DE102019206234A1 - Motion sensors for a vehicle based on an electroactive composite material - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Komponente (20) eines Fahrzeugs und/oder einer Industrieanlage, umfassend Bereitstellen einer Sensoreinrichtung (10), die auf einem elektroaktiven Verbundmaterial basiert; Anbringen der Sensoreinrichtung (10) an einer Fahrzeug- und/oder Industrieanlagenkomponente (20); Betreiben der Sensoreinrichtung (10) zum Erzeugen eines Sensorsignals, das durch eine Bewegungscharakteristik der Komponente (20) induziert ist; und Auswerten des Sensorsignals, um einen Zustand der Komponente (20) und/oder eines/einer mit der Komponente (20) in Kontakt befindlichen Objektes/Person zu ermitteln und auszugeben.Method for monitoring the condition of a component (20) of a vehicle and / or an industrial plant, comprising providing a sensor device (10) which is based on an electroactive composite material; Attaching the sensor device (10) to a vehicle and / or industrial plant component (20); Operating the sensor device (10) to generate a sensor signal which is induced by a movement characteristic of the component (20); and evaluating the sensor signal in order to determine and output a state of the component (20) and / or of an object / person in contact with the component (20).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeugtechnik. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bewegungssensorik für ein Fahrzeug, welche auf einem elektroaktiven Verbundmaterial (Engl.: Electro-active Composite Material, EAC) basiert.The present invention relates to the field of vehicle technology. In particular, the invention relates to a motion sensor system for a vehicle which is based on an electroactive composite material (EAC).
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
In moderner Fahrzeugtechnik werden komplexe Systeme wie Getriebe gefertigt. Derartige Systeme werden in ihren Anwendungen, bei denen das Fahrzeug sich auf hohen Geschwindigkeiten bewegt, unter großen Lenkeinschlagwinkeln gesteuert oder mit hohen Bremskräften zum Stillstand kommt, zum Teil extremen kinematischen Bedingungen ausgesetzt. Um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bzw. der im Fahrzeug befindlichen Güter zu gewährleisten, ist es wünschenswert, den Zustand solcher Systeme zu überprüfen bzw. laufend zu überwachen.Complex systems such as transmissions are manufactured in modern vehicle technology. Such systems are sometimes exposed to extreme kinematic conditions in their applications in which the vehicle moves at high speeds, is controlled with large steering angles or comes to a standstill with high braking forces. In order to ensure the safety of the vehicle occupants or the goods located in the vehicle, it is desirable to check or continuously monitor the status of such systems.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösungsansätze bekannt, die dazu dienen, die Zustandsüberprüfung bzw. -Überwachung auf zuverlässige Weise durchzuführen.
Allerdings ist der aus dem Stand der Technik bekannte Vibrationssensor in vielerlei Hinsichten nachteilig. Beispielsweise muss der Sensor für jede neue Messung erneut am Fahrzeug bzw. an dem zu untersuchenden Fahrzeugbauteil angebracht werden. Dies verlangsamt den Untersuchungsprozess und verringert die Reproduzierbarkeit der Messungen. Insbesondere erschwert dieser Umstand eine kontinuierliche Messung während Fahrzeugbewegungen auf Fahrbahnen. Zum Beispiel müssen vor jeder erneuten Messung der Sensorkörper am zu untersuchenden Fahrzeugbauteil befestigt und ausgerichtet werden.However, the vibration sensor known from the prior art is disadvantageous in many respects. For example, the sensor has to be re-attached to the vehicle or to the vehicle component to be examined for each new measurement. This slows down the examination process and reduces the reproducibility of the measurements. In particular, this makes continuous measurement difficult while the vehicle is moving on roadways. For example, the sensor body must be attached and aligned on the vehicle component to be examined before each new measurement.
Außerdem ist es mittels der bekannten Sensortechnologie aus Kostengründen nicht oder nur bedingt möglich, Fahrzeugbauteile während ihrer Entwicklungs- und Herstellungsprozesse laufend auf Bewegungseigenschaften zu untersuchen. Dies ist jedoch wünschenswert, um die Qualität der Fahrzeugbauteile hinsichtlich Sicherheit dauerhaft sicherzustellen.In addition, for cost reasons it is not possible, or only possible to a limited extent, using the known sensor technology to continuously examine vehicle components for movement properties during their development and production processes. However, this is desirable in order to permanently ensure the quality of the vehicle components with regard to safety.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Zustandsuntersuchungen eines komplexen Systems für ein Fahrzeug, etwa ein Getriebe, weniger aufwändig und zugleich präziser durchzuführen.The invention is therefore based on the object of carrying out status examinations of a complex system for a vehicle, for example a transmission, in a less complex and at the same time more precise manner.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, ein Verfahren, ein Computer-Programm-Produkt, ein computerlesbares Speichermedium sowie ein Datenträgersignal gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The object is achieved by a device, a method, a computer program product, a computer-readable storage medium and a data carrier signal according to the independent claims.
Das elektroaktive Verbundmaterial umfasst beispielsweise ein ferroelektrisches Material, etwa eine ferroelektrische Keramik. Alternativ oder zusätzlich kann das elektroaktive Verbundmaterial ein Polymermaterial umfassen. Vorzugsweise handelt es sich um ein kombiniertes Material aus einer ferroelektrischen Keramik und einem Polymer. Das Verbundmaterial kombiniert somit dielektrische und piezoelektrische Eigenschaften der ferroelektrischen Keramik einerseits und mechanische Flexibilität und Biegsamkeit des Polymers andererseits.The electroactive composite material includes, for example, a ferroelectric material, such as a ferroelectric ceramic. Alternatively or additionally, the electroactive composite material can comprise a polymer material. It is preferably a combined material of a ferroelectric ceramic and a polymer. The composite material thus combines the dielectric and piezoelectric properties of the ferroelectric ceramic on the one hand and the mechanical flexibility and pliability of the polymer on the other.
Das elektroaktive Verbundmaterial kann zu einer Schichtform verarbeitet werden, um die Sensoreinrichtung zu bilden. Dies erhöht die mechanische Flexibilität und Anpassungsfähigkeit der Sensoreinrichtung. Die schichtförmige Sensoreinrichtung kann auf einfache Weise auf eine Oberfläche, beispielsweise eines Getriebegehäuses, eines Zahnrads, eines Lenkrads usw. angebracht bzw. aufgebracht/aufgeklebt werden.The electroactive composite material can be fabricated into a sheet shape to form the sensor device. This increases the mechanical flexibility and adaptability of the sensor device. The layered sensor device can be attached or applied / glued onto a surface, for example a gear housing, a gear wheel, a steering wheel, etc., in a simple manner.
Nach dem Anbringen bzw. Aufbringen an einer zu untersuchenden Fahrzeug- bzw. Industrieanlagenkomponente wird die Sensoreinrichtung betrieben. Durch eine Bewegungscharakteristik der Fahrzeugkomponente wird im elektroaktiven Verbundmaterial der Sensoreinrichtung ein Sensorsignal, etwa eine piezoelektrische Spannung oder ein piezoelektrischer Strom, induziert. Die Spannungs- bzw. Stromstärke skaliert mit der Stärke der Bewegungscharakteristik der Fahrzeugkomponente. Die Bewegungscharakteristik der Fahrzeugkomponente bewirkt eine Deformierung, Vibration oder eine akustische Anregung im elektroaktiven Verbundmaterial der Sensoreinrichtung.After the attachment or application to a vehicle or industrial system component to be examined, the sensor device is operated. A sensor signal, for example a piezoelectric voltage or a piezoelectric current, is induced in the electroactive composite material of the sensor device by a movement characteristic of the vehicle component. The voltage or current strength scales with the strength of the movement characteristics of the vehicle component. The movement characteristics of the vehicle component cause deformation, vibration or acoustic excitation in the electroactive composite material of the sensor device.
Das Sensorsignal wird von der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung empfangen und ausgewertet, um einen Zustand der Fahrzeugkomponente oder mit der Fahrzeugkomponente verbundener Objekte/Personen zu ermitteln.The sensor signal is received and evaluated by the monitoring device according to the invention in order to determine a state of the vehicle component or objects / people connected to the vehicle component.
Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung kann an der zu untersuchenden Fahrzeugkomponente, am Fahrzeug allgemein, oder alternativ außerhalb des Fahrzeugs (beispielsweise im Rahmen einer zentralen Fahrzeug(komponenten)überwachungseinrichtung in einem Parkhaus oder einer Produktionswerkstatt) angeordnet sein.The monitoring device according to the invention can be arranged on the vehicle component to be examined, on the vehicle in general, or alternatively outside the vehicle (for example as part of a central vehicle (component) monitoring device in a parking garage or a production workshop).
Auf diese Weise kann der Aufwand für die Zustandsüberwachung reduziert werden. Insbesondere kann die auf elektroaktiven Verbundmaterialien basierende Sensoreinrichtung für die gesamte Untersuchungsdauer, vorzugsweise während der Entwicklungs- und Herstellungsphase über die Testphase bis hin zur Einsatzphase, an der Fahrzeugkomponente angeordnet sein. Dies ermöglicht eine dauerhafte und kontinuierliche Überwachung des Fahrzeug(komponenten)zustands. Die Qualität der Fahrzeugbauteile hinsichtlich Sicherheit kann somit dauerhaft gesichert werden.In this way, the effort for condition monitoring can be reduced. In particular, the on electroactive composite materials based sensor device for the entire duration of the investigation, preferably during the development and manufacturing phase through the test phase to the deployment phase, can be arranged on the vehicle component. This enables permanent and continuous monitoring of the vehicle (component) condition. The quality of the vehicle components in terms of safety can thus be permanently ensured.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments are specified in the subclaims.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente ein Lenkrad, wobei die Bewegungscharakteristik eine Lenkradbewegung umfasst.According to one embodiment, the vehicle component comprises a steering wheel, the movement characteristic including a steering wheel movement.
Die Druckkräfte, die die Hand des Fahrers auf das Lenkrad ausübt, führen zu einer Vibration oder mechanischen Spannungen. Diese können mittels der am Lenkrad angebrachten Sensoreinrichtung gemessen werden. Anhand der Vibrationsfrequenz und/oder -amplituden bzw. der Stärke der mechanischen Spannungen, die aus den Sensordaten extrahierbar sind, kann vorzugsweise mittels des erfindungsgemäßen Auswerteverfahrens auf ein Bewegungsmuster des Lenkrads geschlossen werden. Weiter vorzugsweise kann der Zustand des Fahrers hinsichtlich seines Konzentrationsniveaus und/oder physischer Eignung zum Autofahren ermittelt werden.The pressure forces exerted by the driver's hand on the steering wheel lead to vibration or mechanical stress. These can be measured by means of the sensor device attached to the steering wheel. On the basis of the vibration frequency and / or amplitudes or the strength of the mechanical stresses that can be extracted from the sensor data, a movement pattern of the steering wheel can preferably be inferred by means of the evaluation method according to the invention. More preferably, the state of the driver can be determined with regard to his concentration level and / or physical suitability for driving a car.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente eine Fahrzeuginterieurkomponente, etwa einen Sitz oder einen Sicherheitsgurt, wobei die Bewegungscharakteristik eine auf die Fahrzeuginterieurkomponente ausgeübte Kraftstärke und/oder eine in der Fahrzeuginterieurkomponente herrschende mechanische Spannung umfasst.According to a further embodiment, the vehicle component comprises a vehicle interior component, for example a seat or a seat belt, the movement characteristic comprising a force level exerted on the vehicle interior component and / or a mechanical tension prevailing in the vehicle interior component.
Wenn sich ein Fahrzeuginsasse in einem gesundheitlich kritischen Zustand befindet, kann dieser auf bestimmten Weisen zum Ausdruck kommen. Beispielsweise kann der Fahrzeuginsasse mit Asthma husten. Hierbei wird der am Körper des Fahrzeuginsassen anliegende Sicherheitsgurt aufgrund der sich beim Husten verändernden Körperhaltung des Fahrzeuginsassen bewegt, insbesondere gestrafft oder gedrückt. Alternativ kann der Sitz, auf dem der Fahrzeuginsasse sitzt, auf einer Sitzfläche oder Rücklehne aufgrund der sich beim Husten verändernden Körperhaltung des Fahrzeuginsassen bewegt, insbesondere gedrückt werden. Diese Bewegung der Fahrzeuginterieurkomponente wie Sicherheitsgurt oder Sitz führt zu einer Vibration oder mechanischen Spannungen, die von der am Sicherheitsgurt angebrachten Sensoreinrichtung gemessen werden können. Der Bewegung des Sicherheitsgurts unterliegt bei Husten oder einer anderen gesundheitlich kritischen Körpersituation des Fahrzeuginsassen einem bestimmten Schwingungsmuster, welches dem Auswerten der Sensordaten zugrunde gelegt werden kann. Hieraus lässt sich die gesundheitlich kritische Körpersituation des Fahrzeuginsassen beispielsweise ermitteln.If a vehicle occupant is in a critical state of health, this can be expressed in certain ways. For example, the vehicle occupant with asthma may cough. Here, the seat belt resting on the body of the vehicle occupant is moved, in particular tightened or pressed, due to the changing posture of the vehicle occupant when coughing. Alternatively, the seat on which the vehicle occupant is sitting can be moved, in particular pressed, on a seat surface or backrest due to the changing posture of the vehicle occupant when coughing. This movement of the vehicle interior components such as the seat belt or seat leads to vibration or mechanical stresses, which can be measured by the sensor device attached to the seat belt. The movement of the seat belt is subject to a certain vibration pattern in the event of a cough or another body situation of the vehicle occupant that is critical to health, which can be used as a basis for evaluating the sensor data. From this, the health-critical body situation of the vehicle occupant can be determined, for example.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente eine Leichtbaukomponente, vorzugsweise eine Fahrzeugachse oder eine Fahrzeugaufhängung, wobei die Bewegungscharakteristik eine Vibration umfasst und/oder eine Materialeigenschaft der Leichtbaukomponente oder eine Fahrbahnbeschaffenheit betrifft.According to a further embodiment, the vehicle component comprises a lightweight component, preferably a vehicle axle or a vehicle suspension, the movement characteristic comprising a vibration and / or relating to a material property of the lightweight component or a road surface.
Die Leichtbaukomponente wie Fahrzeugachse oder Fahrzeugaufhängung kann sich unter bestimmten Umständen, etwa bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeit oder starken Lenkwinkeln beim Abbiegen oder starken Bremskräften, mehr oder minder deformieren. Diese Deformierung kann ein Sensorsignal, etwa ein piezoelektrisches Signal, im elektroaktiven Verbundmaterial der Sensoreinrichtung auslösen. Das Sensorsignal weist je nach Stärke der Deformierung ein bestimmtes Signalmuster auf. Dieses Signalmuster kann dem Auswerten der Sensordaten zugrunde gelegt werden. Auf diese Weise kann anhand der Sensordaten auf ein Deformierungsniveau geschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich kann dadurch, dass die Deformierung von Materieleigenschaften der Leichtbaukomponente wie Biegsamkeit oder Dehnbarkeit oder Eigenschwingungsfrequenz abhängig ist, ausgehend von den Sensordaten auf eine Materialeigenschaft der Leichtbaukomponente geschlossen werden.The lightweight components such as the vehicle axle or vehicle suspension can deform to a greater or lesser extent under certain circumstances, for example at high vehicle speed or strong steering angles when turning or strong braking forces. This deformation can trigger a sensor signal, for example a piezoelectric signal, in the electroactive composite material of the sensor device. The sensor signal has a specific signal pattern depending on the strength of the deformation. This signal pattern can be used as a basis for evaluating the sensor data. In this way, a level of deformation can be deduced from the sensor data. Alternatively or additionally, because the deformation is dependent on material properties of the lightweight component such as flexibility or extensibility or natural oscillation frequency, a material property of the lightweight component can be inferred based on the sensor data.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente ein Getriebe, wobei die Bewegungscharakteristik eine Rotationsgeschwindigkeit und/oder eine Verschiebung eines im Getriebe enthaltenen Antriebselements umfasst.According to a further embodiment, the vehicle component comprises a transmission, the movement characteristic comprising a rotational speed and / or a displacement of a drive element contained in the transmission.
Die Sensoreinrichtung kann am Antriebselement oder einem anderen Bauteil des Getriebes angebracht sein. Das Bauteil kann beispielsweise ein Aktuator, etwa ein Linearaktuator zum Verschieben eines beweglichen Elementes im Getriebe oder das bewegliche Element selbst sein. Die Bewegung, insbesondere Rotationsbewegung oder Verschiebung der Fahrzeugkomponente geht mit einer Zentrifugalkraft bzw. einer longitudinalen Beschleunigung einher, die zu einer Deformierung der Fahrzeugkomponente führt. Aufgrund der Oberflächenhaftung zwischen der Fahrzeugkomponente und der hierauf angebrachten Sensoreinrichtung wird aufgrund der Deformierung ein Sensorsignal, etwa ein piezoelektrisches Signal, im elektroaktiven Verbundmaterial ausgelöst. Dieses Signal kann ausgewertet werden, um wie oben beschrieben auf die Bewegung der Fahrzeugkomponente zu schließen.The sensor device can be attached to the drive element or another component of the transmission. The component can, for example, be an actuator, for example a linear actuator for moving a movable element in the transmission, or the movable element itself. The movement, in particular rotational movement or displacement of the vehicle component, is accompanied by a centrifugal force or a longitudinal acceleration, which leads to a deformation of the vehicle component. Due to the surface adhesion between the vehicle component and the sensor device attached to it, a sensor signal, for example a piezoelectric signal, is triggered in the electroactive composite material due to the deformation. This signal can be evaluated in order to infer the movement of the vehicle component, as described above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente ein Parksperrensystem, wobei die Bewegungscharakteristik eine Verschiebung eines im Parksperrensystem enthaltenen Antriebselements umfasst.According to a further embodiment, the vehicle component comprises a parking lock system, the movement characteristic comprising a displacement of a drive element contained in the parking lock system.
Die Sensoreinrichtung kann am Antriebselement oder einem anderen Bauteil des Parksperrensystems angebracht sein. Das Bauteil kann beispielsweise ein Aktuator, etwa ein Linearaktuator zum Verschieben des Antriebselements sein. Die Bewegung, insbesondere Rotationsbewegung oder Verschiebung der Fahrzeugkomponente geht mit einer Zentrifugalkraft bzw. einer longitudinalen Beschleunigung einher, die zu einer Deformierung der Fahrzeugkomponente führt. Aufgrund der Oberflächenhaftung zwischen der Fahrzeugkomponente und der hierauf angebrachten Sensoreinrichtung wird aufgrund der Deformierung ein Sensorsignal, etwa ein piezoelektrisches Signal, im elektroaktiven Verbundmaterial ausgelöst. Dieses Signal kann ausgewertet werden, um wie oben beschrieben auf die Bewegung der Fahrzeugkomponente zu schließen.The sensor device can be attached to the drive element or to another component of the parking lock system. The component can, for example, be an actuator, for example a linear actuator for moving the drive element. The movement, in particular rotational movement or displacement of the vehicle component, is accompanied by a centrifugal force or a longitudinal acceleration, which leads to a deformation of the vehicle component. Due to the surface adhesion between the vehicle component and the sensor device attached to it, a sensor signal, for example a piezoelectric signal, is triggered in the electroactive composite material due to the deformation. This signal can be evaluated in order to infer the movement of the vehicle component as described above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente eine Kupplung, insbesondere eine Klauenkupplung, vorzugsweise eine elektrische Klauenkupplung, wobei die Bewegungscharakteristik einen Verbindungszustand betrifft und/oder eine antriebsseitige oder abtriebsseitige Rotationsgeschwindigkeit umfasst.According to a further embodiment, the vehicle component comprises a clutch, in particular a dog clutch, preferably an electrical dog clutch, the movement characteristic relating to a connection state and / or including a drive-side or output-side rotational speed.
Der Verbindungszustand bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einem ersten Kupplungselement und einem zweiten Kupplungselement der Kupplung. Der Verbindungszustand kann offen sein, wobei das erste und zweite Kupplungselement voneinander getrennt sind. Der Verbindungszustand kann geschlossen sein, wobei das erste und zweite Kupplungselement miteinander verbunden sind. Wenn die Sensoreinrichtung an einer Grenzfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungselement angeordnet ist, können beide Verbindungszustände (offen und geschlossen) anhand der auf das elektroaktive Verbundmaterial der Sensoreinrichtung wirkenden Druckkraft ermittelt werden. Die Druckkraft nimmt im geschlossenen Verbindungszustand einen bestimmten Wert an, der größer als Null ist. Im offenen Verbindungszustand nimmt die Druckkraft den Wert Null an.The connection state relates to a connection between a first coupling element and a second coupling element of the coupling. The connection state can be open, with the first and second coupling elements being separated from one another. The connection state can be closed, the first and second coupling elements being connected to one another. If the sensor device is arranged at an interface between the first and the second coupling element, both connection states (open and closed) can be determined on the basis of the compressive force acting on the electroactive composite material of the sensor device. In the closed connection state, the compressive force assumes a certain value that is greater than zero. In the open connection state, the compressive force takes on the value zero.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkomponente ein polymerbasiertes Getriebezahnrad, wobei die Bewegungscharakteristik eine Rißbildung, eine Rotationsgeschwindigkeit und/oder eine Position des Getriebezahnrads betrifft. According to a further embodiment, the vehicle component comprises a polymer-based transmission gear, the movement characteristic relating to crack formation, a rotational speed and / or a position of the transmission gear.
Das polymerbasierte Getriebezahnrad kann aufgrund einer Rißbildung eine vom rißfreien Zustand abweichende Bewegungscharakteristik aufweisen. Beispielsweise kann die Rißbildung zu einer exzentrischen Rotationsbewegung des Getriebezahnrads führen. Die Rißbildung kann auf einen bestimmten Herstellungsfehler zurückzuführen sein. Wenn die Korrelation zwischen dem Herstellungsfehler und der abweichenden Bewegungscharakteristik vorbekannt ist, kann diese Korrelation dem Auswerten der Sensordaten zugrunde gelegt werden. Auf diese Weise kann von den Sensordaten auf den bestimmten Herstellungsfehler geschlossen werden.The polymer-based transmission gear wheel can have a movement characteristic that deviates from the crack-free state due to the formation of cracks. For example, the cracking can result in eccentric rotational movement of the transmission gear. The cracking may be due to a certain manufacturing defect. If the correlation between the manufacturing error and the deviating movement characteristic is known in advance, this correlation can be used as a basis for evaluating the sensor data. In this way, conclusions can be drawn from the sensor data about the specific manufacturing defect.
In allen oben beschrieben Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit dazu ausgebildet sein, um die aus den Sensordaten extrahierten Spannungsstärken bzw. Druckkräften, die auf das elektroaktive Verbundmaterial in der jeweiligen Bewegungscharakteristik der Fahrzeugkomponente herrschen, mit einem vordefinierten Schwellenwert zu vergleichen. Beim Überschreiten des Schwellenwertes wird ein Warnsignal ausgelöst. Das Warnsignal kann eine vom Fahrzeug ausführbare Gegenmaßnahme (etwa Bremsen, Beschleunigen, Stoppen, Erhöhen oder Senken der Temperatur im Fahrzeuginnenraum und/oder der Lautstärke der Lautsprecheranlage im Fahrzeug ... usw.) bewirken. Das Warnsignal kann alternativ oder zusätzlich an eine externe Entität, etwa eine Überwachungszentrale, das das Fahrzeug überwacht, ausgegeben werden.In all of the embodiments described above, the evaluation unit can be designed to compare the tension strengths or compressive forces extracted from the sensor data, which prevail on the electroactive composite material in the respective movement characteristics of the vehicle component, with a predefined threshold value. If the threshold value is exceeded, a warning signal is triggered. The warning signal can cause a countermeasure that can be implemented by the vehicle (such as braking, accelerating, stopping, increasing or decreasing the temperature in the vehicle interior and / or the volume of the loudspeaker system in the vehicle ... etc.). As an alternative or in addition, the warning signal can be output to an external entity, such as a monitoring center that monitors the vehicle.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist ausgeführt, in einen Speicher eines Computers geladen zu werden und umfasst Softwarecodeabschnitte, mit denen die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer läuft.The computer program product according to the invention is designed to be loaded into a memory of a computer and comprises software code sections with which the method steps of the method according to the invention are carried out when the computer program product is running on the computer.
Ein Programm gehört zur Software eines Daten verarbeitenden Systems, zum Beispiel einer Auswerteeinrichtung oder einem Computer. Software ist ein Sammelbegriff für Programme und zugehörigen Daten. Das Komplement zu Software ist Hardware. Hardware bezeichnet die mechanische und elektronische Ausrichtung eines Daten verarbeitenden Systems. Ein Computer ist eine Auswerteeinrichtung. A program belongs to the software of a data processing system, for example an evaluation device or a computer. Software is a collective term for programs and associated data. The complement to software is hardware. Hardware describes the mechanical and electronic alignment of a data processing system. A computer is an evaluation device.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt den oben beschriebenen erfinderischen technischen Effekt hervor.Computer program products generally comprise a sequence of instructions which, when the program is loaded, cause the hardware to carry out a specific method that leads to a specific result. When the program in question is used on a computer, the computer program product produces the inventive technical effect described above.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist Plattform unabhängig. Das heißt, es kann auf jeder beliebigen Rechenplattform ausgeführt werden. Bevorzugt wird das Computerprogrammprodukt auf einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung zum Erfassen des Umfelds des Fahrzeugs ausgeführt.The computer program product according to the invention is platform independent. That means it can run on any computing platform. The computer program product is preferred executed on an evaluation device according to the invention for detecting the surroundings of the vehicle.
Die Softwarecodeabschnitte sind in einer beliebigen Programmiersprache geschrieben, zum Beispiel in C, C++, Python, Java, Matlab oder LabView.The software code sections are written in any programming language, for example in C, C ++, Python, Java, Matlab or LabView.
Das computerlesbare Speichermedium ist beispielsweise ein elektronisches, magnetisches, optisches oder magneto-optisches Speichermedium.The computer-readable storage medium is, for example, an electronic, magnetic, optical or magneto-optical storage medium.
Das Datenträgersignal ist ein Signal, welches das Computer-Programm-Produkt von einem Speichermedium, auf dem das Computer-Programm-Produkt gespeichert ist, auf eine andere Entität, beispielsweise ein anderes Speichermedium, einen Server, ein Cloud-System oder eine Daten verarbeitende Einrichtung, überträgt.The data carrier signal is a signal which the computer program product from a storage medium on which the computer program product is stored to another entity, for example another storage medium, a server, a cloud system or a data processing facility , transmits.
Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Überwachung eines Zustands einer Fahrzeugkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 eine schematische Darstellung einer an einem Zahnradelement angebrachten Sensoreinrichtung zur Anwendung mitder Überwachungsvorrichtung aus 1 ; -
3 eine schematische Darstellung einer an einem Getriebesystem angebrachten Sensoreinrichtung zur Anwendung mitder Überwachungsvorrichtung aus 1 ; -
4 eine schematische Darstellung einer an einer Klauenkupplung angebrachten Sensoreinrichtung zur Anwendung mitder Überwachungsvorrichtung aus 1 ; und -
5 schematische Darstellungen dreier Verbindungszustände der Klauenkupplung aus4 .
-
1 a schematic representation of a device for monitoring a state of a vehicle component according to an embodiment; -
2 a schematic representation of a sensor device attached to a gearwheel element for use with themonitoring device 1 ; -
3 a schematic representation of a sensor device attached to a transmission system for use with themonitoring device 1 ; -
4th a schematic representation of a sensor device attached to a claw coupling for use with themonitoring device 1 ; and -
5 schematic representations of three connection states of the dog clutch4th .
In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den einzelnen Figuren sind die jeweils relevanten Bezugsteile gekennzeichnet.In the figures, the same reference symbols relate to the same or functionally similar reference parts. The relevant reference parts are identified in the individual figures.
Die Sensoreinrichtung
Je nach relative Drehposition zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungselement
Die Sensoreinrichtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- ÜberwachungsvorrichtungMonitoring device
- 1111
- SensoreinrichtungSensor device
- 1212
- EingangsschnittstelleInput interface
- 1414th
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 1616
- AusgangschnittstelleOutput interface
- 2020th
- FahrzeugkomponenteVehicle component
- 2222nd
- Getriebetransmission
- 2424
- ZahnradanordnungGear arrangement
- 2626th
- KlauenkupplungClaw coupling
- 262262
- erstes Kupplungselementfirst coupling element
- 264264
- zweites Kupplungselementsecond coupling element
- 266, 268266, 268
- Zähneteeth
- 270, 280270, 280
- SeitenflächeSide face
- 290290
- RingflächeRing surface
- 2828
- BauteilComponent
- 3131
- Schraubescrew
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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