DE102016212973A1

DE102016212973A1 - Umfeldsensor mit Resonator zur Detektion einer Sensordegradation

Info

Publication number: DE102016212973A1
Application number: DE102016212973.2A
Authority: DE
Inventors: Grant Davtjan
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Umfeldsensor und ein Verfahren zum Erkennen einer Beeinträchtigung des Umfeldsensors in einem Fahrzeug mittels eines Resonators mit den Schritten, Einstellen einer Resonanzfrequenz am Resonator, Ermitteln einer Dämpfung und Verschiebung der Resonanzfrequenz wobei die Beeinträchtigung des Umfeldsensors aus der ermittelten Dämpfung und Verschiebung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Umfeldsensor mit einem Resonator, der dazu eingerichtet ist Nässe zu erkennen, die den Umfeldsensor beeinträchtigt.
Stand der Technik
EP 2 251 679 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen einer Feuchte eines Produktes mittels unterschiedlichen Resonanzfrequenzen eines Ringresonators. Zur Anregung des Ringresonators eignet sich eine Frequenz unterhalb der Relaxationsfrequenz von Wassers, beispielsweise das SM 2,4-GHz-Band.
Umfelderfassungsysteme, insbesondere mit Radar, sind beispielsweise aus DE 10 2010 006 214 A1 bekannt und werden zur Notbremsung eines Fahrzeugs verwendet. Diese Systeme müssen daher sehr zuverlässig sein, um Fehlbremsungen zu verhindern.
Aufgabe und Lösung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mittels dessen eine Beeinflussung eines Umfelsensors durch Nässe ermittelt werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Erkennen einer Beeinträchtigung eines Umfeldsensors mittels eines Resonators die folgenden Schritte auf, Einstellen einer Resonanzfrequenz am Resonator, Ermitteln einer Dämpfung und/oder Verschiebung der Resonanzfrequenz, wobei die Beeinträchtigung des Umfeldsensors aus der ermittelten Dämpfung und Verschiebung bestimmt wird.
Eine Beeinträchtigung des Umfeldsensors kann durch Schmutz oder Nässe verursacht werden. Die Nässe kann zu einer Verschiebung und/oder Dämpfung der Resonanzfrequenz am Resonator führen. Diese Verschiebung ist ein Maß für die Nässe am Resonator. Die Beeinflussung des Umfeldsensors kann somit aus der Verschiebung und/oder Dämpfung der Resonanzfrequenz bestimmt werden.
In vorteilhafter Weise kann durch den Resonator eine Nässe festgestellt werden, die vor einer Fehlinterpretationen der Messergebnisse des Umfeldsensor schützt.
Bei dem Umfeldsensor kann es sich beispielsweise um einen Radarsensor, einen Kamerasensor oder einen Ultraschallsensor handeln. Vorzugsweise könnte bei einem Radarsensor die bereits vorhandenen HF-Komponenten des Radarsensors verwendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Resonator ringförmig ausgebildet sein.
In vorteilhafter Weise kann ein ringförmiger Resonator die Nässe genauer ermitteln, da der ringförmige Resonator durch Abstrahlverluste weniger beeinflussbar ist als ein streifenförmiger Resonator.
Bevorzugt kann das Verfahren eine Vielzahl von Resonatoren ansteuern. Die Ansteuerung kann insbesondere abwechselnd erfolgen. Ebenso ist es möglich die einzelnen Resonatoren in einer beliebigen Reihenfolge anzusteuern.
In vorteilhafter Weise können dadurch mehrere Resonatoren verwendet werden und die Nässe und damit auch die Beeinflussung des Umfeldsensors genauer festgestellt werden.
Weiter bevorzugt kann die Beeinträchtigung aus der ermittelten Dämpfung und/oder Verschiebung mittels einer Parameterliste ermittelt werden. Diese Parameterliste kann im Umfeldsensor hinterlegt sein und ermöglicht damit eine Zuordnung der, aus der Verschiebung und/oder Dämpfung der Resonanzfrequenz ermittelten, Nässe zu einem Grad der Beeinflussung des Umfeldsensors.
In vorteilhafter Weise ist dadurch eine Beeinträchtigung des Umfeldsensors aus der ermittelten Verschiebung und/oder Dämpfung der Resonanzfrequenz direkt aus der Parameterliste bestimmbar.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Parameterliste experimentell ermittelt werden. Dabei wird der Grad der Beeinflussung des Umfeldsensors in Abhängigkeit der durch den Resonator ermittelten Feuchte bestimmt. In vorteilhafter Weise kann anhand dieser Parameterliste die Beeinflussung des Umfeldsensors in Abhängigkeit der Frequenzverschiebung und/oder Dämpfung des Resonators besonders genau bestimmt werden.
Erfindungsgemäß umfasst ein Umfeldsensor in einem Fahrzeug einen Resonator, der eingerichtet ist, eine Beeinträchtigung des Umfeldsensors gemäß eines der vorherigen Verfahren zu erkennen.
Bevorzugt kann der Resonator in Abstrahlrichtung des Umfeldsensors angeordnet sein. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Beeinflussung des Umfeldsensors dort ermittelt, wo die höchste Beeinflussung zu erwarten ist.
Weiter Bevorzugt kann der Resonator ein Teil eines den Umfeldsensor umgebenden Gehäuses sein.
In vorteilhafter Weise kann der Resonator dadurch bereits während der Fertigung des Gehäuses berücksichtig werden.
In einer weiteren Ausgestaltung kann mindestens ein Resonator auf oder in einer Wand des Gehäuses angeordnet sein. In vorteilhafter Weise kann so der Resonator vor Umwelteinflüssen geschützt werden.
Weiter Bevorzugt weist der Ringresonator einen Abstand von weniger als 2 cm zu einer äußeren Oberfläche einer Wand des Gehäuses auf.
In vorteilhafter Weise kann so die Wirkungsweise des Resonators weiter verbessert werden.
Figurenbeschreibung
1 zeigt den Aufbau eines Ringresonators gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt die Frequenzverschiebung eines Ringresonators gemäß dem Stand der Technik.
3 zeigt ein Gehäuse für ein Umfelderfassungsystem auf dem ein Ringresonator angeordnet ist.
4 zeigt ein Gehäuse für ein Umfelderfassungsystem mit im Gehäuse integriertem Ringresonator.
5 zeigt ein Gehäuse für ein Umfelderfassungsystem mit vier auf dem Gehäuse angeordneten Ringresonatoren.
6 zeigt ein Gehäuse für ein Umfelderfassungsystem mit vier im Gehäuse integrierten Ringresonatoren.
Der bekannte Ringresonator 1 in 1 weist eine Mikrostreifenleiterbahn 3 auf, die einen geschlossenen Kreis bildet. Über zwei Kontakte 5 kann die Mikrostreifenleiterbahn 3 an einen HF-Leitung angekoppelt werden, über die eine Anregung der Mikrostreifenleiterbahn 3 möglich ist.
In 2 ist die bekannte Beeinflussung der Resonanzfrequenz 23, 33 eines Ringresonators 1 gezeigt. Der Frequenzgang einer Luftmessung 21 ist gestrichelt dargestellt und unterscheidet sich vom Frequenzgang einer Messung von feuchtem Material 31.
Die Bandbreite 25 einer Luftmessung 21 ist geringer als die Bandbreite 35 einer Messung von feuchtem Material 31. Im Gegensatz dazu ist die Amplitude der Resonanzfrequenz 23 der Luftmessung 32 größer als die Amplitude der Resonanzfrequenz 33 einer Messung von feuchtem Material 31.
Die Nässe verursacht eine Verschiebung der Resonanzfrequenz hin zu niedrigeren Frequenzen und eine Dämpfung der Amplitude. Dieses Verhalten des Ringresonators wird zur Bestimmung der Nässe genutzt.
In 3 wird der Ringresonator 1 durch eine Mikrostreifenleitung 3 auf der Oberfläche 7 eines Gehäuses 9 gebildet. Durch die Nässe ändert sich der Frequenzgang des Ringresonators. Aus der Dämpfung und Verschiebung kann ein Grad der Nässe auf dem Gehäuse 9 ermittelt werden. Aus dem Grad kann die Beeinflussung des Umfeldsensors 10 durch die Nässe bestimmt werden und beim Betrieb des Umfeldsensors 10 berücksichtigt werden.
Das Gehäuse 9 in 4 weist eine im Gehäuse 9 liegenden Mikrostreifenleitung 3 auf, die einen Ringresonator 1 bildet. Der Ringresonator 3 liegt in Abstrahlrichtung des Umfeldsensors 10.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Vier Mikrostreifenleitungen 3 sind auf der Oberfläche 7 eines Gehäuses 9 mit einem Umfeldsensor 10 angeordneten und bilden vier Ringresonatoren 1.
In 6 sind die vier Mikrostreifenleitungen 3 in einem Gehäuse 9 über einem Umfeldsensor 10 angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2251679 [0002]
DE 102010006214 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Erkennen einer Beeinträchtigung eines Umfeldsensors (10) mittels eines Resonators (1) mit den Schritten: – Einstellen einer Resonanzfrequenz am Resonator (1), – Ermitteln einer Dämpfung und/oder Verschiebung der Resonanzfrequenz, gekennzeichnet durch – Bestimmen der Beeinträchtigung des Umfeldsensors (10) aus der ermittelten Dämpfung und Verschiebung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Resonatoren (1) abwechselnd angesteuert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beeinträchtigung aus der ermittelten Dämpfung oder Verschiebung mittels einer Parameterliste ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Parameterliste experimentell ermittelt wurde.
Umfeldsensor (10) in einem Fahrzeug umfassend: einen Resonator (1), der eingerichtet ist, eine Beeinträchtigung des Umfeldsensors (10) gemäß eines der vorherigen Verfahren zu erkennen.
Umfeldsensor (10) gemäß Anspruch 5, wobei der Resonator (1) in Abstrahlrichtung des Umfeldsensors (10) angeordnet ist.
Umfeldsensor (10) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Resonator (1) ein Teil eines den Umfeldsensor (10) umgebenden Gehäuses (9) ist
Umfeldsensor (10) gemäß Anspruch 7, wobei mindestens ein Resonator (1) auf oder in einer Wand (7) des Gehäuses (9) angeordnet ist.
Umfeldsensor (10) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Resonator (1) einen Abstand von weniger als 2 cm zu einer äußeren Oberfläche einer Wand (7) des Gehäuses (9) aufweist.
Umfeldsensor (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Resonator (1) ringförmig ausgebildet ist.