專利名稱：多功能前方傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于檢測汽車加速度的傳感器元件。
背景技術(shù)：
眾所周知，將加速度傳感器定位于汽車的前面部位里所謂前方傳感器(Upfrontsensor))，以便在事故的早期階段提供其嚴重性的信息。用這種技術(shù)應(yīng)該可以計算出不同的事故場景并與之相應(yīng)地使不同的安全阻擋系統(tǒng)，例如象安全氣囊或安全帶拉緊器起作用。汽車控制儀尤其應(yīng)該能夠區(qū)分危險的撞車與不需要使安全阻擋裝置動作的情況?？刂苾x例如可以根據(jù)由前方傳感器所提供的數(shù)據(jù)在早期時刻精確地計算出，是否需要使安全氣囊動作。
所有用于測量加速度的傳感器的基本原理在于探測出加速度對于一個減振的彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)，即一種所謂地震(seismisch)的質(zhì)量的作用。由于加速度使彈性連接于殼體上的地震質(zhì)量產(chǎn)生移動。傳感器的任務(wù)是通過壓電阻抗的、電容的或者頻模擬的配置求出受加速度影響的偏轉(zhuǎn)的程度。
對于汽車上所裝的加速度傳感器來說最經(jīng)常地通過電容的變化來測量地震質(zhì)量的移動。此時地震質(zhì)量設(shè)計成一個或多個電容器的電極，其中這種配置最好作成差動電容器，這樣一個電容器的板間距就減小如同另一個電容器加大那樣相同的量。配置中的測量電壓與質(zhì)量移動成比例。
電容器在前方傳感器中設(shè)計成一種微型機械的梳形結(jié)構(gòu)，它設(shè)置于一種硅晶片表面上。
有一種趨勢使加速度傳感器在汽車車廂上繼續(xù)移動。前方傳感器已經(jīng)在汽車碰撞變皺區(qū)的位置上直接在外板后面或者說在保險杠上作了測試。
此外還已知有各種不同的傳感器用于測量汽車和外來物體之間的距離，這些傳感器主要用于舒適功能和安全性功能。這種傳感器的基本原理是回波測距法。
已知有超聲波距離傳感器，其中由一個分析處理單元發(fā)射一個脈沖信號并測量至回波信號進入的時間。只有在此之后才有一個新的發(fā)射脈沖。一旦聲音信號到達一個物體，它就被反射并由距離測量裝置的一個聲音接收器接收。通過一個控制聲源和聲接收器的計算單元來鑒別所接收的聲音信號，計算出聲音信號的運行時間并由此求出反射聲音信號物體的距離。這種距離測量裝置例如應(yīng)用在車距報警設(shè)備里，這種設(shè)備用于汽車的停放支持系統(tǒng)。對于具有超聲波傳感器的停車支持系統(tǒng)來說通常監(jiān)測在汽車前面或者后面大約30cm至150cm的一個范圍。若識別出有一個障礙，那么用光學(xué)或聲學(xué)的方法警告司機。
對于在遠處部位里借助于電磁輻射的距離測量來說已知使用了雷達和激光雷達(接近于紅外線范圍的光)。對于雷達來說在汽車前面不大于120m的一個窄的輻射帶里求出至外來物體的距離。除了距離之外控制儀還可以以簡單的方式來計算外來物體相對于汽車的相對速度。
為了改善汽車被動安全性的功能希望對由上述距離傳感器和加速傳感器所得的信息一起加以分析處理，以便智能地使相應(yīng)的安全阻擋系統(tǒng)，如安全帶拉緊器和安全氣囊動作，因為動作的尺度除了要保護的汽車乘客的重量之外首先取決于事故的種類和嚴重性。這些信息可以被控制儀利用，用于決定是緊接著碰撞之后(預(yù)定)或者甚至還要在此之前(預(yù)點火(Prefire))就使安全阻擋裝置起作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種緊湊的多功能傳感器元件。
按照本發(fā)明此項任務(wù)借助一種具有權(quán)利要求1所述特征的用來檢測汽車加速度的傳感器元件來解決。
由于傳感器元件包括有至少一個距離測量裝置用來測量一個位于距離測量裝置測量范圍內(nèi)的物體的距離，因此可以有利地使兩種上面所述的測量原理統(tǒng)一在同一個構(gòu)件里，因此使功能強而制造成本低。這涉及到電纜和殼體較低的材料成本以及降低了的加工成本。因此即使對于容積段(Volumensegment)來說(小車)也有高的裝備率(Ausstattungsraten)。
通過所提出的傳感器可以實現(xiàn)多種不同的功能，它們可以通過擴展控制儀里的邏輯漸進地聯(lián)系。除了預(yù)見的功能，即它們可以以已知的方式用于行人保護和用于停車支持系統(tǒng)，通過兩種測量原理發(fā)送給分析處理電子裝置的信號，還可用于推導(dǎo)出有關(guān)碰撞于一個外來物體上的嚴重性的信息。
若使用一種雷達作為距離測量裝置那就在遠處范圍里探測外來汽車的距離并允許相對提前地計算在碰撞之前剩下的時間。
在鄰近范圍里也使用一種超聲波傳感器作為距離測量裝置，根據(jù)輸送給分析處理電子裝置的信號就可以計算出汽車和外來物體之間的相對速度，因此可以區(qū)分不同的事故場景。
根據(jù)接收到的信號，控制儀可以提前進行參數(shù)化。尤其是在汽車和所探測的外來物體之間的相對速度與汽車自身速度相比較時在一定條件下可以排除這外來物體是一個行人。
也可以確定是否事實上有一個物體已經(jīng)靠近了或者是否這汽車通過純粹的振動得知了所測的加速度。
在發(fā)明的一種優(yōu)選設(shè)計方案中規(guī)定了傳感器元件雙軸地探測。因此就使上述對碰撞的分類也可以實施用于側(cè)向的或者傾斜的碰撞。在三軸探測時也可以在垂直方向上探測加速度，這在不平地區(qū)行駛時是至關(guān)重要的(越野認別)。
尤其是優(yōu)選使距離測量裝置相對于地震質(zhì)量在向前方向上平行于汽車縱軸線設(shè)置。因此就使距離測量裝置可以向著前面定向而且并在視野內(nèi)不受阻止。
發(fā)明的其它優(yōu)選的設(shè)計方案可見從屬權(quán)利要求中的特征。


以下根據(jù)附圖以對一個實施例對本發(fā)明進行詳細敘述，附圖表示了一個多功能的前方傳感器的俯視示意圖。
具體實施例方式
圖1表示了總的用100標注的傳感器元件。加速度測量裝置10與距離測量裝置16一起放置在一個共同的傳感器外殼12里。距離測量裝置16相對于行駛方向來說布置在加速度測量裝置10的前面。距離測量裝置16優(yōu)先為與汽車前面齊平地封閉住。加速度測量裝置10和距離測量裝置16(此處僅示意示出)的信號被輸送至一個分析處理電子裝置14，它邏輯地解釋這兩種信號。由于加速度測量裝置定位在相對于車身來說很靠前處，該加速度測量裝置必須在發(fā)生碰撞時容忍有很高的加速度，這可以用比在加速度測量裝置設(shè)在很靠后時設(shè)定更高的測量范圍來達到。同樣傳感器外殼12必須足夠結(jié)實，以在碰撞之后第一個50ms內(nèi)保證加速度測量裝置10的功能。類似的適合于數(shù)據(jù)傳輸至控制儀。
對于實現(xiàn)前方傳感器的所述功能來說汽車裝備有一至兩個按照發(fā)明的傳感器就足夠了。
權(quán)利要求
1.用于檢測汽車加速度的傳感器元件，其具有彈性懸掛在傳感器外殼內(nèi)的地震質(zhì)量以及一個用于識別地震質(zhì)量的受加速度影響的偏轉(zhuǎn)的分析處理電子裝置，其特征在于，傳感器元件(100)包括至少一個距離測量裝置(16)用于測量位于距離測量裝置的測量范圍內(nèi)的物體的距離。
2.按權(quán)利要求1所述的傳感器元件，其特征在于，傳感器元件(100)雙軸探測。
3.按上述權(quán)利要求之一所述的傳感器元件，其特征在于，傳感器元件(100)三軸探測。
4.按上述權(quán)利要求之一所述的傳感器元件，其特征在于，距離測量裝置(16)相對于地震質(zhì)量來說在向前方向上平行于汽車縱向軸線設(shè)置。
5.按上述權(quán)利要求之一所述的傳感器元件，其特征在于，距離測量裝置(16)與汽車(18)前面平齊地結(jié)束。
6.按上述權(quán)利要求之一所述的傳感器元件，其特征在于，距離測量裝置(16)是超聲波傳感器。
7.按上述權(quán)利要求之一所述的傳感器元件，其特征在于，距離測量裝置(16)是雷達。
8.按上述權(quán)利要求之一所述的傳感器元件，其特征在于，距離測量裝置(16)是激光雷達。
全文摘要
為了提供一種緊湊的多功能傳感器元件，使一個用于檢測汽車加速度的傳感器元件附帶地設(shè)置一個用于測量汽車與外來目標之間的間距的距離測量裝置。
文檔編號B60R21/0134GK1942344SQ200580010884
公開日2007年4月4日 申請日期2005年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者A·庫滕伯格, M·維爾赫菲爾 申請人:羅伯特·博世有限公司