[发明专利]具有集成的传感器单元的载体元件

说明书

本发明涉及一种具有至少一个传感器单元（11）的传感器装置（10），所述传感器单元设置在载体元件（14）中并且包括与压电致动器（16）连接的能振动的膜片（12），其中，所述膜片（12）形锁合地作为单独的组成部件或纤维垫（40）集成在所述载体元件（14）中并且在所述膜片（12）的能振动的区域（26）上贴靠着阻尼材料（24）。此外，本发明涉及用于制造所述传感器装置的方法以及该传感器装置用于车辆中的距离测量的应用。

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个传感器单元的传感器装置，其设置在载体元件中并且包括与压电致动器连接的能振动的膜片。此外，本发明涉及一种用于制造这类传感器装置的方法以及用于机动车中的距离测量的应用。

背景技术

现今的车辆配有驾驶辅助系统，其在车辆的操作时辅助驾驶员。这类驾驶辅助系统典型地包括环境传感机构，所述环境传感机构监视车辆的周围环境，以便例如选择表示在行车道上的潜在的障碍物的对象。为了监视在近区域内的周围环境，通常使用超声波传感器，所述超声波传感器确定对象和其至机动车的距离。在此，超声波传感器经常安置在车辆的保险杠中。

由DE102008018110A1已知一种超声波传感器，其包括压电陶瓷元件，所述压电陶瓷元件应用在保险杠中或直接在保险杠后。通过这种方式，保险杠可以通过压电陶瓷元件激励发送超声波或接收到达的超声波信号。

在DE10039060A1中说明在保险杠中安置超声波传感器的另一种可能性。在那里，超声波换能器设有去耦环并且用在保险杠中的留空内。留空此外，超声波传感器在其朝向保险杠的侧上覆盖有由薄膜制成的掩盖物，以便使保险杠的振动到传感器单元上的传递最小化并且同时在保险杠中尽可能不可见地设置传感器。由US2009/0223296A1已知所述类型的另一构型。在此，将具有抑制的固定结构的超声波传感器嵌入保险杠的贯通孔中。DE102010025194描述另一装置，在制造保险杠时将预制的超声波传感器注入所述另一装置中。超声波传感器在此由膜片和膜致动器构成，它们膜片由外壳层包围。

已知的传感器系统的缺点是，保险杠的最外层——大多是漆层在超声波传感器的范围内更弱并且因此可能容易被损坏。因此，尤其是传感器所嵌入的留空的区域和在留空和传感器之间的轮廓是显著的薄弱部位，其中可能导致裂纹形成。这类损坏损害保险杠的外观并且让以前不可见的超声波传感器重现。已知的装置的另一个缺点在于，传感器单元必须已经在被引入到保险杠中之前已经完全生产，并且传感器单元经常复杂地构造。此外，这种传感器系统的制造是耗费的，并且对于不同应用的适配只能是有条件地进行。因此，持续的兴趣在于，为不可见地设置在保险杠中的传感器找到简单的和灵活的解决方案，而不损害其功能。

发明内容

根据本发明，提出具有至少一个传感器单元的传感器装置，所述传感器单元设置在载体元件中并且包括与压电致动器连接的能振动的膜片，其中膜片形锁合地作为单独的组成部件或以纤维垫的形式集成在载体元件中并且在膜片的能振动的区域上贴靠着阻尼材料。

在本发明的范围内，“形锁合地集成”表示在没有附加的机械的或粘附的固定装置如粘合剂、夹子或螺钉的情况下，膜片埋入载体元件中。因此，膜片与载体元件直接接触并且优选在载体元件的制造中，例如在注射中埋入载体元件中。

纤维垫包括有序和/或无序地在至少一种扁平构成物中的纤维，其中所述至少一种扁平构成物优选埋入载体元件中。进一步优选地，在载体元件具有减小的壁厚的区域中设置纤维垫。因此，载体元件的、在壁厚方面减小的、其中集成有纤维垫的区域可以构成膜片的能振动的区域。减小的区域在此可以具有数百微米至几毫米的厚度。

膜片的能振动的区域表示以下区域：在该区域中膜片在接收或发送波时、尤其是在接收或发送超声波时振动。膜片的一个面优选朝向周围环境，传感器装置可以从该周围环境中接收波或传感器装置可以发送波到该周围环境中。阻尼材料贴靠在膜片的相反的面上，其中该相反的面背离所述的、传感器装置可以从中接收波或传感器装置可以发送波到其中的周围环境。因此，阻尼材料在一侧在能振动的区域中邻接该膜片。