CN107995952A - 包括两部件固定装置的用于机动车辆的超声波传感器装置、饰板布置、机动车辆和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的超声波传感器装置(2)，该超声波传感器装置具有超声波传感器(3)，其具有用于发射和/或接收超声波信号的膜片(8)；且该超声波传感器装置具有紧固装置，其被设计为，在超声波传感器装置(2)在机动车辆的外部饰板部件(6)上的正确安装位置中，以预应力将膜片压靠外部饰板部件(6)的内侧(7)，其中，紧固装置具有固定设备(5)和盖设备(4)，其中，固定设备(5)可被布置在外部饰板部件(6)的内侧(7)，且具有开口(22)，膜片(8)布置在所述开口中，并且其中，盖设备(4)具有接收座(24)，超声波传感器(3)的与膜片(8)相对的后侧(23)固定在其中，并且其中，盖设备(4)和固定设备(5)以形状配合的锁定方式连接。

Description

包括两部件固定装置的用于机动车辆的超声波传感器装置、 饰板布置、机动车辆和方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的超声波传感器装置，该超声波传感器装置具有超声波传感器，其具有用于发射和/或接收超声波信号的膜片；且具有附连装置，其被构造为，在超声波传感器装置在机动车辆的外部饰板部件上的正确安装位置中，以预应力将膜片压靠外部饰板部件的内侧。本发明还涉及一种饰板布置，其具有超声波传感器装置和外部饰板部件。此外，本发明涉及具有这样的饰板布置的机动车辆。最后，本发明涉及用于将超声波传感器装置安装在机动车辆的外部饰板部件上的方法。

背景技术

在此，焦点特别是在用于机动车辆的超声波传感器装置上。这样的超声波传感器装置包括超声波传感器，通过其，机动车辆的周围环境可被检测。为此目的，超声波传感器发射超声波信号。被物体反射的该超声波信号可还通过该超声波传感器被接收。距物体的距离可基于超声波信号的传播时间而被确定。这样的超声波传感器装置或超声波传感器可例如是在停车过程期间辅助驾驶员的停车辅助系统的一部分。

在此已知，超声波传感器例如被布置在机动车辆的外部饰板部件的相应开口中。例如，超声波传感器可布置在机动车辆保险杠中的相应开口中。此外，已知超声波传感器装置，其中，超声波传感器隐蔽地布置在保险杠后面。在该情况下，超声波传感器通过外部饰板部件发射超声波信号，且通过外部饰板部件接收被反射的超声波信号。

在这方面，DE 10 2010 049 818 A1披露了一种布置，其具有用于车辆的外部饰板元件且具有至少一个传感器，所述传感器隐蔽地在位于壁后面的外部饰板元件上，这不会不利地影响传感器的检测功能。在这种情况下，传感器经由连接至外部饰板元件的固定装置以预应力压靠壁，从而其以与壁摩擦锁定的方式保持在位。

此外，从现有技术已知在机动车辆中使用称为门打开助手的东西。在这种情况下，例如可以使用超声波传感器装置，以检查是否有物体在门的打开区域中。如果物体存在于打开区域中，在打开过程期间门的移动可通过限制设备被限制。替换地或附加地，相应的警告信号可输出到驾驶员或机动车辆中想要离开机动车辆的另外车辆乘客。以此方式，可以防止门在打开过程期间与物体碰撞。

当超声波传感器装置应用于门打开助手中，超声波传感器安装在机动车辆的门中。在这种情况下，超声波传感器结合至外部面板的或外部饰板部件的内侧。为了将它们安装在相应的传感器位置，传感器必须被引导通过内部面板中的相对较小的切口。在这种情况下，超声波传感器通常在三个工作步骤中被安装。首先，固定装置结合到外部饰板部件上。随后，超声波传感器被引入到固定设备中，且结合至门。最后，盖设备可牢固地施加至包括固定设备和超声波传感器的单元。该盖设备在此沿车辆外侧的方向将预应力施加至超声波传感器。该预应力将超声波传感器施加到门面板的或外部饰板部件的内侧上，结合部可在预应力或接触压力下被硬化。但是，这样的安装具有的缺点是，各部件通常必须被引导通过门内部面板中的小开口。这导致安装耗时且复杂的情况。

发明内容

本发明的目的是披露一种方案，其允许开始部分提到的超声波传感器装置类型，以被容易且成本有效地安装在外部饰板部件上。

该目的根据本发明通过具有根据各独立权利要求的特征的超声波传感器、饰板布置、机动车辆和方法实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。

根据本发明的用于机动车辆的超声波传感器装置具有超声波传感器，其具有用于发射和/或接收超声波的膜片。此外，超声波传感器装置具有附连装置，其被构造为，在超声波传感器装置在机动车辆的外部饰板部件上的正确安装位置中，以预应力将膜片压靠在外部饰板部件的内侧。附连装置具有固定设备和盖设备。在这种情况下，固定设备可被布置在外部饰板部件的内侧且具有开口，膜片布置在该开口中。盖设备具有接收座，超声波传感器的与膜片相对的后侧固定在该接收座中。另外，盖设备和固定设备以形状配合的锁定方式(positively locking)连接。

超声波传感器装置包括超声波传感器，其可例如具有罐形的膜片。罐形膜片可特别地由铝形成。膜片的与侧向表面不同的底表面可用作用于超声波信号的发射表面。为此目的，膜片或底表面可通过压电元件激励，从而经历机械振荡。以相同的方式，被机动车辆的周围环境中的物体反射的超声波信号可通过膜片被接收。膜片在此被物体反射的超声波信号激励从而经历机械振荡。这些机械振荡通过压电元件被检测。超声波传感器和物体之间的距离可基于超声波信号的发射和被物体反射的超声波信号的接收之间的传播时间而被确定。在正确的安装位置中，超声波传感器通过附连装置被隐蔽地布置在机动车辆的外部饰板部件后面。外部饰板部件可例如是保险杠。外部饰板部件优选地是机动车辆的门的部分，例如门面板。超声波传感器装置可以是机动车辆的门助手的部分。

附连装置——通过其超声波传感器在预应力下被结合至外部饰板部件的内侧——在此具体实施为两部分。附连装置具有固定设备和盖设备。当超声波传感器装置安装在外部饰板部件上或门面板上时，固定设备可首先布置在外部饰板部件的内侧上。例如，固定设备可结合至外部饰板部件的内侧。盖设备具有接收座，超声波传感器可被引入到其中。在这种情况下，超声波传感器可被引入到接收座中，从而超声波传感器的与膜片相对的后侧固定在接收座中。超声波传感器的后侧可例如被分配给超声波传感器的壳体。因而，超声波传感器可首先连接至盖设备。保持超声波传感器的盖设备可随后被以形状配合的锁定方式连接到固定设备。固定设备具有相应的开口或通道开口，膜片布置在其中。膜片优选地布置在开口中，从而其以预应力压靠外部饰板部件的内侧。附连装置——其具有固定设备和盖设备——可明显简化超声波传感器在外部饰板部件上的安装。

盖设备优选地具有至少一个弹簧元件，用于提供预应力。所述至少一个弹簧元件可通过盖设备的部分或区域形成。所述至少一个弹簧元件可以弹性可变形的方式具体实施。所述至少一个弹簧元件特别地用于将预应力施加到超声波传感器，从而当盖设备和固定设备连接时，膜片以预应力被压到外部饰板部件的内侧上。因此，可以通过所述至少一个弹簧元件以容易的方式提供预应力。还可以设置为，盖设备具有多个弹簧元件。

根据另外的实施例，超声波传感器具有壳体，其中，该壳体具有至少一个升高部分，所述至少一个弹簧元件压到其上。超声波传感器可具有壳体，其例如由塑料制成。壳体可至少部分地围绕罐形膜片。压电元件和超声波传感器的电子器件可布置在壳体内。至少一个升高部分或闩锁突出部——所述至少一个弹簧元件压靠其——可设置在壳体的外侧上。在这种情况下，所述至少一个弹簧元件和升高部分可具体实施为使得，预应力沿超声波传感器的传播方向的方向施压，超声波信号也沿该方向发射。特别地，预应力可作用为使得，其相对于外部饰板部件的内侧的表面大体垂直地和/或相对于膜片的基部表面大体垂直地施压。

此外有利的是，盖设备的接收座具有至少一个夹持元件，其为了固定超声波传感器的后侧而以形状配合的锁定方式连接至壳体的相应夹持区域。在接收座内，盖设备可具有相应的腹板，升高部分或布置在壳体外侧上的突出部可被夹持在腹板之间。所述至少一个夹持元件和夹持区域之间的连接也可以是摩擦锁定。所述至少一个夹持元件和壳体的相应夹持区域可具体实施为使得，超声波传感器可相对于盖设备沿传播方向移动。另外，所述至少一个夹持元件和相应夹持区域可被构造为使得，沿与传播方向不同的方向的移动和/或旋转移动是不可行的。由于所述至少一个夹持元件和相应夹持区域，在固定设备和盖设备的连接之后，超声波传感器可沿盖设备的方向移动，同时，可被所述至少一个弹簧元件支撑。在盖设备和固定设备的连接之后，所述至少一个弹簧元件可被超声波传感器的壳体偏转，其结果是，预应力通过所述至少一个弹簧元件施加至超声波传感器，且超声波传感器或超声波传感器的膜片压靠外部饰板部件的内侧。

在一个实施例中，盖设备具有多个闩锁钩，其每个通过卡扣动作连接而以形状配合的锁定方式连接至固定设备的相应升高部分。换句话说，盖设备和固定设备可以闩锁的方式连接至彼此。当盖设备连接至固定设备时或当盖设备沿固定设备的方向移动时，闩锁钩可弹性地变形。如果闩锁钩在固定设备的相应升高部分上被推离，它们可以闩锁方式连接到升高部分。因此可以容易地使得盖设备和固定设备之间的形状配合的锁定连接可行。

闩锁钩优选地沿盖设备的圆周方向一个挨着另一个地布置，固定设备的升高部分围绕固定设备的圆周方向具体实施。盖设备可例如具有大体圆形的横截面表面。各闩锁钩因此沿圆周方向一个挨着另一个布置。固定设备的升高部分还可围绕固定设备的圆周方向具体实施。卡扣动作连接或闩锁连接可因此在盖设备和固定设置之间可行，所述连接允许沿固定设备的整个圆周方向和盖设备的整个圆周方向的固定力。可靠的连接可因此在盖设备和固定设备之间可行。

固定设备优选地具有多个弹性可变形支撑元件，其每个可布置在外部饰板部件的内侧。固定设备或固定设备的连接至外部饰板部件的内侧的区域可分为多个区域或支撑元件。这些支撑元件可以弹性可变形的方式具体实施。因此可以例如确保各支撑元件能够与外部饰板部件的形状相适应。相应粘结剂可施加至支撑元件的分配给外部饰板部件的内侧的相应区域。可靠的连接可因此在固定设备和外部饰板部件之间可行。

根据本发明的用于机动车辆的饰板布置包括根据本发明的超声波传感器装置和外部饰板部件。

超声波传感器优选地被构造为，通过外部饰板部件发射超声波信号，和/或通过外部饰板部件接收超声波信号。超声波传感器的膜片优选地以材料连结的方式连接至外部饰板部件。如果超声波传感器的膜片被激励而经历机械振荡，以便发射超声波信号，外部饰板部件也被激励而经历机械振荡。超声波信号可因此通过外部饰板部件被传播。如果被发射的超声波信号通过机动车辆的周围环境中的物体被反射，其再次撞击在外部饰板部件上，作为其结果，外部饰板部件被激励而经历机械振荡。膜片——其以材料连结的方式连接到外部饰板部件中——也被激励而经历机械振荡。超声波信号可因此如其通过外部饰板部件那样被接收。

固定设备通过结合连接而连接至外部饰板部件的内侧。因此可以例如将粘结剂施加到固定设备的相应支撑元件，且所述粘结剂可以布置为与外部饰板部件的内侧接触。粘结剂可例如作为液体粘结剂或结合垫施加。材料连结的连接可因此在固定设备和外部饰板部件之间可容易地形成。

此外，有利的是，超声波传感器的膜片通过结合元件而连接至外部饰板部件的内侧。在这种情况下，膜片和外部饰板部件可结合至彼此，从而膜片的基部表面或外传播表面大体平行于外部饰板部件的内侧布置。例如，结合垫可用作结合元件。作为通过所述至少一个弹簧元件可行的预应力的结果，膜片在粘结剂硬化期间压靠外部饰板部件的内侧。可靠的材料结合的连接可因此在膜片和外部饰板部件之间可行。

外部饰板部件优选地是机动车辆的门的部分。外部饰板部件可例如是相应的门面板。相应切口——超声波传感器装置布置在其中——可设置在门内。

根据本发明的机动车辆包括至少一个根据本发明的饰板布置。机动车辆特别地具体实施为小客车。机动车辆可具有驾驶员辅助系统，其例如具体实施为门打开助手。

根据本发明的方法用于将超声波传感器装置安装在机动车辆的外部饰板部件上。在这种情况下，具有用于发射和/或用于接收超声波信号的膜片的超声波传感器通过附连装置连接至机动车辆的外部饰板部件。在这种情况下，在超声波传感器装置在外部饰板部件上的正确安装位置中，将膜片借助附连装置以预应力压靠外部饰板部件的内侧。另外，附连装置的固定设备布置在外部饰板部件的内侧。传感器传感器最终布置在附连装置的盖设备中，从而超声波传感器的与膜片相对的后侧固定在盖设备的接收座中。最终，盖设备和固定设备以形状配合的锁定方式连接，从而膜片布置在固定设备中的开口中。

作为该方法的结果，超声波传感器装置或超声波传感器可更加简单和快速地附连至外部饰板部件。特别地，与已知安装方法相比，工作步骤可消除。

关于根据本发明的超声波传感器装置呈现的优选实施例和其优势相应地适用于根据本发明的饰板布置、根据本发明的机动车辆以及根据本发明的方法。

本发明的进一步特征可以在权利要求、附图和附图的说明中发现。下述说明书中提到的特征和特征组合以及以下仅在附图的描述中提到的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合可以不仅用在分别指出的组合中，也可以用在其他组合中或单独使用，而不偏离本发明。在附图中没有明确示出或解释、但基于被即使实施例通过特征的不同组合可产生的本发明实施例因此也被视为被包括和披露。因此不具有初始撰写的独立权利要求的所有特征的实施例和特征组合也被视为被披露。

附图说明

现在将基于优选的示例性实施例以及参考附图更详细地解释本发明，在附图中：

图1以分解视图示出了饰板布置，其具有超声波传感器装置和机动车辆的外部饰板部件；

图2以透视图示出超声波传感器装置的盖设备和超声波传感器；

图3示出根据图2的超声波传感器和盖设备，其中，超声波传感器固定在盖设备中；

图4以透视图示出超声波传感器装置，其中，固定在盖设备中的超声波传感器连接至固定设备；和

图5示出根据图4的超声波传感器装置，其中，盖设备和固定设备以截面示出。

在图中，提供相同和功能相同的元件相同的附图标记。

具体实施方式

图1以分解视图示出饰板布置1。饰板布置1包括超声波传感器装置2。超声波传感器装置2则包括超声波传感器3。超声波传感器3用于发射和/或接收超声波信号。超声波传感器3布置在盖设备4中。超声波传感器装置1还包括固定设备5，其可连接至机动车辆的外部饰板部件6。盖设备4和固定设备5一起形成附连装置。外部饰板部件6可特别地是机动车辆的门板。在这种情况下，固定设备5可连接至外部饰板部件6的内侧7。内侧7定位在与外部饰板部件6的外侧相对的侧。外部饰板部件6的外侧对于站在机动车辆前方的观察者从外部可见。

图2以透视图示出超声波传感器3和附连设备4。在这种情况下，明显的是，超声波传感器3具有膜片8。在当前示例性实施例中，膜片8以罐形形式具体实施，且可例如由铝形成。结合元件9布置在膜片8的发射表面或基部表面上。膜片8可通过该结合元件9附连至外部饰板部件6的内侧7，该结合元件例如被具体实施为结合垫。为了发射超声波信号，膜片8或膜片8的发射表面可通过压电元件激励以经历机械振荡。在这种情况下，箭头10表示超声波传感器3的传播方向或主发射方向。通过物体反射的超声波信号可还通过膜片8被接收。

超声波传感器3还包括壳体11，其可例如由塑料形成。在这种情况下，膜片8可至少部分地布置在壳体11内。壳体11还包括插塞部分12，用于与超声波传感器3或超声波传感器3的电子器件接触的相应电引线可被引导通过其。另外，至少一个升高部分14布置在壳体11的外侧13上。另外，具有另外的升高部分的夹持区域15布置在壳体11的外侧13上。

附连设备4可例如由塑料形成。附连设备4具有用于超声波传感器3的接收座24。后侧23——其分配给壳体11——可引入到接收座24中。附连设备4包括至少一个弹簧元件16，其可压在擦拭器传感器3的升高部分14上。此外，附连设备4包括至少一个夹持元件17。在当前示例性实施例中，附连设备4具有两个夹持元件17，其以与超声波传感器3的壳体11的夹持区域15相应的方式具体实施。另外，附连设备4具有用于插塞区域12的切口18。

图3示出布置在附连设备4中或接收座24中的超声波传感器3。在此可见，超声波传感器3的夹持区域15夹持在附连设备4的夹持元件17之间。因此在夹持区域15和夹持元件17之间可实现摩擦锁定连接。该连接还使得超声波传感器3能够相对于附连设备4沿传播方向10移动。

图4以透视图示出超声波传感器装置2。在这种情况下，附连设备4——超声波传感器3布置在其中——连接至固定设备5。在附连设备4的上侧，可见两个弹簧元件16，所述弹簧元件压靠超声波传感器3且因此沿传播方向(箭头10)产生预应力。另外，可见，固定设备5具有多个支撑元件19，它们例如以弹性可变形的方式具体实施。支撑元件19可例如通过粘结剂连接至外部饰板部件6的内侧7。

图5示出根据图4的超声波传感器装置2，其中，盖设备4和固定设备5以截面示出。在此可见，盖设备4具有多个闩锁钩20，它们沿附连设备4的圆周方向一个挨着另一个布置。这些闩锁钩接合在固定设备5周围的升高部分21中。附连设备4和固定设备5可因此通过卡扣动作连接或闩锁连接而连接至彼此。另外可见，在附连设备4和固定设备3的连接状态下，弹簧元件16可弹性变形，且因此在升高部分14上、且因此在超声波传感器3上施加预应力。这确保膜片8或粘结垫9压到外部饰板部件的内侧7上。在这种情况下，可实现可在膜片8和外部饰板部件6之间可靠的结合连接。

当超声波传感器装置2安装在外部饰板部件6上，固定设备5或支撑表面19的各后侧可首先结合到外部饰板部件6的内侧7上。因而，超声波传感器3可连接至盖设备4。在这种情况下，超声波传感器3通过夹持区域15的和夹持元件17的连接固定在附连设备4中。随后，包括超声波传感器3和附连设备4的单元可被连接至固定设备5。在这种情况下，附连设备4可沿箭头10的方向压到固定设备5上。在这种情况下，闩锁钩20被弹性地变形，直到它们闩锁在升高部分21上。在这种情况下，预应力通过弹簧元件16施加在膜片8或夹持元件9上，直到结合元件9的粘结剂硬化。以此方式，超声波传感器装置2在外部饰板部件6或门板上的简化安装变为可行。

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的超声波传感器装置(2)，所述超声波传感器装置具有超声波传感器(3)，所述超声波传感器(3)具有用于发射和/或接收超声波信号的膜片(8)，且所述超声波传感器装置具有附连装置，所述附连装置被构造为，在超声波传感器装置(2)在机动车辆的外部饰板部件(6)上的正确安装位置中，以预应力将膜片(8)压靠外部饰板部件(6)的内侧(7)，

其特征在于，

附连装置具有固定设备(5)和盖设备(4)，其中，固定设备(5)能够被布置在外部饰板部件(6)的内侧(7)且具有开口(22)，膜片(8)布置在所述开口中，并且其中，盖设备(4)具有接收座(24)，超声波传感器(3)的与膜片(8)相对的后侧(23)固定在所述接收座(24)中，并且其中，盖设备(4)和固定设备(5)以形状配合的锁定方式连接。

2.根据权利要求1所述的超声波传感器装置(2)，

其特征在于，

盖设备(4)具有至少一个弹簧元件(16)，用于提供预应力。

3.根据权利要求2所述的超声波传感器装置(2)，

其特征在于，

超声波传感器(3)具有壳体(11)，其中，所述壳体(11)具有至少一个升高部分(14)，所述至少一个弹簧元件(16)压到所述至少一个升高部分(14)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器装置(2)，

其特征在于，

盖设备(4)的接收座(24)具有至少一个夹持元件(17)，为了固定超声波传感器(3)的后侧(23)，所述至少一个夹持元件(17)以形状配合的锁定方式连接至壳体(11)的相应夹持区域(15)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器装置(2)，

其特征在于，

盖设备(4)具有多个闩锁钩(20)，所述多个闩锁钩(20)每个通过卡扣动作连接而以形状配合的锁定方式连接至固定设备(5)的相应升高部分(21)。

6.根据权利要求5所述的超声波传感器装置(2)，

其特征在于，

闩锁钩(20)沿盖设备(4)的圆周方向一个挨着另一个地布置，且固定设备(5)的升高部分(21)围绕固定设备(5)的圆周方向具体实施。

7.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器装置(2)，

其特征在于，

固定设备(5)具有多个能够弹性变形的支撑元件(19)，所述支撑元件(19)每个能够被布置在外部饰板部件(6)的内侧(7)。

8.一种用于机动车辆的饰板布置(1)，其具有根据前述权利要求的一项所述的超声波传感器装置(2)，并具有外部饰板部件(6)。

9.根据权利要求8所述的饰板布置(1)，

其特征在于，

超声波传感器(3)被构造为，通过外部饰板部件(6)发射超声波信号，和/或通过外部饰板部件(6)接收超声波信号。

10.根据权利要求8或9所述的饰板布置(1)，

其特征在于，

固定设备(5)通过结合连接而连接至外部饰板部件(6)的内侧(7)。

11.根据权利要求8至10中的一项所述的饰板布置(1)，

其特征在于，

超声波传感器(3)的膜片(8)通过结合元件(9)连接到外部饰板部件(6)的内侧(7)。

12.根据权利要求8至11中的一项所述的饰板布置(1)，

其特征在于，

外部饰板部件(6)是机动车辆的门的部分。

13.一种机动车辆，具有至少一个根据权利要求8至12中的任一项所述的饰板布置(1)。

14.一种用于将超声波传感器装置(2)安装在机动车辆的外部饰板部件上的方法，其中，将具有用于发射和/或用于接收超声波信号的膜片(8)的超声波传感器(3)通过附连装置连接至机动车辆的外部饰板部件(6)，其中，在超声波传感器装置(2)在外部饰板部件(6)上的正确安装位置中，通过附连装置将膜片(8)以预应力压靠在外部饰板部件(6)的内侧(7)。

其特征在于，

将附连装置的固定设备(5)布置在外部饰板部件(6)的内侧(7)，将超声波传感器(3)布置在附连装置的盖设备(4)中，以使得超声波传感器(3)的与膜片(8)相对的后侧(23)固定在盖设备(4)的接收座(24)中，将盖设备(4)和固定设备(5)以形状配合的锁定方式连接，以使得膜片(8)布置在固定设备(5)中的开口(22)中。