CN104015672B - 用于记录车辆相关数据的方法、传感器装置和车辆 - Google Patents
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Abstract
在用于记录车辆相关数据、特别是检测和评估车辆轻微损伤的方法中,其中应该检测和分析通过事件、例如通过损伤和/或接触造成的固体声,也检测小的轻微损伤。这通过以其总频谱记录固体声来实现,频谱利用滤波器被划分为下频率范围和上频率范围,事件通过上频率范围中的至少一个振幅来表征,其中,具有上频率范围中的振幅的事件被包含到包络线分析中,在对下频率范围进行包络线分析时测定下功率密度和在对上频率范围进行包络线分析时测定上功率密度,从上功率密度与下功率密度的比例中确定相对测量值并借助相对测量值进行事件的评估并将事件存储。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于记录车辆相关数据、特别是用于检测和评估车辆轻微损伤的方法,其中检测和分析通过事件、例如通过损伤和/或接触造成的固体声。本发明此外还涉及一种用于安装到车辆中的传感器装置,利用所述传感器装置可以实施上述方法,其中,传感器装置具有至少一个固体声传感器,该固体声传感器可以直接布置(anordbar)在车辆的车辆外壳处并为其分配至少一个分析单元,固体声传感器以传导测量信号的方式与该分析单元连接,以及涉及一种具有用于实施该方法的传感器装置的车辆,特别是机动车。
背景技术
尤其应用用于记录车辆相关数据的方法和相应的传感器装置,用以在行驶运行(Fahrbetrieb)期间检测作用于车辆外壳上的力。车辆外壳为此可以具有多个作为固体声传感器构成的压电薄膜,利用所述压电薄膜记录车辆外壳的振动。除了在正常行驶运行期间出现的力外,利用固体声传感器还可以记录事故造成地作用于车辆外壳上的力,其中,特别是与先前收取的车辆状态数据和/或行驶运行数据相组合地,利用固体声传感器记录的数据于是准许推断出对相应车辆的损伤和推断出事故发生经过。此外,通过固体声传感器在事故情况下可以触发安全气囊,以保护车辆乘客免受伤害。
利用公知的固体声传感器可以相对安全地检测事故,而车辆外壳的较小损伤,如下面称为轻微损伤的划痕或凹陷也引起可测量的固体声。但目前没有可以检测和分析特别是也在停放的车辆处的相应轻微损伤的方法或传感器装置,因为公知的方法和传感器装置不允许区分地(differenziert)评估这样的损伤。诸如划痕和凹陷的轻微损伤因此始终还必须由人视觉地检测和评估,其中,随着这样的目检而出现大量的缺点。一方面,事后仅能困难地回溯轻微损伤是如何发生的,而另一方面,这种轻微损伤可能有时过去了多天,从而在时间上界定损伤的发生几乎不可能。借助对车辆的目检的这种视觉检查此外是费时的,从而部分地产生高的且经常反复的成本,例如在移交或交回租赁的车辆时。
发明内容
本发明的任务因此在于,提供一种方法,利用该方法即使在停放的车辆情况下也可以时间精确地检测和分析诸如划痕或凹陷的最小轻微损伤。
该任务利用用于记录车辆相关数据的方法、用于安装到车辆中的传感器装置和具有传感器装置的车辆来解决。
用于记录车辆相关数据、特别是用于检测和评估车辆轻微损伤的方法,其中检测和评估通过事件、例如通过损伤和/或接触造成的固体声,依据本发明其特征在于,以其总频谱记录固体声,利用滤波器将频谱划分为下频率范围和上频率范围,事件通过上频率范围内的至少一个振幅来表征,其中,具有上频率范围内的振幅的事件被包含到包络线分析内,在对下频率范围进行包络线分析时测定下功率密度和在对上频率范围进行包络线分析时测定上功率密度,从上功率密度与下功率密度的比例中确定相对测量值,借助相对测量值进行事件的评估并将事件存储。
通过对所记录频谱的包络线分析,可以非常准确地分析时间上相互连续的各个振幅或频谱,这允许区分观察和评估相应的事件。区分观察和事件评估在此可以直接在事件之后或同时或期间自动进行,从而取消迄今为止必需的目检并且在事件或损伤的出现与评估之间也不存在时间上的偏移。利用该方法检测和存储的事件然后可以按照简单方式读出和进一步利用,以便例如平衡(abgleichen)事故发生经过的证据,在移交和/或交回时判断待出租的车辆的状态或重构停放车辆的轻微损伤及其出现。在租赁的车辆的情况下,因此可以明确说明对于轻微损伤的责任。
为将事件与按规定的行驶运行或使用的振动进行区分,在实际的包络线分析之前连接滤波器,该滤波器在频率方面有利地处于在正常行驶运行时出现的振动之上。在随后的包络线分析中因此仅包含具有处于滤波器之上的至少一个振幅的频谱。随着时间的过去而记录的频谱为此被划分成尽可能小的时间单位,其中,为一个时间单位的每个频谱创建标准化的振幅谱,从中可以按照简单方式将处于滤波器之上的频率测定为单个振幅。事件因此也可以由两个或多个时间单位的多个时间上直接相继地记录的频谱组成,其然后被联合用于相应事件的包络线分析。特别是从出现的轻微损伤出发的固体声大多在较长的时间段上延伸并由多个时间单位的频谱组成,并且与例如在关闭或使劲关上车辆的门时出现的并引起大多强烈的、在时间上被狭窄地限制的振动的固体声明显不同。
如果确定出事件,那么有利地在上频率范围的振幅曲线和总频谱的振幅曲线中记下用于包络线分析的该事件的频谱。在上频率范围的振幅曲线中在此仅包含具有处于滤波器之上的频率的振幅。通过对上频率范围和总频谱的振幅曲线求积分然后按照简单方式分别计算其功率密度,该功率密度对应于在时间上处于该振幅曲线之下的相应面积。从上频率范围和总频谱的功率密度中于是可以以总体上非常少的计算步骤确定下频率范围的功率密度,其中由上频率范围的功率密度和总频谱的功率密度形成差值。上功率密度与下功率密度的比例然后得出相对测量值,借助其可以进行事件的自动判断。在一种优选的扩展方案中,轻微损伤的相对测量值为值>1或至少明显大于其他事件的值并因此可以明显区别于其他事件,例如关门或撞门。
作为对振幅曲线积分的替代或补充,振幅曲线下的面积也可以借助预制的小箱测定,其中确定尽可能充满振幅曲线下的总面积的数量的不同大小的小箱。小箱的数量和大小然后可以利用对于确定的频率图案存放的小箱成分补偿。
预先设定的滤波器有利地处于至少500Hz的频率处。根据车型并因此行驶决定的基本噪声,滤波器也可以分配给其他频率。滤波器于是根据相应车辆并在相应车辆的行驶造成的基本噪声之上被确定。
此外,对一个事件也可以检测多个测量值,其中,从这些测量值中创建全面的损伤图。如果将多个固体声传感器布置在车辆处,那么对一个事件存在至少多个测量值,其然后可以被汇总成全面的损伤图。该损伤图于是尤其包括对轻微损伤的位置和分布、对所引起的损伤的严重性和对轻微损伤出现的时间序列的说明。此外,如果对于一个事件的多个测量值在较短的时间序列内被登记并可以有意义地相互关联,则所述对于一个事件的多个测量值也可以被联合。各个事件的序列为此又可以利用对于确定的轻微损伤存放的频率图案来补偿。特别是在这里参照划痕,所述划痕由多个单个划痕组成的并因此在分析时首先作为单个事件被检测和然后对于唯一事件被联合并存储。在前的事件也可以自动包含在未来事件的评估中,以便可以实现事件的更精确的评估。因此可将独特的此前未注意的、但不是轻微损伤的事件与要检测的轻微损伤相区分。
对于全面的损伤图,所记录的事件也可与车辆状态数据和/或环境条件共同地被存储。出现的损伤然后可以由内行根据广泛的信息更简单和更好地判断,而可能不准确的证据不导致评估失真。尤其是发动机运行状态、车辆的速度和/或转速属于车辆状态数据。此外通过与GPS信号关联,也可以记下车辆的所在地并通过时间补偿记下损伤的时间点。典型的环境条件例如涉及外部温度、下雨、交通密度、交通嘈杂声等。依据另一种扩展方案,车辆状态数据和/或环境条件此外直接被包含到事件的评估中,从而损伤的出现可以自动实时地被分析。
本发明此外涉及一种用于安装到车辆中的传感器装置,利用所述传感器装置可以实施该方法,其中,传感器装置具有至少一个固体声传感器,该固体声传感器可以直接布置在车辆的车辆外壳处并为其分配至少一个分析单元,固体声传感器以传导测量信号的方式与该分析单元连接。依据本发明,这种传感器装置的特征在于,分析单元具有至少一个变频器以及在方法技术上连接在所述变频器之后的谱分析设备,以及事件存储单元连接到所述谱分析设备上。从外部看不到的、在内侧布置在车辆外壳处的无源固体声传感器直接在出现期间并与车辆运行状态无关地对轻微损伤进行检测。为了尽可能精确地记录和分析振动和从而轻微损伤,有利地多个相互联网的固体声传感器可以在空间上分布地设置在整个车辆外壳处。由各个固体声传感器记录的事件于是一方面可以相互补偿,从而识别出可能有错误地评估的事件,而另一方面汇总成更全面的损伤图,该损伤图被归档。在此,为每个固体声传感器可以分配分析单元,并且固体声传感器与分析单元构成传感器节点。所检测的事件从所述一个或多个分析单元被传送到事件存储单元,例如加装的控制装置或车辆的车载计算机并加以存储。损伤于是可以借助报告、例如在车辆起动时或通过利用用于车载计算机和/或控制装置的市场上常见的适当读出装置的读出按照简单方式被确定。
本发明此外涉及一种车辆,特别是机动车,其特征在于用于实施上述方法的上述传感器装置。在一种优选的扩展方案中,分析单元、事件存储单元和控制装置或车载计算机在此也可以作为唯一的空间单元来构造。
附图说明
在附图的唯一的图中示出该方法的示意图。
具体实施方式
依据该图,要分析的固体声总信号由环境的固体声和事件、例如损伤的固体声组成。该固体声总信号由机械/电变频器转换为测量信号,其中,测量信号由频谱组成。测量信号然后在下个步骤中被分析,其中,也包含车辆状态数据。从分析中然后得出相对测量值,所述相对测量值作为报告被转发。
Claims (8)
1.用于记录车辆相关数据的方法,其中检测和评估固体声,包括:
记录由事件引起的固体声的总频谱,
其中滤波器处于至少500Hz的频率处,
利用滤波器将频谱划分为下频率范围和上频率范围,
事件通过上频率范围中的至少一个振幅来表征,其中,具有上频率范围中的振幅的事件被包含在包络线分析内,
在对下频率范围进行包络线分析时测定下功率密度和在对上频率范围进行包络线分析时测定上功率密度,
从上功率密度与下功率密度的比例中确定相对测量值,以及
由控制器基于相对测量值对事件进行评估,并且存储事件,
其中事件包括多个时间上直接相继记录的频谱,所述频谱被联合用于事件的包络线分析,并且在上频率范围的振幅曲线和总频谱的振幅曲线中表示所述多个频谱,并且其中通过对上频率范围和总频谱的振幅曲线求积分来计算其相应的功率密度,
与车辆状态数据和环境条件共同地存储事件,
将车辆状态数据和环境条件中的至少一个包含到事件的评估中,
对于所述事件检测多个测量值并且进行组合,并且从多个测量值中创建全面的损伤图,和
将针对事件的多个测量值与针对特定损伤的所存储的频率模式相比较。
2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法被用于检测和评估对车辆的损伤。
3.按权利要求1所述的方法,其特征在于,通过确定上频率范围和总频谱的功率密度的差值来确定下频率范围的功率密度。
4.按权利要求1所述的方法,其特征在于,上频率范围与下频率范围的比例大于1。
5.按权利要求1所述的方法,其特征在于,将之前的事件包含到未来事件的评估中。
6.用于安装到车辆中的传感器装置,所述传感器装置被配置用于执行按权利要求1所述的方法,其中,传感器装置具有至少一个固体声传感器,该固体声传感器直接布置在车辆的车辆外壳处并为其分配至少一个分析单元,固体声传感器与该分析单元连接用于测量信号,其中
分析单元具有至少一个变频器以及至少一个在方法技术上连接在该变频器之后的谱分析设备,以及
事件存储单元连接到所述谱分析设备上。
7.车辆,具有根据权利要求6所述的传感器装置。
8.按权利要求7所述的车辆,其特征在于,所述车辆包括机动车。
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