfindung.The Invention relates according to a another embodiment a control unit for a Vehicle with a device for sensing a directional physical size with at least a sensor element according to the invention.

Ferner sieht die Erfindung in einer weiteren Ausführungsform eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug vor, insbesondere eine Insassenschutzeinrichtung, die eine Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit mindestens einem Sensorelement gemäß der Erfindung umfasst.Further sees the invention in a further embodiment, a safety device for a vehicle in particular, an occupant protection device, which is a device for sensing a directional physical quantity with at least a sensor element according to the invention includes.

Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einer Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung vorgesehen, wobei die Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe zwei im Fahrzeug etwa zentral angeordnete Sensorelemente aufweist und derart eingestellt ist, dass das Ausgangssignal jedes Sensorelements eine vorgegebene Driftrichtung im Falle einer Überlast eines Sensorelements aufweist.Farther is according to one Embodiment of Invention, a vehicle, in particular a motor vehicle with a Safety device provided according to the invention, wherein the Apparatus for sensing a directional physical quantity two has approximately centrally arranged sensor elements in the vehicle and is set such that the output signal of each sensor element a predetermined drift direction in the event of overload of a sensor element having.

Bei dem Fahrzeug können gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zur Sensierung eines Seitencrashes an den Fahrzeugseiten angeordnete seitliche Sensorelemente vorgesehen sein und die Sicherheitseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Signale der seitlichen Sensorelemente mit den Signalen der zentral angeordneten Sensorelemente und/oder umgekehrt plausibilisiert werden.at the vehicle can according to a another embodiment the invention for sensing a side impact on the vehicle sides arranged lateral sensor elements may be provided and the safety device may be formed such that the signals of the lateral sensor elements with the signals of the centrally arranged sensor elements and / or conversely be made plausible.

Schließlich betrifft eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit mindestens einem Sensorelement, das eine bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung für die einwirkende gerichtete physikalische Größe und einen Nutzsignal- und einen Überlastbereich aufweist, wobei Einstellungen derart vorgenommen werden, dass ein gewünschter Effekt des Sensorelement-Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs gezielt herbeigeführt wird.Finally, an embodiment of the invention relates to a method for sensing a court teten physical size with at least one sensor element having a preferred sensitivity direction for the acting directional physical quantity and a Nutzsignal- and an overload range, wherein adjustments are made such that a desired effect of the sensor element output signal with respect to the Nutzsignal- and overload range is deliberately brought about ,

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further Advantages and applications The present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the drawings are those in the listed below List of reference symbols used terms and associated reference numerals used.

Die Zeichnungen zeigen inThe Drawings show in

1 eine prinzipielle Darstellung eines Fahrzeugs mit einem zentral angeordneten Steuergerät, das zwei gerichtete Beschleunigungsaufnehmer aufweist; 1 a schematic representation of a vehicle with a centrally located control unit having two directional accelerometer;

2a eine prinzipielle Darstellung eines Fahrzeugs mit einem zentral angeordneten Steuergerät, das zwei in Fahrzeugrichtung nach vorne gerichtete Beschleunigungsaufnehmer aufweist, wobei eine gezielte Vorgabe einer Unsymmetrie der einzelnen Sensoren erfolgt; 2a a schematic representation of a vehicle with a centrally located control unit, which has two in the vehicle direction forwardly directed acceleration, with a targeted specification of an asymmetry of the individual sensors is carried out;

2b eine prinzipielle Darstellung eines Fahrzeugs mit einem zentral angeordneten Steuergerät, das zwei in Fahrzeugrichtung zur rechten Seite hin gerichtete Beschleunigungsaufnehmer aufweist, wobei eine gezielte Vorgabe einer Unsymmetrie der einzelnen Sensoren und eine Plausibilisierung der Ausgangssignale der Sensoren mit Frontsensoren erfolgt; 2 B a schematic representation of a vehicle with a centrally located control unit, which has two in the vehicle direction to the right side directed Acceleration, with a targeted specification of asymmetry of the individual sensors and a plausibility of the output signals of the sensors with front sensors;

2c eine prinzipielle Darstellung eines Fahrzeugs mit einem zentral angeordneten Steuergerät, das zwei in Fahrzeugrichtung zur rechten Seite hin gerichtete Beschleunigungsaufnehmer aufweist, wobei eine gezielte Vorgabe einer Unsymmetrie der einzelnen Sensoren und eine Plausibilisierung der Ausgangssignale der Sensoren mit Seitensensoren erfolgt; 2c a schematic representation of a vehicle with a centrally located control unit, which has two in the vehicle direction to the right side directed acceleration sensor, with a targeted specification of an asymmetry of the individual sensors and a plausibility of the output signals of the sensors with side sensors;

3 das Prinzip einer aus dem Stand der Technik bekannte Signalaufbereitungskette für das Ausgangssignal eines Sensorelements; 3 the principle of a signal processing chain known from the prior art for the output signal of a sensor element;

4 das Prinzip einer Signalaufbereitungskette gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 4 the principle of a signal processing chain according to an embodiment of the invention;

5 die Auswirkung einer unsymmetrischen Begrenzung des Nutzsignalbereichs eines Sensorelements anhand des beispielhaften Verlaufs der Messung des Ausgangssignals des Sensorelements; und 5 the effect of an asymmetrical limitation of the useful signal range of a sensor element on the basis of the exemplary course of the measurement of the output signal of the sensor element; and

6 ein Ausführungsbeispiel eines kapazitv-elektrischen C/V-Wandlers gemäß der Erfindung. 6 an embodiment of a capacitive electrical C / V converter according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen aus dem Bereich der Beschleunigungssensierung für die Steuerung von Insassenschutzeinrichtungen beschrieben, wobei die hierin offenbarte technische Lehre auch auf andere Anwendungsgebiete und Sensoren übertragbar ist.The The invention will be described below with reference to drawings and exemplary embodiments from the field of acceleration sensing for the control of occupant protection equipment described, wherein the technical teaching disclosed herein also on other applications and sensors is transferable.

Die heutigen Insassenschutzsysteme sind derart konzipiert, dass diese Crash-Szenarien abdecken, bei welchen die Richtung des Zusammenstosses kaum eine Rolle spielt. So sind die Algorithmen und Sensoranordnungen der Insassensysteme derart realisiert, dass diese den Insassen sowohl bei einem Front-, Heck- oder Seitencrash entsprechend schützen.The Today's occupant protection systems are designed in such a way that these Cover crash scenarios in which the direction of the collision hardly matters. Such are the algorithms and sensor arrangements the occupant systems realized so that they both the occupants Protect accordingly in the event of a front, rear or side crash.

Bei der Signalerfassung bei einem Front- oder Heckcrash werden in der Regel die Beschleunigungssignale zur Auswertung herangezogen, die von den zentral im Zentralsteuergerät befindlichen Sensoren erfasst werden, wohingegen bei einem Seitencrash zusätzliche Seitensatelliten zum Einsatz gebracht werden, um möglichst schnelle Auslösezeiten aufgrund der so gut wie nicht vorhandenen Knautschzone im Seitenbereich zu erlangen, wobei zur Absicherung der Auslöseentscheidung die Signale der ausgelagerten Assistenzsensoren mit den Signalen der im Zentralgerät befindlichen Sensoren und/oder umgekehrt plausibilisiert werden.at the signal acquisition in a front or rear crash are in the Usually the acceleration signals used for the evaluation, the detected by the centrally located in the central control unit sensors whereas in a side crash additional side satellites are used Be used as much as possible fast tripping times due the almost nonexistent crumple zone in the side area obtain, with the signals to secure the triggering decision the outsourced assistance sensors with the signals in the central unit Sensors and / or conversely plausibilized.

Durch die Plausibilisierung der Signale, die von den ausgelagerten Assistenzsensoren sowie der Sensoren im Zentralgerät stammen, ist bei einem Seitencrash sichergestellt, dass immer Signale beteiligt sind, die von zwei unterschiedlichen Einbauorten stammen, so dass sich eine „mechanische Störung" wie beispielsweise ein Hammerschlag an einer Stelle an der Karosserie nicht gleichzeitig auf alle zur Auslösung erforderlichen Sensoren auswirken kann.By the plausibility of the signals received from the outsourced assistance sensors as well as the sensors in the central unit In case of a side crash, signals are always ensured involved, which come from two different locations, so that a "mechanical Disorder "such as a hammer strike at one point on the bodywork not at the same time on all for triggering required sensors.

Durch die erfindungsgemäße Herbeiführung eines bewussten unsymmetrischen Zustandes bzw. unsymmetrischen „Abgleichs" z.B. der physikalischen Ablenkbarkeit des eigentlichen Sensorelements der beteiligten Sensoren im Zentralsteuergerät kann erreicht werden, dass der Algorithmus anhand der Sensorsignale im Überlastfall eine definierte erkennbare Situation, beispielsweise auf einen Seitencrash, detektiert, wobei jedoch keine ungewollte Auslösung zustande kommen kann, da die zur Auslösung erforderlichen Plausibilisierungs-Signale von den ausgelagerten Assistenzsensoren, beispielsweise bei einem auf das Zentralgerät wirkenden Hammerschlag, nicht vorhanden sind.By bringing about a deliberate asymmetrical state or asymmetrical "balancing" of the invention, for example, the physical deflectability of the actual sensor element of the participating sensors in the central control unit can be achieved that the algorithm based on the sensor signals in the case of overload defines a te detectable situation, for example, a side impact detected, but no unintentional triggering can come about, since the triggering necessary plausibility signals from the outsourced assistance sensors, for example, in a hammer acting on the central unit, are not present.

Damit der Algorithmus im Überlastfall, z.B bei einem starken Hammerschlag gegen die Seite der Karosserie des Fahrzeugs, aufgrund der Signale der Sensoren im Zentralgerät sicher bspw. einen Seitencrash detektiert, ist es erforderlich, dass die Signale der Sensoren im Zentralgerät im Überlastfall eine definierte Driftrichtung einnehmen, wobei die Driftrichtung mit der bewussten Unsymmetrie vorherbestimmt werden kann.In order to the algorithm in case of overload, For example, a strong hammer blow against the side of the body of the vehicle due to the signals from the sensors in the central unit for example, detects a side crash, it is necessary that the Signals of the sensors in the central unit in case of overload a defined Take drift direction, with the drift direction with the conscious Unbalance can be predetermined.

1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Fahrzeugs mit einem zentral angeordneten Steuergerät welches zwei gerichtete Beschleunigungsaufnehmer BA1, BA2 aufweist, deren Empfindlichkeitscharakteristiken F1, F2 entsprechend der Einbaurichtung +/– 45 Grad zur Fahrrichtung X ausgerichtet sind, so dass mit den beiden Beschleunigungsaufnehmern entsprechend eine Fläche abgebildet werden kann bzw. aufgrund der Vorzeichen der Sensor-Signale auf die Richtung einer Crash-Einwirkung geschlossen werden kann. 1 shows a schematic representation of a vehicle with a centrally located control unit which has two directional acceleration pickup BA1, BA2 whose sensitivity characteristics F1, F2 are aligned according to the mounting direction +/- 45 degrees to the travel direction X, so that a corresponding area with the two accelerometers are mapped can or can be closed due to the sign of the sensor signals on the direction of a crash impact.

Würden beide Sensorsignale im Überlastfall (Hammerschlag) eine Signal-Drift-Richtung in ihre positive Arbeitsrichtung einnehmen, wie dies gezeigt ist, so würde der Algorithmus einen Frontcrash erkennen, was zu einer ungewollten Auslösung von Schutzmitteln des Insassenschutzsystems führen würde.Would both Sensor signals in case of overload (hammer blow) a signal-drift direction in their positive direction, as shown so would the algorithm detects a front crash, resulting in an unwanted release protection of the occupant protection system.

2a zeigt eine ähnliche prinzipielle Darstellung wie 1, wobei eine gezielte Vorgabe einer Unsymmetrie der einzelnen Sensoren gemäß der Erfindung erfolgt, indem der Sensor F1 in seine positive Arbeitsrichtung driftet, während der andere Sensor F2 in seine negative Arbeitsrichtung driftet. Im Unterschied zu 1 ergibt sich im Überlastfall durch einen Hammerschlag eine aus einer vektoriellen Addition resultierende Signal-Drift-Richtung in Y-Richtung, so dass der Algorithmus im Ergebnis einen Seitencrash erkennen würde. Dies kann aber in diesem Fall zu keiner ungewollten Auslösung führen, da von den zur Auslösung zusätzlich erforderlichen Signalen von den Seitensensoren kein Signal vorhanden ist (da der Hammerschlag auf diese nicht ausreichend wirkt). Die Driftrichtung ist also in diesem Beispiel so gewählt, dass das Signal eines zentralen Sensors mittels zumindest eines weiteren Sensorsignals plausibilisiert werden kann. 2a shows a similar schematic representation as 1 , wherein a targeted specification of an asymmetry of the individual sensors according to the invention takes place by the sensor F1 drifts in its positive working direction, while the other sensor F2 drifts in its negative working direction. In contrast to 1 In the case of overload, a hammer strike results in a signal-drift direction in the Y direction resulting from a vectorial addition, so that the algorithm would as a result recognize a side crash. However, this can not lead to unwanted tripping in this case, as there is no signal from the side sensors for triggering additional signals (since the hammer blow does not act sufficiently on them). The drift direction is therefore selected in this example so that the signal of a central sensor can be made plausible by means of at least one further sensor signal.

Je nach Ausrichtung der Sensoren ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten, die Drift bei Überlast zu wählen und zu erkennen, wie bspw. 2b bei für F1 in +45 Grad und F2 +135 Grad bzgl. der Fahrtrichtung ausgerichteten Sensoren zeigt, wobei dort die Drift für F1 in positive und für F2 in negative Richtung eingestellt ist, so bei einer Schwingungsanregung eine Drift in X-Richtung zu erwarten ist, welche aber durch die Frontsensoren plausibilisiert werden kann. Alternativ können in diesem Fall beide Sensoren F1, F2 mit einer Drift in ihre positive Richtung versehen werden, wodurch bei Schwingungsanregung eine Drift des Signals in Y-Richtung provoziert wird, die wiederum durch die Seitensensoren plausibilisiert und erkannt wird, wie in 2c gezeigt ist.Depending on the orientation of the sensors, there are different possibilities for selecting and recognizing the drift in the event of overload, such as, for example, 2 B with sensors oriented for F1 in +45 degrees and F2 +135 degrees with respect to the direction of travel, where the drift is set for F1 in positive direction and for F2 in negative direction, so that an oscillation excitation in the X direction is to be expected , which can be made plausible by the front sensors. Alternatively, in this case, both sensors F1, F2 may be drifted in their positive direction, thereby provoking drift of the Y-direction signal upon vibrational excitation, which in turn will be plausibilized and recognized by the side sensors, as in FIG 2c is shown.

Vorteilhafterweise kann die erwähnte gezielte Unsymmetrie bereits durch den Bauteile-Lieferanten (Sensorlieferanten) vorgegeben werden, oder applikationsspezifisch im Steuergerät programmiert werden. Die gezielte Herbeiführung von insbesondere geringfügigen Unsymmetrien im Sensorelement ermöglicht im Überlastfall die Signal-Drift-Richtung zu definieren und dies zu erkennen und durch weitere Plausibilisierung Fehlauslösungen bei Einwirken von mechanischen Störgrößen (z.B. Hammerschlag) auf die Fahrzeugstruktur zu vermeiden.advantageously, can the mentioned Targeted asymmetry already by the component suppliers (sensor suppliers) can be specified, or program-specific programmed in the control unit. The targeted induction in particular minor Unbalances in the sensor element allows the signal drift direction in case of overload define and recognize this and through further plausibility false alarms upon exposure to mechanical disturbances (e.g. Avoid vehicle structure.

Wie diese gezielte Unsymmetrie und Signal-Drift-Richtung erreicht werden kann, wird nun beispielhaft anhand der folgenden 3 bis 6 und Ausführungsbeispiele erläutert.How this targeted asymmetry and signal-drift direction can be achieved will now be described by way of example with reference to the following 3 to 6 and embodiments explained.

3 zeigt das Prinzip einer aus dem Stand der Technik bekannten Signalaufbereitungskette. Der Ausgang des Sensors 1.1 wird einem Eingang eines A/D-Wandlers (Analog-Digital-Wandler) zugeführt. Der zulässige Nutzbereich wird hierbei per Design mittels symmetrischen Grenzen 2.1 (bezogen auf den typischen Ruhewert) vorgegeben, damit gewährleistet werden kann, dass das Nutzsignal im Nutzbereich sicher durch den A/D-Wandler abgebildet werden kann. Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 1.2 wird einem weiteren Begrenzer 1.3 mit symmetrischen Grenzen 2.2 (bezogen auf den typischen Ruhewert), mit per Design vorgegebenen Schwellen 2.2 zugeführt, bevor das Signal mittels eines Tiefpassfilters 1.4 zur Ausblendung von störenden Frequenzanteilen gefiltert wird. Der Ausgang des Tiefpassfilters 1.4 wird dem Eingang einer Offsetkompensation 1.5 zur Kompensation von Offsetfehlern zugeführt, damit die Sensorinformation anschließend am Ausgang 3.2 des Beschleunigungssensors 1 zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen. Die Offsetkompensation 1.5 hat hierbei Hochpass- oder Hochpassähnlichen-Charakter, so dass der langsam driftende Offset kompensiert wird und nur noch der Nutzsignalanteil am Ausgang anliegt. 3 shows the principle of a signal processing chain known from the prior art. The output of the sensor 1.1 is supplied to an input of an A / D converter (analog-to-digital converter). The permissible effective range is determined by design using symmetrical limits 2.1 (relative to the typical quiescent value) given, so that it can be ensured that the useful signal in the useful range can be safely imaged by the A / D converter. The output signal of the A / D converter 1.2 becomes another limiter 1.3 with symmetrical limits 2.2 (based on the typical resting value), with design thresholds 2.2 fed before the signal by means of a low-pass filter 1.4 to filter out interfering frequency components is filtered. The output of the low-pass filter 1.4 is the input of an offset compensation 1.5 supplied to compensate for offset errors, so that the sensor information then at the output 3.2 of the acceleration sensor 1 available for further processing. The offset compensation 1.5 This has high-pass or high-pass-like character, so that the slowly drifting offset is compensated and only the useful signal is present at the output.

Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, besitzt der Sensor 1.1 einen angenommenen Offsetfehler, mit dem das daraus resultierende Verhalten der Signalaufbereitungskette näher erörtert wird. Der angenommene und dargestellte Offsetfehler von beispielsweise 20g bewirkt, dass das Signal der Sensorausgangsspannung 3.1 mittels des A/D-Wandlers mit den Grenzen 2.1 nunmehr unsymmetrisch erfasst und begrenzt (bei +80g, –120g) wird. Ebenso wird das Signal der Sensorausgangsspannung 3.1 mittels des Begrenzers 1.3 unsymmetrisch (bei +40g, –80g) mit den Grenzen 2.2 begrenzt. Nachdem das Signal der Sensorausgangsspannung 3.1 mittels des Hochpasses 1.5 um den Offsetfehler korrigiert bzw. bereinigt wird, verbleibt am Ausgang des Sensors 1 eine unsymmetrische Sensor-Bauteile-Ausgangsbereich 3.2 mit den Grenzen 2.5.1.How out 3 can be seen further, the sensor has 1.1 an assumed offset error, with which the resulting behavior of the signal processing chain is discussed in more detail. The assumed and illustrated offset error of, for example, 20 g causes the signal of the sensor output voltage 3.1 by means of the A / D converter with the limits 2.1 now asymmetrically detected and limited (at + 80g, -120g) is. Likewise, the signal of the sensor output voltage 3.1 by means of the limiter 1.3 unbalanced (at + 40g, -80g) with the limits 2.2 limited. After the signal of the sensor output voltage 3.1 by means of the high pass 1.5 the offset error is corrected or cleared at the output of the sensor 1 an unbalanced sensor component output area 3.2 with the borders 2.5.1 ,

Wie aus der Darstellung leicht ersichtlich ist, wird mit der Realisierung gemäß dem Stand der Technik, bei Vorliegen einer Überlast am Sensoreingang, infolge der unsymmetrischen Begrenzungen am Ausgang des Sensors ein unsymmetrisches begrenztes Ausgangssignal erzeugt, welches eine angenommene (nicht dargestellte) nachfolgende Integrations-Einheit deutlich zu Fehlverhalten anregen kann.As from the representation is easily apparent, with the realization according to the state the technology, in the presence of an overload at the sensor input, due the unbalanced limits at the output of the sensor is an unbalanced produces a limited output signal which is an assumed (not shown) subsequent integration unit clearly to misconduct can stimulate.

4 zeigt das Prinzip einer Signalaufbereitungskette gemäß dem erfindungsgemäßen Gedanken. Abweichend zur 3 werden die Grenzen der symmetrischen Begrenzungen 2.1, 2.2 bei Vorliegen bspw. eines Offsetfehlers automatisch um einen Betrag nachgeführt, so dass das offsetbehaftete Signal 3.1 trotzdem weiter mit angepassten symmetrischen Grenzen 2.3, 2.4 (relativ zum offsetbehafteten Signal) im Überlastfall begrenzt wird, und zwar so, dass eine definierte Driftrichtung entsteht. Hierzu erhält die Offsetsteuerung 1.5 vorzugsweise einen weiteren Ausgang, der den Ruhewert zur Verfügung stellt, beispielsweise mit einem Element mit Tiefpasscharakter mit niedriger Grenzfrequenz. 4 shows the principle of a signal processing chain according to the inventive concept. Deviating from 3 become the boundaries of symmetrical limits 2.1 . 2.2 in the presence of, for example, an offset error automatically tracked by an amount, so that the signal subject to offset 3.1 still continue with adjusted symmetric limits 2.3 . 2.4 (Relative to the signal subject to offset) is limited in the event of overload, in such a way that a defined drift direction arises. The offset control receives this 1.5 preferably a further output which provides the quiescent value, for example with a low-pass low-pass element.

Zur Ermittlung der Nachführungsgröße wird hierzu der ermittelte Ruhewert aus der Offsetsteuerung 1.5 mit dem Sollwert verglichen und daraus die Differenz A gebildet. Um diese Differenz Δ werden wie aus der Darstellung ersichtlich die Grenzen 2.1 des A/D-Wandler 1.2 sowie die Grenzen 2.2 des Begrenzers 1.3 korrigiert, sodass die neuen Grenzen 2.4 für den A/D-Wandler 1.2 sowie die Grenzen 2.3 für den Begrenzers 1.3 entstehen. Der Soll-Wert ist dabei so gewählt, dass die gewünschte Driftrichtung entsteht.In order to determine the tracking variable, the determined quiescent value from the offset control is used for this purpose 1.5 compared with the target value and from this the difference A is formed. By this difference Δ, as shown in the illustration, the limits 2.1 of the A / D converter 1.2 as well as the borders 2.2 of the limiter 1.3 corrected so that the new limits 2.4 for the A / D converter 1.2 as well as the borders 2.3 for the limiter 1.3 arise. The target value is chosen so that the desired direction of drift arises.

Mittels dieser Methode wird sichergestellt, dass bei Vorliegen einer Überlast am Sensoreingang auch am Ausgang des Sensors zuverlässig ein definiert driftendes Ausgangssignal 3.2 erzeugt wird, so dass eine Nutzsignal-Auswertung trotz Vorhandensein einer überlagerten hochfrequenten Überlaststörsignatur, ohne größerer Verfälschungen möglich ist.By means of this method it is ensured that in the presence of an overload at the sensor input and at the output of the sensor reliably a defined drifting output signal 3.2 is generated, so that a useful signal evaluation despite the presence of a superimposed high-frequency overload interference signature, without major falsifications is possible.

Diese Unsymmetrie kann allerdings vorzugsweise unabhängig von der Lage des Ruhewertes beibehalten werden. Dieses erfolgt bspw. dadurch, dass die oben beschriebene Verschiebung auf die gewünschten unsymmetrischen Grenzen angewendet wird. Natürlich kann auch eine grobe Abweichung zunächst kompensiert und nur eine verhältnismäßig geringe Restabweichung zur Erzielung einer definierten Drift im Überlastfall beibehalten werden.These However, unbalance can preferably be independent of the position of the quiescent value to be kept. This is done, for example, in that the above described shift to the desired unbalanced limits is applied. Naturally can also compensate for a rough deviation first and only one relatively low Residual deviation to achieve a defined drift in case of overload to be kept.

5 zeigt ein Beispiel der Auswirkung einer unsymmetrischen Begrenzung. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, führt eine unsymmetrische Begrenzung zu einer erheblichen Signalverfälschung bzw. -verschiebung am Ausgang der Signalkette. 5 shows an example of the effect of unbalanced limitation. As can be seen from the illustration, an asymmetrical limitation leads to a considerable signal distortion or shift at the output of the signal chain.

Die Einstellung der definierten Unsymmetrien des Sensorelements können nicht erst in dem Sensorelement 1.1 nachfolgenden Auswertepfad durchgeführt, sondern bereits durch eine Steuerung an der Quelle, d.h. dem Sensorelement 1.1 selbst vorgenommen werden. Hierzu kann, wie aus der 6 ersichtlich ist, mittels eines Anpassverstärkers 1.7 das Sensorelement 1.1 direkt oder indirekt derart beeinflusst werden, um gezielt die daraus resultierenden Effekte im Überlastfall zu generieren.The setting of the defined asymmetries of the sensor element can not first in the sensor element 1.1 subsequent evaluation path, but already by a control at the source, ie the sensor element 1.1 yourself. This can, as from the 6 can be seen by means of a matching amplifier 1.7 the sensor element 1.1 be directly or indirectly influenced in such a way to generate the resulting effects in case of overload.

Dieses Prinzip soll nun anhand eines kapazitv-elektrischen C/V-Wandlers, der in 6 gezeigt ist, näher erläutert werden. Ein derartiger Wandler wird häufig für Beschleunigungssensoren eingesetzt. Zur Ermittelung der erforderlichen Korrekturgröße des Anpassungsverstärkers 1.7 werden hierzu beispielsweise an das Sensorelement 1.1 mittels des Generators 1.8 für das Modulationssignal des C/V-Wandlers 1.6 gegenphasige Signale 4.1, 4.2 mit identischer Amplitude angelegt, und am Ausgang des C/V-Wandlers 1.6 bzw. am Ausgang des Filters 1.5/des Sensors 1 wird dann geprüft, ob der Offset etwa dem definierten Sollwert entspricht. Der Filter 1.5 ist hier nur beispielhaft gezeigt, wobei bei der Realisierung zu beachten ist, dass die in der Auswertestrecke vorhandenen Schaltungskomponenten das Prüfsignal nicht unzulänglich verfälschen.This principle will now be described by means of a capacitive-electrical C / V converter, the in 6 is shown, will be explained in more detail. Such a converter is often used for acceleration sensors. To determine the required correction value of the matching amplifier 1.7 For this purpose, for example, to the sensor element 1.1 by means of the generator 1.8 for the modulation signal of the C / V converter 1.6 antiphase signals 4.1 . 4.2 applied at identical amplitude, and at the output of the C / V converter 1.6 or at the output of the filter 1.5 / the sensor 1 It is then checked whether the offset corresponds approximately to the defined setpoint. The filter 1.5 is shown here only as an example, it should be noted in the realization that the existing in the evaluation line circuit components do not distort the test signal inadequate.

Der Einfachheit halber werden die spezifischen Sensorelemente im Folgenden als „Platten" bezeichnet. Die Kapazitäten der „Mittelplatte" 1.1.1 zu den beiden seitlichen „Platten" 1.1.2 sind indirekt proportional zu dessen jeweiligen Abständen. Heben sich die eingespeisten gegenphasigen Signale 4.1, 4.2 etwa auf, so sind die Abstände nahezu identisch, bzw. die „Mittelplatte" 1.1.1 ist fast symmetrisch zu den beiden seitliche „Platten" 1.1.2 ausgerichtet. Durch die gegebene symmetrische Anordnung der „Platten" 1.1.1, 1.1.2 zueinander entsteht im Falle einer sporadisch Störgrößen im Überlastbereich kein unsymmetrisches Ausgangssignal und der Abstand entspricht dem Weg der möglichen Auslenkung.For the sake of simplicity, the specific sensor elements are referred to below as "plates." The capacities of the "middle plate" 1.1.1 to the two lateral "plates" 1.1.2 are indirectly proportional to their respective distances. The injected opposite phase signals rise 4.1 . 4.2 about on, the distances are almost identical, or the "middle plate" 1.1.1 is almost symmetrical to the two lateral "plates" 1.1.2 aligned. Due to the given symmetrical arrangement of the "plates" 1.1.1 . 1.1.2 In the case of sporadic disturbances in the overload range, there is no unbalanced output signal and the distance between them corresponds to the path of possible deflection.

Um am Sensorelement 1.1 einen unsymmetrischen Zustand zu erzeugen, wird bspw. mittels des Anpassverstärkers 1.7 eine Korrektur durchgeführt, wobei hierzu zwei mögliche Verfahren näher erläutet werden. Die erste Möglichkeit der Korrektur besteht darin, dass mittels des Generators 1.8 für das Modulationssignal des C/V-Wandlers 1.6 ein Gleichspannungsanteil überlagert wird, der im Betrag so zu wählen ist, dass sich am Ausgang der definierte Offset ergibt. Die zweite Möglichkeit der Korrektur besteht darin, dass mittels des „Plattenpaares" zur Erzeugung der Auslenkung für den Selbsttest eine statische Spannung angelegt wird, die im Betrag derart zu wählen ist, dass sich am Ausgang der definierte Offset ergibt.To the sensor element 1.1 An asymmetrical state is generated, for example, by means of the matching amplifier 1.7 a correction carried out, for which purpose two possible methods are explained in more detail. The first possibility of correction is that by means of the generator 1.8 for the modulation signal of the C / V converter 1.6 a DC component is superimposed, which is to be selected in the amount so that the output results in the defined offset. The second possibility of the correction is that by means of the "plate pair" to generate the deflection for the self-test, a static voltage is applied, which is to be selected in the amount such that the output results in the defined offset.

Insbesondere bei mikromechanischen Beschleunigungs- oder Drehratensensoren, bspw. sogenannten MEMS-Zellen, sind durch die Abmessungen im Mikro- und Nanometerbereich produktionstechnische Abweichungen bei den Ätz- und Beschichtungsprozessen unvermeidlich. Andererseits sind bei diesen Sensortypen aktive Anregungssysteme vorgesehen, welche für die Messung erforderliche Schwingung erzeugen. Zudem können Anregungssysteme vorgesehen sein, welche dem Selbsttest des Sensors dienen. Diese aktiven Anregungssysteme können im Sinne dieser Erfindung genutzt werden, um gezielt eine den Unsymmetrien entgegenwirkende Verstimmung durchzuführen, so dass die Signale am Sensorausgang bereits fehlerkompensiert sind.Especially in micromechanical acceleration or yaw rate sensors, eg. So-called MEMS cells are characterized by the dimensions in the micro and Nanometer range production engineering deviations in the etching and Coating processes inevitable. On the other hand, these are Sensor types provided active excitation systems, which are used for the measurement generate required oscillation. In addition, excitation systems can be provided be, which serve the self-test of the sensor. These active excitation systems can used in the context of this invention to specifically target the asymmetries perform counteracting detuning, so that the signals at Sensor output are already error-compensated.

Abschließend sei erwähnt, dass der Einfachheit wegen, eine Realisierung mittels eines C/V-Wandlers gezeigt wurde, da hier die Funktionsweise einfach zu erklären ist. Anstatt der C/V-Wandlung sind auch nicht näherer gezeigte andere Wandelverfahren anwendbar z.B. Wandler, die die physikalische Größe direkt in Digitalwerte abbilden.In conclusion, be mentioned, for the sake of simplicity, a realization by means of a C / V converter was shown, because here the operation is easy to explain. Instead of the C / V conversion are also not shown in detail other conversion methods applicable e.g. Converters that map the physical quantity directly into digital values.

11
Beschleunigungssensor für ein Insassenschutzsystemaccelerometer for a Occupant protection system
1.11.1
Sensorelement, kapazitiver BeschleunigungssensorSensor element, capacitive acceleration sensor
1.1.11.1.1
mittlere, schwingend gelagerte Kapazitätsplattemedium, swinging capacity plate
1.1.21.1.2
feste Kapazitätsplattenfirm capacity plates
1.21.2
Analog-/Digital-WandlerAnalog / digital converter
1.31.3
Begrenzerlimiter
1.41.4
TiefpassfilterLow Pass Filter
1.51.5
Offsetkompensation/HochpassfilterOffset compensation / high-pass filter
1.61.6
C/V-WandlerC / V converter
1.71.7
AnpassungsverstärkerProgrammable gain amplifier
1.81.8
Generatorgenerator
2.12.1
symmetrische Nutzbereichgrenzen des Analog-/Digital-Wandlers 1.2 symmetric effective range limits of the analog / digital converter 1.2
2.22.2
symmetrische Nutzbereichgrenzen des Begrenzers 1.3 symmetrical effective range limits of the limiter 1.3
2.32.3
angepasste symmetrische Nutzbereichgrenzen des Begrenzers 1.3 adapted symmetrical effective range limits of the limiter 1.3
2.42.4
angepasste symmetrische Nutzbereichgrenzen des Analog-/Digital-Wandlers 1.2 adapted symmetric effective range limits of the analog / digital converter 1.2
2.5.12.5.1
Nutzbereichgrenzen des aufbereiteten SensorsignalsNutzbereichgrenzen the processed sensor signal
2.5.22.5.2
angepasste Nutzbereichgrenzen des aufbereiteten Sensorsignalscustomized Usable range limits of the processed sensor signal
3.13.1
Sensorelement-Ausgangsspannung (bei Signal = 0)Sensor element output voltage (with signal = 0)
3.23.2
Ausgangssignal des Sensors 1 (bei Signal = 0)Output signal of the sensor 1 (with signal = 0)
4.1, 4.24.1 4.2
Anregungsspannungenexcitation voltages

Claims (10)

Vorrichtung (1) zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit mindestens einem Sensorelement (1.1), das eine bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung für die einwirkende gerichtete physikalische Größe und einen Nutzsignal- und einen Überlastbereich aufweist, wobei die Vorrichtung (1) derart eingestellt werden kann, dass ein gewünschter Effekt des Sensorelement-Ausgangssignals (3.1, 3.2) bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs gezielt herbeigeführt wird.Contraption ( 1 ) for sensing a directional physical quantity with at least one sensor element ( 1.1 ) having a preferred sensitivity direction for the applied directional physical quantity and a payload and an overload range, the device ( 1 ) can be set such that a desired effect of the sensor element output signal ( 3.1 . 3.2 ) is deliberately brought about with respect to the Nutzsignal- and overload range. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung dadurch erfolgt, dass als das mindestens eine Sensorelement ein Sensorelement (1.1) mit einem vorgegebenen Offset eingesetzt wird und/oder eine Verarbeitungseinrichtung (1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8) für das Ausgangssignal des mindestens einen Sensorelements derart konfiguriert ist, dass der gewünschte Effekt des Sensorelement-Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs gezielt herbeigeführt wird.Apparatus according to claim 1, characterized in that the adjustment is effected in that as the at least one sensor element, a sensor element ( 1.1 ) is used with a predetermined offset and / or a processing device ( 1.2 . 1.3 . 1.4 . 1.5 . 1.6 . 1.7 . 1.8 ) is configured for the output signal of the at least one sensor element such that the desired effect of the sensor element output signal with respect to the Nutzsignal- and overload range is deliberately brought about. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart eingestellt ist, dass das mindestens eine Sensorelement (1.1) eine Unsymmetrie seines Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs derart aufweist, dass das Ausgangssignal eine vorgegebene Driftrichtung im Falle einer Überlast des mindestens einen Sensorelements (1.1) besitzt.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is set such that the at least one sensor element ( 1.1 ) has an asymmetry of its output signal with respect to the useful signal and overload range such that the output signal has a predetermined drift direction in the event of an overload of the at least one sensor element ( 1.1 ) owns. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensorelement (1.1) ein Beschleunigungssensor (1) ist, der eine Empfindlichkeitsachse für die bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung besitzt.Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the at least one sensor element ( 1.1 ) an acceleration sensor ( 1 ) having an axis of sensitivity for the preferred direction of sensitivity. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Beschleunigungssensoren (BA1, BA2) vorgesehen sind, die derart zueinander angeordnet sind, dass ihre Empfindlichkeitsachsen (F1, F2) in einem Winkel von etwa 90 Grad zueinander stehen.Apparatus according to claim 4, characterized ge indicates that two acceleration sensors (BA1, BA2) are provided which are arranged in such a way that their sensitivity axes (F1, F2) are at an angle of approximately 90 degrees to one another. Steuergerät für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.control unit for a Vehicle with a device according to one of the preceding claims. Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Insassenschutzeinrichtung, die eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.Safety device for a vehicle, in particular Occupant protection device comprising a device according to one of claims 1 to 5 includes. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vorrichtung zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe zwei im Fahrzeug etwa zentral angeordnete Sensorelemente (BA1, BA2) aufweist und derart eingestellt ist, dass das Ausgangssignal jedes Sensorelements eine vorgegebene Driftrichtung im Falle einer Überlast eines Sensorelements (BA1, BA2) aufweist.Vehicle, in particular motor vehicle with a safety device according to claim 7, wherein the device for sensing a directional physical size two in the vehicle approximately centrally arranged sensor elements (BA1, BA2) and is set such that the output signal of each sensor element a predetermined drift direction in the event of overload of a sensor element (BA1, BA2). Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das zur Sensierung eines Seitencrashes an den Fahrzeugseiten angeordnete seitliche Sensorelemente vorgesehen sind und die Sicherheitseinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Signale der seitlichen Sensorelemente mit den Signalen der zentral angeordneten Sensorelemente und/oder umgekehrt plausibilisiert werden.Vehicle according to claim 8, characterized in that the arranged for sensing a side impact on the vehicle sides lateral sensor elements are provided and the safety device is formed such that the signals of the lateral sensor elements with the signals of the centrally arranged sensor elements and / or conversely be made plausible. Verfahren zur Sensierung einer gerichteten physikalischen Größe mit mindestens einem Sensorelement, das eine bevorzugte Empfindlichkeitsrichtung für die einwirkende gerichtete physikalische Größe und einen Nutzsignal- und einen Überlastbereich aufweist, wobei Einstellungen derart vorgenommen werden, dass ein gewünschter Effekt des Sensorelement-Ausgangssignals bezüglich des Nutzsignal- und Überlastbereichs gezielt herbeigeführt wird.Method for sensing a directional physical Size with at least a sensor element, which is a preferred direction of sensitivity for the acting physical quantity addressed and a payload signal and an overload range wherein adjustments are made such that a desired Effect of the sensor element output signal in terms of the useful signal and overload range purposefully brought about becomes.
DE102007029764A 2006-06-27 2007-06-23 Directional physical dimension sensing device for use with safety systems for motor vehicles, particularly passenger protection systems, has sensor element, which has preferential sensitivity direction Withdrawn DE102007029764A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006029769.5 2006-06-27
DE102006029769 2006-06-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007029764A1 true DE102007029764A1 (en) 2008-01-03

Family

ID=38777195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007029764A Withdrawn DE102007029764A1 (en) 2006-06-27 2007-06-23 Directional physical dimension sensing device for use with safety systems for motor vehicles, particularly passenger protection systems, has sensor element, which has preferential sensitivity direction

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007029764A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3717427A1 (en) * 1987-05-23 1989-02-23 Messerschmitt Boelkow Blohm IMPACT SENSOR FOR MOTOR VEHICLES
DE3816587A1 (en) * 1988-05-16 1989-11-23 Messerschmitt Boelkow Blohm DEVICE FOR TRIGGERING A PASSIVE SAFETY DEVICE
DE4116336C1 (en) * 1991-05-18 1992-06-11 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Passive safety device release assembly for motor vehicle occupant - has acceleration pick=ups with sensitivity axes directed to detect angle of frontal impact and supplying evaluating circuit
DE19537546A1 (en) * 1995-10-09 1997-04-10 Telefunken Microelectron Impact detector for passenger vehicle safety system
DE19619414C1 (en) * 1996-05-14 1997-08-21 Telefunken Microelectron Passive passenger restraint e.g. airbag release control method for vehicle
DE19807124A1 (en) * 1998-02-20 1999-09-02 Bosch Gmbh Robert Method and device for triggering a restraint system
DE19858621A1 (en) * 1998-12-18 2000-07-06 Autoflug Gmbh Process for improving the measured values of an inertial measuring system
EP0810129B1 (en) * 1996-05-14 2000-09-13 TEMIC Semiconductor GmbH Releasing method for passive safety devices in vehicles
DE19946407A1 (en) * 1999-09-28 2001-04-12 Siemens Restraint System Gmbh Activation system for passive passenger restraint in automobile

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3717427A1 (en) * 1987-05-23 1989-02-23 Messerschmitt Boelkow Blohm IMPACT SENSOR FOR MOTOR VEHICLES
DE3816587A1 (en) * 1988-05-16 1989-11-23 Messerschmitt Boelkow Blohm DEVICE FOR TRIGGERING A PASSIVE SAFETY DEVICE
DE4116336C1 (en) * 1991-05-18 1992-06-11 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Passive safety device release assembly for motor vehicle occupant - has acceleration pick=ups with sensitivity axes directed to detect angle of frontal impact and supplying evaluating circuit
DE19537546A1 (en) * 1995-10-09 1997-04-10 Telefunken Microelectron Impact detector for passenger vehicle safety system
DE19619414C1 (en) * 1996-05-14 1997-08-21 Telefunken Microelectron Passive passenger restraint e.g. airbag release control method for vehicle
EP0810129B1 (en) * 1996-05-14 2000-09-13 TEMIC Semiconductor GmbH Releasing method for passive safety devices in vehicles
DE19807124A1 (en) * 1998-02-20 1999-09-02 Bosch Gmbh Robert Method and device for triggering a restraint system
DE19858621A1 (en) * 1998-12-18 2000-07-06 Autoflug Gmbh Process for improving the measured values of an inertial measuring system
DE19946407A1 (en) * 1999-09-28 2001-04-12 Siemens Restraint System Gmbh Activation system for passive passenger restraint in automobile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1258399B2 (en) Method for activating a passenger protection application in a motor vehicle
DE102005047021B3 (en) Arrangement for determining an absolute angle of inclination with respect to the horizontal
DE10044567B4 (en) Safety system for a motor vehicle
DE102008010560B4 (en) Method and control device for controlling personal protective equipment for a vehicle
EP1503922B1 (en) Method for releasing a safety device in a motor vehicle in the event of an overturn
EP1648745B1 (en) Device and method for measuring accelerations for a passenger protection system in a vehicle
DE102008002429B4 (en) Method and control device for controlling personal protective equipment for a vehicle
DE102006047392B4 (en) A connector for installation in a vehicle seat and a method of measuring force for a vehicle seat
DE19854529B4 (en) Trigger control method and system for an occupant protection system
EP2036776B1 (en) Method for determining the alignment of an object
DE102006048414B3 (en) Method and arrangement for detecting a rollover situation
WO1999028167A1 (en) Process and device for forming a restraint system triggering criterion
DE102007029764A1 (en) Directional physical dimension sensing device for use with safety systems for motor vehicles, particularly passenger protection systems, has sensor element, which has preferential sensitivity direction
DE102007006771A1 (en) Method for the control of personal protection units during side impact, involves differentiating control instance or non-control instance is with side impact
DE10325548B4 (en) Apparatus and method for measuring movement quantities of a motor vehicle
DE102010039296B4 (en) Device and method for generating a control signal
DE102006030563A1 (en) Sensor unit for use in protective system, has two independent sensor components that output signal with different signs based on physical parameter detected in opposite directions, where signals are separated from each other and evaluated
EP2539190B1 (en) Method for controlling an occupant protection system using input from a sensor of a stability control system
DE102006049960A1 (en) Sensor unit`s e.g. micromechanical acceleration sensor, offset adjusting device, has matching amplifier and adder for adjusting offset of sensor unit e.g. acceleration sensor, dependent on preset adjusting values
DE102005015961A1 (en) Vehicle roll-over detecting device, has acceleration sensors detecting vehicle acceleration in direction of its vertical and transverse axes and evaluation unit correcting cross sensitivity of one sensor using output signals of other sensor
DE102014202671B4 (en) Method and device for detecting a side impact of an object on a vehicle
DE102007024195B4 (en) Method and control device for controlling personal protective equipment
DE102004013268B4 (en) Method and device for triggering an occupant protection system of a vehicle
WO2007076735A2 (en) Method and device for determining a triggering decision for restraint means of a vehicle
DE102006024312A1 (en) Signal processing chain`s utilization range adjusting device, has adjustment device tracking limits of multiple utilization ranges in signal processing chain based on offset error determined by offset compensator

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee