CN107128310B - 带有固体声音传感器的检测在车道上的湿度的传感器装置 - Google Patents

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Abstract

在一种用于检测在车辆、尤其机动车的车道上的湿度的传感器装置的情形中，其带有至少一个固体声音传感器，带有至少一个电路载体，其中，固体声音传感器传导信号地与电路载体相连接，对于本发明而言重要地设置成，至少一个固体声音传感器布置在壳体中，该壳体具有至少一个面式地构造的壳体区域，固体声音传感器传导固体声音信号地与面式构造的壳体区域相连接且壳体构造成共振体。

Description

带有固体声音传感器的检测在车道上的湿度的传感器装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测在车辆、尤其机动车的车道上的湿度的传感器装置，其带有至少一个固体声音传感器且带有至少一个电路载体，其中，固体声音传感器传导信号地与电路载体相连接。
背景技术
开头所述形式的传感器装置是已知的且使用在众多车辆中。尤其地，该传感器装置用于利用湿度提早识别车道润湿、即用于提早识别滑水危险。
例如由DE 10 2010 063 017 A1已知一种在驾驶辅助系统中用于识别在车道上的潮湿的方法。在此，在车道上的潮湿利用倒车摄像头来检测。在车辆尾部处采集位于尾部之后的区域的图像。所采集的图像鉴于由车辆所产生的水沫拖痕(Gischtschleppe)来评估。基于该评估发出用于触发驾驶辅助系统对潮湿车道的自动反应的潮湿信号。
此外，由DE 10 2004 023 323 A1已知一种在车辆中用于识别道路表面状态的传感器装置和方法。在该方法中，经由辐射接收器检测由道路表面的区域发出的辐射。测得的辐射值被进一步处理且被用于操控行驶状态调节器。
在已知的方法和装置处不利的是，该方法和装置可能非常复杂且因此成本密集且容易故障。此外，在许多系统中传感器装置对具体车辆类型的匹配是必要的，其使得生产和装配变得困难。
发明内容
本发明所基于的目的是，建议一种开头所述形式的传感器装置，利用其使得车道润湿的精确、简单且不取决于车辆类型的检测成为可能。
该目的的解决方案利用一种带有专利权利要求1的特征的传感器装置实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中进行描述。此外，本发明涉及一种带有专利权利要求7的特征的车辆。
在一种用于检测在车辆、尤其机动车的车道上的湿度的传感器装置的情形中，其带有至少一个固体声音传感器且带有至少一个电路载体，其中，固体声音传感器传导信号地与电路载体相连接，对于本发明而言重要地设置成，至少一个固体声音传感器布置在壳体中，该壳体具有至少一个面式地构造的壳体区域，固体声音传感器传导固体声音信号地与面式构造的壳体区域相连接，壳体构造成共振体，至少一个电路载体布置在壳体中，壳体设置用于装配在车辆的车轮罩中，壳体关联有至少一个用于建立在壳体与车轮罩之间的连接的连接器件且该连接器件至少逐段地减振地构造。
借助于固体声音传感器可检测在物体上的固体声音信号、尤其振动。该振动可例如由撞击的物体、例如水滴或者飞溅水滴产生。经由该振动，被轮胎卷起的飞溅水可经由固体声音传感器被检测。为此，传感器装置具有至少一个传导信号地与电路载体相连接的固体声音传感器。在电路载体上可例如布置有评估设备，在其中可评估所检测的声音信号。此外在电路载体上可布置有信号传递设备，其例如经由无线电连接或电缆连接将经评估的或未经评估的信号例如传输至另一处理设备。固体声音传感器以及电路载体布置在壳体中。该壳体优选地构造成，使其保护固体声音传感器和电路载体免受外部环境影响(例如湿度)。壳体具有至少一个面式构造的壳体区域。优选地，该壳体区域设置用于将水滴、尤其从车道被卷起的飞溅水滴打到该面上。飞溅水滴激起面式构造的壳体区域振动，其作为声音信号在面式构造的壳体区域上且因此在整个壳体上传播。固体声音传感器具有与面式构造的壳体区域的传导固体声音信号的连接。因此，由飞溅水滴的撞击产生的振动可通过固体声音传感器来检测。壳体具有空腔，从而使得壳体构造成共振体。通过共振体的构造产生振动且因此固体声音信号的增强。通过固体声音信号的增强使得固体声音信号的改善的检测且因此使得引起固体声音信号的撞击事件的改善的检测成为可能。通过评估固体声音信号可例如推断出撞击的飞溅水滴的数量。由此可推断出车道的湿润状态。固体声音传感器和电路载体在壳体中的紧凑布置使得该传感器装置不取决于在其中使用传感器装置的车辆类型。飞溅水滴的检测通过撞击到不取决于车辆类型的面式构造的壳体区域上实现。因此使得简单的装配以及后来的装配成为可能。
壳体被设置用于装配在车辆的车轮罩中。在装配在车辆的车轮罩中的情形中，尤其在车轮罩的内饰板处，壳体的面式构造的区域可定向成，使得例如由前轮胎卷起的飞溅水滴撞击到面式的壳体区域上。为了装配，壳体可例如具有用于执行螺钉连接的开口或用于建立相对车轮罩的连接的连接器件。在此，连接器件可构造成，使得其具有相对由车辆传递到传感器装置上的震动或者振动的减振效果。该连接器件可例如是用于构造粘接的粘接器件或是用于建立与所布置的减振元件的锁止连接的锁止连接器。因此实现在车辆与传感器装置之间的脱开联接。例如，可建立在壳体与带有壳体的背对面式地构造的壳体区域的壁的车轮罩之间的连接。该车轮罩例如还可以是摩托车的防护板。
在本发明的一种改进方案中，固体声音传感器具有与面式构造的壳体区域的面式接触且固体声音传感器布置在壳体区域的面向壳体内腔的侧处。传感器装置的壳体优选地定向成，使得由车辆的轮胎卷起的飞溅水撞击到面式地构造的壳体区域上。被卷起的飞溅水、尤其飞溅水滴引起在面式地构造的壳体区域上的振动，从而使得固体声音信号在壳体区域上传播。通过在固体声音传感器与面式构造的壳体区域之间的面式接触得出固体声音信号到固体声音传感器上的最佳传递。尤其地，固体声音传感器布置在壳体区域的内侧上，即在壳体区域的面向壳体内腔的侧处。由此，固体声音传感器传导固体声音信号地与面式构造的壳体区域相连接且此外通过壳体保护免受外部影响。
在本发明的一种改进方案中，至少一个固体声音传感器是压电元件、尤其是压电薄膜。压电元件、尤其压电薄膜可成本适宜地供使用且可容易地被匹配于所要求的给定条件。尤其地，压电薄膜可被粘接到面式构造的壳体区域的内侧上，从而得出固体声音传感器到压电薄膜上的良好的传递。
在本发明的一种设计上的改进方案中，电路载体减振地与壳体相连接。尤其在传感器装置使用在车辆中、例如在车辆的车轮罩中的情形中，传感器装置可经受强烈的震动和颤动。为了保护可布置在电路载体上的电子部件，电路载体减振地与壳体相连接。通过例如经由减振元件(例如经由橡胶减振器)建立的减振连接，作用到壳体上的颤动被抑制，从而使得电路载体被保护。
在本发明的一种设计上的改进方案中，电路载体仅在其边缘处与壳体相连接。在电路载体与壳体之间的减振连接可由此存在，即，电路载体仅以其边缘与壳体相连接。例如，电路载体可在壳体中布置在中间，从而使得电路载体的顶侧和底侧不具有相对壳体内壁的直接接触。电路载体的边缘相对壳体内壁的连接可减振地构造。通过使电路载体的顶侧和底侧不具有相对壳体内壁的接触，得出由壳体到电路载体上的震动传递的显著降低。
在本发明的一种构造形式中，至少一个连接器件构造用于建立在壳体与车轮罩之间的粘接且至少一个连接器件至少逐段由发泡材料构成。发泡材料可例如是发泡塑料、尤其弹性发泡塑料、尤其泡沫材料。通过使用发泡材料实现粘接的特别良好的减振特性。
在本发明的一种改进方案中，粘接通过面式构造的连接器件构造而成且该连接器件至少单侧具有粘接膜。连接器件可例如是单侧、优选双侧设有自粘薄膜的发泡塑料。因此，连接器件可用于将壳体容易地装配在车轮罩中。例如，连接器件可通过粘胶垫(Klebepad)构造而成。
在本发明的一种改进方案中，壳体被构造用于容纳在车轮罩的至少一个开口中。例如，在车辆的车轮罩中可设置有用于容纳传感器装置的壳体的开口。尤其地，在此传感器装置的壳体可被适配地插入到开口中，从而使得在其处布置有固体声音传感器的面式地构造的壳体区域相对车轮罩内壁面式齐平地布置。
在本发明的一种改进方案中，壳体具有至少一个侧向超出部，且在至少一个侧向超出部处布置有至少一个用于建立在壳体与车轮罩之间的连接的连接器件。例如，车轮罩可具有用于容纳传感器装置的壳体的开口。为此，壳体可被逐段地插入到车轮罩的开口中。壳体具有面式构造的壳体区域，在其处布置有固体声音传感器的面向壳体内部的侧。例如，面式构造的区域可构造成基面、尤其壳体的端面，与其平行地布置有第二基面。此外，壳体可具有连接基面的侧壁。例如，基面可环形地构造。侧向超出部优选平行于由基面展开的平面超出基面。该突出部优选布置在不具有固体声音传感器的基面的区域中。例如，侧向超出部也可由此来构造，即，不具有固体声音传感器的基面相比具有固体声音传感器的基面具有更大的面积。壳体的侧向超出部优选形成与车轮罩的开口的边缘区域的搭接，从而使得壳体可被固定在车轮罩处。
在本发明的一种改进方案中，被由侧向超出部展开的平面和被由面式构造的区域展开的平面彼此平行地布置。通过面式构造的区域和侧向超出部的平面的平行布置使得面式构造的区域且因此固体声音传感器和车轮罩内壁的平行布置成为可能。
在带有至少两根轴、带有至少两个车轮、带有至少一个至少逐段地包围至少一个车轮的车轮罩且带有至少一个根据本发明的传感器装置的车辆、尤其机动车的情形中，对于本发明而言重要地设置成，至少一个传感器装置布置在至少一个车轮罩中，且传感器装置通过至少一个连接器件与车轮罩相连接且连接器件减振地构造。根据本发明的带有固体声音传感器、电路载体和包围固体声音传感器和电路载体的壳体的传感器装置设置用于检测车辆在其上移动的车道上的湿度、尤其该车道的湿润程度。为此，传感器装置的壳体布置成，其经受车道的被卷起的飞溅水。撞击到壳体上、尤其到壳体的面式壳体区域上的飞溅水滴激起面式区域振动，该振动可作为固体声音信号由固体声音传感器检测。尤其地，车道上的湿度由车辆的轮胎以飞溅水的形式卷起。为了使得被卷起的飞溅水的尽可能精确的检测成为可能，传感器装置布置在车辆的车轮罩中、尤其在车轮罩内饰板处。被由轮胎卷起的飞溅水、尤其在直线行驶的情形中被卷起的飞溅水撞击到车轮罩的内饰板上。通过传感器装置到车轮罩内饰板处的布置使得飞溅水的检测成为可能。壳体经由至少一个连接器件与车轮罩相连接。例如，该连接器件可通过粘接器件或还通过锁止连接器来构造。在此，连接器件可减振地构造，从而得出在车辆与传感器装置之间的脱开联接。在连接器件作为锁止连接器的构造的情形中，减振效果可例如通过额外的减振元件的布置实现。
在本发明的一种改进方案中，壳体的面式构造的壳体区域面向车轮的滚动面布置在车轮罩中且传感器装置逆着车辆的行驶方向布置在车轮之后。面式构造的壳体区域设置用于使被卷起的飞溅水撞击到壳体区域上且激起其振动。尤其在直线行驶的情形中，飞溅水在相对行驶方向背对的轮胎侧上被卷起。为了检测该飞溅水，传感器装置在车轮罩中布置成，使得面式构造的壳体区域面向车轮的滚动面。由车轮的滚动面被卷起的飞溅水滴的部分撞击到面式构造的壳体区域上且在其上产生被固体声音传感器检测的固体声音信号。
在本发明的一种改进方案中，传感器装置的面式构造的区域至少逐段地被插入到在车轮罩中的开口中，壳体具有侧向超出部，壳体的侧向超出部形成与车轮罩的搭接且连接器件布置在车轮罩与侧向超出部之间。通过使侧向超出部形成与车轮罩的开口的边缘区域的搭接，壳体可被容易地插入到车轮罩的开口中。在壳体的侧向超出部与车轮罩之间布置有连接器件。尤其地，该连接器件是例如发泡塑料形式的减振的粘接。发泡塑料可面式地构造且在两侧设有粘接膜，从而使得壳体在车轮罩的开口中的容易的装配成为可能。优选地，在面式构造的区域与侧向超出部之间沿着侧壁的尺寸、尤其距离如此来选择，即，该距离与车轮罩的壁厚相符，从而使得面式构造的区域在被安装的状态中相对车轮罩的内壁齐平地布置。
在本发明的一种改进方案中，传感器装置布置在车轮罩的靠近车道的区域中。车轮罩至少逐段地包围车辆的车轮。优选地，传感器装置布置在车辆底板的区域中，即在车轮罩的靠近车道的区域中。在该区域中可预期有被由轮胎卷起的飞溅水的大部分。通过在该靠近车道的区域中的布置可预期有飞溅水的足够好的检测，即使在车道表面的较少湿润的情形中。
在本发明的一种实施形式中，传感器装置通过粘接与车轮罩相连接且该粘接减振地构造。通过粘接的使用得出传感器装置在车轮罩中的装配的特别简单、低成本且节省时间的可行性方案。通过使粘接具有减振特性，例如在车辆的行驶运行期间出现的震动到传感器装置上的传递被减少。例如，为此可使用弹性粘合剂，其中，该粘接具有足够的强度，以便于实现减振特性。通过减振的装配，传感器装置的电子构件被保护，从而使得传感器装置的易受干扰程度被降低。
附图说明
接下来根据在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。其中分别示意性地：
图1：显示了传感器装置在车辆处的布置，
图2：显示了布置在车轮罩中的传感器装置的横截面，
图3：显示了借助于粘接被装配在车轮罩中的传感器装置的横截面，且
图4：显示了在一种备选的实施形式中的根据本发明的传感器装置。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的传感器装置1在车辆2处的布置。尤其地，传感器装置1布置在车辆2的车轮罩3中。车轮罩3逐段地包围车轮4，湿润的车道5的湿度从车轮4以飞溅水6的形式卷起。飞溅水滴6撞击到传感器装置1上且在其上产生由传感器装置1检测的固体声音信号。
在图2中示出了布置在车轮罩3中的传感器装置1的横截面。传感器装置逆着车辆1的行驶方向在车轮4之后布置在车轮罩3的靠近车道的区域中，即在车辆2的底板的区域中。传感器装置1具有壳体7，在其中布置有固体声音传感器8和电路载体9。固体声音传感器8具有至电路载体9的传导信号的连接10。固体声音传感器8可例如构造成压电薄膜。固体声音传感器8具有与面式构造的壳体区域11的面式接触。壳体区域11面向车轮4的滚动面12。在湿润的车道的情形中由车轮4卷起的飞溅水6撞击到面式构造的壳体区域11上且将其置于振动中。该振动可以固体声音信号的形式被由固体声音传感器8检测。通过使壳体7具有空腔，壳体区域11可充当增强固体声音信号的共振面。因此，壳体7充当共振体。电路载体9仅在其边缘处具有至壳体7的连接。由此，在车辆2的行驶运行期间形成的震动不以完全的强度被传递到电路载体9上。壳体7可例如经由螺钉连接或粘接与车轮罩3相连接。
在图3中示出了装配在车辆1的车轮罩3中的根据图2的传感器装置1。传感器装置1经由粘接13与车轮罩3相连接。在此，粘接13具有减振效果。由此，在车辆1的行驶运行期间出现的震动被抑制，从而使得传感器装置1被保护防止颤动。
在图4中示出了传感器装置的一种备选的实施形式，其设置用于装配在车轮罩3中的开口14中。壳体7被逐段地插入到开口14中。优选地，在此面式地构造的壳体区域11构成与车轮罩3的内壁的齐平的平面。在壳体区域11的内侧处布置有固体声音传感器8。壳体7具有侧向超出部15，其设置用于与车轮罩3的壁相贴靠。壳体7的侧向超出部15和车轮罩3的开口14的边缘构成搭接。在侧向超出部15与车轮罩3之间布置有连接器件16。该连接器件16优选面式地构造且在两侧上具有用于建立在壳体7与车轮罩3之间的粘接13的粘接膜。连接器件16优选由发泡塑料材料制成。在此，发泡塑料材料如此弹性地实施，即，通过连接器件16建立的粘接13具有减振效果。通过侧向超出部15的构造和减振的连接器件16的使用，使得壳体7到车轮罩3的开口14中的快速且容易的装配成为可能。
所有在上面的说明书中和在权利要求中所提及的特征可以任意的选择与独立权利要求的特征组合。因此，本发明的公开内容不被限制于所描述的或者被要求保护的特征组合，而是认为所有在本发明的情况中有意义的特征组合是所公开的。

Claims (17)

1.一种用于检测在车辆(2)的车道(5)上的湿度的传感器装置(1)，其带有至少一个固体声音传感器(8)，带有至少一个电路载体(9)，其中，所述固体声音传感器(8)传导信号地与所述电路载体(9)相连接，其特征在于，
至少一个固体声音传感器(8)布置在壳体(7)中，所述壳体(7)具有至少一个面式构造的壳体区域(11)，
所述固体声音传感器(8)传导固体声音信号地与所述面式构造的壳体区域(11)相连接，
所述壳体(7)具有空腔，从而使得所述壳体(7)构造成共振体，
所述至少一个电路载体(9)布置在所述壳体(7)中，
所述壳体(7)设置用于装配在车辆(2)的车轮罩(3)中，
所述壳体(7)关联有至少一个用于建立在所述壳体(7)与车轮罩(3)之间的连接(13)的连接器件(16)，且
所述至少一个连接器件(16)至少逐段减振地构造。
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，所述固体声音传感器(8)具有与所述面式构造的壳体区域(11)的面式接触，且所述固体声音传感器(8)布置在所述壳体区域(11)的面向所述壳体内腔的侧处。
4.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(8)是压电元件。
5.根据权利要求4所述的传感器装置，其特征在于，至少一个固体声音传感器(8)是压电薄膜。
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，所述电路载体(9)减振地与所述壳体(7)相连接。
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，所述电路载体(9)仅在其边缘处与所述壳体(7)相连接。
8.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，所述连接器件(16)构造用于建立在所述壳体(7)与车轮罩(3)之间的连接(13)，且所述至少一个连接器件(16)至少逐段由发泡材料构成。
9.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，所述连接(13)是粘接并且通过面式构造的连接器件(16)构造而成且所述连接器件(16)至少单侧具有粘接膜。
10.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，所述壳体(7)构造用于容纳在车轮罩(3)的至少一个开口(14)中。
11.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，所述壳体(7)具有至少一个侧向超出部(15)且在至少一个侧向超出部(15)处布置有至少一个用于建立在所述壳体(7)与所述车轮罩(3)之间的连接(13)的连接器件(16)。
12.根据权利要求11所述的传感器装置，其特征在于，由所述侧向超出部(15)展开的平面和由所述面式构造的区域(11)展开的平面彼此平行地布置。
13.一种带有至少两根轴、带有至少两个车轮(4)、带有至少一个至少逐段地包围至少一个车轮(4)的车轮罩(3)且带有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(1)的车辆，其特征在于，至少一个传感器装置(1)布置在至少一个车轮罩(3)中，且所述传感器装置(1)通过至少一个连接器件(16)与所述车轮罩(3)相连接且至少一个连接器件(16)减振地构造。
14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述车辆是机动车。
15.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述壳体(7)的面式构造的壳体区域(11)面向车轮(4)的滚动面布置在所述车轮罩(3)中且所述传感器装置(1)逆着所述车辆(2)的行驶方向布置在所述车轮(4)之后。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的车辆，其特征在于，所述传感器装置(1)布置在所述车轮罩(3)的靠近车道的区域中。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的车辆，其特征在于，所述传感器装置(1)的面式构造的区域(11)至少逐段地被插入到在车轮罩(3)中的开口(14)中，所述壳体(7)具有侧向超出部(15)，所述壳体(7)的侧向超出部(15)形成与所述车轮罩(3)的搭接且所述连接器件(16)布置在所述车轮罩(3)与所述侧向超出部(15)之间。
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