Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspru ches 1 definierten, an oder an einem Fahrzeug anzubringende Sensor aus, der für sich vorbekannt ist, vgl. DE-A-2 212 190. Dieser Sensor kann sich z.B. bei einem Unfall - z.B. durch Stauchen und / oder Biegen - verfor en. Er wird gebilde durch eine lange Kontaktleiste aus elastischem Material mit einem insbesondere messerartigen stabförmigen Kontakt, der bei einem Unfall das Material durchschneidet und eine elektrische Verbindung zu einem langen Gegenkontakt her stellt.

Ein ähnlicher, für einen Roboter bestimmter Sensor ist durc die

EP-A1-0 229 601 vorbekannt. Es handelt sich hier um eine sehr lange Kontakt leiste, bei der durch eine Widerstandsmessung der Ort, a dem die Leiste gedrückt wird, bestimmt wird.

Ein nach einem kapazitivem Konzept arbeitender Sensor fü Kfz ist durch die

DE-Al-37 29 021 vorbekannt. Mit ihm läßt sich insbesondere die Tiefe und di Verformungsgeschwindigkeit einer Beule - z.B. in der Seiten türe des Kfz - messen. Ein ähnlicher kapazitiv arbeitende Drucksensor, der vor allem als Unterwassermikrofon diene soll, ist durch die - FR -A-l 532 262 vorbekannt.

Der erfindungsgemäße Sensor soll bei einem Unfall eine mög lichst frühe Erkennung des Aufpralls bzw. der Verformung de Fahrzeugkarosserie, und zumindest in vielen Fällen auc gewisse Aussagen über den Ort des Aufpralles bzw. der Ver formung der Fahrzeugkarosserie ermöglichen.

Die Erfindung eignet sich also auch zur Frühdiagnose vo Unfallfolgen. Sie soll eine besonders rasche Diagnose ermög lichen, so daß sie z.B. zur elektronischen Steuerung eine Airbag für den Seitenaufprallschutz dienen kann, falls ei fremdes Fahrzeug mit Wucht gegen die Seitentüre fährt. Dar über hinaus eignet sich die Erfindung zur Erkennung, ob un wie stark ein Sitz oder eine Ablagefläche belegt ist, - auc ob sich bei einem Unfall der Druck auf diesen Sitz oder au diese Ablagefläche ändert.

Die Aufgabe, die rasche Früherkennung der Verformung des Fahrzeuge an einer seiner Stellen zu ermöglichen, - z.B. bei der Verwendung des Sensors zur Erkennung eine Unfalles, die genannte besonders rasche Früherkennun der Verformung des Sensors und damit über die Art de Aufpralles, und zwar zumindest in vielen Fällen auc gewisse Aussagen über den Ort des Aufpralles und de Fläche, längs welcher der Sensor verformt wurde, z ermöglichen, und bei der Verwendung dieses Sensors zur Erkennung de Belegung eines Sitzes oder einer Ablagefläche, den Or und die Stärke bzw. Fläche der Verformung des Sensors und damit über die Art der Belegung zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 definier¬ ten Gegenstand gelöst.

Die in den Unteransprüchen definierten Gegenstände gestat- ten, zusätzliche Vorteile zu erreichen. U.a. gestatten näm¬ lich die zusätzlichen Maßnahmen gemäß dem Patentanspruch

2, eine besonders raumsparende und materialaufwandsarme Lösung zu erreichen,

3, handelsübliche streifenförmige Kondensatorbänder ver- wenden zu können,

4, eine besonders dünne/flache, wenn auch breite Anordnun der Streifen zu erreichen,

5, eine besonders schmale, wenn auch etwas dickere Lösun zu erreichen, wobei bei dieser Variante der Erfindun der Ort der maximalen Deformation des ersten, resisti / galvanisch wirkenden Streifens vorteilhafterweis genau gleich dem Ort der maximalen Deformation de dritten, kapazitiv wirkenden Streifens ist,

6, eine für Massenfertigung besonders günstige Lösung z bieten,

7, die Streifen besonders leicht am Fahrzeug anbringen z können,

8, bei der Verformung der Streifen mittels Luft al zusätzlichem Dielektrikum eine besonders große un besonders leicht und genau meßbare Kapazitätsänderun erreichen zu können, ohne - wegen der zusätzliche festen Isolierschicht - zu riskieren, daß durch di Verformung sofort ein Kurzschluß zwischen dem dritte und dem anderen Streifen entstehen kann,

9, eine besonders günstige Lösung zur Steuerung eines au Seitenaufprall ansprechenden Airbag zu bieten, 10, eine Lösung zu bieten, durch welche die lokale Verfor mung der Karosserie sehr rasch und genau gemessen wer den kann, - unabhängig davon, ob dort lokal die Karos serie sehr steif oder sehr weich ist, und 11, die Belegung eines Sitzes bzw. einer Auflage zu prüfen.

Die Erfindung und Weiterbildungen derselben werden anhan der in den Figuren gezeigten Schemen von Ausführungsbeispie len der Erfindung weiter erläutert, welche der Übersicht lichkeit wegen jeweils möglichst einfach dargestellt wurden Dabei zeigt die Figur

1 einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung de Streifen bei einem Beispiel einer Variante der Erfin dung, bei der alle Streifen übereinander geschichte auf einem Karosserieteil angeordnet sind, 2 einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung de Streifen bei einem Beispiel einer Variante der Erfin dung, bei der die resistiv/galvanisch wirkenden Strei

fen neben den kapazitiv wirkenden Streifen auf eine Karosserieteil angeordnet sind, 3 und 4, Schemen für die Erläuterung der Messung und de Auswertung der Meßergebnisse bei den in der Figur 1 un in der Figur 2 gezeigten Beispielen der Erfindung, und 5, 6 und 7 ein Beispiel für die Anbringung der in de Figuren 1 und 2 gezeigten Varianten der Erfindung a einer rohrförmigen Versteifung im unteren Bereich eine Seitentüre eines Kfz.

Alle Figuren zeigen also spezielle Aspekte von Ausführungs beispielen der Erfindung. Es handelt sich dabei um eine Sensor, der beispielsweise in einer Fahrzeugtüre T, vgl. di Figur 7, anzubringen ist und der bei einem Unfall verform wird.

Der Sensor ist zur Frühdiagnose von Unfallfolgen geeignet. Er eignet sich zur Erkennung von Ort, Zeitpunkt und de Abschnittslänge / Fläche, auf welcher der Sensor mechanisc stark verformt, d.h. durch den Zusammenstoß mit dem fremde Hindernis gequetscht wurde.

Die Figuren 1 und 2 zeigen Querschnitte durch zwei Ausfüh rungsbeispiele. Der erfindungsgemäße Sensor weist mindesten drei - in den Figuren 1 und 2 beispielhaft vier - elektrisc leitende Streifen C, W auf, die über eine im Vergleich zu Streifenbreite große Längsausdehnung parallel verlaufen un auf einem Karosserieteil K - z.B. gemäß den Figuren 5 bis 7 auf einer rohrförmigen Versteifung innerhalb der Seitentür T eines Kfz - befestigt sind. Diese Streifen W, C dienen, für sich getrennt betrachtet, unterschiedlichen Zwecken. Si ermöglichen aber erst gemeinsam die Frühdiagnose von Ort, genauem Zeitpunkt und Ausmaß der Formänderung der Fahrzeug¬ karosserie bei einem Unfall.

Der Sensor kann hierbei unterschiedliche Größen erfassen, j nachdem, wie der Sensor am Trägerobjekt angebracht wurde d.h. ob der Sensor z.B. quer zu seiner Längsausdehnung vo Hindernis / Fremdfahrzeug gequetscht wird oder ob der Sensor auf einem Fahrzeugteil befestigt ist, da durch den Aufprall gestaucht / verformt und damit de Sensor mitverformt wird, und auch je nachdem, wie die Sensorsignale ausgewertet wer den.

Betrachtet sei als Beispiel der Sensor S auf dem rohrförmi gen Versteifungskörper R in der unteren Hälfte der Türe T vgl. die Figuren 5 bis 7. Der erfindungsgemäße Sensor weis eine nur geringe Breite auf, verglichen mit seiner große Länge. Dieser Sensor S ist in einem bestimmten Abstand vo dem Außenblech der Türe T angebracht. In diesem Beispie wird der erfindungsgemäße Sensor durch einen Unfall vom au die Türe T drückenden "Hindernis" gequetscht, wenn da Außenblech der Türe T auf den Sensor und damit auf da Karosserieteil K bzw. R, vgl. die Figuren 1, 5 und 6, au dem der erfindungsgemäße Sensor befestigt ist, drückt. - Ei fremdes Fahrzeug, das dem mit der Erfindung ausgestattete Fahrzeug gegen die Seitentüre T fährt, sei hier und auc weiter unten der Kürze wegen ebenfalls als "Hindernis bezeichnet, auch wenn dieses Hindernis eine Eigengeschwin digkeit besitzt. Der Sensor gestattet dann, nicht nur de Zeitpunkt und den Ort, sondern auch die Länge bzw. die Flä che zu ermitteln, längs der er der Sensor beim Unfal gequetscht wird, - je nach dem Ort des Stoßes und der Brei te, mit der das Hindernis auf den Sensor einwirkt.

Der in den Figuren 5 bis 7 gezeigte Sensor wird beim Seiten aufprall allerdings nur "indirekt" gequetscht, weil er nich unmittelbar an einem Außenteil (Außenhaut) des Fahrzeuge befestigt ist, sondern an einem Fahrzeugteil, das seiner seits einen gewissen Abstand von dem Außenteil besitzt. Die

ser Sensor wird nur dann "direkt" beim Seitenaufprall gequetscht, wenn er außen auf der Außenhaut der Türe T ange¬ bracht ist. In beiden Fällen kann der Sensor aber, wie unte genauer beschrieben wird, nicht nur den genauen Ort in Rich- tung seiner Längsausdehnung anzeigen, an dem er gequetscht wird. Er kann auch anzeigen, wie groß die Länge des Abschnitts ist, längs dessen er vom Hindernis zusammen¬ gequetscht wird. Im Prinzip eignet sich der erfindungsgemäße Sensor sogar dazu, die Schwere des Unfalles anzuzeigen, wie ebenfalls später erläutert wird.

Der erfindungsgemäße Sensor kann aber auch im Fahrzeug so angebracht sein, daß er - zumindest zunächst - noch nicht im eben genannten Sinne direkt oder indirekt vom Hindernis gequetscht wird. Der erfindungsgemäße Sensor kann nämlich auch an einem im Fahrzeuginneren liegenden Fahrzeugteil - z.B. an massiven I-Trägern des Chassis - befestigt sein, das nur in seiner Längsrichtung gestaucht wird, anstatt durch Druck in Querrichtung verbogen zu werden. Der Sensor kann die Aufgabe erfüllen festzustellen, ob ein solches Fahrzeug¬ teil durch den Unfall gestaucht wird, d.h. so verbogen wird, daß auch die Längsachse des Sensors gebogen wird, ohne daß hierbei das Hindernis unmittelbar seitlich auf den erfin¬ dungsgemäßen Sensor drückt.

Der erfindungsgemäße Sensor eignet sich also insofern zu verschiedenartigen Messungen von Unfallfolgen. Hinzu kommt, daß die Sensorsignale unterschiedlich ausgewertet werden können, wie später erläutert wird. Zunächst sei aber auf den Aufbau des Sensors eingegangen:

Zumindest ein erster der Streifen W - in den Figuren 1 und 2 sogar beide Streifen W - weist einen deutlich meßbaren ohm¬ schen Längswiderstand auf. Dieser Streifen W liegt parallel zu einen zweiten Streifen, der in den Figuren 1 und 2 eben¬ falls mit W bezeichnet ist.

Wenn bei einem Unfall der Sensor gequetscht und / ode gestaucht wird, dann tritt in jedem Falle an einer Stelle ein Kurzschluß zwischen dem ersten und dem zweiten Streife W durch gegenseitige Berührung dieser parallel angeordnete Streifen W auf, vgl. das Schaltschema in Figur 3. Am Ort dieser Berührung entsteht also ein galvanischer Kontakt zwi schen dem ersten Streifen W und dem zweiten Streifen W.

Beim Unfall ist der Ort 0 indirekt durch Messung des ohm sehen Widerstandes Rx zwischen Anschlüssen A des ersten un des zweiten Streifens W zumindest angenähert meßbar. Die a die Anschlüsse A anschaltbare Steuerelektronik von Insassen schutzvorrichtungen, also z.B. von Airbags und / oder Gurt strammern, kann also abhängig vom anfänglich auftretende Ort 0 der Verformung - ein sehr wichtiges Kriterium für de Unfall - gesteuert werden. Aus diesem elektrischen Wider stand Rx, vgl. die Figur 3, der Werte zwischen NULL und R a aufweisen kann, kann in einfacher und schneller Weise sowoh der Ort 0 der Berührung als auch der Zeitpunkt dieser Berüh rung ermittelt werden. Die Meßgenauigkeit für den Ort 0 is umso höher, je homogener in sich der widerstandsbehaftet Streifen W in seiner Längsrichtung ist. Die Meßgenauigkei kann weiter verbessert werden, wenn sowohl der erste Strei fen W als auch der zweite Streifen W jeweils relativ groß ohmsche Widerstände in ihrer Längsrichtung aufweisen. Durc Versuche läßt sich der für einen bestimmten Sensoraufba jeweils optimale Widerstandswert Rmax ermitteln, wobe beachtet werden sollte, daß Meßfehler durch induktive und oder kapazitive Störeinflüsse, die z.B. von der Motorzündun ausgehen, weitgehend vermieden werden.

Die Erfindung gestattet darüber hinaus, auch die Länge, ent lang der Sensor längs seiner Längsausdehnung durch ein Quetschung / Stauchung betroffen ist, mittels der kapaziti wirkenden Streifen C zumindest angenähert nach dem in de Figur 4 dargestellten Meßkonzept zu messen. Dazu wirkt näm lich erfindungsgemäß zumindest ein dritter der Streifen

bei der Verformung des Sensors kapazitiv mit einem andere der Streifen, vgl. den vierten Streifen C in den Figuren 1 und 2, zusammen. An den äußeren Anschlüssen A kann die Steu¬ erelektronik beim Unfall die Größe der Kapazitätsänderung C zwischen den Streifen C - und zwar kurz vor, während un kurz nach dem Auftreten des ohmschen Kontaktes zwischen den Streifen W an der Stelle 0 - ermitteln, vgl. die Figur 4. Dieser Wert Cd der Kapazitätsänderung ergibt sich gemäß de in der Figur 4 gezeigten Schema als Änderung des Wertes Co, der den Kapazitätswert zwischen den Streifen C vor dem Unfall darstellt. Aus dem Wert Cd kann also die Steuerelek¬ tronik zumindest angenähert auch die Größe der durch die Verformung betroffenen Fläche zwischen dem dritten und dem anderen Streifen C ermitteln. Aus dem Wert Cd kann die Steu- erelektronik auch jene Länge ermitteln, längs welcher der Sensor gequetscht wurde: Diese Länge ergibt sich durch Divi¬ sion der verformten, dem Wert Cd entsprechenden Fläche des Sensors durch die Breite seines kapazitiv wirkenden Strei¬ fens C.

Die Erfindung gestattet also, sowohl den Ort 0 der Verfor¬ mung des Sensors, als auch den zugehörenden Zeitpunkt sowie die vom der Verformung betroffene Länge entlang des Sensors zu ermitteln.

Im Prinzip gestattet die Erfindung sogar, aus dem Wert Cd auch noch die Intensität des Unfalls zu ermitteln, wenn man es nicht vorzieht, dazu einen zusätzlichen Sensor zu benut¬ zen, der analoge Signale entsprechend dieser Intensität (z.B. Verzögerung / Beschleunigung) abgibt. Aus der Geschwindigkeit, mit der sich die Kapazität Cd während des Unfalles ändert, kann nämlich im Prinzip auch die Intensität des Unfalls für den betreffenden Ort 0 (Ort der beginnenden Verformung) ermittelt werden. Daraus kann die Auswerteelek- tronik sogar die in den nächsten Momenten zu erwartenden Unfallfolgen ziemlich treffsicher prognostizieren. Um den zeitlichen Verlauf der Änderung des Wertes Cd an den in

Figur 4 gezeigten Anschlüssen A zu erfassen, hat man dan mit entsprechend hohen Meßfrequenzen die Steilheit zu mes sen, mit der sich Cd ändert. Dazu kann man z.B. die Ampli tude des beim Unfall an den Anschlüssen A auftretende Stromstoßes durch differenzierende Glieder messen.

Durch die rasche und recht genaue Messung des Ortes 0 de beginnenden Verformung des Sensors und die Messung des zuge hörenden Zeitpunktes mittels des Widerstandswertes Rx, sowi durch die rasche und recht genaue Messung der zusammen gequetschten Fläche des Sensors durch Messung von Cd, evtl auch noch durch die Messung der Intensität des Aufprall insbesondere durch die Messung der Größe und vor allem de Geschwindigkeit der Kapazitätsänderung Cd an diesem Ort der beginnenden Verformung, erreicht die Erfindung ein besonders rasche und aussagekräftige Frühdiagnose eines Auf pralles bzw. einer Verformung der Fahrzeugkarosserie und de zu erwartenden Unfallfolgen. Vor allem durch Crashversuch kann man insbesondere aus der Lage des Ortes 0 und aus de Wert Cd wertvolle Aussagen zur Steuerung des Insassenschutz systems gewinnen, um die Steuerelektronik der Insassen schutzvorrichtung so optimiert zu betreiben, daß ein best möglicher Schutz der Fahrzeuginsassen erreichbar wird.

Um eine besonders dünne/flache, wenn auch dann relati breite Anordnung der Streifen W, C zu erreichen, kann ma nach dem in der Figur 2 gezeigten Schema die ohmsche Sensor hälfte, gebildet aus dem ersten Streifen W und dem zweite Streifen W, seitlich neben der kapazitiven Sensorhälfte gebildet aus dem dritten Streifen C und einem vierten Strei fen C, anbringen. Im Prinzip kann man sogar einen der Strei fen W, entweder den unteren auf der Karosserie K aufliegen den oder den oberen Streifen W, besonders breit machen, s daß er zusammen mit dem benachbarten Streifen C einen einzi gen überbreiten Streifen W/C bildet und der erfindungsgemäß Sensor dann nur noch drei Streifen W, C aufweist.

Man kann aber auch eine - im Vergleich zu der in der Figur 2 gezeigten Variante der Erfindung - besonders schmale, wenn auch etwas dickere Lösung erreichen, indem man alle Streifen C, W übereinander geschichtet anordnet, vgl. die Figur 1. Bei dieser Variante der Erfindung liegt vorteilhafterweise der Ort 0 der beginnenden Deformation für den ersten, oh sch / galvanisch wirkenden Streifen W genau am selben Ort 0, an dem auch der dritte, kapazitiv wirkende Streifen C defor¬ miert wird. Bei dieser Übereinanderanordnung kann zudem der untere, angenähert im Zentrum liegende zweite Streifen W mit dem oberen, angenähert im Zentrum liegenden Streifen C iden¬ tisch sein, so daß dann der Sensor nur drei statt der vier in der Figur 1 gezeigten Streifen W, C aufweist.

Bei beiden Varianten ist somit eine besonders raumsparende und materialaufwandsarme Lösung dadurch erreichbar, daß der andere Streifen C der erste oder der zweite Streifen W ist, so daß der Sensor insgesamt drei parallele Streifen W, C aufweist.

Man kann für die Erfindung handelsübliche streifenförmige Kondensatorbänder, die in sich bereits die zwei Streifen C enthalten, verwenden, zumindest wenn man den Sensor nicht aus drei, sondern aus vier Streifen bildet, d.h. wenn der andere Streifen C einen vierten Streifen C darstellt, vgl. die Figuren 1 und 2. Man kann eine für eine Massenfertigung besonders günstige Lösung erreichen, wenn man jeweils sowohl für die beiden Streifen C als auch für die beiden Streifen W bänderartige, in sich jeweils übereinander geschichtete lei- tende Folien benutzt, die in Form von bandförmiger Meterware hergestellt sind.

Die Figuren 1 und 2 deuten an, daß die Streifen W, c jeweils für sich an Trägerschichten S befestigt sein können, die z.B. Kunststoffbänder S darstellen und mit dem Material der Streifen W, C beschichtet sind. Zum Schutz gegen Verschmut¬ zungen der Lufträume L zwischen den Streifen W, c können

Seitenwände B angebracht sein, die z.B. ebenfalls aus eine Kunststoff gebildet sein können. Um dann die Streifen beson ders leicht am Fahrzeug anbringen zu können, können zusätz lich zumindest einzelne der Oberflächen S mit einer selbst klebenden Schicht bedeckt werden.

Um bei der Verformung der kapazitiv wirkenden Streifen möglichst große Kapazitätswert-Änderungen Cd zu ermöglichen kann man Luft als Dielektrikum benutzen. Benutzt man abe ausschließlich Luft L als Dielektrikum zwischen dem dritte und dem anderen Streifen C, dann riskiert man, daß bei Unfall durch die Verformung des Sensors sofort ein Kurz schluß zwischen dem dritten und dem anderen Streifen C ent steht. Um diesen Kurzschluß zu vermeiden und trotzdem ein große Kapazitätswert-Änderung Cd zu erreichen, kann man zwi schen dem dritten und dem anderen Streifen C als Dielektri kum sowohl Luft benutzen als auch eine feste Isolierschich I anbringen, vgl. die Figuren 1 und 2. Wenn der feste Isola tor I sehr wenig kompressibel ist, ist die Messung de Betrages von Cd besonders genau.

Um eine besonders günstige Lösung zur Steuerung eines be Seitenaufprall auszulösenden Airbag zu bieten, kann man de erfindungsgemäßen Sensor S, W, C, wie bereits beschrieben an einer - z.B. rohrförmigen - Versteifung R innerhalb eine Seitentüre T des Fahrzeuges anbringen.

Man kann aber den erfindungsgemäßen Sensor S, W, c auc unmittelbar an anderen Stellen des Fahrzeuges, z.B. an eine Außenblech des Fahrzeuges im Frontbereich, Heckbereich ode an den Kotflügeln, auch im Dach oder am Bodenblech ode sogar auch an steifen Teilen des Chassis wie z.B. an de Rahmen, der den Motor trägt, anbringen. Die Erfindung biete damit auch die Möglichkeit, an solchen anderen Stellen de Fahrzeuges jeweils lokal sehr rasch und genau den Ort 0, de Zeitpunkt und die Intensität lokaler Unfallfolgen zu ermit teln. Man kann also mit der Erfindung recht genau lokal

Verformungen beliebiger Karosserieteile ermitteln, - unab¬ hängig davon, ob dort lokal die Karosserie jeweils besonders steif oder sehr weich ist.

Darüber hinaus eignet sich die Erfindung auch für weitere Anwendungen im Fahrzeug, z.B. als Sitzkontakt zur Erkennung, ob und auf welcher Breite der Sitz belegt ist. Bei einem Unfall kann ein solcher Sitzkontakt auch dazu dienen zu erkennen, ob die dort bisher sitzende Person - oder ein auf dem Sitz liegender Gegenstand, z.B. ein Koffer oder ein Paket - schon beginnt, aus dem Sitz herauszufallen.

Liste der Bezugszeichen

A Anschlüsse

B Seitenwände

C Streifen (als Kapazitätsbelag)

Cd Kapazitätsänderung

Co Kapazitätswert (vor dem Unfall)

Cx Kapazitätswert (beim Unfall) d (geänderter) Abstand

I (feste) Isolierschicht

K Karosserieteil

0 Verformungsort

R (rohrförmiges) Versteifungsteil

Rx Längswiderstandswert

S Trägerfolien

T (untere Hälfte einer) Seitentüre

W Streifen (als Widerstandsbahn)