DE102018106333A1

DE102018106333A1 - Sensor device for detecting sound, in particular for detecting structure-borne noise on a vehicle

Info

Publication number: DE102018106333A1
Application number: DE102018106333.4A
Authority: DE
Inventors: Paul Deron; Julien BUNGALSKI
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-09-19

Abstract

Bei einer Sensorvorrichtung zur Erfassung von Schall, insbesondere zur Erfassung von Körperschall an einem Fahrzeug, insbesondere von durch Umgebungseinflüsse hervorgerufenem Schall, mit mindestens einem Schallsensor und mit mindestens einem den Schallsensor zumindest abschnittsweise umgebenden Gehäuse, wobei das Gehäuse mindestens einen flächig ausgebildeten Detektionsbereich aufweist, wobei der Schallsensor körperschallleitend mit dem Detektionsbereich verbunden ist und wobei das Gehäuse Befestigungsabschnitte zur Befestigung an einem Gegenstand, insbesondere zur Befestigung an einem Fahrzeug, aufweist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass zwischen dem flächig ausgebildeten Detektionsbereich und mindestens einem Befestigungsabschnitt des Gehäuses mindestens ein Bereich mit reduzierter Materialstärke des Gehäuses angeordnet ist.In a sensor device for detecting sound, in particular for detecting structure-borne noise on a vehicle, in particular caused by environmental influences sound, with at least one sound sensor and at least one sound sensor at least partially surrounding housing, wherein the housing has at least one area formed detection area, wherein the sound sensor is connected to the detection area in a structure similar to a structure of sound, and wherein the housing has attachment sections for attachment to an object, in particular for fastening to a vehicle, it is essential to the invention that at least one area of reduced material thickness is provided between the areally formed detection area and at least one attachment section of the housing of the housing is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Schall, insbesondere zur Erfassung von Körperschall an einem Fahrzeug, insbesondere von durch Umgebungseinflüsse hervorgerufenem Schall, mit mindestens einem Schallsensor und mit mindestens einem den Schallsensor zumindest abschnittsweise umgebenden Gehäuse, wobei das Gehäuse mindestens einen flächig ausgebildeten Detektionsbereich aufweist, wobei der Schallsensor körperschallleitend mit dem Detektionsbereich verbunden ist und wobei das Gehäuse Befestigungsabschnitte zur Befestigung an einem Gegenstand, insbesondere zur Befestigung an einem Fahrzeug, aufweist.The invention relates to a sensor device for detecting sound, in particular for detecting structure-borne noise on a vehicle, in particular caused by environmental influences sound, with at least one sound sensor and at least one sound sensor at least partially surrounding housing, wherein the housing has at least one area formed detection area , Wherein the sound sensor is connected to the detection area with structure-borne sound and wherein the housing has fastening sections for attachment to an object, in particular for attachment to a vehicle.

Sensorvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt und kommen in einer Vielzahl von Fahrzeugen zur Verwendung. Beispielsweise können die Sensorvorrichtungen zur Erkennung einer Fahrbahnbenetzung mit Feuchtigkeit oder zur Erfassung von Umgebungseinflüssen wie aufgewirbeltem Rollsplit oder ähnlichem eingesetzt werden. Beispielsweise können durch aufgewirbelten Rollsplit oder auch durch aufgewirbeltes Spritzwasser Schallsignale, insbesondere Körperschallsignale, an der Außenhülle des Fahrzeuges erzeugt werden. Diese Körperschallsignale können durch Schallsensoren, insbesondere durch Körperschallsensoren, erfasst werden. Ein Körperschallsensor kann in einem Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse einen vorzugsweise flächig ausgebildeten Detektionsbereich aufweist. Beispielsweise können das aufgewirbelte Spritzwasser oder Schmutzpartikel auf den Detektionsbereich treffen und somit Körperschallsignale auf dem Detektionsbereich erzeugen. Mindestens ein Körperschallsensor ist körperschallleitend mit dem Detektionsbereich verbunden, um die von den äußeren Umgebungseinflüssen erzeugten Körperschallsignale zu erfassen.Sensor devices of the type mentioned are known and come in a variety of vehicles for use. For example, the sensor devices may be used to detect roadway wetness with moisture or to detect environmental influences such as whirled-up splits or the like. By way of example, sound signals, in particular structure-borne sound signals, can be generated on the outer shell of the vehicle by whirled-up splinters or by swirling spray water. These structure-borne sound signals can be detected by sound sensors, in particular by structure-borne noise sensors. A structure-borne noise sensor can be arranged in a housing, wherein the housing has a preferably areally formed detection area. For example, the fluidized spray water or dirt particles can strike the detection area and thus generate structure-borne noise signals on the detection area. At least one structure-borne sound sensor is connected to the detection area in such a way that it is sound-conducting in order to detect the structure-borne sound signals generated by the external environmental influences.

Um zu gewährleisten, dass es sich bei den erfassten Körperschallsignalen um auf Umgebungsbedingungen zurückgehende Körperschallsignale handelt und nicht um beispielsweise vom Fahrbetrieb hervorgerufene Körperschallsignale handelt, ist eine mechanische Entkopplung des Körperschallsensors notwendig.In order to ensure that the recorded structure-borne sound signals are structure-borne sound signals which are based on ambient conditions and are not structure-borne sound signals caused, for example, by driving, mechanical decoupling of the structure-borne noise sensor is necessary.

Aus der DE 102015211539 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Ultraschallsensoranordnung zur berührungslosen Erfassung im Umfeld des Fahrzeuges befindlicher Objekte bekannt. Hierbei werden piezoelektrische Foliensensoren eingesetzt. Zur akustischen und elektrischen Entkopplung der Sensorbereiche einer Sensorfolie mit zumindest zwei voneinander getrennt nutzbaren Sensorbereichen werden Dämpfungsmittel eingesetzt. Die Dämpfungsmittel zur akustischen und elektrischen Entkopplung der Sensorbereiche werden zwischen den Sensorbereichen angeordnet. Bei den Dämpfungsmitteln kann es sich beispielsweise um in die Sensorfolie eingearbeitete Streifen aus Elastomer handeln.From the DE 102015211539 A1 is a motor vehicle with an ultrasonic sensor arrangement for contactless detection in the environment of the vehicle befindlicher objects known. In this case, piezoelectric film sensors are used. For acoustic and electrical decoupling of the sensor regions of a sensor film with at least two sensor regions which can be used separately from one another, damping means are used. The damping means for acoustic and electrical decoupling of the sensor areas are arranged between the sensor areas. The attenuation means may be, for example, strips of elastomer incorporated in the sensor film.

Das Einsetzen von Dämpfungsmitteln aus speziellem, dämpfendem Material ist aufwendig und somit montagezeitintensiv und kostenintensiv.The use of damping means made of special, damping material is complex and thus time-consuming and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensorvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der eine einfache und kostengünstige mechanische Entkopplung des Detektionsbereiches ermöglicht ist.The invention has for its object to provide a sensor device of the type mentioned, in which a simple and inexpensive mechanical decoupling of the detection range is made possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution of this object is achieved with a sensor device having the features of claim 1. Further developments and advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Die Sensorvorrichtung ist zur Erfassung von Schall, insbesondere zur Erfassung von Körperschallsignalen an einem Fahrzeug vorgesehen. Insbesondere ist die Sensorvorrichtung hierbei zur Erfassung von Körperschallsignalen vorgesehen, die durch Umgebungseinflüsse an der Außenhülle eines Fahrzeuges hervorgerufen werden. Bei Umgebungseinflüssen, die Körperschallsignale auf der Fahrzeugaußenhülle erzeugen, kann es sich beispielsweise um von einer regennassen Fahrbahn aufgewirbeltes Spritzwasser, aufgewirbelten Rollsplit oder ähnliche auf die Fahrzeugaußenhülle auftreffende Partikel handeln. Zur Erfassung der Körperschallsignale weist die Sensorvorrichtung mindestens einen Schallsensor, insbesondere einen Körperschallsensor, auf. Der Körperschallsensor kann mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der erfassten Körperschallsignale signalleitend verbunden sein. Mindestens ein Körperschallsensor ist von einem Gehäuse zumindest abschnittsweise umgeben. Das Gehäuse bildet einen vorzugsweise flächig ausgebildeten Detektionsbereich aus, auf dem Körperschallsignale durch Umgebungseinflüsse, wie beispielsweise auftreffendes Spritzwasser, erzeugt werden. Der Körperschallsensor ist körperschallleitend mit dem Detektionsbereich des Gehäuses verbunden, so dass die auf dem Detektionsbereich erzeugten Körperschallsignale von dem Körperschallsensor erfasst werden können. Insbesondere ist der Körperschallsensor auf einer Seite des Detektionsbereiches angeordnet. Vorzugsweise ist der Körperschallsensor auf der den Umgebungseinflüssen abgewandten Seite des Gehäuses, also vor den Umgebungseinflüssen geschützt, angeordnet. Weiterhin kann das Gehäuse einen Deckel zum vollständigen Verschließen des Gehäuses aufweisen. Das Gehäuse kann so an dem Fahrzeug angeordnet werden, dass die keinen Körperschallsensor aufweisende Seite des Detektionsbereiches den Umgebungseinflüssen zugewandt ist. Bei dem Körperschallsensor kann es sich beispielsweise um eine piezoelektrische Folie handeln, die auf eine Seite des Detektionsbereiches aufgebracht ist. Das Gehäuse weist Befestigungsabschnitte auf, mit denen das Gehäuse an dem zu überwachenden Gegenstand, insbesondere an einem Fahrzeug, beispielsweise an der Fahrzeugaußenhülle, befestigt werden kann. Zwischen den Befestigungsabschnitten des Gehäuses und dem flächig ausgebildeten Detektionsbereich sind Bereiche reduzierter Materialstärke angeordnet. Hierdurch wird eine Übertragung von Vibrationen, die sich auf dem Gegenstand, an dem das Gehäuse befestigt ist, ausbreiten und die nicht auf die zu erfassenden Umgebungseinflüsse zurückgehen, von dem Gegenstand auf den Detektionsbereich minimiert. Die Bereiche reduzierter Materialstärke des Gehäuses können beispielsweise durch eine Reduktion der Wandstärke des Gehäuses, also durch Bereiche, in denen die Gehäusewandung dünner als in den übrigen Bereichen ausgebildet ist, ausgebildet sein. Durch eine dünnere Gehäusewandung werden Vibrationen von dem Gegenstand, an dem das Gehäuse befestigt ist, weniger stark auf die Detektionsfläche übertragen. Somit stören die Vibrationen, die nicht durch Umgebungseinflüsse hervorgerufen werden, nicht die Erfassung der Schallereignisse, die durch Umgebungseinflüsse hervorgerufen werden. Zudem ist die Detektionsfläche hierdurch biegeschlaffer, so dass eine größere Durchbiegung ermöglich ist, wodurch die Umgebungseinflüsse zu verstärkten Körperschallsignalen führen können. Weiterhin kann der genannte Detektionsbereich durch einen Bereich geringerer Materialstärke ausgebildet sein, also eine geringere Dicke als die Wandungen des Gehäuses aufweisen. Durch die gegenüber den Wandungen reduzierte Dicke kann eine Entkopplung des Detektionsbereiches und somit des auf dem Detektionsbereich angeordneten Körperschallsensors gegenüber den angrenzenden Gehäusewandungen erreicht werden. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung zur Erfassung von Niederschlag auf einer Fahrbahn, auf der ein Fahrzeug bewegt wird, eingesetzt werden, indem die Sensorvorrichtung im Bereich des von den Reifen des Fahrzeuges aufgewirbelten Spritzwassers angeordnet ist. Das aufgewirbelte Spritzwasser kann auf den Detektionsbereich der Sensorvorrichtung treffen und hierbei Körperschallsignale erzeugen, die erfasst werden können. Durch den Fahrbetrieb des Fahrzeuges können ebenso Vibrationen entstehen, die auf das Gehäuse der Sensorvorrichtung übertragen werden und sich somit mit den Vibrationen, die durch das auftreffende Spritzwasser erzeugt werden, überlagern. Durch die Überlagerung kann die Erfassung des Spritzwasser erschwert sein. Durch die Bereiche geringerer Materialstärke, die zwischen den Befestigungsabschnitten des Gehäuses und dem Detektionsbereich angeordnet sind, werden die Vibrationen, die auf den Fahrbetrieb zurückgehen, weniger stark übertragen. Zudem ist ein freieres Schwingen des Detektionsbereiches bei Auftreffen des Spritzwassers durch die Bereiche geringerer Materialstärke ermöglicht, so dass eine genauere Erfassung der durch das auftreffende Spritzwasser erzeugten Körperschallschwingungen ermöglicht ist. Somit ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, den Detektionsbereich und folglich den darauf angeordneten Schallsensor von dem Gegenstand, an dem die Sensorvorrichtung angeordnet ist, mechanisch zu entkoppeln.The sensor device is provided for detecting sound, in particular for detecting structure-borne sound signals on a vehicle. In particular, the sensor device is provided here for detecting structure-borne sound signals, which are caused by environmental influences on the outer shell of a vehicle. Environmental influences that generate structure-borne noise signals on the vehicle outer shell can be, for example, spray water swirled up by a rain-soaked roadway, rolled-up splinters or similar particles impacting the vehicle outer shell. To detect the structure-borne noise signals, the sensor device has at least one sound sensor, in particular a structure-borne noise sensor. The structure-borne noise sensor can be connected to an evaluation device for evaluating the recorded structure-borne sound signals in a signal-conducting manner. At least one structure-borne sound sensor is surrounded by a housing at least in sections. The housing forms a preferably flat Detection range on the structure-borne sound signals are generated by environmental influences, such as impinging spray water. The structure-borne sound sensor is connected to the detection area of the housing in the same way as the structure of sound, so that the structure-borne sound signals generated on the detection area can be detected by the structure-borne sound sensor. In particular, the structure-borne sound sensor is arranged on one side of the detection area. The structure-borne sound sensor is preferably arranged on the side of the housing facing away from the environmental influences, that is to say protected from the environmental influences. Furthermore, the housing may have a cover for completely closing the housing. The housing can be arranged on the vehicle such that the side of the detection area having no structure-borne sound sensor faces the environmental influences. The structure-borne sound sensor can be, for example, a piezoelectric film which is applied to one side of the detection area. The housing has fastening portions with which the housing can be fastened to the object to be monitored, in particular to a vehicle, for example to the vehicle outer shell. Between the mounting portions of the housing and the area-formed detection area areas of reduced material thickness are arranged. This minimizes the transmission of vibrations from the article to the detection area, which propagate to the article to which the housing is attached and which are not due to the environmental influences to be detected. The regions of reduced material thickness of the housing can be formed, for example, by reducing the wall thickness of the housing, that is to say by regions in which the housing wall is thinner than in the other regions. By a thinner housing wall vibrations from the object to which the housing is attached, transmitted less strongly to the detection surface. Thus, the vibrations, which are not caused by environmental influences, do not disturb the detection of the sound events, which are caused by environmental influences. In addition, the detection surface is thus sluggish, so that a larger deflection is possible, whereby the environmental influences can lead to amplified structure-borne sound signals. Furthermore, said detection range can be formed by a region of lesser material thickness, that is, have a smaller thickness than the walls of the housing. Due to the reduced thickness relative to the walls, a decoupling of the detection area and thus of the structure-borne sound sensor arranged on the detection area relative to the adjacent housing walls can be achieved. For example, the sensor device for detecting precipitation on a road on which a vehicle is moved, can be used by the sensor device is arranged in the region of the sprayed up by the tires of the vehicle spray. The fluidized spray water can hit the detection area of the sensor device and in this case generate structure-borne sound signals which can be detected. As a result of the driving operation of the vehicle, it is likewise possible for vibrations to occur which are transmitted to the housing of the sensor device and thus overlap with the vibrations which are generated by the impinging spray water. By overlaying the detection of the spray can be difficult. Due to the areas of lesser material thickness, which are arranged between the mounting portions of the housing and the detection area, the vibrations that go back to the driving, less transmitted. In addition, a freer swinging of the detection area upon impact of the spray water is made possible by the areas of lesser material thickness, so that a more accurate detection of the structure-borne sound vibrations generated by the impinging spray water is possible. Thus, a simple and cost-effective possibility is provided to mechanically decouple the detection area and consequently the sound sensor arranged thereon from the object on which the sensor device is arranged.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Schallsensor auf einer Seite des Detektionsbereiches angeordnet und der Detektionsbereich weist einen den Schallsensor zumindest abschnittsweise umlaufenden Bereich mit reduzierter Materialstärke auf. Zur Erfassung von Schallereignissen, die auf dem Detektionsbereich, beispielsweise durch Umgebungseinflüsse, hervorgerufen werden, ist der Schallsensor, insbesondere ein Körperschallsensor, vorzugsweise auf einer Seite des Detektionsbereiches angeordnet. Um eine weitestgehend mechanische Entkopplung des Detektionsbereich und somit des Schallsensors von dem angrenzenden Abschnitten des Gehäuses zu erreichen, weist der Detektionsbereich einen Bereich reduzierter Materialstärke auf. Hierbei ist der Bereich verminderter Materialstärke zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, umlaufend um den Schallsensor herum angeordnet. Somit ist zwischen dem Schallsensor und den Befestigungsbereichen des Gehäuses ein Bereich verminderter Materialstärke angeordnet. Hierdurch ist eine mechanische Entkopplung des Schallsensors von den angrenzenden Gehäuseteilen ermöglicht.In one development of the invention, the sound sensor is arranged on one side of the detection area, and the detection area has a region of reduced material thickness which surrounds the sound sensor at least in sections. For the detection of sound events, which are caused on the detection area, for example by environmental influences, the sound sensor, in particular a structure-borne noise sensor, is preferably arranged on one side of the detection area. In order to achieve a largely mechanical decoupling of the detection area and thus of the sound sensor from the adjacent sections of the housing, the detection area has an area of reduced material thickness. Here, the region of reduced thickness is at least partially, in particular completely, arranged circumferentially around the sound sensor around. Thus, an area of reduced material thickness is arranged between the sound sensor and the attachment areas of the housing. This allows a mechanical decoupling of the sound sensor from the adjacent housing parts.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind an den Detektionsbereich angrenzende Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet und die Seitenwandungen weisen mindestens einen materialreduzierten den Detektionsbereich zumindest abschnittsweise umlaufenden Bereich auf. Der Detektionsbereich kann von angrenzenden Gehäusewandungen umgeben sein. An den Gehäusewandungen können Befestigungsabschnitte zur Befestigung des Gehäuses, beispielsweise an einem Fahrzeug, angeordnet sein. Die Gehäusewandungen können materialreduzierte Bereiche aufweisen, die den Detektionsbereich zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, umlaufen. Durch die materialreduzierten Bereiche ist eine Vibrationsübertragung von den Befestigungsabschnitten auf den Detektionsbereich vermindert, sodass eine einfache Art der mechanischen Entkopplung des Detektionsbereiches von den Befestigungsabschnitten gegeben ist.In a development of the invention, side walls of the housing adjoining the detection area are arranged, and the side walls have at least one material-reduced area surrounding the detection area, at least in sections. The detection area can be surrounded by adjacent housing walls. Attachment sections for fastening the housing, for example to a vehicle, may be arranged on the housing walls. The housing walls may have material-reduced areas which at least partially, preferably completely, circulate the detection area. As a result of the material-reduced regions, a vibration transmission from the fastening sections to the detection zone is reduced, so that a simple type of mechanical decoupling of the detection zone from the fastening sections is provided.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein Bereich reduzierter Materialstärke durch eine Nut ausgebildet. Mindestens ein Bereich reduzierter Materialstärke kann durch eine Nut ausgebildet sein. Bei einer Nut handelt es sich um eine längliche Vertiefung, insbesondere um eine längliche, winkelige Vertiefung, die in das Gehäuse eingebracht ist. Eine Nut kann hierbei sowohl nachträglich in das Gehäuse eingebracht sein oder schon während des Herstellungsprozesses vorgesehen sein. Durch eine Nut ist ein definierter Bereich reduzierter Materialstärke gegeben.In one development of the invention, at least one region of reduced material thickness is formed by a groove. At least one region of reduced material thickness may be formed by a groove. A groove is an elongated recess, in particular an elongate angled recess, which is introduced into the housing. A groove can in this case be subsequently introduced into the housing or already provided during the manufacturing process. Through a groove a defined range of reduced material thickness is given.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Bereiche reduzierter Materialstärke, insbesondere zwei Nuten, zumindest annähernd parallel zueinander angeordnet. Es können mehrere Bereiche reduzierter Materialstärken an dem Gehäuse vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei parallel zueinander angeordnete Nuten vorgesehen sein, die den Körperschallsensor umlaufen. Durch die Anordnung von mehreren parallel zueinander angeordneten Nuten ist eine verbesserte mechanische Entkopplung des Detektionsbereiches ermöglicht.In one development of the invention, at least two regions of reduced material thickness, in particular two grooves, are arranged at least approximately parallel to one another. Several areas of reduced material thicknesses can be provided on the housing. For example, two mutually parallel grooves may be provided which rotate around the structure-borne sound sensor. By arranging a plurality of mutually parallel grooves, an improved mechanical decoupling of the detection area is made possible.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Nut auf der den Schallsensor aufweisenden Seite des flächig ausgebildeten Detektionsbereiches und/oder auf der dem Schallsensor abgewandten Seite des Detektionsbereiches angeordnet. Die Nuten zur Ausbildung von materialreduzierten Bereichen können sowohl auf der Seite des Detektionsbereiches, auf der sich der Schallsensor, insbesondere der Körperschallsensor, befindet, angeordnet sein als auch auf der dem Körperschallsensor abgewandten Seite des Detektionsbereiches. Weiterhin können auf beiden Seiten Nuten angeordnet sein. Diese können beispielsweise deckungsgleich angeordnet sein, so dass die materialreduzierten Bereiche durch beidseitig eingebrachte Nuten ausgebildet sind.In one development of the invention, at least one groove is arranged on the side of the areally formed detection area having the sound sensor and / or on the side of the detection area which faces away from the sound sensor. The grooves for the formation of material-reduced areas can be arranged both on the side of the detection area on which the sound sensor, in particular the structure-borne sound sensor, and on the side facing away from the structure-borne sound sensor of the detection area. Furthermore, grooves can be arranged on both sides. These can be arranged congruently, for example, so that the material-reduced areas are formed by grooves introduced on both sides.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Grundfläche des Detektionsbereiches kreisrund ausgebildet und mindestens eine Nut verläuft zumindest annähernd parallel zum Rand des Detektionsbereiches. Vorzugsweise ist die Grundfläche des Detektionsbereich kreisrund ausgebildet. Auf der kreisrunden Grundfläche ist vorzugsweise mittig der Schallsensor, insbesondere der Körperschallsensor in Form einer aufgeklebten piezoelektrischen Folie, angeordnet. Durch die kreisrund ausgebildete Grundfläche ist eine einfache Anordnung der Sensorvorrichtung in einer Öffnung, beispielsweise in einer Öffnung der Außenhülle eines Fahrzeuges, ermöglicht. Durch mindestens eine in die Grundfläche des Detektionsbereich eingebrachte Nut, die parallel zu den Rändern der kreisrunden Grundfläche angeordnet ist, ist eine mechanische Entkopplung des Körperschallsensors von den angrenzenden Gehäuseteilen ermöglicht.In one development of the invention, the base area of the detection area is circular and at least one groove runs at least approximately parallel to the edge of the detection area. Preferably, the base of the detection area is circular. The sound sensor, in particular the structure-borne sound sensor in the form of an adhesively bonded piezoelectric film, is preferably arranged centrally on the circular base area. Due to the circular base surface is a simple arrangement of the sensor device in an opening, for example in an opening of the outer shell of a vehicle allows. By at least one introduced into the base of the detection area groove, which is arranged parallel to the edges of the circular base, a mechanical decoupling of the structure-borne sound sensor is made possible by the adjacent housing parts.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der materialreduzierte Bereich durch eine Verjüngung der Wandstärke der Seitenwandungen ausgebildet. Ein materialreduzierter Bereich kann in eine an den Detektionsbereich angrenzende Wandung des Gehäuses eingebracht sein. Beispielsweise kann ein materialreduzierter Bereich durch eine Verjüngung der Seitenwandung ausgebildet sein. Bei einer Verjüngung kann die Wandstärke der Seitenwand beispielsweise von dem Detektionsbereich ausgehend abnehmen oder in Richtung des Detektionsbereiches zunehmen. Durch eine Verjüngung ist eine Reduktion der Wandstärke und somit eine Entkopplung des Detektionsbereiches gegeben.In a further development of the invention, the material-reduced region is formed by a tapering of the wall thickness of the side walls. A material-reduced region can be introduced into a wall of the housing adjoining the detection region. For example, a material-reduced area may be formed by a taper of the side wall. In the case of a taper, the wall thickness of the side wall can decrease, for example, starting from the detection area or increasing in the direction of the detection area. By a taper, a reduction of the wall thickness and thus a decoupling of the detection area is given.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse zur Aufnahme in eine Öffnung der Außenhülle eines Fahrzeuges ausgebildet. Das Gehäuse der Sensorvorrichtung kann zur Aufnahme in eine Öffnung der Außenhülle eines Fahrzeuges ausgebildet sein. Insbesondere kann hierbei die Sensorvorrichtung so in die Öffnung aufgenommen sein, dass der Detektionsbereich bündig zu der Außenhülle des Fahrzeuges angeordnet ist. Somit kann beispielsweise auf die Außenhülle auftreffendes Spritzwasser durch die auf dem Detektionsbereich durch das Spritzwasser erzeugten Körperschallsignale erfasst werden. Um eine Verfälschung der Messergebnisse durch Fahrbetrieb bedingte Vibrationen des Fahrzeuges zu minimieren, sind zwischen dem Detektionsbereich und den Befestigungsabschnitten des Gehäuses Bereiche mit reduzierter Materialstärke angeordnet.In a further development of the invention, the housing is designed to be received in an opening of the outer shell of a vehicle. The housing of the sensor device may be designed to be received in an opening of the outer shell of a vehicle. In particular, in this case the sensor device can be accommodated in the opening in such a way that the detection area is arranged flush with the outer shell of the vehicle. Thus, for example, splash water impinging on the outer shell can be detected by the structure-borne noise signals generated by the spray water on the detection area. In order to minimize falsification of the measurement results caused by driving vibrations of the vehicle, areas with reduced material thickness are arranged between the detection area and the mounting portions of the housing.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Seitenwandungen flanschartig, zum Einfügen in eine Öffnung der Fahrzeugaußenhülle ausgebildet. Das Gehäuse der Sensorvorrichtung kann zur Aufnahme in eine Öffnung der Fahrzeugaußenhülle ausgebildet sein und hierzu flanschartig ausgebildete Seitenwände aufweisen. Insbesondere können die Seitenwände des Gehäuses angrenzend an den Detektionsbereich angeordnet sein und an ihren dem Detektionsbereich abgewandten Ende einen kragenartigen, radial nach außen weisenden Überstand aufweisen, sodass die Seitenwände flanschartig ausgebildet sind. Insbesondere ist durch den kragenartigen Überstand ein Einfügen in eine Öffnung, beispielsweise in die Öffnung in der Außenhülle eines Fahrzeuges, und eine entsprechende Befestigung an den Innenseiten der Außenhülle ermöglicht. Durch die flanschartigen Seitenwände, insbesondere durch den kragenförmigen Überstand der flanschartigen Seitenwände, sind die Befestigungsabschnitte des Gehäuses ausgebildet.In one embodiment of the invention, the side walls are flange-like, designed for insertion into an opening of the vehicle outer shell. The housing of the sensor device can be designed to be received in an opening of the vehicle outer shell and have flange-like side walls for this purpose. In particular, the side walls of the housing may be arranged adjacent to the detection area and at their end facing away from the detection area a collar-like, radially outwardly facing supernatant, so that the side walls are formed flange. In particular, by the collar-like projection of an insertion into an opening, for example in the opening in the outer shell of a vehicle, and a corresponding attachment to the inner sides of the outer shell allows. By the flange-like side walls, in particular by the collar-shaped projection of the flange-like side walls, the fastening portions of the housing are formed.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, wobei erfindungswesentlich vorgesehen ist, dass die Sensorvorrichtung mittels der Befestigungsabschnitte mit der Außenhülle des Fahrzeuges und/oder mit mindestens einem an die Sensorvorrichtung angrenzenden Bauteil verbunden ist. Insbesondere bei Fahrzeugen kann eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zur Erfassung von Umgebungseinflüssen, beispielsweise zur Erfassung des Benetzungsgrades einer Fahrbahn mit Feuchtigkeit, eingesetzt werden. Der Benetzungsgrad einer Fahrbahn kann hierbei durch aufgewirbeltes Spritzwasser, das auf den Detektionsbereich der Sensorvorrichtung trifft, erfasst werden. Insbesondere wird hierbei der Körperschall, der von den auftreffenden Wassertropfen auf der Detektionseinrichtung erzeugt wird, von dem Körperschallsensor erfasst. Durch die Anordnung der Bereiche reduzierter Materialstärke des Gehäuses zwischen dem Detektionsbereich und den Befestigungsabschnitten des Gehäuses ist eine mechanische Entkopplung des Detektionsbereich vom Rest des Fahrzeuges gegeben. Hierdurch ist eine verminderte Übertragung der vom Fahrzeug, beispielsweise während des Fahrtbetriebes erzeugten Vibrationen, auf den Detektionsbereich ermöglicht, so dass eine Messung der durch die Wassertropfen erzeugten Körperschallsignale ohne eine Überlagerung durch die vom Fahrzeug erzeugten Schwingungen ermöglicht ist.Another aspect of the invention relates to a vehicle having a sensor device according to the invention, wherein it is essential to the invention that the sensor device is connected by means of the fastening sections to the outer shell of the vehicle and / or to at least one component adjacent to the sensor device. In particular, in vehicles, a sensor device according to the invention for detecting environmental influences, for example, for detecting the degree of wetting of a roadway with moisture, are used. The degree of wetting of a roadway can be detected here by whirling sprayed water which strikes the detection area of the sensor device. In particular, in this case the structure-borne sound, which is generated by the impinging water droplets on the detection device, is detected by the structure-borne sound sensor. The arrangement of the areas of reduced material thickness of the housing between the detection area and the fastening portions of the housing provides mechanical decoupling of the detection area from the rest of the vehicle. In this way, a reduced transmission of the vibrations generated by the vehicle, for example during the driving operation, to the detection area is made possible, so that a measurement of the structure-borne sound signals generated by the water drops is possible without an overlay by the vibrations generated by the vehicle.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sensorvorrichtung zumindest abschnittsweisen in eine Öffnung der Fahrzeugaußenhülle aufgenommen. Die Fahrzeugaußenhülle kann eine Öffnung aufweisen, in die die Sensorvorrichtung zumindest abschnittsweise aufgenommen ist. Insbesondere kann hierbei die Sensorvorrichtung so in die Öffnung aufgenommen sein, dass der Detektionsbereich bündig zur Fahrzeugaußenhülle ausgerichtet ist. Beispielsweise kann eine Radhausschale eine Öffnung aufweisen, in die die Sensorvorrichtung aufgenommen sein kann. Somit ist der Detektionsbereich im Bereich des von den Reifen aufgewirbelten Spritzwassers angeordnet, so dass von dem Spritzwasser auf dem Detektionsbereich erzeugte Körperschallsignale erfasst werden können.In one development of the invention, the sensor device is at least partially included in an opening of the vehicle outer shell. The vehicle outer shell may have an opening into which the sensor device is received at least in sections. In particular, in this case the sensor device can be accommodated in the opening such that the detection area is aligned flush with the vehicle outer shell. For example, a wheel housing shell may have an opening into which the sensor device may be accommodated. Thus, the detection area is arranged in the region of the spray water spun up by the tires so that structure-borne noise signals generated by the spray water on the detection area can be detected.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Sensorvorrichtung an der der Umgebung abgewandten Seite der Außenhülle des Fahrzeuges angeordnet. Die Sensorvorrichtung kann an der Innenseite der Außenhülle, also an der den Umgebungseinflüssen abgewandten Seite der Außenhülle des Fahrzeuges, angeordnet sein. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung hierbei mittels der Befestigungsabschnitte mit der Innenseite der Außenhülle verbunden sein. Durch die Anordnung an der Innenseite der Außenhülle ist die Sensorvorrichtung vor Umgebungseinflüssen, wie Wettereinflüssen, geschützt.In one embodiment of the invention, the sensor device is arranged on the side facing away from the environment of the outer shell of the vehicle. The sensor device can be arranged on the inside of the outer casing, that is to say on the side of the outer casing of the vehicle which is remote from the environmental influences. In particular, the sensor device can be connected to the inside of the outer shell by means of the attachment sections. The arrangement on the inside of the outer shell, the sensor device is protected from environmental influences, such as weather conditions.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:

1: eine Sensorvorrichtung mit einem Gehäuse in einem Querschnitt.

In the following the invention will be explained with reference to an embodiment shown in the drawing. In detail, the schematic representation in:

1 a sensor device with a housing in a cross section.

In 1 ist eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Schall, insbesondere von Körperschallsignalen, mit einem Körperschallsensor 1, der in einem Gehäuse 2 angeordnet ist, in einem Querschnitt dargestellt. Das Gehäuse 2 weist einen flächig ausgebildeten Detektionsbereich 3 auf. An der dem Inneren des Gehäuses 2 zugewandten Seite des Detektionsbereiches 3 ist der Körperschallsensor 1 angeordnet. Insbesondere kann der Körperschallsensor 1 als eine piezoelektrische Folie ausgebildet sein und flächig mit dem Detektionsbereich 3 verbunden sein. Somit ist der Körperschallsensor 1 durch das Gehäuse 2 vor Umgebungseinflüssen geschützt und ist zur Erfassung von Körperschallsignalen, die sich auf dem Detektionsbereich 3 ausbreiten, ausgebildet. Der flächig ausgebildete Detektionsbereich 3 ist von Seitenwandungen 4 umgeben. Die Seitenwandungen 4 weisen Befestigungsabschnitte 5 zur Befestigung an einem Gegenstand, insbesondere an einem Fahrzeug, auf. Das Gehäuse 2 mit den Seitenwandungen 4 und den Befestigungsabschnitten 5 ist somit flanschartig ausgebildet. Insbesondere kann der Detektionsbereich 3 kreisrund ausgebildet sein. Das Gehäuse 2 mit den Befestigungsabschnitten 5 ist zur Aufnahme in eine Öffnung eines Fahrzeuges, insbesondere in eine Öffnung der Außenhülle 7 eines Fahrzeuges ausgebildet. Insbesondere kann das Gehäuse 2 mit den Befestigungsabschnitten 5 so an der Außenhülle 7 eines Fahrzeuges angeordnet werden, dass der Detektionsbereich 3 bündig zur Außenhülle 7 des Fahrzeuges angeordnet ist. Insbesondere kann das Gehäuse 2 in eine Öffnung eines Radkastens eines Fahrzeuges aufgenommen sein. Durch Umgebungseinflüsse, insbesondere durch auftreffendes Spritzwasser, können Körperschallsignale auf dem Detektionsbereich 3 erzeugt werden, die von dem Körperschallsensor 1 erfasst werden können. Bei dem Spritzwasser kann es sich um durch Fahrzeugreifen von einer Fahrbahn aufgewirbeltes Spritzwasser handeln, so dass über die von dem Spritzwasser erzeugten Körperschallsignale der Benetzungsgrad einer Fahrbahn mit Feuchtigkeit ermittelt werden kann. Um zu verhindern, dass die Messungen der von den Umgebungseinflüssen erzeugten Körperschallsignale durch Eigenvibrationen des Gegenstandes, insbesondere des Fahrzeuges, beispielsweise durch Vibrationen beim Fahrbetrieb des Fahrzeuges, gestört werden, indem sich die Vibrationen auf den Detektionsbereich 3 übertragen, ist der Detektionsbereich 3 von den Befestigungsabschnitten 5 mechanisch entkoppelt. Hierzu sind Bereiche reduzierter Materialstärke 6 zwischen dem Detektionsbereich 3 und den Befestigungsabschnitten 5 angeordnet. Die Bereiche reduzierter Materialstärke 6 sind insbesondere durch Nuten in den Gehäusewandungen ausgebildet. Die Bereiche reduzierter Materialstärke 6 weisen beispielsweise eine geringere Wandstärke als die übrigen Bereiche des Gehäuses 2 auf, so dass eine geringere Übertragung von Vibrationen als bei voller Wandstärke des Gehäuses zu erwarten ist. Zudem ist der Detektionsbereich 3 aufgrund der Bereiche reduzierter Materialstärke 6 leichter von den Umgebungseinflüssen zu Schwingungen anzuregen, so dass eine sensitivere Erfassung von Körperschallsignalen auf dem Detektionsbereich 3 durch den Körperschallsensor 1 ermöglicht ist. Durch die Bereiche reduzierter Materialstärke 6 ist eine mechanische Entkopplung des Detektionsbereiches 3 von den Befestigungsabschnitten 5 bzw. dem Gegenstand, an dem das Gehäuse 2 befestigt ist, gegeben.In 1 is a sensor device for detecting sound, in particular structure-borne sound signals, with a structure-borne sound sensor 1 in a housing 2 is arranged, shown in a cross section. The housing 2 has a flat trained detection area 3 on. At the inside of the case 2 facing side of the detection area 3 is the structure-borne sound sensor 1 arranged. In particular, the structure-borne sound sensor 1 be formed as a piezoelectric film and flat with the detection area 3 be connected. Thus, the structure-borne sound sensor 1 through the housing 2 Protected against environmental influences and is used to record structure-borne sound signals that are on the detection area 3 spread, trained. The areal trained detection area 3 is from side walls 4 surround. The side walls 4 have fastening sections 5 for attachment to an object, in particular to a vehicle on. The housing 2 with the side walls 4 and the attachment sections 5 is thus formed flange. In particular, the detection area 3 be formed circular. The housing 2 with the attachment sections 5 is for receiving in an opening of a vehicle, in particular in an opening of the outer shell 7 a vehicle trained. In particular, the housing 2 with the attachment sections 5 so on the outer shell 7 a vehicle are arranged, that the detection area 3 flush with the outer shell 7 of the vehicle is arranged. In particular, the housing 2 be received in an opening of a wheel well of a vehicle. Due to environmental influences, in particular by impinging splash water, structure-borne sound signals on the detection area 3 be generated by the structure-borne sound sensor 1 can be detected. The spray water may be spray water swirled up by vehicle tires from a roadway, so that over the spray water generated structure-borne noise signals, the degree of wetting of a roadway with moisture can be determined. In order to prevent that the measurements of the structure-borne sound signals generated by the environmental influences by self-vibrations of the object, in particular of the vehicle, for example by vibrations during driving of the vehicle, are disturbed by the vibrations to the detection area 3 Transfer is the detection area 3 from the attachment sections 5 mechanically decoupled. These are areas of reduced material thickness 6 between the detection area 3 and the attachment sections 5 arranged. The areas of reduced material thickness 6 are formed in particular by grooves in the housing walls. The areas of reduced material thickness 6 For example, have a smaller wall thickness than the other areas of the housing 2 on, so that a lower transmission of vibrations than at full wall thickness of the housing is expected. In addition, the detection area 3 due to the areas of reduced material thickness 6 easier to excite vibrations from the environmental influences, so that a more sensitive detection of structure-borne noise signals on the detection area 3 through the structure-borne sound sensor 1 is possible. Through the areas of reduced material thickness 6 is a mechanical decoupling of the detection area 3 from the attachment sections 5 or the object to which the housing 2 is attached, given.

Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.All the features mentioned in the preceding description and in the claims can be combined in any selection with the features of the independent claims. The disclosure of the invention is thus not limited to the described or claimed combinations of features, but all meaningful combinations of features within the scope of the invention are to be regarded as disclosed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015211539 A1 [0004]

Claims

Sensor device for detecting sound, in particular for detecting structure-borne noise on a vehicle, in particular noise caused by environmental influences, with at least one sound sensor (1) and with at least one housing (2) surrounding the sound sensor (1) at least in sections, wherein the housing ( 2) has at least one areally formed detection area (3), wherein the sound sensor (1) is connected to the detection area (3) and the housing (2) has attachment sections for attachment to an object, in particular for attachment to a vehicle, characterized in that between the area-formed detection area (3) and at least one attachment portion of the housing (2) at least one region (6) with reduced material thickness of the housing (2) is arranged.

Sensor device after Claim 1 , characterized in that the sound sensor (1) on one side of the detection area (3) is arranged and that the detection area (3) has a sound sensor (1) at least partially circumferential region (6) with reduced material thickness.

Sensor device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that adjacent to the detection area (3) side walls (4) of the housing (2) are arranged and that the side walls (4) at least one material-reduced, the detection area (3) at least partially circumscribing region (6).

Sensor device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that at least one region (6) of reduced material thickness is formed by a groove.

Sensor device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that at least two regions (6) of reduced material thickness, in particular two grooves, are arranged at least approximately parallel to one another.

Sensor device according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that at least one groove on the sound sensor (1) having side of the area formed detection area (3) and / or on the sound sensor (1) facing away from the detection area (3) is arranged.

Sensor device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the base surface of the detection area (3) is circular and that at least one groove extends at least approximately parallel to the edge of the detection area (3).

Sensor device one of Claims 3 to 7 , characterized in that at least one material-reduced area (6) by a taper of the wall thickness of the side walls (4) is formed.

Sensor device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the housing (2) for receiving in an opening of the outer shell (7) of a vehicle is formed.

Sensor device after Claim 9 , characterized in that the side walls (4) are flange-shaped for insertion into an opening of the outer shell (7) of a vehicle.

Vehicle with a sensor device according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that the sensor device is connected by means of the attachment regions (5) with the outer shell (7) of the vehicle and / or with at least one component adjacent to the sensor device.

Vehicle after Claim 11 , characterized in that the sensor device is at least partially received in an opening of the outer shell (7) of a vehicle.

Vehicle after Claim 11 , characterized in that the sensor device is arranged on the side facing away from the environment of the outer shell of the vehicle.