DE102006032911A1 - Sensor`s e.g. acceleration sensor, mechanical fixation evaluation method for motor vehicle, involves evaluating signals detected by sensor regarding strength in preset frequency areas for concluding quality of mechanical fixation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung der mechanischen Befestigung eines Sensors in einem Fahrzeug.The The invention relates to a method for evaluating the mechanical Mounting a sensor in a vehicle.
Bei den heutigen Beschleunigungsaufnehmern werden zum Nachweis der Funktionalität desselben, im Regelfall bei der Inbetriebnahme (Power On/Zündschlüssel passiv ➜ aktiv) durch eine initiierte Testphase geprüft, ob der Beschleunigungsaufnehmer, ein auf eine Testanregung an einem dafür vorgesehenen Eingang, am Ausgang ein entsprechendes erwartetes Signal zeigt/erzeugt, um Aufgrund dessen Form und Amplitude auf die korrekte Funktionalität, insbesondere den Verstärkungsfaktor und Filtereigenschaften, des Beschleunigungssensors schließen zu können. Darüber hinaus ist es bekannt, anhand der beim normalen Fahrbetrieb auftretenden Schwingungen zu erkennen, ob ein Beschleunigungs- bzw. Körperschallsensor noch intakt ist.at Today's accelerometers are used to prove the functionality of the same, usually during commissioning (Power On / ignition key passive ➜ active) checked by an initiated test phase, whether the accelerometer, on a test stimulation at a designated entrance, on Output shows / generates a corresponding expected signal to Due its shape and amplitude to the correct functionality, in particular the amplification factor and filter characteristics of being able to close the acceleration sensor. Furthermore it is known, based on the vibrations occurring during normal driving to recognize whether an acceleration or structure-borne noise sensor is still intact is.
Diese Tests begrenzen sich aber nur auf die elektrische Funktionalität des Sensors, sowie der Signalkette vom Sensor zur Auswerteeinheit.These Tests are limited only to the electrical functionality of the sensor, as well as the signal chain from the sensor to the evaluation unit.
Nicht berücksichtigt wird bei diesen derzeitigen Tests hingegen die mechanische Signalübertragungsstrecke, ob beispielsweise die Leiterplatte mit dem Gehäuse oder das Gehäuse mit der Fahrzeugstruktur ordnungsgemäß verbunden ist. Zwar gibt es für Lötverbindungen Prüftechniken als auch für Schraubverbindungen über definierte Drehmomente Möglichkeiten, eine ordnungsgemäße Befestigung zu prüfen, jedoch sind solche Untersuchungen aufwendig und decken nicht alle Einflussfaktoren ab.Not considered In contrast, in these current tests, the mechanical signal transmission path, whether, for example, the circuit board with the housing or the housing with the vehicle structure is properly connected is. While there for solder connections Test Equipment as well as for Screw connections over defined torques possibilities, a proper attachment to consider, However, such studies are complex and do not cover all Influencing factors.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein geeignetes Verfahren zur Bewertung der mechanischen Befestigung eines Sensors in einem Fahrzeug vorzustellen.The Object of the present invention is therefore, a suitable Method for evaluating the mechanical attachment of a sensor to present in a vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.These The object is solved by the features of the independent claims. advantageous Developments of the invention will become apparent from the dependent claims, wherein also combinations and developments of individual features with each other are conceivable.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Güte der mechanischen Befestigung als Teil der Signalstrecke einen erheblichen Einfluss auf das Feder-Masse-System von Sensor-Gehäuse und mechanischem Träger hat und somit in erheblichem Maße die Frequenzcharakteristik des messbaren Signals beeinflusst.One essential idea of the invention is that the quality of the mechanical Attachment as part of the signal path has a significant impact on the spring-mass system from sensor housing and mechanical carrier has and thus to a considerable extent affects the frequency characteristics of the measurable signal.
Es wird also ein Verfahren zur Erkennung einer ordnungsgemäßen Sensorbefestigung bzw. zur Beurteilung eines korrekten Signalpfades einer Signalübertragungsstrecke vorzustellen, damit während des Betriebes des Sensors eine Beurteilung hinsichtlich einer ordnungsgemäßen Befestigung aller in der Signalübertragungsstrecke vorhandenen Übergänge durchgeführt werden kann und im Falle einer Unregelmäßigkeit, insbesondere einer schlechten Lötverbindung oder Schraubverbindung, bspw. eine Fehleranzeige aktiviert werden kann.It So is a method for detecting a proper sensor attachment or to assess a correct signal path of a signal transmission path to introduce it during the Operation of the sensor is an assessment of proper attachment all in the signal transmission path existing transitions are performed can and in the case of an irregularity, especially a bad solder joint or screw, for example, an error message can be activated can.
Zur Überprüfung bzw. zur Absicherung einer ordnungsgemäßen mechanischen Signalübertragungstrecke wird vorgeschlagen, dass dieses bspw. mittels einen breitbandigen Sensieren am Sensorelement durchgeführt wird. Die Beurteilung wird hierbei beispielsweise derart durchgeführt, dass ein breitbandiges Sensieren am Sensorelement bei einem anstehenden Signal (Rauschen) eine Abschätzung über die schwingende Masse ermöglicht.For checking or to ensure a proper mechanical signal transmission path It is proposed that this example. By means of a broadband Sensing is performed on the sensor element. The assessment will in this case, for example, carried out such that a broadband Sensing on the sensor element with a pending signal (noise) an estimate of the allows oscillating mass.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigenThe Invention will now be described below with reference to an embodiment with the aid closer to the figures explained. In the following you can for functional same and / or same elements with the same reference numerals be designated. Show it
In der Montagekette ergeben sich somit zumindest 3 entscheidende mechanische Verbindungspunkte V1, V2, V3.In The assembly chain thus results in at least 3 crucial mechanical Connection points V1, V2, V3.
Um
die Güte
dieser mechanischen Befestigungen V1, V2, V3 zwischen Sensors
Dies gilt insbesondere, wenn die Stärke des natürlichen Rauschens und/oder der normalen Fahrvibrationen in den Frequenzbereichen bewertet wird. Die Stärke des natürlichen Rauschens und/oder der normalen Fahrvibrationen wird in den Frequenzbereichen über einen Zeitraum gemittelt bewertet, wobei geprüft wird, ob innerhalb dieses Zeitraums einerseits ein vorgegebenes Mindestmaß des Signals vorliegt, also ein ausreichendes Rauschen bzw. Fahrvibrationen vorliegen, um eine ausreichende Bandbreite bewerten zu können, andererseits ein vorgegebenes Höchstmaß des Signals nicht überschritten wird, um Einflüsse von Einzelereignissen, wie bspw. Stößen oder anderen atypischen Ereignissen im Bewertungszeitraum ausschließen zu können.This especially if the strength of the natural Noise and / or normal driving vibrations in the frequency ranges Is evaluated. The strenght of the natural Noise and / or normal driving vibrations in the frequency ranges over one Averaged over a period of time, whereby it is checked whether within this Period on the one hand, a predetermined minimum level of the signal is present, ie sufficient noise or Fahrvibrationen present to a to be able to evaluate sufficient bandwidth, on the other hand a given Maximum signal not exceeded is going to be influences of individual events, such as bumps or other atypical Events during the evaluation period.
Nur bei Erfüllung beider Bedingungen wird der Zeitraum als geeignet für die Bewertung der Güte der mechanischen Befestigung angesehen.Just at fulfillment In both conditions, the period is considered suitable for evaluation the goodness of mechanical attachment.
Für einen auf einer Leiterplatte, bspw. aus FR4 montierten Sensor, bspw. einen Körperschallsensor, in einem Kunststoffgehäuse einer Größe eines Standardsteuergeräts kann eine Grenzfrequenz von ca. 4kHz vorgesehen werden und bei Signalanteilen oberhalb dieser oder beispielsweise ab 5 kHz eine verminderte Güte der mechanischen Befestigung angenommen werden.For one on a printed circuit board, for example. Sensor mounted from FR4, for example a Noise sensor, in a plastic housing a size one Standard controller a cutoff frequency of approx. 4kHz can be provided and with signal components above this or, for example, from 5 kHz, a reduced quality of the mechanical Attachment to be accepted.
Anstelle der passiven Bewertung des Rausch- bzw. Fahrvibrationsanteils ist es auch denkbar an zumindest einer vorgegebenen Position ein vorgegebenes Anregungssignal einzuprägen. Entsprechende Aktoren können permanent im Fahrzeug montiert oder mobil für einen Test in der Werkstatt montierbar sein.Instead of the passive evaluation of the noise or Fahrvibrationsanteils is it is also conceivable at least one predetermined position a predetermined Impress excitation signal. Corresponding actuators can permanently mounted in the vehicle or mobile mountable for a test in the workshop be.
Damit
ist es möglich,
einen Sensor auf eine durchgängige
feste Montage (Sensor
Alternativ oder ergänzend kann geprüft werden, ob das Anregungssignal einen Signalanteil oberhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz aufweist, wobei bei Signalanteilen im Sensorsignal oberhalb dieser Grenzfrequenz eine verminderte Güte der mechanischen Befestigung angenommen wird. Für einen auf einer Leiterplatte montierten Sensor in einem Kunststoffgehäuse ist bspw. eine Grenzfrequenz von 4kHz vorgesehen und wird bei Signalanteilen oberhalb dieser eine verminderte Güte der mechanischen Befestigung angenommen.alternative or in addition can be tested whether the excitation signal has a signal component above one has predetermined limit frequency, with signal components in Sensor signal above this cutoff frequency, a reduced quality of the mechanical Attachment is accepted. For a mounted on a circuit board sensor in a plastic housing For example, a cutoff frequency of 4kHz is provided and is for signal components above this a reduced quality of the mechanical attachment accepted.
Grundgedanke ist dabei immer, dass die Spektralverteilung stark von der Resonanzfrequenz des Feder-Massekörpersystems aus dem Sensor, dessen Leiterplatte und Gehäuse sowie der Fahrzeuganbindung abhängig ist und im Verhältnis zu der geringen Sensormasse eine verminderte Güte der mechanischen Befestigung eine signifikante Veränderung bewirkt, insbesondere deutlich höhere Resonanzfrequenzen und obere Grenzfrequenzen am Sensor erkennbar sind.basic idea It is always the case that the spectral distribution strongly depends on the resonant frequency of the Spring-mass system body from the sensor, its printed circuit board and housing as well as the vehicle connection dependent is and in proportion to the low sensor mass a reduced quality of the mechanical attachment a significant change causes, in particular, significantly higher Resonant frequencies and upper limit frequencies can be detected on the sensor are.
Durch diese Erkenntnis kann die Güte der mechanischen Befestigung auf nichtmechanischem Wege bspw. von einem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs beprüft und festgestellt werden, ob der Sensor noch wie spezifiziert mechanisch angebunden und die Signale entsprechend aussagekräftig sind. Ansonsten kann der Sensor als defekt eingestuft oder dessen Signale entsprechend angepasst verarbeitet werden.By this realization can be the goodness the mechanical attachment in nonmechanical ways, for example. Of a control unit of a motor vehicle and determine if the sensor is still mechanical as specified connected and the signals are correspondingly meaningful. Otherwise, the sensor can be classified as defective or its signals be processed accordingly adapted.
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