專利名稱：車輛且尤其是汽車的氣囊裝置和分辨位置和/或分辨時(shí)間地測量力或壓力的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的車輛且尤其是汽車的氣囊裝置和如權(quán)利要求18的前序部分所述的分辨位置和/或分辨時(shí)間地測量力或壓力的傳感器。
背景技術(shù)：
對(duì)車輛的氣囊裝置的要求變得越來越高了。簡單的氣囊充氣或者氣囊展開已不再滿足人們的需要。因此，尤其是對(duì)所謂的乘客坐姿不正常的未正確就位狀態(tài)來說，人們希望當(dāng)時(shí)的氣囊不要全力充氣，而是以減小的氣體體積來充氣。
為此已經(jīng)知道了，在氣囊裝置上設(shè)置控制機(jī)構(gòu)，能通過該控制機(jī)構(gòu)完成氣囊的可控充氣。這樣的氣囊裝置例如由EP0812741公開了，其中設(shè)有一根線或一條帶，它被固定在氣囊的面向乘客的前部上。當(dāng)氣囊充氣時(shí)，這條線或帶跟隨正展開的氣囊而前進(jìn)，因而可以掌握氣囊的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，例如根據(jù)拉出長短或拉出時(shí)間。如果氣囊前部撞到障礙物如坐姿不對(duì)的乘客，則這可以通過該線或帶的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)減小來測到，因此，控制機(jī)構(gòu)可以阻止氣囊繼續(xù)充氣。盡管該氣囊裝置原則上允許當(dāng)氣囊前部撞到障礙物時(shí)中斷正展開的氣囊的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，但借助線或帶來完成前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的掌控比較復(fù)雜并且工作起來不太可靠。此外，在這里，對(duì)很多事故來說，也不希望在氣囊撞到障礙物時(shí)完全中斷氣體輸送。因而，利用這樣的不太實(shí)用的結(jié)構(gòu)，無法在發(fā)生事故時(shí)可靠地充分保護(hù)乘客并且排除氣囊尤其在坐姿不對(duì)時(shí)有侵略性地進(jìn)行充氣。
為了避免這一缺點(diǎn)，從上述類型的DE19827135A1中已公開了一種氣囊裝置，它具有可通過充氣機(jī)構(gòu)來充氣的氣囊，該氣囊在充氣時(shí)能移入汽車的乘客車廂中，該氣囊裝置還有至少一個(gè)位于該氣囊的面向乘客的那側(cè)上的傳感器件。該傳感器件對(duì)局部壓力變化做出反應(yīng)并且作為傳感器信號(hào)將探測到的壓力變化傳給一個(gè)控制機(jī)構(gòu)。該控制機(jī)構(gòu)通過控制信號(hào)控制充氣機(jī)構(gòu)，其中，由充氣機(jī)構(gòu)提供的氣體量可響應(yīng)于這個(gè)可由掌握氣囊前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的傳感器件提供的傳感器信號(hào)來控制。
確切地說，在氣囊面向乘客的那側(cè)設(shè)有一個(gè)對(duì)局部壓力變化作出反應(yīng)的且起到掃描介質(zhì)作用的傳感器件。通過掃描介質(zhì)可以產(chǎn)生一個(gè)傳感器信號(hào)，該信號(hào)表征所探測到的壓力變化。這個(gè)傳感器信號(hào)可被送往控制充氣機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)。在一個(gè)改進(jìn)方案中，設(shè)有多個(gè)壓敏傳感器件，這些傳感器件在氣囊面向乘客那側(cè)散布在一個(gè)規(guī)定區(qū)域范圍里。這種實(shí)施形式的缺點(diǎn)是，這些傳感器件中的每個(gè)獨(dú)立傳感器件必須單獨(dú)被固定在氣囊上。此外，必須有一條控制線路從每個(gè)獨(dú)立的傳感器件通向控制機(jī)構(gòu)，以便能將探測到的傳感器信號(hào)傳給控制機(jī)構(gòu)。這是相當(dāng)費(fèi)事的。
另外，也從DE19826484中知道了一種傳感器。這種已知的傳感器包括一個(gè)嵌埋在織物中的并由成行成列的導(dǎo)電纖維構(gòu)成矩陣場，其中，成行成列的纖維各自松弛地重疊在一些接觸點(diǎn)上。這些接觸點(diǎn)形成在成行成列的纖維的交叉區(qū)里。成行成列的纖維成由彈纖維或半導(dǎo)體聚合物構(gòu)成的彈性纖維的形式。成行成列的纖維的端部通過連接電線與一條分析計(jì)算電路相連。這些纖維是彈性的并且具有很高的彎曲韌性，以便能夠適應(yīng)于布的變形。如此選擇成行成列的纖維的材質(zhì)，即在一行纖維和一列纖維之間的接觸電阻取決于在接觸點(diǎn)上的施加壓力。如果這樣的接觸點(diǎn)承受壓力，則在相關(guān)的成行成列纖維之間的接觸電阻減小。這種電阻變化通過接上的分析計(jì)算電路來掌握，這樣一來，能夠分辨位置和/或分辨時(shí)間地測量出在接觸點(diǎn)上的壓力變化。
對(duì)已知的傳感器來說，成行成列纖維各自在其端部上與連接電線相連，通過所述連接電線使傳感器與分析計(jì)算電路相連。被用作成行成列纖維的彈性碳纖維或聚合物纖維同時(shí)構(gòu)成了在連接電線和接觸點(diǎn)之間的導(dǎo)電連接，在這些接觸點(diǎn)上發(fā)生了待測的電阻變化。彈性的碳纖維或聚合物纖維具有比金屬導(dǎo)線更高的比電阻，所述導(dǎo)線例如是一般在電阻測量中被用作在測量儀和待測點(diǎn)之間的導(dǎo)電接線的金屬線。盡管由此引起的測量誤差小并且測量精度在大多數(shù)應(yīng)用場合下已足夠高，但是，可能需要將這樣的傳感器用于測量，其中，例如與氣囊相關(guān)地要求更高的測量精度，而這樣高的測量精度在以碳纖維或聚合物纖維為在分析計(jì)算電路的連接電線和接觸點(diǎn)之間的導(dǎo)電接線的情況下是達(dá)不到的。此外，由于以下原因而禁止以導(dǎo)電性良好的金屬絲為成行成列的纖維，即這樣的金屬絲在傳感器變形時(shí)易斷或者可能開裂并因而容易出故障并且還容易氧化，其中，在接觸點(diǎn)上的氧化使得測量結(jié)果失真。
從DE20014200U1中還公開了一種用于測量一測量參數(shù)的局部分布的傳感器裝置，該傳感器裝置被制作成傳感器座墊地用于識(shí)別汽車中的座位是否被占用。該傳感器裝置包括多個(gè)分布且呈矩陣狀連接的傳感器件，傳感器件的電氣性能各自與測量參數(shù)P的局部值有關(guān)。另外，設(shè)有多根與這些傳感器件相連的連接電線，以通過測量儀來掌握這些傳感器件的電氣性能，其中，傳感器件中的一部分各自由一個(gè)串聯(lián)單元構(gòu)成，該串聯(lián)單元包括一個(gè)與測量參數(shù)值無關(guān)的前聯(lián)件和一個(gè)與測量參數(shù)值有關(guān)的測量件構(gòu)成。一個(gè)用于測量布置成矩陣形的壓敏電阻墊的電路布局也由DE19910194C2公開了。
還從DE19641648C1中公開了一種電阻測量電路，它可被用于測量阻抗式傳感器電阻件的電阻并且提供數(shù)字形式的測量結(jié)果。為此，一個(gè)串聯(lián)電路與一個(gè)直流電壓源的直流電壓相連，其中，該串聯(lián)電路還具有基準(zhǔn)電阻單元，在這里，每個(gè)基準(zhǔn)電阻和測量電阻通過從串聯(lián)電路中分支出的導(dǎo)線對(duì)中的各自一條與一個(gè)模擬多路電路相連，該模擬多路電路使這對(duì)導(dǎo)線中的每一根導(dǎo)線交替與一個(gè)電容相連，以使電容當(dāng)時(shí)被充電到一個(gè)代表在當(dāng)時(shí)與它相連的電阻上的電壓降的電荷電壓并且在當(dāng)時(shí)給電容充完電后使電容與有關(guān)的導(dǎo)線對(duì)分開并與一個(gè)包含一個(gè)放電電阻的放電電路連接，以使電容放電。一條時(shí)間測量電路測量直到電容電壓降低到預(yù)定值時(shí)的放電時(shí)間，一條控制分析電路根據(jù)放電時(shí)間測量值算出測量電阻的電阻值。測量電阻可以是一個(gè)PT100鉑電阻溫度計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種氣囊裝置，可利用該氣囊裝置簡單可靠地測量乘客的位置，并且還提供一種尤其用于這樣的氣囊裝置的傳感器，它具有很高的測量精度。
關(guān)于氣囊裝置，利用權(quán)利要求1的特征來完成該任務(wù)。
根據(jù)權(quán)利要求1，所述的至少一個(gè)傳感器件由測量壓力變化的交叉的傳感器條構(gòu)成。
通過使傳感器條交叉，可以有利地明確確定撞到氣囊的障礙物的位置。尤其是當(dāng)設(shè)有多個(gè)并列布置的交叉?zhèn)鞲衅鳁l并由此構(gòu)成所謂的傳感器矩陣時(shí)，這種位置確定簡單精確，因?yàn)槔缫恍┙Y(jié)點(diǎn)或交叉點(diǎn)配屬有類似于坐標(biāo)系的一定的位置坐標(biāo)。這樣一來，可以非常簡單地局部劃分在汽車內(nèi)室的撞車參數(shù)如未正確就位狀況。
各傳感器條的布線也能很好地完成，因?yàn)閷?duì)于每個(gè)傳感器條來說，只需要一個(gè)接點(diǎn)。這樣，充氣機(jī)構(gòu)可以目的明確地通過控制機(jī)構(gòu)對(duì)氣囊體積或者充氣狀況做出反應(yīng)。借此，也最佳保證了對(duì)未正確就位狀況下的最佳乘客保護(hù)。
在一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案中，設(shè)有第一組大致相互平行延伸的并相互間隔開的第一傳感器條，設(shè)有第二組大致相互平行延伸的并相互間隔開的第二傳感器條，第二傳感器條與第一組第一傳感器條交叉。在這里，涉及的是優(yōu)選的矩陣形狀，其中，通過簡單方式由第一組和第二組傳感器條構(gòu)成傳感器件的大面積，結(jié)果，獲得了最佳的測量結(jié)果。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，第二組第二傳感器條如此與第一組第一傳感器條交叉，即在與這些交叉點(diǎn)鄰接的區(qū)域里形成間隙。通過使平行的傳感器條間隔開并由此在交叉點(diǎn)的鄰接區(qū)域中得到了間隙，排除了可能有的傳感器條相互鉤結(jié)情況。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，各組的這些傳感器條相互間分別具有大致相同的間距，從而形成規(guī)則的間隙圖案。這樣一來，在如通過縫合固定傳感器條時(shí)，規(guī)定了一定的規(guī)則性，由此可以簡化固定工序。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，第一傳感器條相對(duì)第二傳感器條錯(cuò)開90度，從而形成大致成矩形的間隙。對(duì)這種第一、第二傳感器條的布置結(jié)構(gòu)來說，可以在乘客接觸到氣囊時(shí)簡單地分析探測結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫_的探測位置就象被分布在一個(gè)坐標(biāo)系中。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，至少在氣囊碰撞區(qū)里，在這些傳感器條的兩側(cè)各設(shè)有至少一個(gè)構(gòu)成氣囊表層和氣囊內(nèi)層的織物層，它們覆蓋這些傳感器條并在它們之間容納這些傳感器條。這樣一來，一方面在制造時(shí)和在按規(guī)定使用氣囊時(shí)保護(hù)了傳感器條，另一方面，在氣囊表層和氣囊內(nèi)層之間形成了傳感器條的主要位置固定。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施形式中，氣囊被構(gòu)造成整體紡織氣囊的形式，因而，傳感器條被織入氣囊織物中。在這里，其中設(shè)有傳感器條的某些氣囊區(qū)域能夠部分呈兩層形式，由此形成口袋等類似結(jié)構(gòu)。通過將傳感器條織入氣囊織物里，提供了這樣的氣囊，即它一方面因紡織特性而提供最佳的功能性能，另一方面由于傳感器條而提供了對(duì)汽車室內(nèi)的實(shí)際撞車參數(shù)的功能可靠的探測。
根據(jù)一個(gè)改進(jìn)方案，這些傳感器條最好被織入該整體紡織氣囊的氣囊織物的兩層之間。這樣一來，這些傳感器條一方面在制造過程和按規(guī)定使用過程中通過氣囊織物的這兩層得到保護(hù)，另一方面產(chǎn)生了傳感器條的某種預(yù)固定。
在另一個(gè)實(shí)施形式中，該整體紡織氣囊的氣囊織物的這兩層至少在這些與第一組第一傳感器條和第二組第二傳感器條的交叉點(diǎn)鄰接的間隙的一個(gè)間隙上被交織在一起。通過把這些與傳感器條交叉點(diǎn)鄰接的間隙用于交織氣囊織物的兩層，保證了傳感器條的可靠最終固定，并且在有規(guī)律的間隙圖案的情況下能簡單地完成紡織。
在一個(gè)替換實(shí)施形式里，在位于這些傳感器條的彼此相反的側(cè)面上的織物層被縫合在一起。在這里，在第一傳感器條和第二傳感器條交叉時(shí)形成的間隙構(gòu)成用于接合縫的透孔，最好也用于固定傳感器條的位置。因此，能夠簡單地在兩層織物之間最終固定傳感器條的位置。因此，可以省略一道附加的固定如粘接。
在一個(gè)改進(jìn)方案里，第一傳感器條和第二傳感器條這樣交叉，即形成多個(gè)大致相互平行但間隔延伸的間隙列，借此可以沿所形成的間隙列的至少一部分完成織物層的縫合。這對(duì)織物層縫合的自動(dòng)化來說是一個(gè)重要的方面。
在一個(gè)改進(jìn)方案中，在縫合方向上看，接合縫在下方交叉第一和/或第二傳感器條的第一部分并且在上方交叉第一和/或第二傳感器條的第二部分。就是說，從間隙到間隙的角度來看，該接合縫交替地上下交叉這些傳感器條。只利用一個(gè)縫合方向，原則上就能固定第一組傳感器條的位置和交叉的第二組傳感器條的位置。
在一個(gè)改進(jìn)方案中，在一個(gè)縫合方向上，這些接合縫平行于第一和/或第二傳感器條地延伸，和/或這些接合縫橫向延伸于第一傳感器條和第二傳感器條的交叉點(diǎn)的上方和下方。因此，排除了在縫合中損傷傳感器條的可能性。通過使第一傳感器條和第二傳感器條平行取向并且使第一傳感器條同第二傳感器之間有規(guī)律地間隔開，產(chǎn)生了精確確定的最終縫合間距。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在這些獨(dú)立的傳感器條上各自設(shè)有多個(gè)壓敏傳感器。由此一來，在這些傳感器條的整個(gè)長度上可以探測壓力變化并能相應(yīng)地將一個(gè)傳感器信號(hào)傳給控制機(jī)構(gòu)。
根據(jù)另一實(shí)施例，各組傳感器條中的這些傳感器條最好各自具有大致相同的長度并且各自在端側(cè)與一條控制線路相連，該控制線路通向該控制機(jī)構(gòu)。因此，盡管安置在這些傳感器條上的傳感器的數(shù)量眾多，仍然能夠建立簡單清晰的走線。
根據(jù)另一實(shí)施例，該充氣機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成傳統(tǒng)的氣體發(fā)生器的形式。
關(guān)于傳感器，利用權(quán)利要求18的特征來完成該任務(wù)。
根據(jù)權(quán)利要求18，至少其中一個(gè)電阻件可以在至少其中一個(gè)接觸取上通過一個(gè)在該接觸區(qū)處與該電阻件電接觸的導(dǎo)電件來施加電壓。
通過這些措施而有利地實(shí)現(xiàn)了，不是通過電阻件本身來完成將表示電阻變化的信號(hào)從兩個(gè)電阻件的交叉區(qū)傳送給一條電連接線，而是通過低歐姆的導(dǎo)電件。這造成更高的測量精度，即便當(dāng)電阻件由柔軟的且可伸縮的彈性材料制成時(shí)，盡管它是導(dǎo)電的，但歐姆值較高。
現(xiàn)在可以規(guī)定，為每個(gè)接觸區(qū)設(shè)置單獨(dú)一對(duì)電阻件。但最好這些電阻件成條形并且成行成列地布置。這樣，一行的接觸區(qū)或一列的接觸區(qū)各自通過本身就在該行或該列中的電阻件來構(gòu)成。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是簡化了本發(fā)明傳感器的制造。因此，不再需要每個(gè)接觸區(qū)單獨(dú)通過先后布置獨(dú)立的電阻件來形成，而是這些接觸區(qū)按照簡單的方式方法通過成行成列布置的條形電阻件的交叉區(qū)來構(gòu)成，由此，降低了本發(fā)明傳感器的制造成本。
最好規(guī)定，該導(dǎo)電件成條狀并且該導(dǎo)電件沿一行或一列接觸區(qū)布置。這樣一來，一行或一列的每個(gè)接觸區(qū)通過一個(gè)導(dǎo)電件來施加電壓。不再需要單獨(dú)地使每個(gè)接觸區(qū)與一個(gè)導(dǎo)電件接通，因而降低了本發(fā)明傳感器的制造成本。當(dāng)條形導(dǎo)電件沿一個(gè)條形電阻件布置并與之接觸時(shí)，特別簡單地實(shí)現(xiàn)了接通。在這種情況下，有關(guān)的電阻件至少在其長度的一部分上并進(jìn)而在位于該電阻件這段長度內(nèi)的每個(gè)接觸區(qū)上通過該導(dǎo)電件被接通。由此得到了本發(fā)明傳感器的制造成本的進(jìn)一步降低。
本發(fā)明的另一個(gè)有利的改進(jìn)方案規(guī)定，該導(dǎo)電件是一根埋在一電阻件中的導(dǎo)電纖維。通過嵌埋在電阻件中，特別可靠地實(shí)現(xiàn)了有關(guān)電阻件與成纖維狀的導(dǎo)電件的導(dǎo)電接觸并且該電阻件的這個(gè)接觸區(qū)或這些接觸區(qū)能夠施加電壓。在這種情況下，特別有利的是，這些電阻件成條狀并且導(dǎo)電纖維在至少其中一個(gè)電阻件的長度的至少一部分上且最好是整個(gè)長度上延伸。這樣，電阻件的整個(gè)長度和進(jìn)而在這段長度中的所有接觸區(qū)通過纖維被接通并且施加電壓。還有利的是，該導(dǎo)電纖維蜿蜒延伸于這些電阻件中。這樣一來，通過有利的方式方法實(shí)現(xiàn)了，當(dāng)電阻件伸展時(shí)如在氣囊承受壓力時(shí)可能出現(xiàn)的那樣，纖維的蜿蜒結(jié)構(gòu)只是略微分開，但纖維沒有承受拉力并且不會(huì)開裂。
可以規(guī)定，在兩個(gè)電阻件之間的接觸區(qū)的至少一部分上設(shè)有由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件。這提高了在接觸區(qū)內(nèi)的兩個(gè)電阻件之間的電阻，因此，接觸區(qū)承受壓力造成了比電阻件直接在這個(gè)接觸區(qū)接觸時(shí)更大的絕對(duì)的電阻變化。由此造成傳感器的更高測量精度。當(dāng)所述的由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件覆蓋有關(guān)的接觸區(qū)的整個(gè)面積時(shí)，特別有利地獲得了電阻增大。由此防止了這兩個(gè)電阻件在這個(gè)接觸區(qū)直接相互接觸。
可以規(guī)定，這個(gè)或這些由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件成條狀并且沿一個(gè)或多個(gè)條狀電阻件布置。這樣一來，通過唯一的由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的連續(xù)的元件形成了有關(guān)電阻件的多個(gè)且最好是所有的接觸區(qū)，結(jié)果，不一定給每個(gè)接觸區(qū)單獨(dú)配備這樣一個(gè)元件。由此得到了本發(fā)明傳感器的制造成本的降低。
可以規(guī)定，在成行布置的電阻件和成列布置的電阻件之間設(shè)有一層，該層具有絕緣的行列區(qū)以及通過這些行列區(qū)限定出的且導(dǎo)電性差的部分，這些元件成棋盤狀布置并且在這些電阻件的接觸區(qū)上被布置在這些電阻件之間。這樣一來，通過有利的方式方法就做到了，通過在電阻件之間使用單獨(dú)構(gòu)件即包含導(dǎo)電性差的元件的層，在多個(gè)接觸區(qū)并最好是所有接觸區(qū)上設(shè)置一個(gè)由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件，其中這些由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件彼此電絕緣。由此得到了本發(fā)明傳感器的制造成本的進(jìn)一步降低。
本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案規(guī)定，該矩陣形場設(shè)置在一塊織物中，在該織物上固定有一些電極，這些電極成行成列布置并且又接通這些導(dǎo)電元件。通過整合到織物中，可以簡單地把傳感器裝在其使用位置上。在這里，最好規(guī)定，傳感器已被整合到一個(gè)構(gòu)件中，在該構(gòu)件上應(yīng)測量施加壓力。將電極布置在接通導(dǎo)電件的織物中造成了，當(dāng)導(dǎo)電件或許出現(xiàn)開裂時(shí)，所述開裂通過電極來分接，由此一來，仍然獲得了對(duì)電阻件上的接觸區(qū)的可靠的施加電壓。
可以規(guī)定，多個(gè)且最好是所有成列布置的電阻件和/或多個(gè)且最好是所有成行布置的電阻件被整合到一個(gè)平面布置結(jié)構(gòu)中并且通過電絕緣區(qū)彼此分隔開。這造成本發(fā)明傳感器的制造過程的簡化，因?yàn)椴辉傩枰诸^將每個(gè)電阻件裝入傳感器里，而是將多個(gè)且最好是所有電阻件集成到唯一一個(gè)構(gòu)件中，在制造傳感器時(shí)，只需要將這一個(gè)構(gòu)件裝入到傳感器里。


結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖1是交叉布置的傳感器條的示意俯視圖。
圖2是沿圖1的線A-A的示意截面圖。
圖3是傳感器條縫合結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是傳感器條縫合結(jié)構(gòu)的替換變型方式的示意圖。
圖5是傳感器條縫合結(jié)構(gòu)的另一替換變型方式的示意圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的本發(fā)明傳感器的放大截面圖。
圖7是沿方向II的圖6所示傳感器的第一部分的局剖俯視圖。
圖8是沿方向III的圖6所示傳感器的第二部分的局剖俯視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的本發(fā)明傳感器的示意圖。
圖10是一個(gè)平面件的俯視圖。
圖11是一個(gè)電阻件平面結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意表示交叉布置的傳感器條1、2的俯視圖。在這里，第一組相互平行延伸的并相互間隔開的第一傳感器條1和第二組相互平行延伸的并相互間隔開的第一傳感器條2交叉布置。這兩組傳感器條1、2以90度交錯(cuò)布置。通過在這兩組的這些相互平行的傳感器條1、2之間的間距，在與這些交叉點(diǎn)相鄰的區(qū)域上形成了間隙4。這樣就出現(xiàn)了平行延伸并彼此間隔開的間隙列。為清楚起見，在圖1中省略了用于固定傳感器條1、2位置的縫紉線，其中這些間隙4構(gòu)成用于縫紉線的透孔。
在圖2中示出了沿圖1的A-A線的示意截面圖。交叉布置的傳感器條1、2從一側(cè)被氣囊表層5覆蓋并從另一側(cè)被氣囊內(nèi)層6覆蓋，因而，這些傳感器條被容納在這兩個(gè)氣囊罩層5、6之間。在第一傳感器條和第二傳感器條1、2交叉時(shí)形成的間隙4構(gòu)成用于接合縫7的透孔。在這里，布置在傳感器條1、2相對(duì)側(cè)上的織物層構(gòu)成氣囊表層5和氣囊內(nèi)層6并且被縫合在一起。
原則上，這兩層織物層即氣囊表層5和氣囊內(nèi)層6之間的連接也可以通過替換手段來實(shí)現(xiàn)。因此，例如可以用整體紡織技術(shù)來制造氣囊。在這種情況下，制造出雙層編織的無縫氣囊，傳感器條被編入氣囊中。
在圖3-圖5中，分別示出了傳感器條1、2縫合的不同變型方式。在圖3中，接合縫7的縫合方向平行于第一傳感器條1，在圖4中，接合縫7的縫合方向平行于第二傳感器條2，在圖5中，接合縫的縫合方向沿兩個(gè)交叉的傳感器條1、2的對(duì)角線方向。在每個(gè)變型縫合方式中，從間隙4到間隙看地，這些傳感器條交替地被接合縫7上下交叉。為清楚起見，在圖3-圖5中未示出氣囊表層5或者氣囊內(nèi)層6。原則上，也可以采取這些縫合方向變型方案的組合方式。
通過交叉布置第一傳感器條1和第二傳感器條2而形成一個(gè)傳感器件，利用該傳感器件來探測因氣囊撞擊到擋路物體上而出現(xiàn)的壓力變化并且將它傳給一個(gè)控制機(jī)構(gòu)。通過這樣布置傳感器條即并列并交叉，形成了一個(gè)所謂的傳感器矩陣，利用該傳感器矩陣來簡單精確地確定撞擊障礙物的位置。由此，由充氣機(jī)構(gòu)提供的氣體量可以響應(yīng)于傳感器信號(hào)地控制氣囊的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這尤其在未正確就位的狀態(tài)下加強(qiáng)了對(duì)乘客的保護(hù)。
圖6-圖8表示本發(fā)明傳感器的第一實(shí)施例。該傳感器具有條狀的成行布置的電阻件5′和條狀的成列布置的電阻件15′，它們?nèi)绱讼嗷ブ丿B，即它們構(gòu)成一個(gè)接觸區(qū)K的矩陣場。在接觸區(qū)K上，在成行布置的電阻件5′和成列布置的電阻件15′之間各設(shè)有一個(gè)由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′，該元件覆蓋住整個(gè)有關(guān)的接觸區(qū)K。在所示實(shí)施例中，這些由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′也成條形并且沿成條狀的成列布置的電阻件15′分布。
沿電阻件5′、15′的縱向并與這些電阻件接觸地設(shè)有條形的導(dǎo)電元件4′、14′，它們由導(dǎo)電性良好的材料構(gòu)成，在這個(gè)實(shí)施例中是由金屬構(gòu)成的，從而通過這些導(dǎo)電件4′、14′，可以對(duì)電阻件5′、15′乃至對(duì)電阻件5′、15′上的接觸區(qū)K施加電壓。在這里，在此所示的傳感器例如被整合到一塊具有覆層1′、11′的氣囊織物中，傳感器借助膠層2′、12′被固定在覆層上。該傳感器還具有一些電極3′、13′，這些電極由金屬構(gòu)成并且沿條形導(dǎo)電件4′、14′延伸并與之接觸。導(dǎo)電件4′、14′或者電極3′、13′通過連接線(在此未示出)可與一個(gè)分析計(jì)算裝置相連?？椢锿ㄟ^接合縫7′被接合在一起，這些接合縫同時(shí)將包含成列布置的電極13′、成列布置的導(dǎo)電件14′、成列布置的電阻件15′以及由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′的多列相互分隔開。
主要對(duì)應(yīng)于如DE19826484所述傳感器的測量原理的傳感器原理基于以下條件，在接觸區(qū)K中，電阻件5′、15′和位于電阻件之間的由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′基本上只是松弛地相互接觸。當(dāng)有壓力或力施加在有關(guān)接觸區(qū)K上時(shí)，行的電阻件5′、該元件6′以及列的電阻件15′被壓緊。這造成在行的電阻件5′和列的電阻件15′之間的在其接觸區(qū)K上的電阻減小。因此，通過測量電阻，可以確定接觸區(qū)K所受的壓力或力的大小。如果對(duì)接觸區(qū)K施加電壓，則電阻測量的測量信號(hào)就是流經(jīng)行的電阻件5′和列的電阻件15′的接觸區(qū)K的電流。
與如DE19826484所述的傳感器相比，通過金屬條4′、14′直接對(duì)接觸區(qū)K施加電壓的主要的附加優(yōu)點(diǎn)是，一個(gè)電測量信號(hào)，在這里是表示電阻的流經(jīng)接觸區(qū)K的電流不一定要通過有關(guān)的高歐姆的電阻件5′、15′本身被排走，而是通過與該接觸區(qū)K相接觸的低歐姆的金屬條4′、14′來漏走。因而，電阻件5′、15′只與位于其件的導(dǎo)電性差的元件6′一起在接觸區(qū)K內(nèi)形成電阻，所述電阻因施加力或壓力而變化并因而適于表征該接觸區(qū)K所受的力或壓力。所以，接觸區(qū)K可以通過金屬條4′、14′和其它連接線(在此未示出)直接與分析計(jì)算裝置相連。
此外，金屬條4′、14′沒有被整個(gè)固定在條狀電阻件5′、15′上，而只是松弛地貼在電阻件上或是只在一些點(diǎn)上被固定在電阻件上，以避免當(dāng)電阻件5′、15′因受壓力而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)損傷金屬條4′、14′。如果由此出現(xiàn)了如開裂導(dǎo)致的金屬條4′、14′受損，則這樣的損傷通過電極3′、13′來電氣分接。因此，這些電極3′、13′提高了傳感器的可靠性，但是不一定要這樣做。在所示實(shí)施例中，金屬條4′、14′基本上在整個(gè)長度范圍里與成行成列的導(dǎo)線軌5′、15′接觸。但也可以規(guī)定，如此構(gòu)成并布置導(dǎo)電件4′、14′，即它們只接通選定的接觸區(qū)K。
在所示實(shí)施例中規(guī)定，這些電阻件5′、15′在每個(gè)接觸區(qū)K上通過一個(gè)導(dǎo)電性差的元件6′分隔開。但也可以只在一些接觸區(qū)K里設(shè)置或完全省掉所述元件6′。在這種情況下，測量原理還是一樣的，但是當(dāng)電阻件5′、15′之間直接接觸時(shí)，在接觸區(qū)K內(nèi)的電阻小了許多，因此，在施加壓力時(shí)，只會(huì)測量到小了許多的絕對(duì)電阻值變化。還可以規(guī)定，這些元件6′不是成條狀，而是其尺寸能夠覆蓋住各自的接觸區(qū)K。
通過接觸接合縫7′分隔開這些列6′、12′、13′、14′、15′，實(shí)現(xiàn)了相鄰的列不滑移，而且在相鄰列之間不出現(xiàn)短路，這種短路會(huì)使得測量結(jié)果失真。也可以規(guī)定，這些行通過接合縫相互分隔開，盡管這在此未示出來。
在所示實(shí)施例中，傳感器具有兩行和兩列。為直觀起見，選擇了這樣的視角，其中，本發(fā)明的傳感器原則上具有多于兩個(gè)的行和多于兩個(gè)的列。不過，該測量原理本身也對(duì)只有構(gòu)成一個(gè)接觸區(qū)K的一行和一列的情況是生效的。
電阻件5′、15′以及導(dǎo)電件4′、14′不一定成條形。確切地說，也可以規(guī)定，每個(gè)接觸區(qū)K通過一個(gè)獨(dú)立的電阻件5′和另一個(gè)獨(dú)立的電阻件15′構(gòu)成，在它們之間能設(shè)有一個(gè)由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′。也可以規(guī)定，電阻件5′、15′只在接觸區(qū)K上通過導(dǎo)電件4′、14′被接通。還能規(guī)定，每個(gè)接觸區(qū)K通過一個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)電件4′在由第一電阻件5′構(gòu)成的那側(cè)被接通并通過一個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)電件14′在由另一電阻件15′構(gòu)成的那側(cè)被接通。
圖9示意表示本發(fā)明傳感器的第二實(shí)施例。該傳感器又具有一些條形的成行布置的電阻件5′以及一些條形的成列布置的電阻件15′。它們又構(gòu)成接觸區(qū)K的矩陣場。代替第一實(shí)施例的金屬條4′、14′，在這里，將導(dǎo)電纖維20′嵌入電阻件5′、15′中。通過這些在這個(gè)實(shí)施例中由金屬構(gòu)成的纖維，可對(duì)電阻件5′、15′的接觸區(qū)K施加電壓。為此，金屬纖維20′通過連接線(在此未示出)與一個(gè)分析計(jì)算裝置連接。纖維20′蜿蜒地延伸于電阻件5′、15′中，結(jié)果，當(dāng)電阻件5′、15′扭轉(zhuǎn)時(shí)，只使纖維20′的蜿蜒結(jié)構(gòu)略微分開，但纖維20′不扭轉(zhuǎn)或者開裂。為簡單起見，在第二實(shí)施例中放棄了示出傳感器的其它組成部分。顯然，根據(jù)第二上勝利的傳感器也能在接觸區(qū)K上具有一個(gè)或多個(gè)在電阻件5′、15′之間的由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′，并且被整合到織物當(dāng)中并被固定在織物上，就象在第一實(shí)施例中描述的那樣。如已在第一實(shí)施例中提到地，在這里，不一定需要使電阻件5′、15′如圖9所示地在其整個(gè)長度上通過纖維20′來接通。電阻件5′、15′通過纖維20′只在接觸區(qū)K或選定的接觸區(qū)K里被接通就夠了。
圖10表示該由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′的一個(gè)不同于第一實(shí)施例的實(shí)施形式。在這里，由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′不是成條形，而是一個(gè)平面?zhèn)雀鶅?nèi)16′的組成部分。該層16′具有多個(gè)由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′，元件數(shù)量等于傳感器接觸區(qū)K的數(shù)量。在層16′中，這些由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′被布置成棋盤狀并且相互間以由絕緣材料構(gòu)成的行列區(qū)6′a來界定。將由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′整合到層16′中的優(yōu)點(diǎn)是，該層16′在制造傳感器時(shí)能作為一個(gè)整體被安放到電阻件5′、15′之間，這樣一來，得到了比這些由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的單獨(dú)元件6′必須被安放到電阻件5′、15′之間時(shí)更低的制造成本。
圖11表示條狀電阻件15′的一個(gè)不同于第一實(shí)施例的布置結(jié)構(gòu)。這些電阻件是一個(gè)平面結(jié)構(gòu)25′的一體組成部分，在該結(jié)構(gòu)中，這些電阻件15′通過絕緣區(qū)15′a相互分界。在這種情況下，得到了與在包含由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件6′的層16′中一樣的優(yōu)點(diǎn)，即電阻件15′在制造傳感器時(shí)不必單獨(dú)地被裝入傳感器中，而是只需要將作為內(nèi)置件地包含電阻件15′的該平面結(jié)構(gòu)裝入傳感器中。由此也得到了降低的傳感器制造成本。
權(quán)利要求
1.一種車輛且尤其是汽車的氣囊裝置，它具有一個(gè)可通過一充氣機(jī)構(gòu)來充氣的氣囊，該氣囊在充氣時(shí)能移入汽車的乘客車廂里，該氣囊裝置還有至少一個(gè)在該氣囊面向乘客的那側(cè)的傳感器件(1，2)，該傳感器件對(duì)局部壓力變化做出反應(yīng)并且將探測到的壓力變化作為傳感器信號(hào)傳給一個(gè)控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)通過控制信號(hào)控制該充氣機(jī)構(gòu)，其中由該充氣機(jī)構(gòu)提供的氣體量可響應(yīng)于一個(gè)由該掌握氣囊前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的傳感器件(1，2)提供的傳感器信號(hào)地進(jìn)行控制，其特征在于，所述的至少一個(gè)傳感器件由測量壓力變化的交叉的傳感器條(1，2)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的氣囊裝置，其特征在于，設(shè)有第一組大致相互平行延伸的并相互間隔開的第一傳感器條(1)，設(shè)有第二組大致相互平行延伸的并相互間隔開的第二傳感器條(2)，第二傳感器條與第一組第一傳感器條(1)交叉。
3.如權(quán)利要求2所述的氣囊裝置，其特征在于，第二組第二傳感器條(2)如此與第一組第一傳感器條(1)交叉，即在與這些交叉點(diǎn)(3)鄰接的區(qū)域里形成間隙(4)。
4.如權(quán)利要求3所述的氣囊裝置，其特征在于，各組的這些傳感器條(1，2)相互間分別具有大致相同的間距，從而形成規(guī)則的間隙圖案。
5.如權(quán)利要求3或4所述的氣囊裝置，其特征在于，第一傳感器條(1)相對(duì)第二傳感器條(2)錯(cuò)開90度，從而形成大致成矩形的間隙(4)。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的氣囊裝置，其特征在于，至少在氣囊碰撞區(qū)里，在這些傳感器條(1，2)的兩側(cè)各設(shè)有至少一個(gè)構(gòu)成氣囊表層(5)和氣囊內(nèi)層(6)的織物層，它們覆蓋這些傳感器條(1，2)并在它們之間容納這些傳感器條。
7.如權(quán)利要求6所述的氣囊裝置，其特征在于，該氣囊被如此構(gòu)造成整體紡織氣囊，即這些傳感器條(1，2)被織入氣囊織物中。
8.如權(quán)利要求7所述的氣囊裝置，其特征在于，這些傳感器條(1，2)被織入該整體紡織氣囊的氣囊織物的兩個(gè)最好成口袋形狀的層之間。
9.如權(quán)利要求8所述的氣囊裝置，其特征在于，該整體紡織氣囊的氣囊織物的這兩層至少在這些與第一組第一傳感器條(1)和第二組第二傳感器條(2)的交叉點(diǎn)(3)相鄰的間隙(4)的一個(gè)間隙上被交織在一起。
10.如權(quán)利要求6所述的氣囊裝置，其特征在于，在位于這些傳感器條(1，2)的彼此相反的側(cè)面上的織物層(5，6)如此縫合在一起，即在第一傳感器條和第二傳感器條(1，2)交叉時(shí)形成的間隙(4)構(gòu)成接合縫(7)的透孔，最好也用于固定傳感器條(1，2)的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的氣囊裝置，其特征在于，第一傳感器條和第二傳感器條(1，2)這樣交叉，即形成多個(gè)大致相互平行但間隔延伸的間隙列，借此可以沿所形成的間隙列的至少一部分完成織物層(5，6)的縫合。
12.如權(quán)利要求11所述的氣囊裝置，其特征在于，在縫合方向上看，接合縫(7)在下方交叉第一和/或第二傳感器條(1，2)的第一部分并且在上方交叉第一和/或第二傳感器條(1，2)的第二部分。
13.如權(quán)利要求12所述的氣囊裝置，其特征在于，從間隙(4)到間隙(4)的角度來看，該接合縫(7)交替地從上下交叉這些傳感器條(1，2)。
14.如權(quán)利要求13所述的氣囊裝置，其特征在于，在一個(gè)縫合方向上，這些接合縫(7)平行于第一和/或第二傳感器條(1，2)地延伸，和/或這些接合縫(7)橫向延伸于第一和第二傳感器條(1，2)的交叉點(diǎn)(3)的上方和下方。
15.如權(quán)利要求1-14之一所述的氣囊裝置，其特征在于，在這些獨(dú)立的傳感器條(1，2)上各自設(shè)有多個(gè)壓敏傳感器。
16.如權(quán)利要求2-15之一所述的氣囊裝置，其特征在于，各組傳感器條中的這些傳感器條(1，2)最好各自具有大致相同的長度并且各自在端側(cè)與一條控制線路相連，該控制線路通向該控制機(jī)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求1-16之一所述的氣囊裝置，其特征在于，該充氣機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成氣體發(fā)生器。
18.一種尤其用于如權(quán)利要求1-17之一所述氣囊裝置的、用于分辨位置和/或分辨時(shí)間地測量力或壓力的傳感器，它具有一些電阻件(5′，15′)，這些電阻件形成一個(gè)由這些電阻件(5′，15′)的相互間隔的接觸區(qū)(K)成行成列組成的矩陣場，其中，在兩個(gè)電阻件(5′，15′)的一接觸區(qū)(K)上的電阻取決于該接觸區(qū)(K)所受的壓力或力，其特征在于，至少其中一個(gè)電阻件(5′，15′)能至少在其中一個(gè)接觸區(qū)(K)里通過一個(gè)在該接觸區(qū)(K)處與該電阻件(5′，15′)電接觸的導(dǎo)電件(4′，14′)來施加電壓。
19.如權(quán)利要求18所述的傳感器，其特征在于，所述電阻件(5′，15′)成條狀并成行成列地布置。
20.如權(quán)利要求18或19所述的傳感器，其特征在于，該導(dǎo)電件(4′，14′)成條狀并且沿這些電阻件(5′，15′)的一行或一列接觸區(qū)(K)布置。
21.如權(quán)利要求20所述的傳感器，其特征在于，該條狀導(dǎo)電件(4′，14′)沿一個(gè)條狀電阻件(5′，15′)布置并與該電阻件接觸。
22.如權(quán)利要求18或19所述的傳感器，其特征在于，該導(dǎo)電件是一根埋在一電阻件(5′，15′)中的導(dǎo)電纖維(20′)。
23.如權(quán)利要求19和22所述的傳感器，其特征在于，該導(dǎo)電纖維(20′)至少分布在該條狀電阻件(5′，15′)的長度的一部分上，但最好是其整個(gè)長度上。
24.如權(quán)利要求23所述的傳感器，其特征在于，該導(dǎo)電纖維(20′)蜿蜒延伸于該電阻件(5′，15′)中。
25.如權(quán)利要求18-24之一所述的傳感器，其特征在于，在電阻件(5′，15′)之間接觸區(qū)(K)的至少一部分上設(shè)有由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件(6′)。
26.如權(quán)利要求25所述的傳感器，其特征在于，所述的由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件(6′)覆蓋有關(guān)的接觸區(qū)(K)的整個(gè)面積。
27.如權(quán)利要求19和25或26所述的傳感器，其特征在于，這個(gè)或這些由導(dǎo)電性差的材料構(gòu)成的元件(6′)成條狀并且沿一個(gè)或多個(gè)條狀電阻件(5′，15′)布置。
28.如權(quán)利要求19-27之一所述的傳感器，其特征在于，在成行布置的電阻件(5′)和成列布置的電阻件(15′)之間設(shè)有一層(16′)，該層具有絕緣的行列區(qū)(6′a)以及通過這些行列區(qū)(6′a)限定出的且導(dǎo)電性差的元件(6′)，這些元件成棋盤狀布置并且在這些電阻件(5′)的接觸區(qū)(K)上被布置在這些電阻件之間。
29.如權(quán)利要求18-28之一所述的傳感器，其特征在于，該矩陣形場設(shè)置在一塊織物(1′，2′，11′，12′)中，在該織物上固定有一些電極(3′，13′)，這些電極成行成列布置并且又接通這些導(dǎo)電元件(4′，14′)。
30.如權(quán)利要求18-29之一所述的傳感器，其特征在于，多個(gè)且最好是所有成列布置的電阻件(15′)和/或多個(gè)且最好是所有成行布置的電阻件(5′)被整合到一個(gè)平面布置結(jié)構(gòu)(25′)中并且通過電絕緣區(qū)(15′a)彼此分隔開。
31.如權(quán)利要求18-30之一所述的傳感器，其特征在于，這個(gè)導(dǎo)電件(4′，14′，20′)或者這些導(dǎo)電件(4′，14′，20′)能通過至少一個(gè)連接線與一個(gè)分析計(jì)算裝置連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛且尤其是汽車的氣囊裝置，它有一個(gè)可通過充氣機(jī)構(gòu)來充氣的氣囊。在氣囊面向乘客的那側(cè)有一個(gè)傳感器件，根據(jù)本發(fā)明，該傳感器件由測量壓力變化的交叉的傳感器條構(gòu)成。傳感器條(1，2)對(duì)局部壓力變化做出反應(yīng)并將探測到的壓力變化作為傳感器信號(hào)傳給控制機(jī)構(gòu)。響應(yīng)于該傳感器信號(hào)地來控制由該充氣機(jī)構(gòu)提供的氣體量。還要求保護(hù)一種用于分辨位置和/或時(shí)間地測量力或壓力的傳感器。該傳感器具有電阻件(5′，15′)，這些電阻件具有由這些電阻件(5′，15′)的相互間隔的接觸區(qū)(K)成行成列組成的矩陣場，其中，在兩個(gè)電阻件(5′，15′)的一接觸區(qū)(K)上的電阻取決于該接觸區(qū)(K)所受的力或壓力。改進(jìn)在于，至少其中一個(gè)電阻件(5′，15′)能至少在其中一個(gè)接觸區(qū)(K)里通過一個(gè)在該接觸區(qū)(K)與該電阻件(5′，15′)電接觸的導(dǎo)電件(4′，14′)來施加電壓。
文檔編號(hào)B60R21/015GK1589208SQ02822831
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2002年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月17日
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