(57)【要約】  コンパクトなマルチファンクションセンサエレメントを提供するために、自動車の加速度捕捉検出のためのセンサエレメントは付加的に、自動車と外部の物体との間の距離を測定するための距離測定装置を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサケーシング内にばね弾性的に懸架されているザイズモ質量体と、該ザイズモ質量体の加速度により生じる変位を識別するための評価電子回路とを備えている自動車の加速度捕捉検出のためのセンサエレメントにおいて、
センサエレメント（１００）は距離測定装置の測定領域内に存在している物体の距離を測定するための少なくとも１つの距離測定装置（１６）を含んでいる
ことを特徴とするセンサエレメント。
【請求項２】
センサエレメント（１００）は２軸センシングする
請求項１記載のセンサエレメント。
【請求項３】
センサエレメント（１０）は３軸センシングする
請求項１または２記載のセンサエレメント。
【請求項４】
距離測定装置（１６）はザイズモ質量体に対して相対的に前進方向に車両長手軸線に対して平行に取り付けられている
請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項５】
距離測定装置（１６）は車両（１８）のフロント面と同一平面をなして終わっている
請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項６】
距離測定装置（１６）は超音波センサである
請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項７】
距離測定装置（１６）はレーダである
請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項８】
距離測定装置（１６）はライダである
請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に記載の車両の加速度を捕捉検出するためのセンサエレメントに関する。
【０００２】
従来の技術
車両のフロント領域に加速度センサ（いわゆるアップフロントセンサ）を配置して、事故の初期のフェーズにおいてその重大度についての情報が提供されるようにすることは公知である。この技術によって、種々異なっている事故シナリオを計算しかつ相応に、例えばエアバッグまたはベルトテンショナーのような種々の拘束システムを活性化することが実現されるようにしたい。殊に車両の制御装置は臨界的な衝突を、拘束手段のトリガを必要としないような事例と区別できるべきである。制御装置は例えばアップフロントセンサから供給されるデータに基づいて比較的初期の時点で、エアバッグのトリガが必要であるかどうかを正確に計算することができる。
【０００３】
加速度を測定するための基本原理は、減衰されたばね−質量系、いわゆるザイズモ質量体に対する加速度の作用を検出する点にある。加速度により、ケーシングにエラスチックに結合されているザイズモ質量体が移動する。センサの課題は、加速度により生じた振れもしくは変位の度合いを圧電抵抗式、容量式または周波数振動式（Frequenzanalog）装置によって評価することである。
【０００４】
車両に取り付けられている加速度センサでは、ザイズモ質量体の移動もしくは変位が頻繁に容量の変化によって測定される。その際ザイズモ質量体は１つまたは複数のコンデンサの電極として実現されており、その際この装置は有利には差分コンデンサとして構成されているので、一方のコンデンサの電極間距離は他方のコンデンサの電極間距離が大きくなればその分だけ低減されることになる。その際に装置における測定電圧は質量体移動もしくは変位に比例している。
【０００５】
コンデンサはアップフロントセンサの場合、シリコンウェハの表面に被着されているマイクロメカニカルなコムストラクチャの形において実現されている。
【０００６】
加速度センサを車体の前方に配置する傾向はますます高まっている。アップフロントセンサは外側の薄板の後方もしくはバンパに直接ある、車両の衝撃吸収ゾーンにおけるポジションにおいて既にテストされる。
【０００７】
更に車両と外部の物体との間の距離を測定するための、主に快適性および安全性機能に対して使用される種々の形式のセンサが公知である。この種のセンサの基本原理は音響測深法である。
【０００８】
すなわち、評価ユニットからパルス信号が送信されかつエコー信号の到来までの時間が測定される超音波距離センサが公知である。エコー信号が到来した後ようやく新しい送信パルスが生じる。音響信号が物体にぶつかると、音響信号は反射されかつ距離測定装置の音波受信部（受波部）によって受信される。音源と受波器を制御する計算機ユニットを介して、受信された音響信号を識別し、音響信号の走行遅延時間を計算しかつそこから音響信号を反射する物体の距離を求める。この形式の距離測定装置は例えば、車両の駐車支援に用いられる距離警告装置に使用される。超音波センサを用いた駐車支援では典型的には、車両の前または後ろの約３０ないし１５０ｃｍの領域が監視される。妨害物が識別されたときには、運転者は光学的または音響的な手段によって警告される。
【０００９】
電磁ビームを用いた遠隔領域における距離測定のために、レーダおよびライダ（近赤外線領域の光）の形の使用が公知である。レーダでは車両の手前１２０ｍまでの狭いビームコイル内の外部物体に対する距離が求められる。距離の他に制御装置は簡単に車両に関する外部物体の相対速度を計算することができる。
【００１０】
車両における受動的な安全性の機能性を改善するために、上に述べた距離センサおよび速度センサから到来する情報を共通に評価して、インテリジェントに、ベルトテンショナーおよびエアバッグのような相応の拘束システムを活性化することが望ましい。というのは、活性化の程度は保護すべき乗員の体重の他にとりわけ事故の種類および重大度に依存しているからである。情報は制御装置によって拘束手段のトリガに関する決定のために衝突直後に（プリセット）利用することができるかあるいは直前に（プリファイア）利用することもできる。
【００１１】
本発明の開示、課題、解決法、利点
本発明の課題はコンパクトなマルチファンクションセンサエレメントを提供することである。
【００１２】
本発明によればこの課題は請求項１に記載の特徴を有する自動車の加速度を捕捉検出するためのセンサエレメントを用いて解決される。
【００１３】
センサエレメントが距離測定装置の測定領域内に存在している物体の距離を測定するための少なくとも１つの距離測定装置を含んでいることによって有利にも、既に上で述べた測定原理が同一の素子に統合されることが実現され、これにより比較的僅かな製造コストで高い機能性が生じる。このことは、ケーブルおよびケーシングに対する比較的低い材料コスト並びに低減される製造コストに関する。その結果としてボリュームセグメント（小型車）の場合すら高い装備率を実現することができる。
【００１４】
提案されたセンサによって、制御装置におけるロジックの拡張によって革新的に互いに関連づけることができる複数の異なっている機能性を実現することができる。公知の手法で歩行者保護および駐車支援のために用いることができる予測できる機能性の他に、２つの測定原理により評価電子回路に送信される信号を利用して外部の物体に対する衝突の重大度に関する情報が導出されるようにすることができる。
【００１５】
距離測定装置としてレーダが使用される場合、外部の車両の距離が遠隔領域において検出されかつこうして、衝突までにまだある時間の計算が比較的早期に可能になる。
【００１６】
近接領域における距離測定装置として超音波センサを使用した場合、評価電子回路に供給される信号に基づいて車両と外部の物体との間の相対速度が計算され、これにより種々の事故シナリオの区別が可能になる。
【００１７】
受信された信号に基づいて、制御装置を早期にパラメータ化することができる。殊に車両と検出された外部の物体との相対速度と、車両の固有速度とを比較すれば場合によっては、外部の物体が歩行者であることを排除することができる。
【００１８】
実際に物体が接近したのかあるいは車両が純然たる振動によって測定された加速度を体験したのかも確定することができる。
【００１９】
本発明の有利な実施形態において、センサエレメントは２軸センシングするようになっている。これにより、衝突の上で述べた分類が側面または斜方向衝突に対しても実施されることが実現される。３軸センシングの場合、凹凸のある地面での走行の際に重要になる（オフロード識別）垂直方向における加速度も検出することができる。
【００２０】
殊に、距離測定装置がザイズモ質量体に対して相対的に前進方向に車両長手軸線に対して平行に取り付けられていることは有利である。これにより、距離測定装置を前方に配向することができかつ視野が妨げられることがないようにすることができる。
【００２１】
本発明の別の有利な形態は従属請求項に挙げられている特徴から明らかである。
【００２２】
図面の簡単な説明
次に本発明を、マルチファンクションアップフロントセンサの平面を示している添付図面に基づいた実施例において詳細に説明する。
【００２３】
本発明を実施するための最良の方策
図１において１００でセンサエレメント全体が示されている。加速度測定装置１０は距離測定装置１６と一緒に共通のセンサケーシング１２に収容されている。その際距離測定装置１６は走行方向に関して加速度測定装置１０の前方に取り付けられている。距離測定装置１６は有利には車両１８のフロント面と同一平面において終わっている。加速度測定装置１０および距離測定装置１６の信号は、ここでは略示されているにすぎないが、評価電子回路１４に供給され、評価電子回路が両方の信号を論理的に解釈する。車体に関して非常に遙か前方に加速度センサ１０が位置決めされているためにこの加速度測定装置は衝突の発生時に非常に高い加速度を容認しなければならず、このことは遙か後方に位置している加速度測定装置の場合よりも測定領域の調整設定をより高くすることによって実現することができる。同様にセンサケーシング１２は十分ロバストであって、衝突後最初の５０ｎｓの期間の加速度測定装置１０の機能が保証されなければならない。同じことは、制御装置へのデータ伝送に対しても当てはまる。
【００２４】
アップフロントセンサの説明した機能性を実現するために、１ないし２つ本発明のセンサを車両に装備することで十分である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】マルチファンクションアップフロントセンサの平面略図
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【国際調査報告】
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