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Title:
PRESSURE SENSOR FOR A PERSON PROTECTION SYSTEM OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/081103
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressure sensor (10, 10A) for a person protection system of a vehicle, comprising a sensor housing (20) and a base plate (12) arranged within the sensor housing (20), on which base plate a measuring unit (14) is arranged, which comprises a pressure sensor element and a sensor circuit. The invention further relates to a corresponding pressure sensor assembly (1) for a person protection system of a vehicle, comprising at least one such pressure sensor (10, 10A). The sensor housing (20) forms a plug (20A) at a first end and a measurement chamber (28) at a second end, in which measurement chamber a pressure to be measured is present. The base plate (12) fluidically separates the plug (20A) from the measurement chamber (28). The pressure sensor element and the sensor circuit are arranged in a common housing. The pressure sensor element is fluidically connected to the measurement chamber (28) by means of a pressure inlet channel.

Inventors:
EWERT MARLON RAMON (DE)
LEURS AN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/073768
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
September 04, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
B60R21/0136; G01L19/00; F41J5/06; G01L5/00; G01L19/14; G01L23/08
Domestic Patent References:
WO2015024562A12015-02-26
Foreign References:
DE102011011962A12012-08-23
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1. Drucksensor (10, 10A, 10B, IOC) für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs, mit einem Sensorgehäuse (20) und einer innerhalb des Sensorgehäuses (20) angeordneten Grundplatte (12), auf welcher eine Messeinheit (14) angeordnet ist, welche ein Drucksensorelement (14.1) und eine Sensorschaltung (14.2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20) an einem ersten Ende einen Stecker (20A) und an einem zweiten Ende einen Messraum (28) ausbildet, in welchem ein zu messender Druck anliegt, wobei die Grundplatte (12) den Stecker (20A) fluidisch vom Messraum (28) trennt, wobei das Drucksensorelement (14.1) und die Sensorschaltung (14.2) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und das Drucksensorelement (14.1) über einen Druckeinlasskanal (14.3) mit dem Messraum (28) fluidisch verbunden ist.

2. Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steckerpin (26) im Stecker (20A) angeordnet ist, welcher mit einem Ende in die Grundplatte (12) eingebettet ist und die Sensorschaltung (14.2) kontaktiert.

3. Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Moldmasse (18) das Drucksensorelement (14.1) und die Sensorschaltung (14.2) als Gehäuse umgibt, wobei der Druckeinlasskanal (14.3) in die Moldmasse (18) eingebracht ist.

4. Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Sensorgehäuses (20) eine Verdrehsicherung (25) angeordnet ist. Drucksensor (10, 10B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Ende des Sensorgehäuses (20) ein Einführbereich (20C) ausgebildet ist.

Drucksensor (10, 10A, IOC) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorgehäuse (20) mehrteilig ausgeführt ist, wobei ein erstes Gehäuseteil den Stecker (20A) und den Messraum (28) ausbildetet, welcher von einem zweiten Gehäuseteil mit einem Durchlass (24) abgeschlossen ist, welches über ein Verbindungselement (25A) mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist.

7. Drucksensor (10, 10A, IOC) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (25A) die Verdrehsicherung (25) ausbildet. 8. Drucksensor (10, 10A) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil als Einführstutzen (20B) mit einem Verbindungskanal (24A) als Durchlass (24) zum Messraum (28) ausgebildet ist.

9. Drucksensor (10, 10C) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil als Deckel (20D) mit einer Öffnung (24B) als

Durchlass (24) zum Messraum (28) ausgebildet ist.

10. Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20) oder die Gehäuseteile jeweils als Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet sind.

11. Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (12) als Kunststoffspritzgussbauteil einteilig mit dem Sensorgehäuse (20) oder dem ersten Gehäuseteil ausgebildet ist.

12. Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (12) als Leiterplatte ausgebildet ist, welche fluid- dicht mit dem Sensorgehäuse (20) oder dem ersten Gehäuseteil verbunden ist.

13. Drucksensor (10, 10A, 10B) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (12) mindestens ein Druckausgleichselement (16) aufweist, welches einen langsamen Druckausgleich zwischen dem Messraum (28) und dem Stecker (20A) durchführt.

14. Drucksensoranordnung (1) für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs, mit mindestens einem Drucksensor (10, 10A, 10B, 10C), welcher den Druck in einem vorgegebenen Druckraum (3) im Fahrzeug ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Drucksensor (10, 10A, 10B, IOC) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt ist.

15. Drucksensoranordnung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (3) in einem Druckschlauch (5) ausgebildet ist, welcher an seinen Enden jeweils von einem Drucksensor (10, 10A, 10B) abgeschlossen ist.

16. Drucksensoranordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführstutzen (20B) oder Einführbereich (20C) des Sensorgehäuses (20) in den Druckschlauch (5) eingeführt ist, wobei ein Außendurchmesser des Steckers (20A) einem Außendurchmesser des Druckschlauchs (5) entspricht.

17. Drucksensoranordnung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckschlauch (5) und die Drucksensoren (10, 10A, 10B) in eine Aussparung (34.1) im Schaum (34) eines Stoßfängers (30) eingelegt sind, wobei die Verdrehsicherung (25) eine Verdrehung der eingelegten Drucksensoren (10, 10 A, 10 B) verhindert.

18. Drucksensoranordnung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (3) in einer Fahrzeugtür oder einer Seitenverkleidung des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Drucksensor (10, 10C) im Druckraum (3) befestigt ist.

Description:
Beschreibung

Titel

Drucksensor für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs Die Erfindung geht aus von einem Drucksensor für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine korrespondierende Drucksensoranordnung für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs, mit mindestens einem solchen Drucksensor.

Zur Detektion von Fußgängerunfällen wird im Fahrzeugstoßfänger verbaute Sen- sorik verwendet. Weit verbreitet sind Systeme, welche auf zwei oder mehr Beschleunigungssensoren (PCS - Pedestrian Collision Sensor) basieren. In jüngster Zeit stehen außerdem druckschlauchbasierte Systeme (PTS - Pressure Tube Sensor) zur Verfügung. Ein solches druckschlauchbasiertes System umfasst in der Regel zwei Drucksensoren, welche über einen mit Luft gefüllten Druckschlauch verbunden sind. Die Drucksensoren für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs umfassen ein Sensorgehäuse und eine innerhalb des Sensorgehäuses angeordnete Grundplatte, auf welcher eine Messeinheit angeordnet ist, welches ein Drucksensorelement und eine Sensorschaltung umfasst. Hierbei ist der Druckschlauch in Fahrzeugquerrichtung in eine Aussparung in einem

Schaum eines Stoßfängers eingelegt, welcher zwischen einem Stoßfängerüberzug und einem Biegequerträger des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Biegequerträger dient bei einem Aufprall als Wiederlager. Bei den Drucksensoren werden ferner zwei Gehäusevarianten unterschieden. Eine 0-Grad- Variante, welche entweder an eine Fahrzeugstruktur verschraubt oder direkt in den Schaum eingelegt wird, sowie eine 90-Grad-Variante die lediglich in den Schaum eingelegt wird. Beide Gehäusevarianten sind im Vergleich zur Größe der Messeinheit relativ groß ausgelegt. Bei dem druckschlauchbasierten System führt der Aufprall eines Objektes im relevanten Bereich des Stoßfängers zu einem Signalanstieg innerhalb der detektie- renden Drucksensoren, indem sowohl der Stoßfängerüberzug als auch der Schaum, sowie der darin angeordnete Druckschlauch komprimiert werden. Die Amplitude der detektierten Signale ist unter anderem von der Masse und der Geschwindigkeit des auftreffenden Objektes abhängig. In der Praxis kann es jedoch vorkommen, dass ein konventioneller Verbau eines druckschlauchbasierten Systems in der Fahrzeugfront aufgrund des Fahrzeugaufbaus nicht immer möglich ist. Das bedeutet, dass zum Beispiel beim Verbau des druckschlauchbasierten Systems in der Fahrzeugfront z.B. die beiden äußeren Drucksensoren nicht optimal an der Fahrzeugstruktur befestigt werden können, weil keine optimalen Einbaubedingungen gegeben sind.

Offenbarung der Erfindung

Der Drucksensor für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und die korrespondierende Drucksensoranordnung haben den Vorteil, dass ein Gehäuse eines erfindungsgemäßen Drucksensors deutlich kleiner ausfällt, als bei einem herkömmlichen aus dem Stand der Technik bekannten Drucksensor zur Fußgänger- und/oder

Frontcrasherkennung für ein Personenschutzsystem. Durch Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drucksensors können Fertigungsschritte und Kosten eingespart, sowie Platz und Gewicht im Fahrzeug reduziert werden. Zudem können Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Perso- nenschutzsystem eines Fahrzeugs sowohl in einem druckschlauchbasierten Systems in der Fahrzeugfront als auch für die Seitencrasherkennung in einer Fahrzeugtür bzw. Seitenverkleidung des Fahrzeugs verwendet werden.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Drucksensor für ein Fahrzeug, mit einem Sensorgehäuse und einer innerhalb des Sensorgehäuses angeordneten Grundplatte zur Verfügung, auf welcher ein Messeinheit angeordnet ist, welche ein Drucksensorelement und eine Sensorschaltung umfasst. Hierbei bildet das Sensorgehäuse an einem ersten Ende einen Stecker und an einem zweiten Ende einen Messraum aus, in welchem ein zu messender Druck anliegt. Die Grundplatte trennt den Stecker fluidisch vom Messraum, wobei das Druck- sensorelement und die Sensorschaltung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und das Drucksensorelement über einen Druckeinlasskanal mit dem Messraum fluidisch verbunden ist.

Zudem wird eine Drucksensoranordnung für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs, mit mindestens einem solchen Drucksensor vorgeschlagen, welcher den Druck in einem vorgegebenen Druckraum im Fahrzeug ermittelt.

Unter der Sensorschaltung kann vorliegend eine elektrische und/oder elektronische Schaltung verstanden werden, welches die erfasste physikalische Größe, hier den Druck, in Sensorsignale umwandelt und dies weiterverarbeitet bzw. auswertet. Die Sensorschaltung kann beispielsweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgeführt werden. Die als ASIC ausgeführte Sensorschaltung kann auf der Grundplatte befestigt und gleichzeitig, beispielsweise über einen Lötprozess oder Leitklebeprozess, mit mindestens einem Steckerpin verbunden werden. Auf dem ASIC selbst befindet sich das Drucksensorelement, welches mit dem ASIC über Bonddrähte verbunden werden kann. Die von den Drucksensoren erzeugten Sensorsignale können beispielsweise an ein Steuergerät, insbesondere ein Airbagsteuergerät, ausgegeben werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die ausgegebenen Signale können innerhalb von Algorithmen innerhalb des Steuergeräts weiterverarbeitet werden. Erkennt der Algorithmus, dass ein Crash oder ein Fußgängeraufprall stattgefunden hat, dann werden in Abhängigkeit dieser Auslöseentscheidung aktive Rückhaltemittel (z.B. Airbag) im Fahrzeug aktiviert, um den Aufprall des Fußgängers auf der Fahrzeugfront abzufedern bzw. um bei einem Crash die Fahrzeuginsassen zu schützen. Um die notwendige Klassifizierung innerhalb des Algorithmus durchzuführen, können die verarbeiteten Signale (Rohsignale, Fensterintegrale, Integrale, Ableitungen, usw.) beispielsweise gegen Schwellen verglichen werden. Überschreitet eine vorgebbare Anzahl von relevanten Signalen ihre Schwellen, so können die entsprechenden Rückhaltemittel im Fahrzeug gezündet werden.

Das Steuergerät kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten Sys- tem-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vor- handen sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von dem Steuergerät ausgeführt wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs und der im unabhängigen Patentanspruch 14 angegebenen Drucksenso- ranordnung für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass mindestens ein Steckerpin im Stecker angeordnet ist, welcher mit einem Ende in die Grundplatte eingebettet ist und die Sensorschaltung kontaktiert. Der mindestens eine Steckerpin kann beispielsweise beim Spritzgussprozess zur Herstellung der Grundplatte mit eingelegt werden. Die

Sensorschaltung kann über einen Lötprozess oder Leitklebeprozess mit dem mindestens einen Steckerpin verbunden werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann Moldmasse das Druck- sensorelement und die Sensorschaltung als Gehäuse umgeben, wobei der

Druckeinlasskanal in die Moldmasse eingebracht werden kann. Dadurch können das Drucksensorelement und die Sensorschaltung gegen Verrutschen und gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Indem die Sensorschaltung und das Drucksensorelement direkt auf der Grundplatte eingemoldet werden, entfällt in vorteilhafter Weise das im Stand der Technik eingesetzte zusätzliche Modulgehäuse (LGA: Land Grid Array, bzw. SOIC) für die Messeinheit. Dadurch werden können weitere Kosten für einen zusätzlichen Verpackungsschnitt eingespart werden. Alternativ können die Sensorschaltung und das Drucksensorelement in ein zusätzliches Modulgehäuse (LGA oder SOIC) vormontiert und mit der Grund- platte bzw. mit dem mindestens einen Steckerpin verlötet werden. Die Moldmas- se auf der Grundplatte kann in diesem Fall entfallen. Dadurch werden zwar nicht so viele Kosten gespart, aber es können heutige LGAs bzw. SOICs mit Drucksensorelement bzw. Sensorschaltung wiederverwendet werden und es ist nur eine Gehäuseanpassung für die Umsetzung der Erfindung erforderlich.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann am Umfang des Sensorgehäuses eine Verdrehsicherung angeordnet werden. Dadurch kann der Drucksensor bei einer Verwendung in einem druckschlauchbasierten System in der Fahrzeugfront verdrehsicher in den Stoßfängerschaum des Fahrzeugs eingelegt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann am zweiten Ende des Sensorgehäuses ein Einführbereich ausgebildet werden. Über diesen Einführbereich kann der Drucksensor einfach in das korrespondierende Ende des Druckschlauchs eingeführt werden. Zusätzlich kann der auf den Einführbereich aufgeschobene Druckschlauch optional über die Lebensdauer durch einen Kabelbinder gegen Verrutschen gesichert werden. Zudem kann am Einführbereich eine Einführschräge ausgebildet werden, um das Aufschieben des Druckschlauchs bzw. das Einführen des Einführbereichs zu vereinfachen bzw. zu erleichtern.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann das Sensorgehäuse mehrteilig ausgeführt werden. Hierbei kann ein erstes Gehäuseteil den Stecker und den Messraum ausbilden, welcher von einem zweiten Gehäuseteil mit einem Durchlass abgeschlossen werden kann, welches über ein Verbindungselement mit dem ersten Gehäuseteil verbunden werden kann. In vorteilhafter Weise kann das Verbindungselement zusätzlich die Verdrehsicherung ausbilden. Das Verbindungselement kann beispielsweise als Clipsverschluss ausgeführt werden, wodurch das erste Gehäuseteil des Drucksensors mit dem zweiten Gehäuseteil des Drucksensors zu einem Gesamtdrucksensor verbunden werden kann. Zwischen den Gehäuseteilen kann eine Silikondichtung eingebracht werden, welche den Messraum nach außen hin abdichtet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann das zweite Ge- häuseteil als Einführstutzen mit einem Verbindungskanal als Durchlass zum Messraum ausgebildet werden. Durch den Verbindungskanal kann Luft aus dem Druckraum im Druckschlauch in das Sensorinnere hineinströmen. Zusätzlich kann der auf den Einführstutzen aufgeschobene Druckschlauch optional über die Lebensdauer durch einen Kabelbinder gegen Verrutschen gesichert werden. Zudem kann am Einführstutzen eine Einführschräge ausgebildet werden, um das Aufschieben des Druckschlauchs bzw. das Einführen des Einführstutzens zu vereinfachen bzw. zu erleichtern. Im montierten Zustand sind Ausführungsformen des Drucksensors nicht wesentlich dicker als der eigentliche Druckschlauch. Idealerweise entspricht der Außendurchmesser des Gehäuses bzw. des ersten Gehäuseteils bzw. des Steckers dem Außendurchmesser des Druckschlauchs.

In alternativer Ausgestaltung kann das zweite Gehäuseteil als Deckel mit einer Öffnung als Durchlass zum Messraum ausgebildet werden. Durch die Öffnung kann Luft aus dem Druckraum in das Sensorinnere hineinströmen. Diese Ausführungsform des Drucksensors kann beispielsweise für eine Seitencrasherkennung in einer Fahrzeugtür bzw. Seitenverkleidung des Fahrzeugs verwendet werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann das Sensorgehäuse oder die Gehäuseteile jeweils als Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet werden. Zudem kann die Grundplatte als Kunststoffspritzgussbauteil einteilig mit dem Sensorgehäuse oder dem ersten Gehäuseteil ausgebildet werden. Die Ausführung als Kunststoffspritzgussbauteile ermöglicht in vorteilhafter Weise eine besonders kostengünstige Produktion des Drucksensors als Massenware. Alternativ kann die Grundplatte als Leiterplatte ausgebildet werden, welche fluiddicht mit dem Sensorgehäuse oder dem ersten Gehäuseteil verbunden ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann die Grundplatte mindestens ein Druckausgleichselement aufweisen, welches einen langsamen Druckausgleich zwischen dem Messraum und dem Stecker durchführt. Dadurch sorgt das Druckausgleichselement für einen Austausch des Umgebungsdrucks mit dem Innendruck des Messraums und des Druckraums, so dass im Druckraum vor einem Crash stets der Umgebungsdruck vorherrscht.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Drucksensoranordnung kann der Druckraum in einem Druckschlauch ausgebildet werden, welcher an seinen den jeweils von einem Drucksensor abgeschlossen ist. Diese Drucksensoranordnung kann vorzugsweise in der Fahrzeugfront zur Fußgänger- und/oder Frontcrasherkennung eingesetzt werden. Hierzu kann der Einführstutzen oder der Einführbereich des Sensorgehäuses in den Druckschlauch eingeführt werden, wobei ein Außendurchmesser des Steckers einem Außendurchmesser des Druckschlauchs entspricht. Der Druckschlauch und die Drucksensoren können beispielsweise in eine Aussparung im Schaum eines Stoßfängers eingelegt werden, wobei die Verdrehsicherung eine Verdrehung der eingelegten Drucksensoren verhindert.

In alternativer Ausgestaltung der Drucksensoranordnung kann der Druckraum in einer Fahrzeugtür oder einer Seitenverkleidung des Fahrzeugs ausgebildet werden, wobei der mindestens eine Drucksensor im Druckraum befestigt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Abschnitts eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drucksensoranordnung für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs.

Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs aus Fig. 1 im zusammengebauten Zustand.

Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der einzelnen Gehäuseteile des erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs aus Fig. 1 und 2. Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs.

Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs im zusammengebauten Zustand.

Fig. 6 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der einzelnen Gehäuseteile des erfindungsgemäßen Drucksensors für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs aus Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Messeinheit für die erfindungsgemäßen Drucksensoren aus Fig. 1 bis 6.

Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Stoßfängers mit der Drucksensoranordnung aus Fig. 1.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 1 bis 8 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Drucksensors 10, 10A, 10B, IOC für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs jeweils ein Sensorgehäuse 20 und eine innerhalb des Sensorgehäuses 20 angeordnete Grundplatte 12, auf welcher eine Messeinheit 14 angeordnet ist, welche ein Drucksensorelement 14.1 und eine Sensorschaltung 14.2 umfasst. Hierbei bildet das Sensorgehäuse 20 an einem ersten Ende einen Stecker 20A und an einem zweiten Ende einen Messraum 28 aus, in welchem ein zu messender Druck anliegt. Die Grundplatte 12 trennt den Stecker 20A fluidisch vom Messraum 28, wobei das Drucksensorelement 14.1 und die Sensorschaltung 14.2 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und das Drucksensorelement 14.1 über einen Druckeinlasskanal 14.3 mit dem Messraum 28 fluidisch verbunden ist. Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, ist das Gehäuse 20 in dargestellten Ausführungsbeispielen als einteiliger oder mehrteiliger Hohlzylinder ausgeführt, in welchem eine scheibenförmige Grundplatte 12 angeordnet ist. Zudem ist am Außenumfang des Gehäuses 20 eine Verdrehsicherung 25 angeordnet, welche als vom Umfang des Gehäuses 20 abstehender Überstand ausgeführt ist. Zudem sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Drucksensors 10, 10A, 10B, 10C zwei Steckerpins 26 im Stecker 20A angeordnet, welche jeweils mit einem Ende in die Grundplatte 12 eingebettet sind und die Sensorschaltung 14.2 kontaktieren.

Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, sind die Steckerpins 26 in die Grundplatte 12 des Drucksensors 10, 10A, 10B, 10C eingebracht und sorgen für eine elektrische Kontaktierung zur Sensorschaltung 14.2. Die Sensorschaltung 14.2 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen als ASIC ausgeführt, welcher auf der Grundplatte 12 befestigt und gleichzeitig beispielsweise über einen Lötprozess oder Leitklebeprozess mit den Steckerpins 26 verbunden ist. Auf der als ASIC ausgeführten Sensorschaltung 14.2 selbst befindet sich das Drucksensorelement 14.1, welches mit der als ASIC ausgeführten Sensorschaltung 14.2 über Bonddrähte verbunden ist. Um die als ASIC ausgeführte Sensorschaltung 14.2 und das Drucksensorelement 14.1 gegen Verrutschen sowie gegen Umwelteinflüsse zu schützen, sind sowohl die als ASIC ausgeführte Sensorschaltung 14.2 als auch das Drucksensorelement 14.1 mit einer Moldmasse 18 umgeben. In der Moldmasse 18 befindet sich jedoch ein kleiner Druckeinlasskanal 14.3, so dass Luft aus dem Messraum 28 auf das Drucksensorelement 14.1 drücken kann. Auf der Grundplatte 12 ist außerdem ein Druckausgleichselement 16 angeordnet. Das Druckausgleichselement 16 sorgt für einen langsamen Austausch des Umgebungsdrucks im Stecker 20A mit dem Innendruck des Messraums 28, so dass im Messraum 28 vor einem Crash stets der Umgebungsdruck vorherrscht. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Druckausgleichselement 16 in der Mitte der Grundplatte 16 angeordnet. Selbstverständlich kann das Druckausgleichselement 16 auch anderweitig angeordnet werden, so dass eine sinnvolle Anordnung der Sensorschaltung 14.2 und des Drucksensorelements 14.1 auf der Grundplatte 12 mit zugehöriger Steckerkontaktierung ermöglicht wird. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drucksensoranordnung 1 für ein Personenschutzsystem eines Fahrzeugs mindestens einen Drucksensor 10, 10A, welcher den Druck in einem vorgegebenen Druckraum 3 im Fahrzeug ermittelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druckraum 3 in einem Druckschlauch 5 ausgebildet, welcher an seinen Enden jeweils von einem Drucksensor 10, 10A abgeschlossen ist. Fig. 1 zeigt ein Ende des Druckschlauchs 5 mit einem das Ende des Druck- schlauchs 5 abschließenden Drucksensor 10, 10A. Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ist das Sensorgehäuse 20 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Drucksensors 10A mehrteilig ausgeführt. Hierbei bildet ein erstes Gehäuseteil den Stecker 20A und den Messraum 28 aus, welcher von einem zweiten Gehäuseteil mit einem Durchlass 24 abgeschlossen ist. Das zweite Gehäuseteil ist über ein Verbindungselement 25A mit dem ersten Gehäuseteil verbunden. Das Sensorgehäuse 20 oder die einzelnen

Gehäuseteile sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils als Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet. Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel bildet das Verbindungselement 25A gleichzeitig die Verdrehsicherung 25 aus. Zudem ist das zweite Gehäuseteil als Einführstutzen 20B ausgeführt, auf wel- chen der Druckschlauch 5 aufgeschoben ist bzw. welcher in den Druckschlauch

5 eingeführt ist. Außerdem ist der aufgeschobene Druckschlauch 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein als Kabelbinder ausgeführtes Befestigungselement 7 gegen Verrutschen gesichert. Zudem ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am Einführstutzen 20B eine Einführschräge 22 ausgebildet, welche das Aufschieben des Druckschlauchs 5 bzw. das Einführen des Einführstutzens

20 B vereinfacht bzw. erleichtert. Der Einführstutzen 20 B umfasst einen Verbindungskanal 24A als Durchlass 24, welcher den im montierten Zustand im Sensorinneren zwischen den beiden Gehäuseteilen ausgebildeten Messraum 28 des Drucksensors 10A mit dem Druckraum 3 im Druckschlauch 3 verbindet. Im dar- gestellten Ausführungsbeispiel ist die Grundplatte 12 ebenfalls als Kunststoffspritzgussbauteil einteilig mit dem ersten Gehäuseteil ausgeführt. Diese gespritzte Grundplatte 12 aus Kunststoff ist mit dem Stecker 20A verbunden, welcher einem Standardsteckergehäuse entspricht. Die beiden Steckerpins 26 werden beim Spritzgussprozess in die Grundplatte 12 des Sensors mit eingelegt. Die Steckerpins 26 kontaktieren die Sensorschaltung 14.2 auf der Grundplatte 12 über einen nicht dargestellten Gegenstecker mit einem korrespondierenden nicht dargestellten Steuergerät. Alternativ kann die Grundplatte 12 als Leiterplatte ausgebildet werden, welche fluiddicht mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist und die Sensorschaltung 14.2 und die Steckerpins 26 kontaktiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 25A als Clipsverschluss ausgeführt, wodurch der Stecker 20A des Drucksensors 10A mit dem Einführstutzen 20B zu einem Gesamtdrucksensor verbunden wird. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist der Drucksensor 10A im montierten Zustand nicht wesentlich dicker als der eigentliche Druckschlauch 5, idealerweise entspricht ein Außendurchmesser des Steckers 20A im Wesentlichen einem Außendurchmesser des Druckschlauchs 5. Zwischen den Gehäuseteilen kann eine Dichtung zur Abdichtung des Messraums 28 nach außen eingebracht werden.

Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ist das Gehäuse 20 im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Drucksensors 10B einteilig ausgeführt. Hierbei bildet das Sensorgehäuse 20 am ersten Ende den Stecker 20A und am zweiten Ende einen Einführbereich 20C mit dem Messraum 28 aus, in welchem der zu messender Druck anliegt. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel kann der Druckschlauch 5 auf den Einführbereich 20C aufgeschoben oder der Einführbereich 20C in den Druckschlauch 5 eingeführt werden, wodurch der Messraum 28 direkt mit dem Druckraum 3 im Druckschlauch 5 verbunden ist. Zudem kann der aufgeschobene Druckschlauch 5 durch ein als Kabelbinder ausgeführtes Befestigungselement 7 gegen Verrutschen gesichert werden. Um das Einführen des Einführbereichs 20C bzw. das Aufschieben des Druckschlauchs 5 zu erleichtern, kann am Einführbereich 20C eine Einführschräge ausgebildet werden. Auch das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drucksensors 10B ist im montierten Zustand nicht wesentlich dicker als der eigentliche Druckschlauch 5. Idealerweise entspricht der Außendurchmesser des Steckers 20A dem Außendurchmesser des Druckschlauchs 5. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Grundplatte 12 ebenfalls als Kunststoffspritzgussbauteil einteilig mit dem Gehäuse 20 ausgeführt. Alternativ kann die Grundplatte 12 als Leiterplatte ausgebildet werden, welche fluiddicht mit dem Gehäuse 20 verbunden ist und die Sensorschaltung 14.2 und die Steckerpins 26 kontaktiert. Wie aus Fig. 8 weiter ersichtlich ist, können der Druckschlauch 5 und die nicht sichtbaren Drucksensoren 10A, 10B in eine Aussparung 34.1 im Schaum 34 eines Stoßfängers 30 eingelegt werden, wobei die Verdrehsicherung 25 eine Verdrehung der eingelegten Drucksensoren 10A, 10B verhindert. Wie aus Fig. 8 wei- ter ersichtlich ist, liegt der Druckschlauch 5 im Schaum 34 zwischen einem Stoßfängerüberzug 36 und einem Biegequerträger 32 des Fahrzeugs, welcher bei einem Aufprall als Wiederlager dient. Hierbei führt der Aufprall eines Objektes im relevanten Bereich des Stoßfängers 30 zu einem Signalanstieg innerhalb der de- tektierenden Drucksensoren 10 der Drucksensoranordnung 1, indem sowohl der Stoßfängerüberzug 36 als auch der Schaum 34, sowie der darin enthaltene

Druckschlauch 5 komprimiert werden. Die Amplitude der detektierten Signale ist unter anderem von der Masse und der Geschwindigkeit des auftreffenden Objektes abhängig. Wie aus Fig. 5 und 6 weiter ersichtlich ist, ist das Sensorgehäuse 20 im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des Drucksensors 10C mehrteilig ausgeführt. Hierbei bildet ein erstes Gehäuseteil analog zum ersten Ausführungsbeispiel den Stecker 20A und den Messraum 28 aus, welcher von einem zweiten Gehäuseteil mit einem Durchlass 24 abgeschlossen ist. Im Unterschied zum ersten Ausfüh- rungsbeispiel ist das zweite Gehäuseteil im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des Drucksensors 10C als Deckel 20D mit einer Öffnung 24B als Durchlass 24 zum Messraum 28 ausgebildet. Zudem weist der Drucksensor 10C im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kein Druckausgleichselement 16 auf, da der Drucksensor 10C in einem größeren Druckraum 3 angeordnet ist, so dass während eines

Normalbetriebs vor einem Crash sowohl im Stecker 20A als auch im Messraum 28 der Umgebungsdruck anliegt. Das zweite Gehäuseteil ist analog zum ersten Ausführungsbeispiel über ein Verbindungselement 25A, welches gleichzeitig als Verdrehsicherung 25 wirkt, mit dem ersten Gehäuseteil verbunden. Die Gehäu- seteile und die Grundplatte 12 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Kunststoffspritzgussbauteile, wobei die Grundplatte 12 einteilig mit dem ersten Gehäuseteil ausgeführt ist. Alternativ kann die Grundplatte 12 als Leiterplatte ausgebildet werden, welche fluiddicht mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist und die Sensorschaltung 14.2 und die Steckerpins 26 kontaktiert. Im dar- gestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 25A als Clipsver- schluss ausgeführt, wodurch der Stecker 20A des Drucksensors IOC mit dem Deckel 20C zu einem Gesamtdrucksensor verbunden wird. Zwischen den Gehäuseteilen kann eine Dichtung zur Abdichtung des Messraums 28 nach außen eingebracht werden. Das dritte Ausführungsbeispiel des Drucksensors IOC kann beispielsweise zur Seitencrasherkennung in einem Druckraum 3 in einer Fahrzeugtür oder einer Seitenverkleidung des Fahrzeugs angeordnet werden. Die Montage des Drucksensors IOC erfolgt beispielsweise durch Einclipsen in eine vorhandene Fahrzeugtürstruktur oder Karosseriestruktur.