CN103347750A - 用于车辆的灵活的组合传感机构模块 - Google Patents

Abstract

用于车辆的组合传感机构模块（2），具有至少两个传感器子模块（4a，b），其设置在所述组合传感机构模块（2）中并且可连接到所述车辆的电子设备上，其特征在于，所述至少两个传感器子模块（4a，b）可以彼此独立地运行。

Description

用于车辆的灵活的组合传感机构模块

技术领域

本专利申请涉及用于车辆的传感器系统。本发明尤其涉及一种用于车辆的组合传感机构模块，具有根据本发明的组合传感机构模块的车辆、尤其是汽车，以及根据本发明的组合传感机构模块在车辆中的使用。

背景技术

现代车辆通常具有多个支持驾驶员的系统或驾驶员辅助系统和扩展的安全装置，例如安全带拉紧器或气囊。为了保证这些辅助系统或安全系统的这种按法规的功能，大多需要精确地知道当前车辆上的主要运动状况。

例如加速度传感器可以探测车辆在确定的方向上的加速度或制动，而转速传感器可以探测车辆围绕轴的扭转或转动。

为此，通常使用三维坐标系X、Y、Z，其中X是车辆的纵轴，Y是横轴以及Z是竖轴。滚动速率传感器又可以探测围绕轴X、Y、Z的扭转。

已知微机械的组合模块，在这些组合模块中大多设置多个、尤其是三个具有所属的自由度的传感器。这不是强制要求仅仅三个加速度传感器或三个滚动速率传感器或扭转传感器，更确切地说，还可以考虑由加速度传感器和扭转传感器组成的组合。

不同的驾驶员辅助系统或安全系统在此可以分别具有完全独特的传感器组合。

例如，对于ESP模块，可以提供具有三个自由度的传感器，因此一般是可以探测在X和Y方向上的加速度以及围绕Z轴的转动的3D传感器元件。对于翻转传感器，3D传感器又可以测量在Y和Z方向上的加速度以及此外测量围绕X轴的转动。

然而，大多根据确定的使用目的校准或优化这类传感器模块。因此大多不能够实现简单的更换。

发明内容

因此，本发明的一个方面可以是灵活的传感机构模块的提供。

根据所述方面，根据独立权利要求，提供一种用于车辆的组合传感机构模块、具有根据本发明的组合传感机构模块的车辆、尤其是汽车以及根据本发明的组合传感机构模块在车辆中的使用。优选的构型从从属权利要求中得出。

对车辆中新功能的上升的需求同时需要附加的传感器通道。然而，在安全相关的部件（例如气囊控制设备）或其他的集成平台（例如驾驶员辅助系统）中安装越来越多的微机械传感器。

这种传感器装置可以被构造为最大可达6D感应。6D在该背景下可以被看作具有6个自由度的传感器元件，例如对于X、Y和Z轴的加速度和减速度以及此外是分别围绕X、Y和Z轴的转动。因此，通常“X”D感应可以被解释为使用“X”个自由度或“X”个独立的传感器通道的感应。

例如对于主动转向功能甚至可以考虑“6D+冗余的”ESP传感机构。

本发明一方面可以实现至少一个5D传感机构——因此是X、Y和Z轴的加速度以及围绕X和Z轴的转动的结合，然而优选包含6D传感机构，因此分别是在共同的传感器模块中分别围绕每个X、Y、Z轴的加速度和转动。

在此，可以如此优化根据本发明的传感器模块，使得它即使在有缺陷的或选择性的损坏的情况下也可被用作用于确定的功能的模块。因此，在传感器自由度具有缺陷或选择性损坏的情况下，例如根据本发明的6D传感器模块可以至少继续被用作5D传感器模块。

因此，在本发明的范畴内，示出6D传感机构在共同的传感器组合模块中的结合，但在此，尤其是各个部件的分配功能的设置、控制、诊断和可测试性。

因此，有利地可以制造仅仅一个模块，该模块在全功能范围中可以被用作6D传感器模块。

在功能性受到限制的情况下，因此在有选择性的缺陷的情况下——例如在单个子模块或传感器路径中，根据本发明的传感器组合模块或组合传感机构模块被用作以下这种传感器模块：其具有降低的传感机构或是确定的使用目的所需要的。

因此，最初被构造为6D传感器模块的组合传感机构模块例如在传感器路径有选择性缺陷的情况下，根据有问题的传感器路径中哪个有缺陷或具有选择性的损坏，也可以被用作ESP传感器模块、翻转传感器模块或俯仰速率传感器模块。

由此有利地通过部分废品的继续使用得出模块变型的减少，此外得出研发耗费的减少以及得出更高的产出，其方式是，对应的、部分缺陷的模块可以被用作具有减少的功能性的传感器模块。

还可以有针对性地从6D传感器模块中推导出成本有利的变型，其方式是，例如取消针对单独的功能的检查步骤，不进行设置在模块中的电子设备向外的贯通接触或不装备可能离散地安装的、本身完全封闭的模块内部机制或模块部件内部机制的一部分。尤其对于US美国的车辆市场，由ESP传感机构或侧翻传感机构组成的组合可以被证明是特别有利的。

因此，使用6D传感器模块还可以实现新功能，所述新功能要求其他的自由度或传感器路径，例如基于视频的、通过车辆的俯仰速率支持的系统。

根据本发明，根据本发明的用于车辆的组合传感机构模块具有至少两个传感器子模块，这些传感器子模块设置在组合传感机构模块中并且可连接到车辆的电子设备上，其中所述至少两个传感器子模块可以彼此无关地运行。

因此，根据本发明的组合传感机构模块具有至少两个完全独立的区域或块，因此具有分别提供独立功能的传感器元件或专用集成电路（ASIC）。因此，每个区域或每个传感器子模块本身例如可以提供1D、2D或3D感应。传感器子模块彼此完全分开地设置在共同的组件——组合传感机构模块中。特别优选地，甚至彼此电气分开地安装传感器子模块。

因此，对于组合传感机构模块而言，至少两个传感器子模块被一起考虑地、例如分别被构造为3D传感器模块地合在一起构成6D传感器模块。

组合传感机构模块的模块化结构在此可以特别有利。例如每个传感器子模块的各个传感器元件或半导体元件可以以所谓的堆叠方法相叠地设置。

各个传感器子模块在此彼此完全独立地起作用并且还可以具有分开的/独立的电压源或电源以及例如具有单独的诊断功能。

因此，在组合传感机构模块中可以设置两个彼此独立的传感器子模块，然而所述两个彼此独立的传感器子模块在组合传感机构模块外面作为共同的6D传感器模块出现。为此，根据本发明，例如通过另一个模块——例如设置在组合传感机构模块中的共同的接口模块，还可以对所述区域或功能块或传感器或传感器子元件进行共同控制。

接口模块在此可以提供传感器子模块的（分开的）供电、信号传输、接口和诊断，所述传感器子模块虽然可以被分开地实现，但可以被集中调节。接口模块还可以设定，组合传感机构模块是否例如被用作6D传感机构模块，用作3D-ESP传感机构模块或3D转动传感机构模块或如此向外表现。

因此，例如在两个传感器子模块没有缺陷地起作用的情况下，组合传感机构模块可以被用作6D传感机构模块，而在传感器子模块具有缺陷的情况下，组合传感机构模块至少还可以被用作3D-ESP传感机构模块或3D-转动传感机构模块。

然而，当不能够保持所要求的或预先规定的传感器模块测量精度时，可能也存在缺陷或选择性损坏。

在这种情况下，保持预先规定的测量精度的传感器子模块可以被用作提供或监视车辆中安全相关的功能的汽车子模块，而不可以保持预先规定的测量精度的传感器子模块例如可以被用作车辆中消费者电子设备的一部分，例如用于相机的图像稳定、移动电话到汽车电子设备的连接、音频和/或视频再现。

尤其在使用接口模块的情况下，组合传感机构模块可以连接到以太网总线系统或车辆总线系统——例如CAN总线或FlexRay上。

附图说明

在附图中示出并在随后的描述中详细解释本发明的实施例。

图1a-c示出根据本发明的组合传感机构模块的示例性实施例的示意图；以及

图2a,b示出本发明的另一个示例性的构型的示意图。

具体实施方式

图1a-c示出根据本发明的组合传感机构模块的示例性实施例的示意图。

图1a示出根据本发明的组合传感机构模块2，具有两个传感器子模块4a、b，以字母A和B表示。两个传感器子模块4a、b设置在组合传感机构模块2的共同的壳体中，然而完全分开地布置。

两个区域中的每个或所述传感器子模块4a、b中的每个被布置用于，尤其分别与其他的传感器模块4b、a分开地提供不同的功能。

因此，例如传感器子模块4a可以被构造为ESP传感器模块并且传感器子模块4b可以被构造为翻转传感器模块。对于这些不同模块功能的每一个，可能需要例如3D感应，所述3D感应可以一起产生6D感应。分别在不同的引脚6处从壳体中或从组合传感机构模块2中引出传感器子模块4a、b的区域A和B。

根据图1a的组合传感机构模块2在此在所有区域A和B中已准备好使用并且因此通过两个区域A和B看，对应于至少一个5D传感器或6D模块。

图1b示出根据图1a的组合传感机构模块2，然而在此假设，区域A或传感器子模块4a在不可运转的状态中。区域A或传感器子模块4a在此可以或者是例如由于制造期间的缺陷而有缺陷的，或者可以是没有按规定测试或还没有被释放。

在产品技术上，根据图1b的组合传感机构模块2可以从根据图1的全模块2中推导出，然而仅仅可用作具有区域B或传感器子模块4B的功能性的“B模块”。属于区域A或传感器子模块4a的引脚6可以或者没被占用，没被贯通接触，或者同样完全不存在或被引向外部。

根据图1c的组合传感机构模块2又从作为根据图1a的全模块的组合传感机构模块2中推导出，但在此仅仅区域A或传感器子模块4a可运转。因此，根据图1c的组合传感机构模块2基本上是具有A功能性的“A模块”。

进一步参考图2a、b，示出本发明的另一个示例性构型的示意图。

图2a示出本发明的一个扩展的实施。组合传感机构模块2又具有至少两个独立的功能区域A、B或者至少两个传感器子模块4a、b。

另一个接口模块8或区域C设置在组合传感机构模块2中，所述组合传感机构模块提供共同用于传感器子模块4a、b的功能。因此，接口模块8可以具有共同用于传感器子模块4a、b的电源、诊断、信号制备和/或接口功能。

然而，在此如此构造接口模块8，使得它可以向传感器子模块4a、b之一提供相应功能性，而不受其他传感器子模块的干扰。换言之，接口模块8同样独立地提供相应的功能性到传感器子模块4a、b。

传感器子模块4a、b例如可以并行地或以复用方法连接到接口模块8上。引脚6又提供组合传感机构模块2向外的接触可能性。

图2a中示出具有全功能范围的、由两个完全可运转的传感器子模块4a、b组成的组合传感机构模块2。

根据图2b的组合传感机构模块2基本上对应于根据图2a的全模块或组合传感机构模块2，然而其中与图1c类似，区域B或传感器子模块4b被停用，未被释放或不能运转，从而根据图2b的整个组合传感机构模块2基本上是“A”模块并且提供A功能性。

Claims (10)

1.用于车辆的组合传感机构模块（2），具有至少两个传感器子模块（4a，b），其设置在所述组合传感机构模块（2）中并且能连接到所述车辆的电子设备上，其特征在于，

所述至少两个传感器子模块（4a，b）能够彼此独立地运行。

2.根据以上权利要求所述的组合传感机构模块，其中能够独立地运行意味着，所述至少两个传感器子模块之一被布置用于，在所述至少两个传感器子模块的其他传感器子模块有缺陷或失效的情况下能够继续运行。

3.根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块，此外具有：

接口模块（8），

其中所述至少两个传感器子模块（4a，b）与所述接口模块（8）通信地耦合；以及

其中所述接口模块（8）为所述至少两个传感器子模块（4a，b）提供由电源、诊断、信号制备和接口功能性组成的组中的功能中的至少一项。

4.根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块，

其中所述至少两个传感器子模块（4a，b）中的每个被构造为3D传感器模块，和/或

其中所述至少两个传感器子模块（4a，b）一起被构造为6D传感器模块。

5.根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块，

其中所述至少两个传感器子模块（4a，b）中的每个被构造为由翻转传感器模块、俯仰速率传感器模块、ESP传感器模块、3D转速模块和三轴加速度传感器组成的组中的一个传感器模块。

6.根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块，

其中所述至少两个传感器子模块（4a，b）彼此电气分开地构造并且设置在所述组合传感机构模块（2）中。

7.根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块，

其中如果所述至少两个传感器子模块（4a，b）没有缺陷，则所述组合传感机构模块（2）能作为6D传感器模块运行，以及

其中如果所述至少两个传感器子模块（4a，b）之一有缺陷，所述组合传感机构模块（2）能够至少作为3D传感器模块运行。

8.车辆、尤其是汽车，具有根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块（2）。

9.根据以上权利要求中至少一项所述的组合传感机构模块（2）在车辆中的使用。

10.根据权利要求9的使用，

其中如果所述至少两个传感器子模块（4a，b）没有缺陷，则所述组合传感机构模块（2）能作为6D传感器模块运行，以及

其中如果所述至少两个传感器子模块（4a，b）之一有缺陷，则所述组合传感机构模块（2）能够至少作为3D传感器模块运行。

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