用于识别冰覆盖的电声传感器的方法和设备技术

本发明专利技术提出一种用于识别车辆上的电声传感器(1)、尤其是超声传感器的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)的方法。所述方法具有以下步骤：a.)在传感器运行开始之后，通过布置在所述传感器的壳体(10)的内室(15)中的温度传感器(80)获知所述电声传感器(1)的所述内室(15)在时间上的温度变化过程。所述传感器内室(15)的温度在所述传感器运行开始时在0℃以下。b.)通过计算单元(95)识别所获知的温度变化过程的第二时间区域，在所述第二时间区域中温度上升与先前的第一时间区域相比明显下降。c.)如果识别出这样的时间区域，那么推断出所述电声传感器(1)的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)。d.)如果识别出所述电声传感器(1)的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)，那么向驾驶员发送警报。

Method and apparatus for identifying ice covered electroacoustic sensors

The invention provides a method for identifying the electroacoustic sensor (1) on the vehicle, especially the ultrasonic sensor's diaphragm (20) covered by snow or ice (40). The method has the following steps: after the start of the sensor operation, the temperature change process of the inner chamber (15) of the electroacoustic sensor (1) is known in time by the temperature sensor (80) arranged in the chamber (15) of the shell (10) of the sensor (10). The temperature of the sensor inner chamber (15) is below 0 C at the start of the sensor. B.) by identifying the second time area of the known temperature change process through the calculation unit (95), the temperature rise in the second time area is significantly decreased compared to the previous first time region. C.) if the time domain is identified, then the diaphragm (20) covered by snow or ice (40) can be inferred from the electroacoustic sensor (1). D.) if the snow or ice (40) covered diaphragm (20) is identified by the electroacoustic sensor (1), the alarm is sent to the driver.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别冰覆盖的电声传感器的方法和设备
本专利技术涉及一种用于识别冰覆盖的电声传感器的方法和设备。根据另一方面，本专利技术涉及一种电声传感器。
技术介绍
在冬天，在自由停放车辆的情况下可能导致，电声传感器(该电声传感器例如作为间距传感器是驾驶员辅助系统的部件)在相应的天气情况下被冰或雪覆盖。如果电声传感器具有用于发射和/或接收声波的向外取向的膜片，则在电声传感器的膜片上的冰覆层或雪覆层可能导致，传感器的膜片不再能够自由振动并且由此将更少的能量转换成声音。在这种情况下，所发送的脉冲将会比设计的更弱并且到达的声音比在没有覆层的情况下更弱地激励膜片产生振动。此外，声波由膜片上的冰覆层吸收，并且因此不再完全地到达传感器膜片。由此电声传感器的膜片的冰覆层和雪覆层可能导致传感器的敏感度降低或者在最坏的情况下导致传感器发生故障。DE102010028009A1描述一种用于间距测量的超声传感器，该超声传感器中借助温度传感器感测和分析处理传感器表面的温度梯度。在此，检测直接在膜片上的温度梯度并且与额定值相比较。由此例如可以通过冰推断出表面的阻塞。此外，描述一种针对超声传感器的用于移除覆盖的冰的加热装置。因此，由现有技术已知，通过在膜片上的温度传感器可以推断出冰覆盖的传感器，然而安装为此所需的靠近膜片的附加传感装置非常昂贵和复杂。
技术实现思路
为了解决这个问题，根据本专利技术提出一种用于识别车辆上的电声传感器、尤其超声传感器的被雪或冰覆盖的膜片的方法。该方法包括以下步骤：a.)在传感器运行开始之后，通过布置在传感器的壳体的内室中的温度传感器获知电声传感器的内室在时间上的温度变化过程。传感器内室的温度在传感器运行的开始时低于0℃；b.)通过计算单元识别所获知的温度变化过程的第二时间区域，在该第二时间区域中温度上升与先前的第一时间区域相比明显下降；c.)如果识别这些时间区域，则由此推断出，电声传感器的膜片被雪或冰覆盖；d.)如果已经识别，电声传感器的膜片被雪或冰覆盖，则向驾驶员发送警报。因此，上述的方法允许识别冰覆盖的传感器，而不必安装昂贵的、靠近膜片的附加传感装置。根据本专利技术，为此将温度传感器布置在传感器的壳体的内室中，根据该温度传感器可以获知内室在时间上的温度变化过程，以便可以识别结冰的或被雪覆盖的传感器。本专利技术基于以下认知：在传感器的膜片上被雪或冰的覆层引起传感器壳体内室中的温度的标志性时间上的变化过程。冰/泥/雪覆层已经达到0℃的温度，这建立在水的融化过程的基础上。在传感器运行开始时，如果膜片上的温度还处于0℃以下，那么首先出现传感器内室(以及传感器的膜片)的近似线性的温度上升。这种线性的温度上升通过以下方式实现：在传感器的电路板上的触点接通部具有电阻并且由此在通电时将电能也转换成热能。通常，在传感器中也存在同样将电能转换成热能的电阻式电子构件。视特定的热容量而定，传感器内室的温度以及电声传感器的通过余热加热的构件的温度由此首先线性升高。随后可能出现如下时间区域,在该时间区域中出现温度上升的明显下降。这归因于，当达到冰的融化温度时在膜片上的冰的融化过程开始。膜片上的温度在融化过程期间恒定地保持在大约0℃并且不再进一步上升。热量需要作为融化热完全用于相变，并且因此在融化过程期间可能不再发生进一步的温度上升。膜片由此导致等温的热沉，该热沉冷却传感器内室的空气并且由此减缓传感器内室的通过余热的加热。在一定时间后，又发生传感器内室的温度的线性上升，因为在膜片上通过融化的冰构造水膜。这归因于,水膜的温度由于热量存储开始上升，由此传感器内室的空气同样再次升温。类似的考虑也适用于电声传感器的其他结构形式或安装形式。根据本专利技术的方法尤其可以用于识别超声传感器(该超声传感器例如在车辆上用于间距测量和/或周围环境感测)的冰或雪覆盖的膜片。本专利技术的优选实施方式由从属权利要求的特征表明。优选地，在所述方法的第二步骤中进行第二时间区域的识别，在该第二时间区域中通过计算单元比较所获知的传感器内室中的温度变化过程的斜率与存储在计算单元中的参考温度变化过程的斜率并且在此识别曲线走向中的区别。为了能够可信地评估曲线走向中的比较和区别，参考温度变化过程在比较开始时具有与传感器内室在传感器运行开始时相同的温度。在一点中的曲线斜率是曲线走向的有效力的特征，通过该特征可以精确地比较两个曲线的走向。在另一替代构型中，在所述方法的第二步骤中进行第二时间区域的识别，在该第二时间区域中通过计算单元比较所获知的传感器内室中的温度变化过程的二阶导数与存储在计算单元中的参考温度变化过程的二阶导数并且在此识别曲线走向中的区别。为了能够可信地评估曲线走向中的比较和区别，参考温度变化过程在比较开始时具有与传感器内室在传感器运行开始时相同的温度。因此，二阶导数和由此对曲线方向变化或曲线内的拐点的确定是曲线走向的标志性特征，该特征使得能够容易地实现两个曲线的走向的比较。在本专利技术的优选实施方案中，在所述方法的最后步骤期间将所涉及的传感器例如在显示器上显示给驾驶员。如果多个传感器布置在车辆上，那么这是特别有利的。驾驶员可以按顺序地将可能存在的冰或雪从所涉及的传感器上清除掉。如果由于冰或雪覆层甚至要导致传感器的损坏，那么为了修理不需要专门获知，哪些传感器发生故障。因此，驾驶员还可以自己判断，哪些动作还能够可靠地通过运行的传感器实施并且哪些动作驾驶员最好要手动控制。根据本专利技术的另一方面，提出一种电声传感器、尤其是超声传感器，其中，该电声传感器例如构造为驾驶员辅助系统的部件并且用于间距测量。电声传感器包括壳体、温度传感器和用于接收声振动的膜片。替代地，膜片可以用于发送声振动。在另一替代方案中，膜片可以应用于两个原理。膜片如此布置在壳体上，使得所述膜片使壳体朝外封闭。在传感器运行开始之后，根据本专利技术布置在壳体的内室中的温度传感器感测电声传感器的内室在时间上的温度变化过程。通过所实施的该功能能够实施所述方法的第一步骤，即获知传感器内室在时间上的温度变化过程。此外，根据本专利技术构造的电声传感器包括计算单元，该计算单元设置成用于识别温度变化过程的第二时间区域，在该第二时间区域中温度上升与先前的第一时间区域相比明显下降，并且如果识别出这样的时间区域，则识别出膜片被雪或冰覆盖。计算单元要么可以设置在壳体的内部中，要么可以与所述壳体分开地设置。优选地，温度传感器固定在传感器的电路板上，其中，电路板布置在壳体的内室中。电路板负责电声传感器所需的电子组件的触点接通。也就是说，在那里存在对于电声传感器的电子组件而言所需的电压供给。此外，将温度传感器安装在电路板上带来如下优点：不需要设置用于作为电子组件的温度传感器的附加电压供给。温度传感器不仅可以作为单个构件固定在电路板上，而且也可以实施为处于电声传感器中的集成电路的部件。此外，在电路板上的安装或者作为集成电路的部件的集成具有如下优点：在膜片上本身不安装附加的构件。由此，膜片的制造与没有根据本专利技术的实施方案的电声传感器相比变得不昂贵。在本专利技术的优选实施方案中，电声传感器的膜片构造为膜片罐(Membrantopf)的底面。由此可以使膜片的振动几乎完全与其他包围的部件(例如保险杠)的可能振动解耦。附图说明在附图中示出并且在下面的说明中详细阐述本专利技术的实施例。图1a示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于识别车辆上的电声传感器(1)、尤其是超声传感器的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：a.)在传感器运行开始之后，通过布置在所述传感器的壳体的内室(15)中的温度传感器(80)获知所述电声传感器(1)的所述内室(15)在时间上的温度变化过程，其中，所述传感器内室(15)的温度在所述传感器运行开始时在0℃以下，b.)通过计算单元(95)识别所获知的温度变化过程(150)的第二时间区域(170)，在所述第二时间区域中温度上升与先前的第一时间区域(165)相比明显下降，并且，如果识别出这样的时间区域，则c.)识别出所述电声传感器(1)的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)，并且d.)向驾驶员发送警报(210)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.09 DE 102015224733.31.用于识别车辆上的电声传感器(1)、尤其是超声传感器的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：a.)在传感器运行开始之后，通过布置在所述传感器的壳体的内室(15)中的温度传感器(80)获知所述电声传感器(1)的所述内室(15)在时间上的温度变化过程，其中，所述传感器内室(15)的温度在所述传感器运行开始时在0℃以下，b.)通过计算单元(95)识别所获知的温度变化过程(150)的第二时间区域(170)，在所述第二时间区域中温度上升与先前的第一时间区域(165)相比明显下降，并且，如果识别出这样的时间区域，则c.)识别出所述电声传感器(1)的被雪或冰(40)覆盖的膜片(20)，并且d.)向驾驶员发送警报(210)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b.)中进行所述第二时间区域(170)的识别，其方式是，通过所述计算单元(95)比较所获知的温度变化过程(150)的斜率与存储在所述计算单元(95)中的参考温度变化过程(200)的斜率，其中，所述参考温度变化过程(200)在所述比较开始时具有与所述传感器内室(15)在所述传感器运行开始时相等的温度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b.)中进行所述第二时间区域(170)的识别，其方式是：通过所述计算单元(95)比较所获知的温度变化过程(150)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·舍恩赫尔，M·施耐德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE