EP3601967A1 - Method, control unit and system for detecting an oscillation of a vehicle part for a vehicle - Google Patents

Method, control unit and system for detecting an oscillation of a vehicle part for a vehicle

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Publication number
EP3601967A1
EP3601967A1 EP18706484.5A EP18706484A EP3601967A1 EP 3601967 A1 EP3601967 A1 EP 3601967A1 EP 18706484 A EP18706484 A EP 18706484A EP 3601967 A1 EP3601967 A1 EP 3601967A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
vehicle part
coil
signal
position element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18706484.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ajoy Palit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3601967A1 publication Critical patent/EP3601967A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/12—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of longitudinal or not specified vibrations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/02—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by magnetic means, e.g. reluctance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting a
  • a detection or measurement of vibrations is a common method for testing and also monitoring of materials and components. For this purpose, different measuring principles can be used in industry.
  • the present invention provides an improved method for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle, an improved control device, an improved system for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle, an improved vehicle and an improved use of a detection device for detecting a vibration a vehicle part for a vehicle according to the main claims.
  • an inductive vibration detection in a vibration measurement for example in the field of automotive electronics, passenger cars, vehicles, etc.
  • the inductive vibration detection can be realized using at least one planar coil.
  • an inductive vibration sensor having at least one electric coil can be designed to detect a vibration of at least one vehicle part of a vehicle.
  • physical variables of vibration, noise, noise, pressure, forces, compression pressure, etc. in a vehicle can be reliably measured, space-saving, and monitored to improve or maintain comfort of vehicle occupants.
  • vibration detection may be further realized for moving vehicle parts and additionally or alternatively rotating vehicle parts to monitor a physical condition of such vehicle parts and to increase safety.
  • a stress on vehicle parts due to vibration can be detected early, so that cracks, fractures, fatigue and overstressing of vehicle parts can be avoided.
  • a method for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle comprises at least the following steps:
  • the vehicle may be a motor vehicle, in particular a land vehicle, a watercraft, an aircraft or the like, such as a passenger car, a truck or any other commercial vehicle.
  • the vehicle part may or may not be installed in the vehicle. In this case, the vehicle part in a state installed in the vehicle relative be arranged to the vehicle translationally and additionally or alternatively rotatably movable.
  • a vibration of the vehicle part can cause a vibration of the at least one position element.
  • the at least one position element can be coupled mechanically directly or indirectly to the vehicle part.
  • the electrical coil signal represents a signal picked up in response to the electrical excitation signal on the at least one coil and influenced by the at least one position element.
  • the steps of the method may be performed during operation of the vehicle.
  • Such an embodiment offers the advantage that a measurement and monitoring of the vehicle part can also be carried out on an oscillation, for example during a drive of the vehicle, in a test operation of the vehicle or the like.
  • a sine signal or a signal having a further waveform than the electrical excitation signal can be applied to the at least one electrical coil.
  • a suitable excitation signal can be applied in order to achieve a reliable resolution.
  • an amplitude, a frequency and, additionally or alternatively, another magnitude of a vibration function may be determined as the at least one characteristic of the vibration of the vehicle part.
  • a fast Fourier transform of the read electric coil signal can be performed. In this way, an analysis of the coil signal can be simplified and accelerated to detect the reliable oscillation.
  • step of determining the read in electrical coil signal can be amplified.
  • Such an embodiment offers the advantage that an exact and safe processing of the coil signal can be achieved, regardless of which type of position element is used or whether an attenuation of the coil signal by the position element occurs.
  • the method also includes a step of generating a detection signal using the at least one characteristic of the vibration of the vehicle part determined in the step of determining.
  • the detection signal may represent information about a physical condition of the vehicle part, in particular a probability of a crack, fracture, fatigue and additionally or alternatively a load of the vehicle part.
  • control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
  • control unit can have at least one arithmetic unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or or at least a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol.
  • the arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EEPROM or a magnetic memory unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or by cable, wherein a communication interface which can read in or output line-bound data, for example electrically or optically transmits these data. read table from a corresponding data transmission line or can output to a corresponding data transmission line.
  • a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • Also of advantage is a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program is stored on a computer, a control unit or a device is executed.
  • a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory
  • a system for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle comprises at least the following features: an embodiment of the aforementioned control device; and at least one detection device, wherein the at least one detection device comprises at least one electrical coil and at least one position element, wherein the at least one position element is coupled or coupled to the vehicle part, wherein the at least one electrical coil is inductively coupled or coupled to at least one position element, wherein the control unit and the at least one electrical coil signal transmission capable of being connected or connected to each other.
  • an embodiment of the above-mentioned controller in conjunction with the at least one detecting device may be used or used to detect the vibration of the vehicle part.
  • the at least one electrical coil can be embodied as a single-layered or multi-layered coil and / or as a planar coil.
  • Such an embodiment offers the advantage that, depending on the specific application of the detection device, a suitable and, in particular, space-saving design of the coil can be selected.
  • the at least one position element can be formed from an electrically conductive material or an electrically insulating and magnetically permeable material.
  • a gain or an attenuation of the coil signal can be realized in order to enable a reliable and accurate detection of the oscillation.
  • the at least one position element in a state coupled to the vehicle part may be movable along and additionally along a rotation of the vehicle part, or alternatively transversely to a winding axis of the at least one electrical coil.
  • Vibration of the vehicle part a suitable detection and reliable detection can be enabled.
  • the at least one detection device may comprise at least one membrane.
  • the at least one position element can be attached to a first side of the at least one membrane.
  • a second side of the membrane may be disposed on the vehicle part.
  • the system may include at least one detection device for each vehicle part.
  • a use of a detection device for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle is also presented, wherein the detection device has at least one electric coil and at least one position element, wherein the at least one position element can be coupled or coupled to the vehicle part, wherein the at least one electrical coil inductively coupled or coupled with at least one position element.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle with a system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a vehicle having a system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for detecting according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4a, b is a perspective view of a two-ply planar coil and a two-ply planar coil with a position element / damping element;
  • FIG. 4c, d schematic plan view of a planar coil with a hexagonal shaped position element / damping element (copper or ferrite) and a planar coil with a diamond-shaped position element / damping element;
  • FIG. 5a, b is a schematic representation of an embodiment of an inductive vibration sensor and a schematic representation of the embodiment shown in Fig. 5a of an inductive vibration sensor in the mounted state on a vibrating surface.
  • the vehicle 100 is a motor vehicle, such as a passenger car, truck or other commercial vehicle.
  • the vehicle 100 has at least one vehicle part 105 and the system 110.
  • the vehicle 100 has, for example, only one vehicle part 105 or, for example, only one vehicle part 105 is shown by the vehicle 100.
  • the vehicle part 105 may be subject to vibration, for example during operation of the vehicle 100.
  • the vehicle part 105 may be rotatably or slidably disposed in the vehicle 100 relative to the vehicle 100.
  • the system 110 is configured to detect a vibration of the vehicle part 105.
  • the system 110 includes an at least detection device 120 and a controller 130. According to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the system 110 has, for example, only one detection device 120 and the control device 130. The control device 130 and the detection device 120 are connected to each other in a signal-transmitting manner.
  • the detection device 120 has at least one position element 122 and at least one electrical coil 124. In accordance with the exemplary embodiment of the present invention illustrated here, the detection device 120 has, for example, only one position element 122 and by way of example only one electrical coil 124.
  • the position element 122 and the electric coil 124 are disposed adjacent to each other. Here, the position element 122 and the electric coil 124 are inductively coupled together.
  • the position element 122 is coupled to the vehicle part 105. Specifically, the positioning member 122 is mechanically or directly mechanically attached to the vehicle part 105 or vibrationally coupled to the vehicle part 105. According to one embodiment, the position element 122 is formed of an electrically conductive material. According to a further embodiment, the position element 122 is formed from an electrically insulating and magnetically permeable material. In a coupled to the vehicle part 105 state, the position element 122 is movable according to one embodiment by a vibration of the vehicle part 105 along and / or transversely to a winding axis of the electric coil 124. The electric coil 124 is connected to the control unit 130 of the system 110 in a signal-transmitting manner. The electric coil 124 is designed, for example, as a single-layer or multi-layer coil. Additionally or alternatively, the electrical coil 124 is designed as a planar coil.
  • the controller 130 is configured to control detection of the vibration of the vehicle part 105 and / or to perform using the detection device 120.
  • the control device 130 has an application device 132, a read-in device 134 and a determination device 136.
  • the application device 132 is designed to apply an electrical excitation signal 133 to the electrical coil 124.
  • the excitation signal 132 is, for example, a rectangular signal, a sine signal or a signal having a further signal form.
  • the read-in device 134 is designed to read in an electrical coil signal 125 from the electrical coil 124.
  • the electrical coil signal 125 is a signal which, in response to the electrical excitation signal 133, is tapped on the electric coil 124 and through which at least a position element 122 or its effect on the excitation signal 133 is influenced.
  • the read-in device 134 is also designed to forward the electrical coil signal 125 to the determination device 136.
  • the determining device 136 is configured to determine at least one property of the vibration of the vehicle part 105 using the electric coil signal 125.
  • the determining device 136 is designed to determine an amplitude, a frequency and / or a further variable of a vibration function as the at least one property of the vibration of the vehicle part 105.
  • the determining device 136 according to an embodiment is designed to perform a fast Fourier transformation on the read-in electric coil signal 125 and / or to amplify the electrical coil signal 125.
  • the determining means 136 is configured to provide property information 137 representing the at least one specific characteristic of the vibration.
  • the control unit 130 further has a generator 138.
  • the generator 138 is configured to generate a detection signal 139 using the property information 137.
  • the detection signal 139 in this case represents information about a physical state of the vehicle part 105.
  • the information about the physical state for example, a probability of crack, fracture, fatigue and / or stress of the vehicle part 105th
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a system 110 according to an embodiment of the present invention.
  • the system 1 10 corresponds to the system of FIG. 1 except that the detection device 120 has a diaphragm 223 to which the position element 122 is attached.
  • the position element 122 is attached to a first side of the membrane 223.
  • a second side of the diaphragm 223 facing away from the first side is arranged on the vehicle part 105 or facing the vehicle part 105.
  • 3 shows a flow chart of a method 300 for detecting according to an embodiment of the present invention.
  • the method 300 is operable to detect a vibration of a vehicle part for a vehicle.
  • the method 300 for detecting in conjunction with the system and / or by means of the control unit and using the detection device of FIG. 1 or FIG. 2 or a similar system, a similar control device or a similar detection device executable.
  • step 310 of the application in the method 300, an electrical excitation signal is applied to the at least one electrical coil of the detection device.
  • step 320 of the read-in an electrical coil signal is read in by the at least one electrical coil.
  • the electrical coil signal represents a signal picked up in response to the electrical excitation signal applied in step 310 of the application on the at least one coil tapped and influenced by the at least one position element.
  • at least one property of the vibration of the vehicle part is determined in a step 330 of determining using the electric coil signal read in step 320 of the read-in.
  • the method 300 also includes a step 340 of generating a detection signal using the at least one property of the vibration of the vehicle part determined in step 330 of determining.
  • the detection signal represents information about a physical condition of the vehicle part, in particular a probability of a crack, fracture, fatigue and / or stress on the vehicle part.
  • step 310 of the application the step 320 of the read in and the step 330 of the determination during an operation or test operation of the vehicle are carried out.
  • step 320 of the read in the step 320 of the read in and the step 330 of the determination during an operation or test operation of the vehicle are carried out.
  • FIGS. 1 to 3 exemplary embodiments of the present invention will be summarized in other words and / or briefly explained.
  • Inductive vibration detection may be performed by the system 110 or by performing the method 300 using at least one single-layer or multi-layer (two-layer) planar coil 124 having a horizontally sliding or vertically movable conductive metal piece, for example, copper, aluminum, or brass over the at least one planar coil 124 be performed as a position element 122, wherein the electrical coil 124 or Planarin- dutationsspule a variable coil signal 125 generates the magnitude and frequency with a vibration frequency (both vertically and horizontally) or moving distance (vertical and horizontal) of the conductive metal piece or position element 122 changes under the influence of eddy current damping effects.
  • an electrically non-conductive or insulating, but magnetically permeable activator element or position element 122 may be used instead of the conductive position element made of copper, aluminum or brass.
  • a sturdy but thin membrane 223 of plastic, polymer, or other suitable material to which the activator element 122 is fixedly attached may additionally be used, with the second side of the membrane 223 attached to it Vehicle part 105 and a vibrating surface is arranged. Together with the vibrating surface, the diaphragm 223 vertically moves up and down at an oscillation frequency, thereby causing the positioning element 122 to vertically move up and down at the same frequency above / below the electric coil 124.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the electrical coil 124 may be excited with a square / square / sine signal as the excitation signal 133.
  • a highly permeable ferrite material (electrically non-conductive or insulating) can thus be used for the position element 122.
  • the coil signal 125 is amplified by the high permeability ferrite material rather than attenuated.
  • a minor modification of electrical circuitry and physical arrangements of the thin, robust membrane 223 and position element (activator element) 122 and the at least one coil 124 may be performed to include an inductive sensor for pressure, force / compression pressure, noise, and also Shift (in all three directions X, Y, Z) to realize.
  • Fig. 4a shows a perspective view of a two-ply planar coil, which can serve as a coil 124 in a system for vibration detection.
  • the planar coil can be printed on a circuit board, for example.
  • FIG. 4b shows a two-layer planar coil 124 with a position element 122 / damping element, wherein the position element 122 is configured as a rhombus-shaped copper element.
  • the rhombus / diamond-shaped position element serves to influence the inductance of the coil 124 as a function of the distance to the coil 124.
  • 4c shows a schematic plan view of a planar coil with a hexagonally shaped position element / damping element 122, wherein only the shaped part contour of the position element 122 is shown.
  • the position element 122 may be formed of copper, and in this case serves to further attenuate the inductance of the coil 124 as the position element 122 approaches the coil 124.
  • the position element can also be made of a ferrite. Thus, the inductance of the coil 124 is increased with decreasing distance between the coil 124 and the position member 122.
  • 4 d shows a planar coil 124 with the molded part contour of a diamond-shaped positioning element / damping element 122.
  • the geometry of the positioning element 122 plays a role in the damping properties of the position element 122 with respect to the inductance of the coil 124.
  • FIG. 5a shows a schematic illustration of an embodiment of an inductive vibration sensor
  • FIG. 5b shows a schematic representation of the embodiment of an inductive vibration sensor shown in FIG. 5a in the assembled state on a vibrating surface 700.
  • the inductive oscillation sensor Sensor can be understood as a system 1 10 for vibration detection.
  • the sensor 1 10 includes a housing 550 made of a plastic. A lower side of the housing 550 is closed by a membrane 223. On the membrane 223 inside the housing 550, a position element 122 is arranged. The diaphragm 223 and the position member 122 are configured to vibrate synchronously with the vibrating surface 700 of a vehicle part to be monitored. Opposite the position element 122, an electrical coil 124 is arranged on a circuit board 570.
  • the coil 124 and the position element 122 are spatially separated from each other by a distance d.
  • the distance d may be, for example, between 0.15 and 0.45 mm. Due to the changes in the distance caused by the vibrations, the inductance of the coil 124 changes. Monitoring the inductance can thus serve as monitoring of the vibration of the vehicle part.
  • the sensor 10 further comprises a control device 130 with a contact device 132 and a read-in device 134.
  • the application direction 132 sends an excitation signal 133 to the coil 124.
  • the read-in device 134 serves to read in a coil signal 125 from the coil 124.
  • the controller 130 outputs a detection signal 139.
  • an embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to an embodiment, both the first feature and also has the second feature and according to another embodiment either only the first feature or only the second feature.

Abstract

A method for detecting an oscillation of a vehicle part (105) for a vehicle (100) has a step of applying an electrical excitation signal (133) to at least one electrical coil (124). The at least one electrical coil (124) is inductively coupled to at least one position element (122). The at least one position element (122) is coupled to the vehicle part (105). The method also has a step of reading in an electrical coil signal (125) from the at least one electrical coil (124). The electrical coil signal (125) is tapped here at the at least one coil (124) in response to the electrical excitation signal (133) and is influenced by the at least one position element (122). The method also has a step of determining at least one property of the oscillation of the vehicle part (105) using the read-in electrical coil signal (125).

Description

Verfahren, Steuergerät und System zum Erfassen einer Schwingung eines Fahr- zeuateils für ein Fahrzeug  Method, control unit and system for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erfassen einer The present invention relates to a method for detecting a
Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug, auf ein entsprechendes Steuergerät, auf ein System zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug, auf ein Fahrzeug mit einem solchen System und auf eine Verwendung einer Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug. Vibration of a vehicle part for a vehicle, a corresponding control device, a system for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle, a vehicle having such a system and a use of a detection device for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle.
Eine Erfassung oder Messung von Schwingungen stellt ein übliches Verfahren zur Prüfung und auch Überwachung von Werkstoffen und Bauteilen dar. Dazu können in der Industrie unterschiedliche Messprinzipien zur Anwendung kommen. A detection or measurement of vibrations is a common method for testing and also monitoring of materials and components. For this purpose, different measuring principles can be used in industry.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug, ein verbessertes Steuergerät, ein verbessertes System zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug, ein verbessertes Fahrzeug und eine verbesserte Verwendung einer Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Against this background, the present invention provides an improved method for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle, an improved control device, an improved system for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle, an improved vehicle and an improved use of a detection device for detecting a vibration a vehicle part for a vehicle according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine induktive Schwingungserfassung bei einer Schwingungsmessung beispielsweise im Bereich Automobilelektronik, Personenkraftwagen, Fahrzeuge etc. eingesetzt werden. Insbesondere kann die induktive Schwingungserfassung unter Verwendung zumindest einer Planarspule realisiert werden. Dabei kann beispielsweise ein zumindest eine elektrische Spule aufweisender, induktiver Schwingungssensor ausgebildet sein, um eine Schwingung zumindest eines Fahrzeugteils eines Fahrzeugs zu erfassen. Vorteilhafterweise können gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere physikalische Variablen von Schwingungen, Rauschen, Geräuschen, Druck, Kräften, Kompressionsdruck etc. in einem Fahrzeug zuverlässig, platzsparend und unaufwendig gemessen oder überwacht werden, um einen Komfort von Fahrzeuginsassen zu verbessern oder beizubehalten. Eine Schwingungserfassung kann beispielsweise ferner für sich bewegende Fahrzeugteile und zusätzlich oder alternativ sich drehende Fahrzeugteile realisiert werden, um einen physikalischen Zustand von solchen Fahrzeugteilen zu überwachen und eine Sicherheit zu erhöhen. So kann insbesondere auch eine Beanspruchung von Fahrzeugteilen durch Schwingung kann frühzeitig erkannt werden, sodass Risse, Brüche, Ermüdung und Überbeanspruchung von Fahrzeugteilen vermieden werden können. According to embodiments of the present invention, in particular, an inductive vibration detection in a vibration measurement, for example in the field of automotive electronics, passenger cars, vehicles, etc. can be used. In particular, the inductive vibration detection can be realized using at least one planar coil. In this case, for example, an inductive vibration sensor having at least one electric coil can be designed to detect a vibration of at least one vehicle part of a vehicle. Advantageously, in accordance with embodiments of the present invention, in particular, physical variables of vibration, noise, noise, pressure, forces, compression pressure, etc. in a vehicle can be reliably measured, space-saving, and monitored to improve or maintain comfort of vehicle occupants. For example, vibration detection may be further realized for moving vehicle parts and additionally or alternatively rotating vehicle parts to monitor a physical condition of such vehicle parts and to increase safety. In particular, a stress on vehicle parts due to vibration can be detected early, so that cracks, fractures, fatigue and overstressing of vehicle parts can be avoided.
Ein Verfahren zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug, umfasst zumindest folgende Schritte: A method for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle comprises at least the following steps:
Anlegen eines elektrischen Anregungssignals an zumindest eine elektrische Spule, wobei die zumindest eine elektrische Spule induktiv mit zumindest einem Positionselement gekoppelt ist, wobei das zumindest eine Positionselement mit dem Fahrzeugteil gekoppelt ist; Applying an electrical excitation signal to at least one electrical coil, wherein the at least one electrical coil is inductively coupled to at least one position element, wherein the at least one position element is coupled to the vehicle part;
Einlesen eines elektrischen Spulensignals von der zumindest einen elektrischen Spule, wobei das elektrische Spulensignal ansprechend auf das elektrische Anregungssignal an der zumindest einen Spule abgegriffen und durch das zumindest eine Positionselement beeinflusst ist; und Reading an electrical coil signal from the at least one electrical coil, wherein the electrical coil signal is tapped in response to the electrical excitation signal at the at least one coil and is influenced by the at least one position element; and
Bestimmen zumindest einer Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils unter Verwendung des eingelesenen elektrischen Spulensignals. Determining at least one property of the vibration of the vehicle part using the read-in electric coil signal.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, insbesondere ein Landfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder dergleichen, wie beispielsweise einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein sonstiges Nutzfahrzeug. Das Fahrzeugteil kann in dem Fahrzeug eingebaut sein oder werden. Dabei kann das Fahrzeugteil in einem in dem Fahrzeug eingebauten Zustand relativ zu dem Fahrzeug translatorisch und zusätzlich oder alternativ rotatorisch beweglich angeordnet sein. Eine Schwingung des Fahrzeugteils kann eine Schwingung des zumindest einen Positionselements bewirken. Das zumindest eine Positionselement kann mechanisch direkt oder indirekt mit dem Fahrzeugteil gekoppelt sein. Das elektrische Spulensignal repräsentiert ein ansprechend auf das elektrische Anregungssignal an der zumindest einen Spule abgegriffene und durch das zumindest eine Positionselement beeinflusstes Signal. The vehicle may be a motor vehicle, in particular a land vehicle, a watercraft, an aircraft or the like, such as a passenger car, a truck or any other commercial vehicle. The vehicle part may or may not be installed in the vehicle. In this case, the vehicle part in a state installed in the vehicle relative be arranged to the vehicle translationally and additionally or alternatively rotatably movable. A vibration of the vehicle part can cause a vibration of the at least one position element. The at least one position element can be coupled mechanically directly or indirectly to the vehicle part. The electrical coil signal represents a signal picked up in response to the electrical excitation signal on the at least one coil and influenced by the at least one position element.
Gemäß einer Ausführungsform können die Schritte des Verfahrens während eines Betriebs des Fahrzeugs ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Messung und Überwachung des Fahrzeugteils auf eine Schwingung hin auch beispielsweise während einer Fahrt des Fahrzeugs, bei einem Testbetrieb des Fahrzeugs oder dergleichen durchgeführt werden kann. According to one embodiment, the steps of the method may be performed during operation of the vehicle. Such an embodiment offers the advantage that a measurement and monitoring of the vehicle part can also be carried out on an oscillation, for example during a drive of the vehicle, in a test operation of the vehicle or the like.
Insbesondere kann im Schritt des Anlegens ein Rechtecksignal, ein Sinussignal oder ein Signal mit einer weiteren Signalform als das elektrische Anregungssignal an die zumindest eine elektrische Spule angelegt werden. So kann je nach zu erwartendem Schwingungsverhalten ein geeignetes Anregungssignal angelegt werden, um eine zuverlässige Auflösung zu erreichen. In particular, in the step of applying a rectangular signal, a sine signal or a signal having a further waveform than the electrical excitation signal can be applied to the at least one electrical coil. Thus, depending on the expected vibration behavior, a suitable excitation signal can be applied in order to achieve a reliable resolution.
Auch kann im Schritt des Bestimmens eine Amplitude, eine Frequenz und zusätzlich oder alternativ eine weitere Größe einer Schwingungsfunktion als die zumindest eine Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils bestimmt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Schwingungsverhalten des Fahrzeugteils sicher und genau erfasst bzw. bestimmt werden kann. Also, in the step of determining, an amplitude, a frequency and, additionally or alternatively, another magnitude of a vibration function may be determined as the at least one characteristic of the vibration of the vehicle part. Such an embodiment offers the advantage that a vibration behavior of the vehicle part can be reliably and accurately detected or determined.
Ferner kann im Schritt des Bestimmens eine schnelle Fourier-Transformation des eingelesenen elektrischen Spulensignals durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine Analyse des Spulensignals vereinfacht und beschleunigt werden, um die zuverlässig Schwingung zu erfassen. Further, in the step of determining, a fast Fourier transform of the read electric coil signal can be performed. In this way, an analysis of the coil signal can be simplified and accelerated to detect the reliable oscillation.
Zudem kann im Schritt des Bestimmens das eingelesene elektrische Spulensignal verstärkt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine exakte und sichere Verarbeitung des Spulensignals erreicht werden kann, unabhängig davon, welche Art von Positionselement eingesetzt wird bzw. ob eine Dämpfung des Spulensignals durch das Positionselement eintritt. In addition, in the step of determining the read in electrical coil signal can be amplified. Such an embodiment offers the advantage that an exact and safe processing of the coil signal can be achieved, regardless of which type of position element is used or whether an attenuation of the coil signal by the position element occurs.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren auch einen Schritt des Erzeu- gens eines Erfassungssignals unter Verwendung der zumindest einen im Schritt des Bestimmens bestimmten Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils auf. Hierbei kann das Erfassungssignal eine Information über einen physikalischen Zustand des Fahrzeugteils repräsentieren, insbesondere eine Wahrscheinlichkeit eines Risses, eines Bruchs, einer Ermüdung und zusätzlich oder alternativ einer Beanspruchung des Fahrzeugteils. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Betriebssicherheit des Fahrzeugs erhöht werden kann, indem rechtzeitig auf einen Ausfall, eine Beschädigung etc. des Fahrzeugteils reagiert werden kann. According to an embodiment, the method also includes a step of generating a detection signal using the at least one characteristic of the vibration of the vehicle part determined in the step of determining. Here, the detection signal may represent information about a physical condition of the vehicle part, in particular a probability of a crack, fracture, fatigue and additionally or alternatively a load of the vehicle part. Such an embodiment offers the advantage that operating safety of the vehicle can be increased by being able to react in good time to a failure, damage, etc. of the vehicle part.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also creates a control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein MikroController oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder op- tisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann. For this purpose, the control unit can have at least one arithmetic unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or or at least a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol. The arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EEPROM or a magnetic memory unit. The communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or by cable, wherein a communication interface which can read in or output line-bound data, for example electrically or optically transmits these data. read table from a corresponding data transmission line or can output to a corresponding data transmission line.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer, einem Steuergerät oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Also of advantage is a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program is stored on a computer, a control unit or a device is executed.
Ein System zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug umfasst zumindest folgende Merkmale: eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergeräts; und mindestens eine Erfassungsvorrichtung, wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung zumindest eine elektrische Spule und zumindest ein Positionselement aufweist, wobei das zumindest eine Positionselement mit dem Fahrzeugteil koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die zumindest eine elektrische Spule induktiv mit zumindest einem Positionselement koppelbar oder gekoppelt ist, wobei das Steuergerät und die zumindest eine elektrische Spule signalübertragungsfähig miteinander verbindbar oder verbunden sind. Bei dem System kann eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergeräts in Verbindung mit der mindestens einen Erfassungsvorrichtung eingesetzt oder verwendet werden, um die Schwingung des Fahrzeugteils zu erfassen. A system for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle comprises at least the following features: an embodiment of the aforementioned control device; and at least one detection device, wherein the at least one detection device comprises at least one electrical coil and at least one position element, wherein the at least one position element is coupled or coupled to the vehicle part, wherein the at least one electrical coil is inductively coupled or coupled to at least one position element, wherein the control unit and the at least one electrical coil signal transmission capable of being connected or connected to each other. In the system, an embodiment of the above-mentioned controller in conjunction with the at least one detecting device may be used or used to detect the vibration of the vehicle part.
Gemäß einer Ausführungsform kann die zumindest eine elektrische Spule als eine einschichtige oder mehrschichtige Spule und/oder als eine Planarspule ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach konkretem Anwendungsfall der Erfassungsvorrichtung eine geeignete und auch insbesondere platzsparende Ausführung der Spule gewählt werden kann. According to one embodiment, the at least one electrical coil can be embodied as a single-layered or multi-layered coil and / or as a planar coil. Such an embodiment offers the advantage that, depending on the specific application of the detection device, a suitable and, in particular, space-saving design of the coil can be selected.
Auch kann das zumindest eine Positionselement aus einem elektrisch leitfähigen Material oder einem elektrisch isolierenden und magnetisch permeablen Material ausgeformt sein. Somit kann je nach Ausführung des zumindest einen Positionselements eine Verstärkung oder eine Dämpfung des Spulensignals realisiert werden, um eine zuverlässige und genaue Erfassung der Schwingung zu ermöglichen. Also, the at least one position element can be formed from an electrically conductive material or an electrically insulating and magnetically permeable material. Thus, depending on the design of the at least one position element, a gain or an attenuation of the coil signal can be realized in order to enable a reliable and accurate detection of the oscillation.
Ferner das zumindest eine Positionselement in einem mit dem Fahrzeugteil gekoppelten Zustand durch eine Schwingung des Fahrzeugteils entlang und zusätzlich o- der alternativ quer zu einer Wicklungsachse der zumindest einen elektrischen Spule bewegbar sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach Furthermore, the at least one position element in a state coupled to the vehicle part may be movable along and additionally along a rotation of the vehicle part, or alternatively transversely to a winding axis of the at least one electrical coil. Such an embodiment offers the advantage that depending on
Schwingung des Fahrzeugteils eine geeignete Erfassung und sichere Erkennung ermöglicht werden kann. Vibration of the vehicle part a suitable detection and reliable detection can be enabled.
Gemäß einer Ausführungsform kann die mindestens eine Erfassungsvorrichtung zumindest eine Membran aufweisen. Hierbei kann das zumindest eine Positionselement an einer ersten Seite der zumindest einen Membran angebracht sein. Eine zweite Seite der Membran kann an dem Fahrzeugteil angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch in Anwendungsfällen, in denen eine direkte mechanische Kopplung zwischen Fahrzeugteil und Positionselement ungeeignet sein kann, eine Schwingung des Fahrzeugteils sicher und genau erfasst werden kann. Ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug zumindest ein Fahrzeugteil aufweist, umfasst zumindest folgendes Merkmal: eine Ausführungsform des vorstehend genannten Systems, wobei das System ausgebildet ist, um eine Schwingung des zumindest einen Fahrzeugteils zu erfassen. According to one embodiment, the at least one detection device may comprise at least one membrane. In this case, the at least one position element can be attached to a first side of the at least one membrane. A second side of the membrane may be disposed on the vehicle part. Such an embodiment has the advantage that even in applications in which a direct mechanical coupling between the vehicle part and the position element may be unsuitable, a vibration of the vehicle part can be detected safely and accurately. A vehicle, wherein the vehicle has at least one vehicle part, comprises at least the following feature: an embodiment of the aforementioned system, wherein the system is configured to detect a vibration of the at least one vehicle part.
Bei dem Fahrzeug kann das System für jedes Fahrzeugteil zumindest eine Erfassungsvorrichtung aufweisen. In the vehicle, the system may include at least one detection device for each vehicle part.
Es wird ferner eine Verwendung einer Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Erfassungsvorrichtung zumindest eine elektrische Spule und zumindest ein Positionselement aufweist, wobei das zumindest eine Positionselement mit dem Fahrzeugteil koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die zumindest eine elektrische Spule induktiv mit zumindest einem Positionselement koppelbar oder gekoppelt ist. A use of a detection device for detecting a vibration of a vehicle part for a vehicle is also presented, wherein the detection device has at least one electric coil and at least one position element, wherein the at least one position element can be coupled or coupled to the vehicle part, wherein the at least one electrical coil inductively coupled or coupled with at least one position element.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle with a system according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 is a schematic illustration of a vehicle having a system according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 is a flowchart of a method for detecting according to an embodiment of the present invention;
Fig. 4a, b eine perspektivische Ansicht einer zweilagigen Planarspule und eine zwei- lagige Planarspule mit einem Positionselement/Bedämpfungselement; Fig. 4c, d schematische Draufsicht einer Planarspule mit einem Hexagonal geformten Positionselement/Bedämpfungselement (aus Kupfer oder Ferrit) und einer Planarspule mit einem rauteförmigen Positionselement/Bedämpfungselement; und 4a, b is a perspective view of a two-ply planar coil and a two-ply planar coil with a position element / damping element; Fig. 4c, d schematic plan view of a planar coil with a hexagonal shaped position element / damping element (copper or ferrite) and a planar coil with a diamond-shaped position element / damping element; and
Fig. 5a, b eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Induktiv- Schwingungs-Sensor und eine schematische Darstellung der in Fig. 5a gezeigten Ausführungsform eines Induktiv-Schwingungs-Sensor in montierten Zustand auf einer schwingenden Oberfläche. 5a, b is a schematic representation of an embodiment of an inductive vibration sensor and a schematic representation of the embodiment shown in Fig. 5a of an inductive vibration sensor in the mounted state on a vibrating surface.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.  In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem System 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Das Fahrzeug 100 weist zumindest ein Fahrzeugteil 105 und das System 110 auf. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Fahrzeug 100 beispielhaft lediglich ein Fahrzeugteil 105 auf oder ist von dem Fahrzeug 100 beispielhaft lediglich ein Fahrzeugteil 105 gezeigt. Das Fahrzeugteil 105 kann beispielsweise bei Betrieb des Fahrzeugs 100 einer Schwingung unterliegen. Auch kann das Fahrzeugteil 105 relativ zu dem Fahrzeug 100 drehbar oder verschiebbar in dem Fahrzeug 100 angeordnet sein. Das System 110 ist ausgebildet, um eine Schwingung des Fahrzeugteils 105 zu erfassen. 1 shows a schematic illustration of a vehicle 100 having a system 110 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 100 is a motor vehicle, such as a passenger car, truck or other commercial vehicle. The vehicle 100 has at least one vehicle part 105 and the system 110. According to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1, the vehicle 100 has, for example, only one vehicle part 105 or, for example, only one vehicle part 105 is shown by the vehicle 100. The vehicle part 105 may be subject to vibration, for example during operation of the vehicle 100. Also, the vehicle part 105 may be rotatably or slidably disposed in the vehicle 100 relative to the vehicle 100. The system 110 is configured to detect a vibration of the vehicle part 105.
Das System 110 weist eine mindestens Erfassungsvorrichtung 120 und ein Steuergerät 130 auf. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das System 110 beispielhaft lediglich eine Erfassungsvorrichtung 120 und das Steuergerät 130 auf. Das Steuergerät 130 und die Erfassungsvorrichtung 120 sind signalübertragungsfähig miteinander verbunden. Die Erfassungsvorrichtung 120 weist zumindest ein Positionselement 122 und zumindest eine elektrische Spule 124 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Erfassungsvorrichtung 120 beispielhaft lediglich ein Positionselement 122 und beispielhaft lediglich eine elektrische Spule 124 auf. Das Positionselement 122 und die elektrische Spule 124 sind benachbart zueinander angeordnet. Hierbei sind das Positionselement 122 und die elektrische Spule 124 induktiv miteinander gekoppelt. The system 110 includes an at least detection device 120 and a controller 130. According to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the system 110 has, for example, only one detection device 120 and the control device 130. The control device 130 and the detection device 120 are connected to each other in a signal-transmitting manner. The detection device 120 has at least one position element 122 and at least one electrical coil 124. In accordance with the exemplary embodiment of the present invention illustrated here, the detection device 120 has, for example, only one position element 122 and by way of example only one electrical coil 124. The position element 122 and the electric coil 124 are disposed adjacent to each other. Here, the position element 122 and the electric coil 124 are inductively coupled together.
Das Positionselement 122 ist mit dem Fahrzeugteil 105 gekoppelt. Genau gesagt ist das Positionselement 122 an dem Fahrzeugteil 105 direkt oder indirekt mechanisch angebracht oder schwingungstechnisch mit dem Fahrzeugteil 105 gekoppelt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Positionselement 122 aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgeformt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Positionselement 122 aus einem elektrisch isolierenden und magnetisch permeablen Material ausgeformt. In einem mit dem Fahrzeugteil 105 gekoppelten Zustand ist das Positionselement 122 gemäß einem Ausführungsbeispiel durch eine Schwingung des Fahrzeugteils 105 entlang und/oder quer zu einer Wicklungsachse der elektrischen Spule 124 bewegbar. Die elektrische Spule 124 ist signalübertragungsfähig mit dem Steuergerät 130 des Systems 1 10 verbunden. Die elektrische Spule 124 ist beispielsweise als eine einschichtige oder mehrschichtige Spule ausgeführt. Zusätzlich oder alternativ ist die elektrische Spule 124 als eine Planarspule ausgeführt. The position element 122 is coupled to the vehicle part 105. Specifically, the positioning member 122 is mechanically or directly mechanically attached to the vehicle part 105 or vibrationally coupled to the vehicle part 105. According to one embodiment, the position element 122 is formed of an electrically conductive material. According to a further embodiment, the position element 122 is formed from an electrically insulating and magnetically permeable material. In a coupled to the vehicle part 105 state, the position element 122 is movable according to one embodiment by a vibration of the vehicle part 105 along and / or transversely to a winding axis of the electric coil 124. The electric coil 124 is connected to the control unit 130 of the system 110 in a signal-transmitting manner. The electric coil 124 is designed, for example, as a single-layer or multi-layer coil. Additionally or alternatively, the electrical coil 124 is designed as a planar coil.
Das Steuergerät 130 ist ausgebildet, um ein Erfassen der Schwingung des Fahrzeugteils 105 zu steuern und/oder unter Verwendung der Erfassungsvorrichtung 120 durchzuführen. Dazu weist das Steuergerät 130 eine Anlegeeinrichtung 132, eine Einleseeinrichtung 134 und eine Bestimmungseinrichtung 136 auf. Die Anlegeeinrichtung 132 ist ausgebildet, um ein elektrisches Anregungssignal 133 an die elektrische Spule 124 anzulegen. Bei dem Anregungssignal 132 handelt es sich beispielsweise um ein Rechtecksignal, ein Sinussignal oder ein Signal mit einer weiteren Signalform. Die Einleseeinrichtung 134 ist ausgebildet, um ein elektrisches Spulensignal 125 von der elektrischen Spule 124 einzulesen. Bei dem elektrischen Spulensignal 125 handelt es sich um ein Signal, das ansprechend auf das elektrische Anregungssignal 133 an der elektrischen Spule 124 abgegriffen und durch das zumindest eine Positionselement 122 bzw. dessen Auswirkung auf das Anregungssignal 133 beeinflusst ist. Die Einleseeinrichtung 134 ist auch ausgebildet, um das elektrische Spulensignal 125 an die Bestimmungseinrichtung 136 weiterzuleiten. The controller 130 is configured to control detection of the vibration of the vehicle part 105 and / or to perform using the detection device 120. For this purpose, the control device 130 has an application device 132, a read-in device 134 and a determination device 136. The application device 132 is designed to apply an electrical excitation signal 133 to the electrical coil 124. The excitation signal 132 is, for example, a rectangular signal, a sine signal or a signal having a further signal form. The read-in device 134 is designed to read in an electrical coil signal 125 from the electrical coil 124. The electrical coil signal 125 is a signal which, in response to the electrical excitation signal 133, is tapped on the electric coil 124 and through which at least a position element 122 or its effect on the excitation signal 133 is influenced. The read-in device 134 is also designed to forward the electrical coil signal 125 to the determination device 136.
Die Bestimmungseinrichtung 136 ist ausgebildet, um unter Verwendung des elektrischen Spulensignals 125 zumindest eine Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils 105 zu bestimmen. Beispielsweise ist die Bestimmungseinrichtung 136 ausgebildet, um eine Amplitude, eine Frequenz und/oder eine weitere Größe einer Schwingungsfunktion als die zumindest eine Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils 105 zu bestimmen. Dabei ist die Bestimmungseinrichtung 136 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um eine schnelle Fourier-Transformation an dem eingelesenen elektrischen Spulensignal 125 durchzuführen und/oder das elektrische Spulensignal 125 zu verstärken. Ferner ist die Bestimmungseinrichtung 136 ausgebildet, um eine Eigenschaftsinformation 137 bereitzustellen, welche die zumindest eine bestimmte Eigenschaft der Schwingung repräsentiert. The determining device 136 is configured to determine at least one property of the vibration of the vehicle part 105 using the electric coil signal 125. For example, the determining device 136 is designed to determine an amplitude, a frequency and / or a further variable of a vibration function as the at least one property of the vibration of the vehicle part 105. In this case, the determining device 136 according to an embodiment is designed to perform a fast Fourier transformation on the read-in electric coil signal 125 and / or to amplify the electrical coil signal 125. Further, the determining means 136 is configured to provide property information 137 representing the at least one specific characteristic of the vibration.
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Steuergerät 130 ferner eine Erzeugungseinrichtung 138 auf. Die Erzeugungseinrichtung 138 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 137 ein Erfassungssignal 139 zu erzeugen. Das Erfassungssignal 139 repräsentiert hierbei eine Information über einen physikalischen Zustand des Fahrzeugteils 105. Bei der Information über den physikalischen Zustand sich beispielsweise um eine Wahrscheinlichkeit eines Risses, eines Bruchs, einer Ermüdung und/oder einer Beanspruchung des Fahrzeugteils 105. According to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1, the control unit 130 further has a generator 138. The generator 138 is configured to generate a detection signal 139 using the property information 137. The detection signal 139 in this case represents information about a physical state of the vehicle part 105. The information about the physical state, for example, a probability of crack, fracture, fatigue and / or stress of the vehicle part 105th
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem System 1 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei entspricht das System 1 10 dem System aus Fig. 1 mit Ausnahme dessen, dass die Erfassungsvorrichtung 120 eine Membran 223 aufweist, an der das Positionselement 122 angebracht ist. Dabei ist das Positionselement 122 an einer ersten Seite der Membran 223 angebracht. Eine von der ersten Seite abgewandte, zweite Seite der Membran 223 ist an dem Fahrzeugteil 105 angeordnet bzw. dem Fahrzeugteil 105 zugewandt. Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Erfassen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 ausführbar, um eine Schwingung eines Fahrzeugteils für ein Fahrzeug erfassen. Dabei ist das Verfahren 300 zum Erfassen in Verbindung mit dem System und/oder mittels des Steuergerätes und unter Verwendung der Erfassungsvorrichtung aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 oder einem ähnlichen System, einem ähnlichen Steuergerät bzw. einer ähnlichen Erfassungsvorrichtung ausführbar. FIG. 2 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a system 110 according to an embodiment of the present invention. In this case, the system 1 10 corresponds to the system of FIG. 1 except that the detection device 120 has a diaphragm 223 to which the position element 122 is attached. In this case, the position element 122 is attached to a first side of the membrane 223. A second side of the diaphragm 223 facing away from the first side is arranged on the vehicle part 105 or facing the vehicle part 105. 3 shows a flow chart of a method 300 for detecting according to an embodiment of the present invention. The method 300 is operable to detect a vibration of a vehicle part for a vehicle. In this case, the method 300 for detecting in conjunction with the system and / or by means of the control unit and using the detection device of FIG. 1 or FIG. 2 or a similar system, a similar control device or a similar detection device executable.
In einem Schritt 310 des Anlegens wird bei dem Verfahren 300 ein elektrisches Anregungssignal an die zumindest eine elektrische Spule der Erfassungsvorrichtung angelegt. Nachfolgend wird in einem Schritt 320 des Einlesens ein elektrisches Spulensignal von der zumindest einen elektrischen Spule eingelesen. Dabei repräsentiert das elektrische Spulensignal ein ansprechend auf das im Schritt 310 des Anlegens angelegte elektrische Anregungssignal an der zumindest einen Spule abgegriffenes und durch das zumindest eine Positionselement beeinflusstes Signal. Nachfolgend wird in einem Schritt 330 des Bestimmens unter Verwendung des im Schritt 320 des Einlesens eingelesenen elektrischen Spulensignals zumindest eine Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils bestimmt. In step 310 of the application, in the method 300, an electrical excitation signal is applied to the at least one electrical coil of the detection device. Subsequently, in step 320 of the read-in, an electrical coil signal is read in by the at least one electrical coil. In this case, the electrical coil signal represents a signal picked up in response to the electrical excitation signal applied in step 310 of the application on the at least one coil tapped and influenced by the at least one position element. Subsequently, at least one property of the vibration of the vehicle part is determined in a step 330 of determining using the electric coil signal read in step 320 of the read-in.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 auch einen Schritt 340 des Erzeugens eines Erfassungssignals unter Verwendung der zumindest einen im Schritt 330 des Bestimmens bestimmten Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils auf. Dabei repräsentiert das Erfassungssignal eine Information über einen physikalischen Zustand des Fahrzeugteils, insbesondere eine Wahrscheinlichkeit eines Risses, eines Bruchs, einer Ermüdung und/oder einer Beanspruchung des Fahrzeugteils. According to an embodiment, the method 300 also includes a step 340 of generating a detection signal using the at least one property of the vibration of the vehicle part determined in step 330 of determining. In this case, the detection signal represents information about a physical condition of the vehicle part, in particular a probability of a crack, fracture, fatigue and / or stress on the vehicle part.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden zumindest der Schritt 310 des Anlegens, der Schritt 320 des Einlesens und der Schritt 330 des Bestimmens während eines Betriebs oder Testbetriebs des Fahrzeugs ausgeführt. Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nochmals mit anderen Worten zusammenfassend dargestellt und/oder kurz erläutert. According to a further embodiment, at least the step 310 of the application, the step 320 of the read in and the step 330 of the determination during an operation or test operation of the vehicle are carried out. With reference to FIGS. 1 to 3, exemplary embodiments of the present invention will be summarized in other words and / or briefly explained.
Eine induktive Schwingungserfassung kann durch das System 110 bzw. durch Ausführen des Verfahrens 300 unter Verwendung von zumindest einer einschichtigen oder mehrschichtigen (zweischichtigen) Planarspule 124 mit einem horizontal gleitenden oder vertikal beweglichen leitfähigen Metallstück beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder Messing über der zumindest einen Planarspule 124 als Positionselement 122 durchgeführt werden, wobei die elektrische Spule 124 bzw. Planarin- duktionsspule ein veränderliches Spulensignal 125 erzeugt, dessen Betrag und Frequenz sich mit einer Schwingungsfrequenz (sowohl vertikal als auch horizontal) oder Bewegungsstrecke (vertikal und horizontal) des leitfähigen Metallstücks bzw. Positionselements 122 unter dem Einfluss von Wirbelstromdämpfungseffekten ändert. Inductive vibration detection may be performed by the system 110 or by performing the method 300 using at least one single-layer or multi-layer (two-layer) planar coil 124 having a horizontally sliding or vertically movable conductive metal piece, for example, copper, aluminum, or brass over the at least one planar coil 124 be performed as a position element 122, wherein the electrical coil 124 or Planarin- duktionsspule a variable coil signal 125 generates the magnitude and frequency with a vibration frequency (both vertically and horizontally) or moving distance (vertical and horizontal) of the conductive metal piece or position element 122 changes under the influence of eddy current damping effects.
Alternativ kann auch ein elektrisch nichtleitendes bzw. isolierendes, aber magnetisch permeables Aktivatorelement bzw. Positionselement 122 anstelle des leitfähigen Positionselements aus Kupfer, Aluminium oder Messing verwendet werden. Um die Schwingung zu messen, kann optional beispielsweise eine robuste, aber dünne Membran 223 aus Kunststoff, Polymer oder einem geeigneten anderen Material, an welcher das Aktivatorelement bzw. Positionselement 122 fest angebracht ist, zusätzlich verwendet werden, wobei zweite Seite der Membran 223 an dem Fahrzeugteil 105 bzw. einer schwingenden Oberfläche angeordnet ist. Zusammen mit der schwingenden Oberfläche bewegt sich die Membran 223 mit einer Schwingungsfrequenz vertikal auf und ab, wodurch auch bewirkt wird, dass sich mit der gleichen Frequenz das Positionselement 122 über/unter der elektrischen Spule 124 vertikal auf und ab bewegt. Die vertikalen Auf- und Abbewegungen des Positionselements 122 erzeugen ein entsprechendes Spulensignal 125, insbesondere eine elektrische Spannung, das mit geeigneten elektronischen Schaltungen verstärkt werden kann, und die Amplitude und Frequenz der Schwingung des leitfähigen Positionselements 122 bzw. Betätigungselements kann aus dem Spulensignal 125 bestimmt werden, zum Beispiel mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT = Fast Fourier Transform). Die elektrische Spule 124 kann mit einem Quadrat-/Rechteck- /Sinus-Signal als Anregungssignal 133 angeregt werden. Alternatively, an electrically non-conductive or insulating, but magnetically permeable activator element or position element 122 may be used instead of the conductive position element made of copper, aluminum or brass. Optionally, to measure the vibration, for example, a sturdy but thin membrane 223 of plastic, polymer, or other suitable material to which the activator element 122 is fixedly attached may additionally be used, with the second side of the membrane 223 attached to it Vehicle part 105 and a vibrating surface is arranged. Together with the vibrating surface, the diaphragm 223 vertically moves up and down at an oscillation frequency, thereby causing the positioning element 122 to vertically move up and down at the same frequency above / below the electric coil 124. The vertical up and down movements of the position element 122 generate a corresponding coil signal 125, in particular an electrical voltage that can be amplified by suitable electronic circuits, and the amplitude and frequency of the oscillation of the conductive position element 122 or actuator can be determined from the coil signal 125 , for example by means of a fast Fourier transform (FFT = Fast Fourier Transform). The electrical coil 124 may be excited with a square / square / sine signal as the excitation signal 133.
Alternativ zu einem elektrisch leitfähigen Material, wie Kupfer, Aluminium, Messing etc., kann somit ein hoch permeables Ferritmaterial (elektrisch nichtleitend bzw. isolierend) für das Positionselement 122 verwendet werden. In dem letztgenannten Fall wird das Spulensignal 125 durch das hoch permeablen Ferritmaterial verstärkt anstatt gedämpft. As an alternative to an electrically conductive material, such as copper, aluminum, brass, etc., a highly permeable ferrite material (electrically non-conductive or insulating) can thus be used for the position element 122. In the latter case, the coil signal 125 is amplified by the high permeability ferrite material rather than attenuated.
Eine geringfügige Modifikation elektrischer Schaltungen und physischer Anordnungen der dünnen, robusten Membran 223 und Positionselement (Aktivatorelement) 122 und der zumindest einen Spule 124 bzw. Planarspule kann durchgeführt werden, um einen induktiven Sensor für Druck, Kraft/ Kompressionsdruck, Schall (Rauschen) und auch Verschiebung (in alle drei Richtungen X, Y, Z) zu realisieren. A minor modification of electrical circuitry and physical arrangements of the thin, robust membrane 223 and position element (activator element) 122 and the at least one coil 124 may be performed to include an inductive sensor for pressure, force / compression pressure, noise, and also Shift (in all three directions X, Y, Z) to realize.
Fig. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweilagigen Planarspule, die als Spule 124 in einem System zur Schwingungserfassung dienen kann. Die Planarspule kann beispielsweise an einer Platine gedruckt werden. Fig. 4a shows a perspective view of a two-ply planar coil, which can serve as a coil 124 in a system for vibration detection. The planar coil can be printed on a circuit board, for example.
Fig. 4b zeigt eine zweilagige Planarspule 124 mit einem Positionselement 122/ Be- dämpfungselement, wobei die Positionselement 122 als rhombusförmiges Kupferelement ausgestaltet ist. Das rhombus-/ bzw. rautenförmige Positionselement dient dazu, die Induktivität der Spule 124, in Abhängigkeit der Abstand zur Spule 124 zu beinflussen. 4b shows a two-layer planar coil 124 with a position element 122 / damping element, wherein the position element 122 is configured as a rhombus-shaped copper element. The rhombus / diamond-shaped position element serves to influence the inductance of the coil 124 as a function of the distance to the coil 124.
Fig. 4c schematische Draufsicht einer Planarspule mit einem Hexagonal geformten Positionselement/Bedämpfungselement 122, wobei nur die Formteilkontur des Positionselements 122 gezeigt ist. Die Positionselement 122 kann aus Kupfer geformt sein, und dient in diesem Fall die Induktivität der Spule 124 weiter zu bedämpfen umso weiter die Positionselement 122 an die Spule 124 sich annähert. Die Positionselement kann aber auch aus einen Ferrit gefertigt werden. Somit wird die Induktivität der Spule 124 mit verringernde Abstand zwischen der Spule 124 und des Positionselements 122 erhöht. Fig. 4d zeigt einer Planarspule 124 mit der Formteilkontur eines rauteförmigen Posi- tionselement/Bedämpfungselements 122. Die Geometrie des Positionselements 122 spielt eine Rolle bei der Bedämpf ungseigenschaften des Positionselements 122 in Bezug auf der Induktivität der Spule 124. 4c shows a schematic plan view of a planar coil with a hexagonally shaped position element / damping element 122, wherein only the shaped part contour of the position element 122 is shown. The position element 122 may be formed of copper, and in this case serves to further attenuate the inductance of the coil 124 as the position element 122 approaches the coil 124. The position element can also be made of a ferrite. Thus, the inductance of the coil 124 is increased with decreasing distance between the coil 124 and the position member 122. 4 d shows a planar coil 124 with the molded part contour of a diamond-shaped positioning element / damping element 122. The geometry of the positioning element 122 plays a role in the damping properties of the position element 122 with respect to the inductance of the coil 124.
Fig. 5a eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Induktiv- Schwingungs-Sensor, und Fig. 5b zeigt eine schematische Darstellung der in Fig. 5a gezeigten Ausführungsform eines Induktiv-Schwingungs-Sensor in montierten Zustand auf einer schwingenden Oberfläche 700. Der Induktiv-Schwingungs-Sensor kann als System 1 10 zur Schwingungserfassung verstanden werden. Der Sensor 1 10 umfasst ein Gehäuse 550 aus einem Kunstoff. Eine untere Seite des Gehäuses 550 ist von einer Membran 223 abgeschlossen. Auf der Membran 223 im inneren des Gehäuses 550 ist ein Positionselement 122 angeordnet. Die Membran 223 und das Positionselement 122 sind dazu ausgelegt synchron mit der schwingenden Oberfläche 700 eines zu überwachenden Fahrzeugteil mit zu schwingen. Gegenüber dem Positionselement 122 ist eine elektrische Spule 124 an einer Platine 570 angeordnet. Die Spule 124 und das Positionselement 122 sind mit einem Abstand d voneinander Räumlich getrennt. Der Abstand d kann beispielsweise zwischen 0,15 und 0,45 mm betragen. Durch die Änderungen des Abstands, die durch die Schwingungen entstehen, ändert sich die Induktivität der Spule 124. Eine Überwachung der Induktivität kann somit als Überwachung der Schwingung des Fahrzeugteils dienen. 5a shows a schematic illustration of an embodiment of an inductive vibration sensor, and FIG. 5b shows a schematic representation of the embodiment of an inductive vibration sensor shown in FIG. 5a in the assembled state on a vibrating surface 700. The inductive oscillation sensor Sensor can be understood as a system 1 10 for vibration detection. The sensor 1 10 includes a housing 550 made of a plastic. A lower side of the housing 550 is closed by a membrane 223. On the membrane 223 inside the housing 550, a position element 122 is arranged. The diaphragm 223 and the position member 122 are configured to vibrate synchronously with the vibrating surface 700 of a vehicle part to be monitored. Opposite the position element 122, an electrical coil 124 is arranged on a circuit board 570. The coil 124 and the position element 122 are spatially separated from each other by a distance d. The distance d may be, for example, between 0.15 and 0.45 mm. Due to the changes in the distance caused by the vibrations, the inductance of the coil 124 changes. Monitoring the inductance can thus serve as monitoring of the vibration of the vehicle part.
Der Sensor 1 10 umfasst weiterhin ein Steuergerät 130 mit einer Anlegeeinrichtung 132 und einer Einleseeinrichtung 134. Die Anlegerichtung 132 sendet ein Anregungssignal 133 an der Spule 124. Die Einleseeinrichtung 134 dient dazu ein Spulensignal 125 von der Spule 124 einzulesen. Das Steuergerät 130 gibt eine Erfassungssignal 139 aus. The sensor 10 further comprises a control device 130 with a contact device 132 and a read-in device 134. The application direction 132 sends an excitation signal 133 to the coil 124. The read-in device 134 serves to read in a coil signal 125 from the coil 124. The controller 130 outputs a detection signal 139.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. If an embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to an embodiment, both the first feature and also has the second feature and according to another embodiment either only the first feature or only the second feature.
Bezuqszeichen REFERENCE CHARACTERS
100 Fahrzeug 100 vehicle
105 Fahrzeugteil  105 vehicle part
110 System zum Erfassen  110 System for detecting
120 Erfassungsvorrichtung  120 detection device
122 Positionselement  122 position element
124 elektrische Spule  124 electric coil
125 Spulensignal  125 coil signal
130 Steuergerät  130 control unit
132 Anlegeeinrichtung  132 mooring device
133 Anregungssignal  133 excitation signal
134 Einleseeinrichtung  134 read-in device
136 Bestimmungseinrichtung  136 Determination device
137 Eigenschaftsinformation  137 Property Information
138 Erzeugungseinrichtung  138 generating device
139 Erfassungssignal  139 detection signal
223 Membran  223 membrane
300 Verfahren zum Erfassen  300 method for detecting
310 Schritt des Anlegens  310 step of creating
320 Schritt des Einlesens  320 step of reading
330 Schritt des Bestimmens  330 step of determining
340 Schritt des Erzeugens  340 step of creating
550 Gehäuse  550 housing
570 Platine  570 board
700 eine schwingende Oberfläche  700 a vibrating surface

Claims

Patentansprüche  claims
1. Verfahren (300) zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils (105) für ein Fahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (300) folgende Schritte aufweist: A method (300) for detecting vibration of a vehicle part (105) for a vehicle (100), characterized in that the method (300) comprises the steps of:
Anlegen (310) eines elektrischen Anregungssignals (133) an zumindest eine elektrische Spule (124), wobei die zumindest eine elektrische Spule (124) induktiv mit zumindest einem Positionselement (122) gekoppelt ist, wobei das zumindest eine Positionselement (122) mit dem Fahrzeugteil (105) gekoppelt ist; Applying (310) an electrical excitation signal (133) to at least one electrical coil (124), wherein the at least one electrical coil (124) is inductively coupled to at least one position element (122), the at least one position element (122) being integral with the vehicle part (105) is coupled;
Einlesen (320) eines elektrischen Spulensignals (125) von der zumindest einen elektrischen Spule (124), wobei das elektrische Spulensignal (125) ansprechend auf das elektrische Anregungssignal (133) an der zumindest einen Spule (124) abgegriffen und durch das zumindest eine Positionselement (122) beeinflusst ist; und Reading (320) an electrical coil signal (125) from the at least one electrical coil (124), wherein the electrical coil signal (125) is tapped off the at least one coil (124) in response to the electrical excitation signal (133) and through the at least one position element (122) is affected; and
Bestimmen (330) zumindest einer Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils (105) unter Verwendung des eingelesenen elektrischen Spulensignals (125). Determining (330) at least one characteristic of the vibration of the vehicle part (105) using the read electrical coil signal (125).
2. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (310, 320, 330) des Verfahrens (300) während eines Betriebs des Fahrzeugs (100) ausgeführt werden. A method (300) according to claim 1, characterized in that the steps (310, 320, 330) of the method (300) are performed during operation of the vehicle (100).
3. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (310) des Anlegens ein Rechtecksignal, ein Sinussignal oder ein Signal mit einer weiteren Signalform als das elektrische Anregungssignal (133) an die zumindest eine elektrische Spule (124) angelegt wird. 3. Method (300) according to one of the preceding claims, characterized in that in step (310) of applying a rectangular signal, a sine signal or a signal having a further waveform than the electrical excitation signal (133) to the at least one electrical coil (124 ) is created.
4. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (330) des Bestimmens eine Amplitude, eine Frequenz und/oder eine weitere Größe einer Schwingungsfunktion als die zumindest eine Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils (105) bestimmt wird. 4. Method (300) according to one of the preceding claims, characterized in that in step (330) of determining an amplitude, a frequency and / or a further variable of a vibration function is determined as the at least one property of the vibration of the vehicle part (105) ,
5. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (330) des Bestimmens eine schnelle Fourier- Transformation des eingelesenen elektrischen Spulensignals (125) durchgeführt wird. 5. Method (300) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step (330) of determining a fast Fourier transformation of the read-in electric coil signal (125) is carried out.
6. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (330) des Bestimmens das eingelesene elektrische Spulensignal (125) verstärkt wird. 6. Method (300) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step (330) of determining the read-in electric coil signal (125) is amplified.
7. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (340) des Erzeugens eines Erfassungssignals (139) unter Verwendung der zumindest einen im Schritt (330) des Bestimmens bestimmten Eigenschaft der Schwingung des Fahrzeugteils (105), wobei das Erfassungssignal (139) eine Information über einen physikalischen Zustand des Fahrzeugteils (105) repräsentiert, insbesondere eine Wahrscheinlichkeit eines Risses, eines Bruchs, einer Ermüdung und/oder einer Beanspruchung des Fahrzeugteils (105). The method (300) according to one of the preceding claims, characterized by a step (340) of generating a detection signal (139) using the at least one characteristic of the vibration of the vehicle part (105) determined in the step (330) of determining Detection signal (139) represents information about a physical state of the vehicle part (105), in particular a probability of a crack, fracture, fatigue and / or stress of the vehicle part (105).
8. Steuergerät (130), das eingerichtet ist, um Schritte des Verfahrens (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen. A controller (130) arranged to execute steps of the method (300) according to any one of the preceding claims in respective units.
9. System (1 10) zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils (105) für ein Fahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass das System (1 10) zumindest folgende Merkmale aufweist: das Steuergerät (130) gemäß Anspruch 8; und mindestens eine Erfassungsvorrichtung (120), wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (120) zumindest eine elektrische Spule (124) und zumindest ein Positionselement (122) aufweist, wobei das zumindest eine Positionselement (122) mit dem Fahrzeugteil (105) koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die zumindest eine elektrische Spule (124) induktiv mit zumindest einem Positionselement (122) koppelbar oder gekoppelt ist, wobei das Steuergerät (130) und die zumindest eine elektri- sehe Spule (124) signalübertragungsfähig miteinander verbindbar oder verbunden sind. A system (110) for detecting a vibration of a vehicle part (105) for a vehicle (100), characterized in that the system (110) has at least the following features: the control device (130) according to claim 8; and at least one detection device (120), wherein the at least one detection device (120) comprises at least one electrical coil (124) and at least one position element (122), wherein the at least one position element (122) is coupleable or coupled to the vehicle part (105) wherein the at least one electrical coil (124) is inductively coupled or coupled to at least one position element (122), wherein the control device (130) and the at least one electrical see coil (124) signal transfer capable connected to each other or are connected.
10. System (110) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine elektrische Spule (124) als eine einschichtige oder mehrschichtige Spule und/oder als eine Planarspule ausgeführt ist. 10. System (110) according to claim 9, characterized in that the at least one electrical coil (124) is designed as a single-layered or multi-layered coil and / or as a planar coil.
11. System (110) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Positionselement (122) aus einem elektrisch leitfähigen Material oder einem elektrisch isolierenden und magnetisch permeablen Material ausgeformt ist. 11. System (110) according to one of claims 9 to 10, characterized in that the at least one position element (122) is formed from an electrically conductive material or an electrically insulating and magnetically permeable material.
12. System (110) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Positionselement (122) in einem mit dem Fahrzeugteil (105) gekoppelten Zustand durch eine Schwingung des Fahrzeugteils (105) entlang und/oder quer zu einer Wicklungsachse der zumindest einen elektrischen Spule12. System (110) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the at least one position element (122) in a coupled to the vehicle part (105) state by a vibration of the vehicle part (105) along and / or across to a Winding axis of the at least one electrical coil
(124) bewegbar ist. (124) is movable.
13. System (110) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (120) zumindest eine Membran (223) aufweist, wobei das zumindest eine Positionselement (122) an einer ersten Seite der zumindest einen Membran (223) angebracht ist, wobei eine zweite Seite der Membran (223) an dem Fahrzeugteil (105) angeordnet ist. 13. System (110) according to one of claims 9 to 12, characterized in that the at least one detection device (120) has at least one diaphragm (223), wherein the at least one position element (122) on a first side of the at least one diaphragm (22). 223) is mounted, wherein a second side of the membrane (223) on the vehicle part (105) is arranged.
14. Fahrzeug (100), wobei das Fahrzeug (100) zumindest ein Fahrzeugteil (105) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (100) zumindest folgendes Merkmal aufweist: das System (110) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das System (110) ausgebildet ist, um eine Schwingung des zumindest einen Fahrzeugteils (105) zu erfassen. 14. A vehicle (100), wherein the vehicle (100) comprises at least one vehicle part (105), characterized in that the vehicle (100) has at least the following feature: the system (110) according to one of claims 9 to 13, wherein the System (110) is adapted to detect a vibration of the at least one vehicle part (105).
15. Verwendung einer Erfassungsvorrichtung (120) zum Erfassen einer Schwingung eines Fahrzeugteils (124) für ein Fahrzeug (100), wobei die Erfassungsvorrichtung (120) zumindest eine elektrische Spule (124) und zumindest ein Positionselement (122) aufweist, wobei das zumindest eine Positionselement (122) mit dem Fahrzeugteil (105) koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die zumindest eine elektrische Spule (124) induktiv mit zumindest einem Positionselement (122) koppelbar oder gekoppelt ist. Use of a detection device (120) for detecting a vibration of a vehicle part (124) for a vehicle (100), wherein the detection device (120) has at least one electrical coil (124) and at least one position element (122), the at least one Positioning element (122) with the vehicle part (105) is coupled or coupled, wherein the at least one electrical coil (124) is inductively coupled or coupled to at least one position element (122).
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