CN105486397B - 用于检测车辆处的至少一个接触事件的传感器装置和方法 - Google Patents

用于检测车辆处的至少一个接触事件的传感器装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于检测车辆处的至少一个接触事件的传感器装置和方法，尤其在机动车处。传感器装置具有至少一个用于探测至少一个固体声音信号的固体声音传感器，至少一个固体声音传感器具有至已在行驶器中存在的、与至少另一传感器装置相关联的至少一个信号处理装置的至少一个传递信号的连接。在此至少一个固体声音传感器具有至车辆的外壳的区段的传输固体声音的连接。由此可探测在车辆处的接触事件。

Description

用于检测车辆处的至少一个接触事件的传感器装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测在车辆、尤其机动车处的至少一个接触事件(Berührungsereigniss)的传感器装置，其带有用于探测至少一个固体声音信号(Körperschallsignal)的至少一个固体声音传感器(Körperschallsensor)。此外，本发明涉及一种用于利用用于探测至少一个固体声音信号的至少一个传感器装置检测在车辆处、尤其在机动车处的至少一个接触事件的方法。此外，本发明涉及一种带有根据本发明的装置的车辆、尤其机动车。
背景技术
用于识别接触事件、例如由事故引起的变形的装置和方法是已知的且应用在机动车领域。由文件DE 100 34 524 A1已知一种用于识别机动车的至少一个构件的由事故引起的变形的方法和装置。在此检测由构件以限定的重复的频率脉冲的激励造成的固体声音频谱(Körperschallfrequenzspektrum)。该固体声音频谱相对之前所接收的固体声音频谱的显著变化被阐释为被激励的构件的由事故引起的变形。
例如可使用压电元件作为固体声音传感器。其大多被置入非常频繁地遭受损坏的车辆结构的地方处。在安装压电元件时在此问题在于，其须直接在车辆外壳(Fahrzeugaußenhülle)后面被紧固在钢轮廓(Stahlkontur)处。这些区域大多仅可非常困难地接近，使得装配带来巨大的时间和成本耗费。在此尤其困难的是压电元件的高质量的粘接。此外，在外部区域中相应的传感器元件的接线(Verkabelung)非常复杂，或者说将传感器元件后来安装包括后来接线到机动车中不可能以合理的时间耗费进行。
发明内容
本发明目的在于提供一种传感器装置，利用其可经由固体声音测量探测在车辆处的接触事件且在其中实现容易的安装、尤其将传感器装置加装到现有的车辆中。
该目的的解决方案利用一种根据本发明的装置、一种根据本发明的方法、以及一种根据本发明的车辆来实现。
在用于检测至少一个在车辆、尤其机动车处的接触事件的传感器装置(其带有用于探测至少一个固体声音信号的至少一个固体声音传感器)中对于本发明重要地设置成，该至少一个固体声音传感器具有至已在车辆中存在的与至少另一传感器装置相关联的至少一个信号处理装置的至少一个传递信号的连接，至少一个固体声音传感器具有至车辆的外壳的至少一个区段的至少一个传输固体声音的连接，至少一个已存在的信号处理装置与至少一个超声波传感器相关联，超声波传感器具有用于将超声波传感器紧固在车辆的外壳的区域处的至少一个保持件(Halterungsteil)并且固体声音传感器布置在保持件与车辆的外壳之间。
固体声音传感器可设置用于连续地记录从车辆的外壳的区段发出的固体声音信号且相应地为了进一步评估传递到信号处理装置处。固体声音传感器刚好在车辆外壳的外部区域中的接线相当复杂，从而动用已存在的接线是有利的。例如可将固体声音传感器联接到已存在的传感器系统处。由于已存在的接线省去显著的工作耗费，由此提供成本优势且因此必要时将固体声音传感器系统加装现有的车辆中从经济的角度来说也可能。除了已存在的传感器系统的接线之外，还可能使用已存在的信号处理装置用于固体声音信号的进一步处理。这例如可以是在车辆中的中央的计算节点(Rechenknoten)。为了接收车辆的构件的固体声音信号，固体声音传感器须具有至该构件的传输固体声音的连接。车辆的外壳的区域的固体声音信号例如可通过在车辆的外壳的面向车辆内部空间的侧面处的固体声音传感器来接收。物体与车辆的外壳的接触产生固体声音信号，其经由车辆的外壳来传递，从而在多个固体声音传感器分布在车辆的外壳的内侧上时可在车壳的整个区域中来探测接触。尤其可将放置固体声音传感器的地点选择成使得与监测相关的区域完全被覆盖且这些地点尤其可接近成使得能够加装固体声音传感器。至少一个已存在的信号处理装置与超声波传感器关联。超声波传感器例如可以是超声波距离传感器(Ultraschallabstandssensor)，其例如可布置在机动车的保险杠处。其尤其可以是停车辅助系统(Einparkhilfesystem)的超声波距离传感器，其例如被用于探测与物体、例如停泊的汽车的距离。固体声音传感器可被联接到超声波距离传感器处且由固体声音传感器发出的原始数据例如可由超声波距离传感器的信号处理装置预处理，以便然后将其继续传输到中央的控制器处。尤其在此可使用超声波距离-传感器的接线。
超声波传感器具有用于将超声波传感器紧固在车辆的外壳的区域处的至少一个保持件且固体声音传感器布置在保持件与车辆的外壳之间。超声波传感器尤其可以是停车辅助系统的超声波距离传感器。超声波距离传感器大多沿着前保险杠和后保险杠或挡泥板(Kotflügel)的外轮廓布置。超声波距离传感器可具有用于接收和发出超声波信号的压电激活的元件以及用于信号处理的相应的评估单元。此外超声波距离传感器可与中央的计算单元经由接线相连接且超声波距离传感器还可彼此接线。为了紧固在保险杠的区域处，超声波距离传感器可具有保持件。超声波传感器例如可利用该保持件被紧固在保险杠或挡泥板的内侧处。超声波距离传感器例如可具有至少逐段地柱状成形的壳体，其环绕超声波距离传感器且保持件例如可具有至柱体侧表面且至车辆的外壳的内侧的连接。在保持件与机动车的外壳之间可布置固体声音传感器。固体声音传感器例如可构造成压电的薄片(Folie)，其放置在保持件与车辆的外壳之间。对此，压电的薄片例如可具有两侧粘接的面，从而压电的薄片同时用作连接材料。除了压电的薄片的两侧粘接的连接之外，也可以其它方式将保持件与固体声音传感器元件相连接。通过该类型的布置实现特别时间高效的类型的装配。停车辅助系统的固体声音距离传感器在机动车的保险杠或挡泥板上分布成使得覆盖车辆的外壳的发生特别多的接触事件、例如停车冲撞(Parkrempler)的区域的监测。
在本发明的一改进方案中至少一个固体声音传感器具有至车辆的至少一个保险杠和/或挡泥板的至少一个传导固体声音的连接。通过至至少一个保险杠或至少一个挡泥板、尤其至机动车的两个保险杠的传导固体声音的连接，可监测机动车的外壳的较大的区域。保险杠或挡泥板可比较好接近，从而还可后来沿着保险杠安装传感器装置。固体声音传感器例如可构造成薄片式，从而可将薄片粘接到相应的保险杠的内侧处。
在本发明的一实施形式中超声波传感器具有至少一个壳体件，壳体件具有至车辆的外壳的传导固体声音的连接且固体声音传感器具有至壳体件的传导固体声音的连接。超声波传感器例如可以是停车辅助系统的超声波距离传感器。这些超声波距离传感器大多布置在挡泥板或保险杠的内侧处。超声波距离传感器的构件可被壳体件包围。壳体件例如可构造成柱状且经由超声波距离传感器的保持件紧固在车辆的外壳的内侧处。经由保持件存在壳体件至车辆的外壳的至少一个区域的传导固体声音的连接。固体声音传感器可具有至壳体件的连接，固体声音传感器例如可以压电的薄片的形式粘接到壳体件的内侧处。如果接触事件发生在车辆的外壳的相应的区域中，则产生的固体声音被从外壳传输到壳体件上且在此可由固体声音传感器探测。通过该类型的布置提供固体声音传感器的特别简单的安装，因为其可与超声波距离传感器一起来装配。备选地，固体声音传感器还可装配在电子构件(Elektronikbauteil)、例如超声波距离传感器的信号处理装置上，其中，电子构件具有至壳体件的传导固体声音的连接、例如被装配到壳体件的内壁处。
在本发明的另一实施形式中固体声音传感器由压电的薄片来构造且压电的薄片具有至少两个在空间上分开的区域，其中，在空间上分开的区域中的至少一个有传感作用。由于构造为压电的薄片，固体声音传感器可布置在保持部与机动车的外壳的内侧之间。压电的薄片具有至少两个、优选地三个在空间上分开的有传感作用的区域。通过布置三个传感区域，例如可探测固体声音信号碰到固体声音传感器上的方向。
在本发明的一改进方案中固体声音传感器具有旋转对称的横截面且有传感作用的区域和无传感作用的区域交替地布置在横截面上。固体声音传感器具有旋转对称的、尤其环形的横截面。通过优选地环形的横截面，固体声音传感器例如可以压电的薄片的形式接入超声波距离传感器的保持件与车辆的外壳的内侧之间。超声波距离传感器布置在其中的壳体可具有环形的横截面，从而保持件也具有环形的横截面，压电的薄片的形状和尺寸因此可容易匹配该横截面。尤其固体声音传感器可具有开口，其围绕环形的横截面的中心对称地布置。该开口尤其可匹配于超声波距离传感器的壳体的横截面和尺寸，从而超声波距离传感器的压电元件(Piezoelement)例如可穿过开口伸到保险杠的外轮廓。有传感作用的区域和无传感作用的区域彼此交替地布置在横截面上。一有传感作用的区域即接着一无传感作用的区域，从而两个有传感作用的区域在空间上彼此分开。通过该空间分开例如可确定固体声音信号碰到固体声音传感器上的方向。
在本发明的一改进方案中固体声音传感器具有至少一个可电接触的面，超声波传感器具有至少一个可电接触的区域且在固体声音传感器与超声波传感器之间建立电接触。电接触例如可布置在固体声音传感器的无传感作用的区域中。优选地，固体声音传感器的横截面的形状和尺寸匹配于超声波距离传感器的壳体的横截面的形状和尺寸。超声波传感器的保持件尤其可具有可电接触的区域，当固体声音传感器和保持件被带到想贴靠时这些区域与固体声音传感器的可电接触的区域连接。备选地，超声波传感器还可具有可被带到与固体声音传感器相连接的其它方式的电接触。经由这些接触可来接触固体声音传感器且因此建立至超声波传感器的评估电子装置(Auswerteelektronik)和接下来的元件的导电的以及传递信号的连接。因此可省去固体声音传感器的额外接线
在用于利用用于探测至少一个固体声音信号的至少一个固体声音传感器、尤其利用根据本发明的传感器装置且利用至少一个超声波传感器检测在车辆处、尤其在机动车处的至少一个接触事件的方法中，对于本发明重要地设置成，物体在车辆的方向上的靠近或者车辆在物体的方向上的靠近通过超声波传感器来识别并且在识别出靠近时将固体声音传感器切换成准备接收。优选地，超声波传感器是超声波距离传感器、例如停车辅助系统的超声波距离传感器。这些超声波距离-传感器尤其在保险杠和挡泥板的区域中监测车辆的周围环境。经由超声波距离传感器可探测物体与车辆的距离减小、例如由于车辆在物体的方向上的靠近或物体在车辆的方向上的靠近。在停车操纵中物体例如可以是停泊的车辆。在确定靠近时例如可在低于最小距离时将固体声音传感器置于接收准备状态(Empfangsbereitschaft)。由于物体的靠近，出现接触事件是可能的。借助于固体声音传感器接着可针对接触事件、例如由于停泊冲撞造成的轻伤(Bagatellschaden)来调查车辆的外壳。例如还可针对性地调查在车辆的外壳处的预计有接触的区域。通过由超声波距离传感器探测例如靠近的物体且由固体声音传感器监测外壳，倘若物体与车辆外壳接触，提供接触事件的双重操纵。
此外，本发明涉及一种带有根据本发明的传感器装置的车辆、尤其机动车。根据本发明的传感器装置例如可被布置在已在车辆中存在的停车辅助系统的超声波距离传感器的区域中。因此无提高的装配耗费地实现后来以用于监测在车辆处的接触事件的固体声音传感器装备车辆。
附图说明
接下来根据在图中示出的一实施例来进一步阐述本发明。其中：
图1显示了布置在超声波距离传感器的保持部与车辆的外壳之间的固体声音传感器的部分剖开的视图；
图2显示了固体声音传感器的示意图；
图3显示了布置在壳体件的内侧处的固体声音传感器的部分剖开的视图；
图4显示了布置在信号处理装置上的固体声音传感器的部分剖开的视图以及
图5显示了固体声音传感器在机动车中的分布的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了固体声音传感器1，其布置在机动车的外壳2与超声波距离传感器4的保持件3之间。超声波距离传感器4布置在壳体件5中且在车辆的外壳的外轮廓中具有信号处理装置6、压电元件7和膜片(Membran)8。通过保持件3将超声波距离传感器4以其壳体5固定在机动车的外壳2的内侧处。在保持件3与外壳2的内侧之间布置固体声音传感器1。固体声音传感器1例如可构造为压电的薄片，其构造成两侧自粘接(selbstklebend)，从而保持件3由压电的薄片固定在外壳2处。固体声音传感器与保持件3和外壳2的其它方式的粘接也是可能的。固体声音传感器1经由超声波距离传感器4来电接触且具有至超声波距离传感器4的信号处理装置6的传递信号的连接。此外，超声波距离传感器4具有接线9，经由其可将固体声音传感器和超声波距离传感器的相应的测量数据例如传递到数据节点(Datenknotenpunkt)处。
在图2中以俯视图示出了由压电的薄片构造的固体声音传感器1。固体声音传感器1具有带有中间的开口10的环形的横截面，其中，开口10的直径例如可匹配于超声波距离传感器4的壳体5的直径。固体声音传感器1具有三个有传感作用的区域11，其在空间上彼此通过三个无传感作用的区域12分开。无传感作用的区域12例如可以是可导电的区域，其用于固体声音传感器1的接触。超声波距离传感器4的保持件3在相应的区域处同样可具有导电的区域，从而倘若它们被带到相贴靠固体声音传感器1可经由超声波传感器4来电接触。通过在空间上分开有传感作用的区域11例如可实现固体声音信号的方向的确定。
在图3中示出了根据图1的超声波距离传感器。相同的构件设有相同的附图标记。在该实施形式中固体声音传感器1紧固在超声波距离传感器4的优选地柱状构造的壳体件5的内侧处。经由保持件3，壳体件5具有至机动车的外壳2的传导固体声音的连接。通过在壳体件5的内侧处装配固体声音传感器，可记录例如由在外壳处的接触事件引起的固体声音。由此提供固体声音传感器1的特别简单的类型的装配，其也适合于后来安装到现有的机动车中。
在图4中示出了根据图3的超声波距离传感器。相同的构件设有相同的附图标记。在该实施形式中固体声音传感器1装配在超声波距离传感器4的信号处理装置6上。信号处理装置6紧固在壳体件5的内侧处。通过壳体件5经由保持件3至外壳2的传导固体声音的连接，信号处理装置6也传导固体声音地与外壳2连接。在外壳2处触发的固体声音信号因此经由壳体件5和信号处理装置6被传输到固体声音传感器1上。
在图5中示出了带有连接在其处的固体声音传感器1的超声波距离传感器4在机动车13中的分布。超声波距离传感器布置在前保险杠14、尾部保险杠15中以及在挡泥板16中。在前保险杠14处有接触事件17时这由布置在此的固体声音传感器1',1"和1'"记下且经由接线9将信号发送到中央的计算装置17处。
所有在前述说明中和在权利要求中提及的特征可以任意选择与独立权利要求的特征组合。本发明的公开因此不限于所说明的或所要求保护的特征组合，而是所有在本发明的范围中有意义的特征组合应被视为公开。

Claims (11)

1.一种用于检测在车辆处的至少一个接触事件的传感器装置，其带有用于探测至少一个固体声音信号的至少一个固体声音传感器(1)，
其特征在于：
至少一个固体声音传感器(1)具有至已在所述车辆中存在的、与至少一个另外的传感器装置相关联的至少一个信号处理装置(6)的至少一个传递信号的连接；
至少一个固体声音传感器(1)具有至所述车辆的外壳(2)的至少一个区段的至少一个传输固体声音的连接；
至少一个已存在的信号处理装置(6)与至少一个超声波传感器(4)相关联；
所述超声波传感器(4)具有用于将所述超声波传感器(4)紧固在车辆(13)的外壳(2)的区域处的至少一个保持件(3),
所述固体声音传感器(1)布置在所述保持件(3)与所述车辆(13)的外壳(2)之间，
并且所述固体声音传感器(1)作为连接材料起作用，用于连接所述保持件(3)和所述车辆(13)的外壳(2)。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述车辆是机动车。
3.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，至少一个固体声音传感器(1)具有至车辆(13)的至少一个保险杠和/或挡泥板的至少一个传导固体声音的连接。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述超声波传感器(4)具有至少一个壳体件(5)，所述壳体件(5)具有至所述车辆的外壳(2)的传导固体声音的连接并且所述固体声音传感器(1)具有至所述壳体件(5)的传导固体声音的连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其特征在于，至少一个固体声音传感器(1)由压电的薄片来构造并且所述压电的薄片具有至少两个在空间上分开的区域(11,12)，其中，在空间上分开的所述区域中的至少一个(11)有传感作用。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其特征在于，至少一个固体声音传感器(1)具有旋转对称的横截面并且有传感作用的区域(11)和无传感作用的区域(12)交替地布置在所述横截面上。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述固体声音传感器(1)具有至少一个能够电接触的面，所述超声波传感器(4)具有至少一个能够电接触的区域并且在所述固体声音传感器(1)与所述超声波传感器(4)之间建立电接触。
8.一种用于检测在车辆处的至少一个接触事件的方法，其利用根据权利要求1到7中任一项所述的传感器装置，
其特征在于，
物体在所述车辆(13)的方向上的靠近和/或所述车辆(13)在物体方向上的靠近通过所述超声波传感器(4)来识别并且在识别出靠近时将所述固体声音传感器(1)切换成准备接收。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述车辆是机动车。
10.一种带有根据权利要求1到7中任一项所述的传感器装置的车辆。
11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述车辆是机动车。
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