(57)【要約】本発明は自動車における側面衝突を認識するための方法及び装置に関する。側面衝突の正確な認識を保証し、さらに装置若しくは方法の機能性を保証するために、ドア内室の閉鎖された空気容積に設けられた温度センサ（６）と、閉鎖された前記空気容積に設けられた加熱装置（４，１４，２１，２２）と、温度センサ（６）の測定信号を受取って処理し、かつ温度信号を送出するための測定装置（１５）と、加熱装置（４）を制御するための熱発生器（１７）と、測定装置（１５）の温度信号を受け取り、かつ熱発生器（１７）を制御するための評価・制御装置（１６）とを備えた装置が提案される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における側面衝突を認識するための装置において、ドア内室の閉鎖された空気容積に設けられた温度センサ（６）と、閉鎖された前記空気容積に設けられた加熱装置（４，１４，２１，２２）と、温度センサ（６）の測定信号を受け取って処理し、かつ温度信号を送出するための測定装置（１５）と、加熱装置（４）を制御するための熱発生器（１７）と、測定装置（１５）の温度信号を受け取り、かつ熱発生器（１７）を制御するための評価・制御装置（１６）とが設けられていることを特徴とする、自動車における側面衝突を認識するための装置。
【請求項２】
温度センサ（６）が、温度依存性の抵抗を有する材料、有利には金属又は半導体から成る、前記空気容積に向かって露出されたメアンダ状の温度抵抗層（６）として形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
温度センサ（６）が、有利には基板（３）の薄い範囲として形成されたダイアフラム（２）に載設されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
加熱装置が、有利にはメアンダ状の加熱抵抗層（４，１４）として基板（３）に載設されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
加熱抵抗層（４）がダイアフラム（２）に形成されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
温度抵抗層（６）と加熱抵抗層（４）とが、ダイアフラム（２）に互いに平行にかつメアンダ状に互いに内外に入り組むように被着されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
２つの接続状態の間で切換を行うための切換装置（２０）が設けられており、第１の切換状態では、温度抵抗層（６）が測定装置（１５）に接続されていて、加熱抵抗層（４）が熱発生器（１７）に接続されており、第２の接続状態では、温度抵抗層（６）が熱発生器（１７）に接続されていて、加熱抵抗層（４）が測定装置（１５）に接続されている、請求項６記載の装置。
【請求項８】
温度抵抗層（６）と加熱抵抗層（４，１４）とが、基板（３）に設けられた接続コンタクト（１０，１１，１２，１３）を介して測定装置（１５）と熱発生器（１７）とに接続されている、請求項４から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
加熱装置が、基板（３）の外部で、有利には温度センサ（６）の下方に配置された対流式の加熱装置（２１）として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
加熱装置が熱放射線式の加熱装置（２２）、有利には赤外線発光ダイオードとして形成されていて、前記空気容積内に設けられた間隙（２３）を介して温度センサ（６）から分離されて設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
自動車における側面衝突を認識するための方法において、ドア内室の閉鎖された空気容積内で、温度センサ（６）により温度を測定し、測定された温度に基づいて、側面衝突が発生したかどうかを判定し、少なくとも所定時間毎に機能テストを実施し、該機能テストで前記空気容積及び／又は温度センサ（６）を加熱し、温度センサ（６）の信号から、該温度センサ（６）が整然と機能しているかどうかを判定することを特徴とする、自動車における側面衝突を認識するための方法。
【請求項１２】
機能テストにおいて、測定信号の高さ及び／又は急峻度及び／又は時間的な遅延を評価する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
機能テストにおいて少なくとも所定時間毎に、温度が温度センサ（６）を介して測定され、かつ熱エネルギが加熱装置（４）を介して供給される第１の接続状態と、温度が加熱装置（４）を介して測定され、かつ熱エネルギが温度センサ（６）を介して供給される第２の接続状態との間で切換を行う、請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
熱エネルギを、少なくとも所定時間毎にパルス式に供給し、測定された温度上昇特性から、温度センサ（６）が少なくとも部分的に覆われているかどうかを求める、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動車における側面衝突を認識するための方法及び装置に関する。
【０００２】
自動車における車室範囲での側面衝突を認識することは、特にサイドエアバッグを起動させるために重要である。このためには、種々のシステムが知られている。第１に加速度センサがドアに取り付けられ、この加速度センサが、ドアの変形時に発生する加速度を直接に測定する。第２にはドア内室の閉鎖された空気容積に圧力センサを取り付けるような装置及び方法が知られている。この圧力センサは側面衝突時に生ぜしめられる空気容積の減少を圧力上昇として測定する。圧力センサの圧力測定信号は評価装置によって特に、側面衝突として認識されるのに十分に迅速な圧力上昇が存在するかどうかについてチェックされる。
【０００３】
公知の装置及び方法には、車両ドア内に設けられたセンサの機能性を検査するためのテストが、ドアの取外しなしには不可能であるという欠点がある。したがって、側面衝突を認識するための装置のメンテナンス、及び機能性の検査は事実上不可能である。
【０００４】
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による装置並びに請求項１１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による方法は、従来のものに比べて次のような利点を有している。すなわち、側面衝突の確実でかつ迅速な認識が保証されており、しかも機能性を確保するための装置若しくは方法のセルフテストが可能となる。
【０００５】
従って本発明によれば、側面衝突時にドア内室の空気容積の減少により生ぜしめられる温度上昇が測定される。側面衝突時には、空気容積の空気の突発的な圧縮、つまり空気からドアへ放出された熱エネルギを事実上無視することのできる、ほぼ断熱的な圧縮が発生するので、信頼性の良い側面衝突認識が可能である。側面衝突時に発生するこのような温度上昇は、加速度測定法や圧力測定法の場合とは異なり、比較的わずかな手間をかけるだけで、しかも、セルフテストの形で信頼性良くシミュレーションすることができる。この場合、加熱装置を介して少なくとも温度センサの範囲で温度上昇が生ぜしめられる。このようなセルフテストは、温度センサの機能性及び耐用寿命を損うことなく、いつでも可能となるので有利である。
【０００６】
温度センサの測定信号は測定装置によって受け取られる。この測定装置は、場合によっては信号を適宜に処理した後に、温度信号を制御・評価ユニットに伝送する。この制御・評価ユニットはセルフテストを実施するために、制御信号を熱発生器に伝送し、この熱発生器は加熱装置を制御する。したがって、加熱過程と温度測定とをコーディネートすることができる。この場合、特に時間的な特性及び／又は加熱強度を変えて、測定信号の高さや時間的な特性、特に加熱過程に対する時間的遅延及び側縁急峻度を評価することができる。この場合、方形パルスにより生ぜしめられた突発的な温度上昇時における測定信号の急峻度や遅延を検出することができる。
【０００７】
温度測定は、種々異なる温度センサにより行うことができる。この場合、特に、高い温度係数を有する抵抗を備えた材料から成る抵抗素子を用いた抵抗測定が可能である。周辺空気の温度上昇に対する抵抗素子の迅速な反応を可能にするためには、空気容積にさらされた抵抗素子表面が、抵抗素子の層厚さに比べて大きく形成されていると有利である。したがって、特に基板に被着された薄い層を使用することができる。この場合、測定精度を高めるため、そして迅速な反応特性を得るために、測定抵抗の少なくとも１つの、より大きな範囲が測定抵抗の取付け点に対して断熱されていることが有利である。このことは特に、基板に設けられた断熱性のダイアフラムとして形成された薄い範囲に、メアンダ状（ｍａｅａｎｄｅｒａｒｔｉｇ）の層若しくは経路を形成することにより達成することができる。
【０００８】
加熱装置による温度センサへの熱エネルギの供給は、種々様々に、例えば熱伝導、対流又は熱放射線によって行うことができる。機能性をチェックするためのセルフテストの高い精度を得るためには、温度センサの範囲で迅速な温度上昇が得られると有利である。
【０００９】
熱伝導による加熱では、加熱装置が基板に設けられており、この基板には温度センサも被着されている。この場合、加熱装置が温度センサのすぐ近くに、例えば測定抵抗層に対して平行な加熱抵抗層としてダイアフラムに載設されていることにより、迅速な温度上昇が得られる。さらに、測定抵抗層及び加熱抵抗層のこのように同形式の対称的な、又は少なくとも類似した構成は、抵抗層の間での選択的な回路切換を可能にし、これにより、セルフテストの確実性の向上が達成される。さらに、基本的に温度抵抗層が故障した場合には、加熱抵抗層を温度センサとして使用することができる。
【００１０】
基板の熱伝導による熱エネルギの供給は、ダイアフラムの外部に設けられた加熱抵抗層によっても行うことができ、これにより、より安価な構成が可能である。いずれの場合にも、加熱装置と熱発生器との接続及び温度センサと測定装置との接続が、チップ上に設けられた対応する接続コンタクト若しくはボンディングパッドを介して実施することができ、これにより、このチップを交換することによって、欠陥のある装置の簡単な取替が可能となる。
【００１１】
さらに、加熱装置が、例えば熱抵抗として、温度センサの下方で、この温度センサに沿って流れる空気を加熱することにより、対流による熱エネルギの供給を行うことができる。熱放射線による熱供給は、例えば温度センサに向けられた赤外線発光ダイオードを介して行うことができる。
【００１２】
温度センサ上の汚染物又は被覆物により機能性が損なわれていることは、時間的な遅延及び測定温度の低下として検知され得る。このためには、特に加熱装置を介してパルス状の加熱を実施し、ひいては温度センサの動的特性をチェックすることができる。
【００１３】
本発明の実施例を次に図面につき説明する。
【００１４】
図１及び図２に示したように、測定装置１は、例えばシリコンから成る基板３を有しており、この基板２には、下面に設けられたエッチングされた凹部により、薄い範囲としてダイアフラム２が形成されている。このダイアフラム２には、メアンダ状の加熱抵抗層４とメアンダ状の温度抵抗層６とが設けられており、加熱抵抗層４と温度抵抗層６とは、ダイアフラム２の面範囲を有効に利用するために、内外に入り組まれている。温度抵抗層６と加熱抵抗層４とは、それぞれ薄い金属層又は半導体層から成っており、これらの金属層若しくは半導体層は、基板３とダイアフラム２とに設けられた絶縁層（図示しない）に被着されている。ダイアフラム２の外部でこれらの金属層若しくは半導体層は（場合によっては変えられた厚さ及び幅を持って）、接続コンタクト若しくはボンディングパッド１０，１１，１２，１３への供給線路８，９として形成されている。この場合、温度変化は、接続コンタクト１０，１１の間の抵抗の変化として検出することができ、そして熱エネルギは加熱抵抗層６を介して、電流源若しくは電圧源を接続コンタクト１２，１３に接続することによって供給することができる。
【００１５】
図３に示した実施例では、温度抵抗層６はやはりダイアフラム２に形成されていて、供給線路９を介してチップの縁部に設けられた接続コンタクト１０，１１に接続されている。しかし、本発明による加熱装置は、ダイアフラム２の外部で基板３に設けられた絶縁層に被着された加熱抵抗層１４により形成される。この加熱抵抗層１４はやはりメアンダ状に形成されていて、供給線路８を介して接続コンタクト１２，１３に接続されている。この測定装置の製造コストは、図１及び図２の測定装置の製造コストに比べて低減されている。しかし、より厚い基板３とダイアフラム２とを介して行われる温度抵抗層６への熱伝導は、時間的に少しだけ遅延されているので、温度抵抗層６により検出された温度上昇は、より厚い基板３の慣性に基づいて、減じられた信号急峻度を有していて、少しだけ遅延されている。
【００１６】
図１及び図３に示した測定装置１の制御及び評価は、例えば図４又は図５に示した外部の配線回路により行うことができる。図４に示した実施例では、温度測定が測定装置１５を介して規則的に行われる。この測定装置１５は、接続コンタクト１２，１３の間の電気的な抵抗を電圧降下として検出して、信号処理により、制御・評価装置１６に温度信号を送出する。制御・評価装置１６では、測定された温度の高さと、特に温度信号の時間的な特性とに基づき、例えば温度測定信号の時間的な導関数を形成し、かつ所定の基準値及び閾値を比較することによって、測定された温度の迅速で十分に大きな上昇に基づいて側面衝突が発生したかどうかが求められ、その後に、対応する制御信号が例えば自動車のサイドエアバッグ若しくはデータバスに送出される。
【００１７】
例えば自動車のスタート時又は規則的な時間間隔をおいてセルフテストを実施するためには、制御・評価装置１６から熱発生器１７に制御信号が送出される。この熱発生器１７は、加熱抵抗層４の接続コンタクト１０，１１に接続された電流源若しくは電圧源を有している。印加された圧力ＵＨ若しくは加熱抵抗層４を通って流れる電流ＩＨに相応して、ダイアフラム２の温度上昇が生ぜしめられ、変えられた抵抗測定値が、測定装置１５によって接続コンタクト１２，１３から取り出される。制御・評価装置１６は温度信号の高さや差、熱発生器１７への制御信号の送出時点と温度信号の変化時点との間の時間的な遅延や、温度信号の急峻度を求める。引き続き、セルフテスト信号が自動車のデータバスへ送出され、このデータバスは例えば測定装置１の機能性を表示する。これに対して択一的に、エラーがあることが検出された場合にのみ、相応するエラー信号を送出することもできる。
【００１８】
図５に示した構成はさしあたり図４の構成に相当しているが、ただし図５の実施例では切換装置２０を介して、測定装置１５及び熱発生器１７の接続部を、選択的に接続コンタクト１０、１１若しくは接続コンタクト１２，１３に接続することができる。これにより、図４の構成に対する回路逆転が可能であり、この場合、温度抵抗層６が加熱装置として働き、加熱抵抗層４が温度センサとして働く。このような切換は、短時間の回路逆転により温度抵抗層６の機能性の精度も加熱抵抗層４の機能性の精度も検査されることにより特にセルフテストのために実施することができる。さらに、温度抵抗層６が故障した場合には、加熱抵抗層４を温度センサとして使用することができる。この場合、セルフテストはもはや不可能となる。
【００１９】
図６に示した実施例では、加熱抵抗２１が、図示していない熱発生器に接続されていて、基板３の外部でドア内室の空気容積内に設けられている。加熱抵抗２１は、この加熱抵抗２１により加熱された空気が温度センサ６に沿って流れるように配置されている。このことは特に、加熱抵抗２１を温度センサ６の下方でかつ温度センサ６の側方近傍に配置することにより達成することができる。このような構成には次のような利点がある。すなわち、加熱装置として働く外部の加熱抵抗２１により、側面衝突発生時にも測定され得るような、空気容積の空気の温度上昇が達成される。温度センサ６が汚染又は被覆物により温度変化を感知できなくなったか、又は減弱化された状態若しくは時間的に遅延された状態でしか感知できなくなった場合、このことはセルフテストで直接的に検知することができる。
【００２０】
図７に示した実施例では、熱が熱放射線を介して温度センサ６に供給される。この場合、赤外線発光ダイオード２２（ＩＲ−ＬＥＤ）から赤外線が、ドア内室の空気容積内で間隙２３を介して直接的に温度センサ６に放射される。この実施例の場合でも、温度センサ６の汚染又は被覆物は、熱放射線の遮へいにより測定信号の減弱化又は時間的な遅延として検知される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１実施例による組み込まれた温度センサと加熱装置とを備えたチップの平面図である。
【図２】
図１のチップの横断面図である。
【図３】
本発明の別の実施例によるチップの平面図である。
【図４】
図１の回路を備えた本発明の１実施例による側面衝突認識装置を示す概略図である。
【図５】
図１の回路を備えた本発明の別の実施例による側面衝突認識装置を示す概略図である。
【図６】
本発明のさらに別の実施例による、側面衝突認識装置の温度センサと加熱センサとの配置を示す断面図である。
【図７】
本発明のさらに別の実施例による、側面衝突認識装置の温度センサと加熱センサとの配置を示す断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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