DE10018807B4

DE10018807B4 - Ultrasonic distance measuring

Info

Publication number: DE10018807B4
Application number: DE10018807A
Authority: DE
Inventors: Dieter Falzewski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-04-15
Filing date: 2000-04-15
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2020-04-16
Also published as: DE10018807A1

Abstract

Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung (10) für elektronische Einparkhilfen, umfassend Mittel (11) zum Senden/Empfangen von Ultraschallimpulsen, mit mit diesen Mitteln (11) zusammenwirkenden Ultraschallwandlern (12), mit wenigstens einem mit den Ultraschallwandlern (12) in Wirkverbindung stehenden elektronischen Steuergerät (13) und mit Mitteln (14) zur Übertragung der Ultraschallsignale von oder zum Steuergerät (13), wobei das wenigstens eine Steuergerät (13) in der Nähe der Anbringungsstellen (15) der Mittel (11) zum Senden/Empfangen der Ultraschallimpulse angeordnet ist, und wobei die Mittel (11) zum Senden/Empfangen von Ultraschallimpulsen und die Mittel (14) zur Übertragung der Ultraschallsignale vom und zum Steuergerät (13) als jeweils eine Ein-/Auskopplungsseite (18) aufweisende Schalleiter (17) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandler (12) ebenfalls in der Nähe dieser Anbringungsstellen (15) zusammen mit dem Steuergerät (13) in einem gemeinsamen Gehäuse (16) untergebracht sind und dass die Schalleiter (17) mit frequenzselektiven Bereichen abgestimmt d7) bezüglich ihres Querschnitts und ihrer Länge so dimensioniert sind, dass...Ultrasonic distance measuring device (10) for electronic parking aids, comprising means (11) for sending / receiving ultrasonic pulses, with ultrasonic transducers (12) interacting with these means (11), with at least one electronic control device (12) in operative connection with the ultrasonic transducers (12). 13) and with means (14) for transmitting the ultrasonic signals from or to the control device (13), the at least one control device (13) being arranged in the vicinity of the attachment points (15) of the means (11) for transmitting / receiving the ultrasonic pulses, and wherein the means (11) for transmitting / receiving ultrasonic pulses and the means (14) for transmitting the ultrasonic signals from and to the control device (13) are designed as sound conductors (17) each having an input / output side (18), characterized that the ultrasonic transducers (12) also in the vicinity of these attachment points (15) together with the control device (13) in a common housing (16) are accommodated and that the sound conductors (17) are matched to frequency-selective areas d7) with regard to their cross-section and their length are dimensioned so that ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung für elektronische Einparkhilfen umfassend Mittel zum Senden/Empfangen von Ultraschallimpulsen, mit mit diesen Mitteln zusammenwirkenden Ultraschallwandlern, mit wenigstens einem mit den Ultraschallwandlern in Wirkverbindung stehenden elektronischen Steuergerät und mit Mitteln zur Übertragung der Ultraschallsignale vom und zum Steuergerät. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtungen für die Verwendung bei einem Kraftfahrzeug.The present invention relates to an ultrasonic distance measuring device for electronic parking aids comprising means for transmitting / receiving ultrasonic pulses, with cooperating with these means ultrasonic transducers, with at least one operatively connected to the ultrasonic transducers electronic control device and means for transmitting the ultrasonic signals from and to control unit. The present invention particularly relates to ultrasonic distance measuring devices for use in a motor vehicle.

Es sind Abstandsmessungen an Kraftfahrzeugen mit Ultraschall in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt, so z. B. aus der DE 198 21 929 A1 oder auch der DE 195 28 474 A1 . Die bekannten Abstandsmessungen mit Ultraschall werden zur Realisierung elektronischer Einparkhilfen verwendet, wobei sie entweder nur im Heckbereich oder im Heckbereich sowie im Frontbereich des Kraftfahrzeuges montiert werden. Bei den bekannten Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtungen für elektronische Einparkhilfen werden die Ultraschallimpulse direkt über Ultraschallwandler zur Fahrzeugumgebung ein- bzw. ausgekoppelt, die z. B. bidirektional als Ultraschallsender und Ultraschallempfänger ausgebildet sein können, und/oder mit separaten Ultraschallsendern (Lautsprecherprinzip) und separaten Ultraschallempfängern (Mikrophonprinzip) ausgebildet sein können. Die elektrischen Ultraschallwandler werden z. B. über Halter in Stoßfänger oder Spoiler montiert und senden direkt Ultraschallimpulse an die zu messende Umgebung und/oder empfangen direkt die reflektierten Ultraschallimpulse. Die Signalübertragung zum und/oder vom Wandler zum elektronischen Steuergerät, das im allgemeinen im Fahrzeuginnenraum sitzt und die elektrische Ansteuerung der Sendeimpulse und die Auswertung der Empfangsimpulse realisiert, erfolgt über elektrische Leitungen. Die 1 der Zeichnung zeigt einen derartigen Aufbau.There are distance measurements on motor vehicles with ultrasound in different embodiments known, such. B. from the DE 198 21 929 A1 or even the DE 195 28 474 A1 , The known distance measurements with ultrasound are used for the realization of electronic parking aids, whereby they are mounted either only in the rear area or in the rear area and in the front area of the motor vehicle. In the known Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtungen for electronic parking aids, the ultrasonic pulses are directly on ultrasonic transducers for vehicle environment or coupled, the z. B. bidirectionally as an ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver may be formed, and / or with separate ultrasonic transmitters (loudspeaker principle) and separate ultrasonic receivers (microphone principle) may be formed. The electric ultrasonic transducers are z. B. mounted on holders in bumpers or spoilers and send directly ultrasonic pulses to the environment to be measured and / or directly receive the reflected ultrasonic pulses. The signal transmission to and / or from the converter to the electronic control unit, which generally sits in the vehicle interior and realizes the electrical control of the transmission pulses and the evaluation of the received pulses, via electrical lines. The 1 The drawing shows such a structure.

Die bekannten Abstandsmeßeinrichtungen für elektronische Einparkhilfen setzen also Ultraschallwandler ein, die aufgrund ihres Einbauortes vollständig wasserdicht und mechanisch robust sein müssen. Dieses und auch die wasserdichte elektrische Verbindung zum Steuergerät erfordert ein relativ großes Einbauvolumen und ist zudem sehr kostenintensiv. Weiterhin müssen diese Ultraschallwandler eine mechanische Entkopplung der Wandlermembran zu den übrigen Fahrzeugteilen besitzen, die bei den bekannten Wandlern als weichplastische Entkopplungsringe, z. B. aus einer Silikonmischung, ausgeführt werden. Hierbei entstehen sichtbare und optisch unschöne Spalte zwischen Sensormembran und Einbauort, z. B. Spoiler, siehe auch die 3 der Zeichnung. Diese Entkopplungsbereiche sind außerdem potentielle Fehlerquellen und lassen die Einparkhilfe bei ungünstigen Witterungsverhältnissen, z. B. bei Eis oder Schnee, ungenauer arbeiten. Zudem ist die Einbaurealisierung auch kostenintensiv. Das besondere Kennzeichen der bekannten Ultraschall-Sensoren ist, daß deren Schwingermembran äußerlich am Kraftfahrzeug sichtbar und zugänglich ist.The known distance measuring devices for electronic parking aids thus use ultrasonic transducers, which must be completely waterproof and mechanically robust due to their installation location. This and the watertight electrical connection to the control unit requires a relatively large installation volume and is also very expensive. Furthermore, these ultrasonic transducers must have a mechanical decoupling of the transducer diaphragm to the other vehicle parts, which in the known transducers as soft plastic decoupling rings, z. B. from a silicone mixture. This creates visible and visually unsightly gaps between sensor membrane and installation location, eg. B. spoiler, see also the 3 the drawing. These decoupling areas are also potential sources of error and let the parking aid in adverse weather conditions, eg. B. in ice or snow, work inaccurate. In addition, the installation is also costly. The special feature of the known ultrasonic sensors is that the resonant membrane is externally visible and accessible on the motor vehicle.

Druckschrift GB 2 266 369 A beschreibt eine Ultraschall-Abstandsmesseinrichtung für elektronische Parkhilfen mit einem Steuergerät, welches mit mehreren Ultraschallsende-und-empfangswandlern zusammenwirkt, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.pamphlet GB 2 266 369 A describes an ultrasonic distance measuring device for electronic parking aids with a control unit which cooperates with a plurality of ultrasonic transmitting and receiving transducers, according to the preamble of claim 1.

Ferner wird in R. Edlinger: ”Ultraschallschranke als Einparkhilfe, Niveaumelder oder Alarmgerät”, Funkamateur 1994, Seite 306–307, eine Ultraschall-Abstandsmesseinrichtung mit einem Steuergerät beschrieben, bei der Ultraschallsende- und -empfangswandler in dem Steuergerät angeordnet sind.Furthermore, in R. Edlinger: "Ultrasonic barrier parking aid, level indicator or alarm device", Funkamateur 1994, page 306-307, describes an ultrasonic distance measuring device with a control unit, are arranged in the ultrasonic transmitting and receiving transducer in the control unit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtungen für elektronische Einparkhilfen unter Beibehaltung der bisherigen Vorteile in der Weise zu verbessern, daß die Einbauvolumina an den kritischen Einbausituationen reduziert werden, ebenso die Anzahl der elektrischen Verbindungsleitungen und Kontakte bzw. Steckverbinder und die gewünschte Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung soll wenig störanfällig sein. Die gewünschte Anordnung soll einfach und wirtschaftlich herstellbar und gut in den Funktionseigenschaften sein.The invention has for its object to improve the known Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtungen for electronic parking aids while maintaining the previous advantages in such a way that the installation volumes are reduced to the critical installation situations, as well as the number of electrical connection lines and contacts or connectors and the desired Ultrasonic distance measuring device should be less susceptible to interference. The desired arrangement should be simple and economical to produce and good in functional properties.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das wenigstens eine Steuergerät in der Nähe der Anbringungsstellen der Mittel zum Senden/Empfangen der Ultraschallimpulse angeordnet ist, daß die Ultraschallwandler ebenfalls in der Nähe dieser Anbringungsstellen zusammen mit dem Steuergerät in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und daß die Mittel zum Senden/Empfangen von Ultraschallimpulsen und die Mittel zur Übertragung der Ultraschallsignale vom und zum Steuergerät als jeweils eine Ein-/Auskopplungsseite aufweisende Schalleiter ausgebildet sind. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird erstmalig mit einfachen Mitteln eine Reduzierung des notwendigen Einbauvolumens von Ultraschallsensoren an kritischen Einbausituationen erreicht, und zwar durch Verlagerung der elektronischen Sensoren in weniger kritische Umgebungen. Es benötigen demgegenüber die bekannten Ultraschall-Sensoren ein großes Einbauvolumen und lassen sich häufig, auch aufgrund ihrer großen Masse nur schlecht oder gar nicht an den akustisch günstigsten Orten plazieren. Die erfindungsgemäße Anordnung realisiert außerdem eine starke Reduzierung der elektromagnetischen Empfindlichkeit (EMV-Empfindlichkeit) der Ultraschall-Sensoren. Es werden die derzeit bekannten Sensoren direkt am Sensorort (Fahrzeugaußenseite, Stoßfängerabdeckung, Spoiler), der die Ultraschall-Signale sensiert, montiert und werden über z. T. sehr lange, elektrische Leitungen am elektronischen Steuergerät angeschlossen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sitzen demgegenüber die Sensoren in demselben Gehäuse wie das Steuergerät, benötigen keine langen Leitungsverbindungen und arbeiten aus EMV-Sicht wesentlich robuster. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird außerdem die Anzahl der elektrischen Verbindungsleitungen und elektrischen Kontakte/Steckverbinder reduziert, was Kosten einspart und eine Steigerung der Robustheit der Anordnung darstellt.The object is achieved in that the at least one control device in the vicinity of the mounting locations of the means for transmitting / receiving the ultrasonic pulses is arranged, that the ultrasonic transducers are also housed in the vicinity of these mounting locations together with the control unit in a common housing and that the Means for transmitting / receiving ultrasonic pulses and the means for transmitting the ultrasonic signals from and to the control unit are formed as a respective input / output side having sound conductors. With the arrangement according to the invention a reduction of the necessary installation volume of ultrasonic sensors in critical installation situations is achieved for the first time by simple means, by displacement of the electronic sensors in less critical environments. In contrast, the known ultrasonic sensors require a large installation volume and can often, due to their large mass, be placed only poorly or not at the most acoustically favorable locations. The inventive arrangement also realizes a strong reduction of electromagnetic sensitivity (EMC sensitivity) of the ultrasonic sensors. There are the currently known sensors directly at the sensor location (vehicle outside, bumper cover, spoiler), which senses the ultrasonic signals, mounted and z. T. very long, electrical cables connected to the electronic control unit. In the arrangement according to the invention, in contrast, the sensors sit in the same housing as the control unit, do not require long cable connections and work much more robustly from an EMC point of view. In the arrangement according to the invention, moreover, the number of electrical connection lines and electrical contacts / connectors is reduced, which saves costs and represents an increase in the robustness of the arrangement.

Dabei sind die Schalleiter mit frequenzselektiven Bereichen abgestimmt dimensioniert, derart, dass die Schalleiter bezüglich ihres Querschnitts und ihrer Länge so dimensioniert sind, dass in einem engen Frequenzband nur Ultraschallsignale im Frequenzbereich der Sendesignale optimal übertragen werden und fremde Störanteile mit anderen Frequenzbereichen abgeschwächt werden Es ist damit möglich, in gewissen Bereichen Störungen aus den Ultraschall-Signalen herauszufiltern.In this case, the sound conductors are dimensioned matched with frequency-selective areas, such that the sound conductors are dimensioned with respect to their cross-section and their length so that in a narrow frequency band only ultrasonic signals in the frequency range of the transmission signals are optimally transmitted and foreign interference components are mitigated with other frequency ranges It is so it is possible to filter out disturbances from the ultrasonic signals in certain areas.

Weitere Vorteile ergeben sich durch die erfindungsgemäße Anordnung dahingehend, daß über die Form der Ein-/Austrittsöffnung des Ultraschalls zur Fahrzeugseite eine akustische bzw. sensorische Vorzugsrichtung bzw. optimierte Sensorkeulen realisiert werden können. Weiterhin lassen sich die Schalleiter über eine Variation von Länge und Querschnitt mit frequenzselektiven Bereichen derart abstimmen, daß nur die Arbeitsfrequenzen und keine Fremdfrequenzen optimal überträgen werden, d. h. es können somit in gewissen Bereichen Störungen ausgefiltert werden. Im weiteren ergibt sich durch die Integration der Ultraschall-Wandler gemeinsam mit dem Steuergerät in einem Gehäuse neben einer Steigerung der elektrischen Robustheit der Vorteil, daß die Ultraschall-Sensoren nicht wie bisher mechanisch robust und wasserdicht sein müssen, sondern vereinfacht und weitgehend ungeschützt im gemeinsamen Gehäuse eingebaut werden können. Es entstehend hierdurch signifikante Kosteneinsparungen. Die erfindungsgemäße Anordnung hat außerdem den Vorteil, daß aufgrund der Verlagerung der Ultraschall-Wandler keine Entkopplungsringe mehr zur Vermeidung von Schwingungs-Einkopplungen aus den Fahrzeugbauteilen oder zur Dämpfung der Sensormembran und/oder -spalte, wie bei den bekannten Ultraschall-Wandlern mehr benötigt werden. Es lassen sich darum die Schall-Ein- und -austrittsflächen optisch angenehmer gestalten.Further advantages result from the arrangement according to the invention in that via the shape of the inlet / outlet opening of the ultrasound to the vehicle side, an acoustic or sensory preferred direction or optimized sensor lobes can be realized. Furthermore, the sound conductors can be tuned over a variation of length and cross-section with frequency-selective areas such that only the operating frequencies and no external frequencies are optimally transferred, d. H. It can thus be filtered out in certain areas disturbances. Furthermore, the integration of the ultrasonic transducer together with the control unit in a housing in addition to an increase in the electrical robustness of the advantage that the ultrasonic sensors must not be mechanically robust and waterproof as before, but simplified and largely unprotected in the common housing can be installed. This results in significant cost savings. The arrangement according to the invention also has the advantage that due to the displacement of the ultrasonic transducer no decoupling more to avoid vibration coupling from the vehicle components or for damping the sensor membrane and / or gaps, as in the known ultrasonic transducers are more needed. It can therefore make the sound input and output surfaces visually pleasing.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zusammen mit dem Steuergerät untergebrachten Ultraschall-Wandler als bidirektionale Sende- und Empfangswandler ausgebildet.In the preferred embodiment of the present invention, the ultrasonic transducers housed together with the controller are configured as bi-directional transmit and receive transducers.

Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zusammen mit dem Steuergerät untergebrachten Ultraschall-Wandler als unidirektionale Sender und/oder Empfänger ausgebildet.In another embodiment of the present invention, the ultrasonic transducers housed together with the controller are configured as unidirectional transmitters and / or receivers.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden Erfindung sind die Ultraschall-Wandler auf einer Leiterplatte des Steuergerätes angeordnet. Es ist dies eine konstruktiv einfache Realisierungsmöglichkeit. Es sind dabei zweckmäßig die Ultraschall-Wandler untereinander mit akustischen Entkopplungen versehen.According to a further embodiment feature of the present invention, the ultrasonic transducers are arranged on a printed circuit board of the control unit. This is a structurally simple realization possibility. There are expediently the ultrasonic transducers with each other provided with acoustic decoupling.

Die Schalleiter der erfindungsgemäßen Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung können zweckmäßig schlauchförmig ausgebildet sein. Es empfiehlt sich dabei, daß die Schalleiter zur Schalleitung ein gasförmiges Medium aufweisen. Alternativ dazu können die Schalleiter zur Schalleitung auch ein flüssiges, gelartiges oder ein festes Medium aufweisen, wobei im letztgenannten Falle es sich empfiehlt, daß der Schalleiter eine dämpfungsmindernde Innenbeschichtung aufweist. Es dient diese zur Dämpfung der bei Festkörpern zusätzlich auftretenden Querkontraktionen. Die Ultraschall-Wandler können an dem Steuergerät zweckmäßig fest montiert angebracht sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, daß die Ultraschall-Wandler an dem Steuergerät steckbar angebracht sind.The sound conductors of the ultrasonic distance measuring device according to the invention may be suitably tubular. It is recommended that the sound conductors for sound conductor have a gaseous medium. Alternatively, the sound conductors for sound conductor may also have a liquid, gel-like or a solid medium, wherein in the latter case it is recommended that the sound conductor has a damping-reducing inner coating. It serves to damp the transverse contraction which additionally occurs in the case of solids. The ultrasonic transducers can be attached to the control unit suitably fixed. Alternatively, it is also possible that the ultrasonic transducers are attached to the control unit pluggable.

Es empfiehlt sich, daß die Schalleiter an der Ein-/Auskopplungsseite zum Schutz gegen Fremdpartikel eine Abdeckung aufweisen. Diese Abdeckung kann z. B. als schließende Membran, als siebartige Abdeckung oder als luftdurchlässige, aber wasserdichte Folie ausgebildet sein.It is recommended that the sound conductors have a cover on the input / output side for protection against foreign particles. This cover can z. B. as a closing membrane, as a sieve-like cover or as an air-permeable, but waterproof film.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Schalleiter als Mittel zur Ein-/Auskopplung der Ultraschall-Signale für einen Ultraschall-Wandler mit, Sensormembran ausgebildet. Es ist also zwischen Fahrzeugaußenseite und dem Ultraschall-Wandler zur akustischen Ankopplung ein Schalleiter eingesetzt.In a modified embodiment of the present invention, the sound conductor is designed as a means for coupling / uncoupling the ultrasonic signals for an ultrasonic transducer with sensor membrane. It is thus used between the vehicle outside and the ultrasonic transducer for acoustic coupling a sound conductor.

Nach einem letzten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zur Festlegung des Schalleiters an der Fahrzeugaußenseite eine das Schalleiterende aufnehmende, an der Fahrzeugaußenseite anbringbare Halterung vorgesehen. Mit diesen Mitteln kann der entsprechende Schalleiter in einfacher Weise an der Fahrzeugaußenseite befestigt werden.According to a last feature of the present invention, a scarfing end receiving, attachable to the vehicle outside bracket is provided to determine the sound conductor on the vehicle outside. With these means, the corresponding sound conductor can be easily attached to the vehicle outside.

Die Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated in the figures of the drawing in several embodiments. Show it:

1 eine Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung gemäß dem Stand der Technik, 1 an ultrasonic distance measuring device according to the prior art,

2 eine weggebrochene Teil-Seitenansicht eines im Spoiler eines Kraftfahrzeuges eingebauten Ultraschall-Sensoren gemäß dem Stand der Technik, 2 4 is a fragmentary side elevational view of a prior art ultrasonic sensor incorporated in the spoiler of a motor vehicle;

3 eine schematische, weggebrochene Teil-Seitenansicht eines an einem Spoiler angebrachten Ultraschall-Wandlers gemäß dem Stand der Technik, 3 FIG. 2 is a schematic fragmentary side elevational view of a prior art ultrasonic transducer attached to a spoiler; FIG.

4 die schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung, 4 the schematic view of a first embodiment of the ultrasonic distance measuring device according to the invention,

5 die schematische Darstellung der in einem Gehäuse zusammengefaßten Ultraschall-Wandler und Steuergerät mit angedeuteten dazugehörigen Schalleitern, 5 the schematic representation of the combined in a housing ultrasonic transducer and control unit with indicated associated sound conductors,

6 eine schematische weggebrochene Teil-Seitenansicht der Ein-/Auskoppfungsseite des Schalleiters der erfindungsgemäßen Anordnung, 6 a schematic broken away partial side view of the input / Auskoppfungsseite of the sound conductor of the inventive arrangement,

7 eine schematische Teil-Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung. 7 a schematic partial side view of a modified embodiment of the ultrasonic distance measuring device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung ist generell mit 10 bezeichnet. Sie ist für elektronische Einparkhilfen, insbesondere für eine Verwendung bei Kraftfahrzeugen vorgesehen. Die Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung 10 umfaßt, siehe insbesondere die 4 sowie auch die 1 (Stand der Technik) der Zeichnung, Mittel 11 zum Senden/Empfangen von Ultraschall-Impulsen, mit diesen Mitteln 11 zusammenwirkende Ultraschall-Wandler 12, wenigstens ein mit den Ultraschall-Wandlern 11 in Wirkverbindung stehendes elektronisches Steuergerät 13 und Mittel 14 zur Übertragung der Ultraschallsignale von und zu dem Steuergerät 13.The ultrasonic distance measuring device according to the invention is generally with 10 designated. It is intended for electronic parking aids, in particular for use in motor vehicles. The ultrasonic distance measuring device 10 See, in particular, the 4 as well as the 1 (Prior art) of the drawing, means 11 for transmitting / receiving ultrasonic pulses, by these means 11 cooperating ultrasonic transducers 12 , at least one with the ultrasonic transducers 11 operatively connected electronic control unit 13 and means 14 for transmitting the ultrasonic signals from and to the controller 13 ,

Die 1 der Zeichnung zeigt eine Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung 10 gemäß dem Stand der Technik. In diesem Falle werden die Ultraschall-Impulse direkt über Ultraschall-Wandler 12 zur Fahrzeugumgebung ein- bzw. ausgekoppelt. Die elektrischen Ultraschall-Wandler 12 werden, siehe die 2 und 3 der Zeichnung, über Halterungen 21 im Stoßfänger oder, wie dargestellt, im Spoiler 23 angebracht und senden direkt Ultraschall-Impulse an die zu messende Umgebung und/oder empfangen direkt die reflektierten Ultraschall-Impulse. In den 2 und 3 ist außerdem jeweils ein mit 25 bezeichneter Entkopplungsring dargestellt und in 3 eine zum Steuergerät führende Steckverbindung 26. Die Mittel 14 für die Übertragung der Ultraschallsignale vom oder zum Steuergerät 13 erfolgt über elektrische Leitungen, wobei dieses Steuergerät 13 im allgemeinen im Fahrzeuginnenraum sitzt und die elektrische Ansteuerung der Sendeimpulse und die Auswertung der Empfangsimpulse realisiert.The 1 The drawing shows an ultrasonic distance measuring device 10 according to the prior art. In this case, the ultrasound pulses are transmitted directly via ultrasonic transducers 12 coupled to the vehicle environment or decoupled. The electric ultrasonic transducers 12 be, see the 2 and 3 the drawing, about brackets 21 in the bumper or, as shown, in the spoiler 23 attached and send directly ultrasonic pulses to the environment to be measured and / or directly receive the reflected ultrasound pulses. In the 2 and 3 is also one each with 25 designated decoupling ring shown and in 3 a plug-in connection leading to the control unit 26 , The means 14 for the transmission of the ultrasonic signals from or to the control unit 13 via electrical lines, this control unit 13 generally sitting in the vehicle interior and realizes the electrical control of the transmitted pulses and the evaluation of the received pulses.

Im Unterschied dazu ist bei der erfindungsgemäßen Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung 10, siehe insbesondere die 4 der Zeichnung, das wenigstens eine Steuergerät 13 in der Nähe der Anbringungsstellen 15 der Mittel 11 zum Senden/Empfangen der Ultraschall-Impulse angeordnet. Weiterhin sind die Ultraschall-Wandler 12 ebenfalls in der Nähe dieser Anbringungsstellen 15 zusammen mit dem Steuergerät 13 in einem gemeinsamen Gehäuse 16 untergebracht und die Mittel 11 zum Senden/Empfangen von Ultraschall-Impulsen und die Mittel 14 zur Übertragung der Ultraschallsignale von und zum Steuergerät sind als jeweils eine Ein-/Auskopplungsseite 18 aufweisende Schalleiter 17 ausgebildet. In 4 ist dazu auch eine Stoßfängerabdeckung 22 mit Stoßleiste 24 dargestellt.In contrast, in the ultrasonic distance measuring device according to the invention 10 , see in particular the 4 the drawing, the at least one control unit 13 near the attachment points 15 the means 11 arranged to send / receive the ultrasonic pulses. Furthermore, the ultrasonic transducers 12 also near these attachment points 15 together with the control unit 13 in a common housing 16 housed and the funds 11 for transmitting / receiving ultrasound pulses and the means 14 for transmitting the ultrasonic signals from and to the control unit are each as an input / output side 18 having sound conductors 17 educated. In 4 is also a bumper cover 22 with bumper 24 shown.

Bei der erfindungsgemäßen Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung 10 können die zusammen mit dem Steuergerät 13 in einem Gehäuse 16, siehe auch die 5 der Zeichnung, untergebrachten Ultraschall-Wandler 12 als bidirektionale Sende- und Empfangswandler ausgebildet sein. Es ist aber alternativ oder ergänzend auch möglich, daß die zusammen mit dem Steuergerät 13 untergebrachten Ultraschall-Wandler 12 als unidirektionale Sender (z. B. auf Piezo-Basis) und/oder Empfänger (z. B. auf Piezo-Basis oder auch als Kondensatormikrophon, z. B. Elektretmikrophon) ausgebildet sind. In der 5 sind die elektronischen Komponenten zur Ansteuerung der Wandler und Auswertung der Empfangssignale generell mit 27 bezeichnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Ultraschall-Wandler 12 auf einer Leiterplatte des Steuergerätes 13 angeordnet sein. Die Ultraschall-Wandler 12 können dabei untereinander mit akustischen Entkopplungen versehen sein. Die Schalleiter 17 werden bevorzugt schlauchförmig ausgebildet sein und zur Schalleitung ein gasförmiges Medium aufweisen. Die Schalleiter 17 können zur Schalleitung aber auch ein flüssiges, gelartiges oder ein festes Medium aufweisen, wobei im letztgenannten Fall der Schalleiter 17 bevorzugt eine dämpfungsmindernde Innenbeschichtung aufweist.In the ultrasonic distance measuring device according to the invention 10 can work together with the controller 13 in a housing 16 , see also the 5 the drawing, housed ultrasonic transducer 12 be designed as bidirectional transmit and receive transducers. However, it is alternatively or additionally also possible that together with the control unit 13 accommodated ultrasonic transducer 12 are designed as unidirectional transmitters (for example on a piezo-base) and / or receivers (for example on a piezo-based or else as a condenser microphone, eg an electret microphone). In the 5 are the electronic components for controlling the converter and evaluation of the received signals in general with 27 designated. In a preferred embodiment of the present invention, the ultrasonic transducers 12 on a printed circuit board of the control unit 13 be arranged. The ultrasonic transducers 12 can be provided with each other with acoustic decoupling. The sound conductors 17 are preferably tubular and have the sound conductor a gaseous medium. The sound conductors 17 But may also have a liquid, gel-like or a solid medium for sound conduction, in the latter case, the sound conductor 17 preferably has a damping-reducing inner coating.

Die Ultraschall-Wandler 12 können an dem Steuergerät 13 fest montiert angebracht sein. Alternativ dazu können die Ultraschall-Wandler 12 an dem Steuergerät 13 steckbar angebracht sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß den 4 bis 6 der Zeichnung weisen die Schalleiter 17 an der Ein-/Auskopplungsseite 18 zum Schutz gegen Fremdpartikel eine Abdeckung 19 auf. Diese Abdeckung 19 kann z. B. als schließende Membran, als siebartige Abdeckung oder auch als luftdurchlässige, aber wasserdichte Folie (poröse Teflonfolie, Goretex, PTFE, ...) ausgebildet sein.The ultrasonic transducers 12 can be connected to the control unit 13 be mounted firmly mounted. Alternatively, the ultrasonic transducers 12 on the control unit 13 be pluggable attached. In the illustrated embodiment according to the 4 to 6 the drawing show the sound conductors 17 at the input / output side 18 a cover for protection against foreign particles 19 on. These cover 19 can z. B. as a closing membrane, as a sieve-like cover or as an air-permeable, but waterproof film (porous Teflon film, Goretex, PTFE, ...) may be formed.

Die Schalleiter 17 sind mit frequenzselektiven Bereichen abgestimmt dimensioniert, derart, daß nur die Arbeitsfrequenzen und nicht die Fremdfrequenzen optimal übertragen werden. Die Schalleiter 17 werden dabei bezüglich ihres Querschnitts und ihrer Länge so dimensioniert, daß innerhalb der Schalleiter 17 einerseits keine störenden Interferenzen, stehende Wellen usw. auftreten können und andererseits aufgrund von Resonanzwirkungen eine selektive Wirkung in der Art auftritt, daß im engen Frequenzband nur Ultraschallsignale im Frequenzbereich der Sendesignale optimal während der Empfangsphase an die elektrischen Ultraschall-Wandler 12 im Steuergerät 13 übertragen werden, eventuell auftretende fremde Störanteile mit anderen Frequenzbereichen werden dabei abgeschwächt.The sound conductors 17 are dimensioned matched with frequency-selective areas, such that only the operating frequencies and not the external frequencies are optimally transmitted. The sound conductors 17 are dimensioned with respect to their cross-section and their length so that within the sound conductor 17 on the one hand no interfering interference, standing waves, etc. may occur and on the other hand, due to resonance effects a selective effect occurs in the way that in the narrow frequency band only ultrasonic signals in the frequency range of the transmission signals optimally during the receiving phase to the electric ultrasonic transducer 12 in the control unit 13 be transferred, possibly occurring foreign interference components with other frequency ranges are attenuated.

Bei dem in der 7 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung ist der Schalleiter 17 als Mittel zur Ein-/Auskopplung der Ultraschallsignale für einen Ultraschall-Wandler 12 mit Sensormembran 20 ausgebildet. Zwischen Fahrzeugaußenseite und dem Ultraschall-Sensor 12 ist also zur akustischen Ankopplung ein Schalleiter 17 ausgebildet.In the in the 7 shown embodiment of the ultrasonic distance measuring device according to the invention is the sound conductor 17 as means for coupling / uncoupling the ultrasonic signals for an ultrasonic transducer 12 with sensor membrane 20 educated. Between the vehicle outside and the ultrasonic sensor 12 So is a sound conductor for acoustic coupling 17 educated.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 bis 6 der Zeichnung sind zweckmäßig die Schalleiter 17 über eine das Schalleiterende aufnehmende, an der Fahrzeugaußenseite anbringbare Halterung 21 an der Fahrzeugaußenseite befestigt.In the embodiment according to the 4 to 6 the drawing are useful the sound conductors 17 via a the sound conductor end receiving, attachable to the vehicle outside bracket 21 attached to the vehicle outside.

Die erfindungsgemäße Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung 10 für Einparkhilfen, insbesondere für eine Verwendung bei Kraftfahrzeugen kann ausschließlich mit Ultraschall-Wandlern 12 mit Schalleitern 17 verwendet werden, oder gemischt mit den bekannten Ultraschall-Wandlern mit Sende- und Empfangsfunktion oder gemischt mit den bekannten Ultraschall-Wandlern mit separaten Sende- und/oder Empfangsfunktionen.The ultrasonic distance measuring device according to the invention 10 for parking aids, in particular for use in motor vehicles can only with ultrasonic transducers 12 with sound conductors 17 can be used, or mixed with the known ultrasonic transducers with transmitting and receiving function or mixed with the known ultrasonic transducers with separate transmitting and / or receiving functions.

Durch die erfindungsgemäße Verlagerung der elektronischen Ultraschall-Wandler in weniger kritische Umgebungen wird eine wesentliche Reduzierung des notwendigen Einbauvolumens erreicht, und somit auch eine bessere Plazierung der die Ultraschallsignale aufnehmenden oder abgebenden Ein- und Auskopplungsmittel an den akustisch günstigsten Orten. Weiterhin werden keine langen Leitungsverbindungen benötigt, woraus eine starke Reduzierung der EMV-Empfindlichkeit resultiert, außerdem wird durch das Reduzieren der Anzahl elektrischer Verbindungsleitungen und elektrischer Kontakte bzw. Steckverbinder eine Einsparung von Kosten und eine Steigerung der Robustheit der Anlage erreicht.The inventive displacement of the electronic ultrasonic transducer in less critical environments, a substantial reduction of the required installation volume is achieved, and thus a better placement of the ultrasonic signals receiving or donating input and output coupling means at the most acoustically favorable locations. Furthermore, no long line connections are required, resulting in a strong reduction of the EMC sensitivity, moreover, by reducing the number of electrical connection lines and electrical contacts or connectors, a saving of costs and an increase in the robustness of the system is achieved.

Über die Form der Ein-/Austrittsöffnung des Schalleiters 17 zur Fahrzeugseite kann eine akustische bzw. sensorische Vorzugsrichtung bzw. optimierte Sensorkeulen realisiert werden. Über die Länge und den Querschnitt des Schalleiters 17 können über die Ausnutzung physikalischer Resonanzen Schalleiter 17 mit frequenzselektiven Bereichen abgestimmt werden, die nur die Arbeitsfrequenzen und keine Fremdfrequenzen optimal übertragen und somit in gewissen Bereichen Störungen ausfiltern können.About the shape of the inlet / outlet opening of the sound conductor 17 To the vehicle side, an acoustic or sensory preferred direction or optimized sensor lobes can be realized. About the length and cross section of the sound conductor 17 can over the exploitation of physical resonances sound conductors 17 be tuned with frequency-selective areas that can transmit only the working frequencies and no external frequencies optimally and thus filter out disturbances in certain areas.

Es ergibt sich durch die Integration der Ultraschall-Wandler 12 gemeinsam mit dem Steuergerät 13 in einem Gehäuse 16 neben der Steigerung der elektrischen Robustheit der Vorteil, daß die Ultraschall-Wandler 12 nicht wie bisher mechanisch robust und wasserdicht ausgebildet sein müssen, sondern es können diese vereinfacht und weitgehend ungeschützt im gemeinsamen Gehäuse 16 eingebaut werden. Hierdurch entstehen weitere signifikante Kosteneinsparungen.It results from the integration of the ultrasonic transducers 12 together with the control unit 13 in a housing 16 In addition to increasing the electrical robustness of the advantage that the ultrasonic transducer 12 not as previously mechanically robust and waterproof must be formed, but it can be this simplified and largely unprotected in the common housing 16 to be built in. This results in further significant cost savings.

Durch die zusätzliche Wegstrecke des Ultraschall-Wandlers 12 und den damit verbundenen längeren Schallaufzeiten können die Nahbereiche des Fahrzeuges besser detektiert werden, da die üblichen Nachschwingzeiten der Sensormembranen 20 derzeitiger Ultraschall-Wandler 12 durch die zusätzliche Laufzeit weitgehend kompensiert wird.Due to the additional path of the ultrasonic transducer 12 and the associated longer Schallaufzeiten the near areas of the vehicle can be better detected, since the usual Nachschwingzeiten the sensor membranes 20 current ultrasonic transducer 12 is largely compensated by the additional term.

Außerdem werden nunmehr keine Entkopplungsringe zur Vermeidung von Schwingungs-Einkopplungen aus den Fahrzeugbauteilen oder zur Dämpfung der Sensormembran und/oder -spalte wie bei den bekannten Ultraschall-Wandlern 12 mehr benötigt. Es lassen sich deshalb die Schall-Ein- und -austrittsflächen optisch angenehmer gestalten. Die akustische Ankopplung des Ultraschall-Wandlers 12 an die Fahrzeugaußenseite kann dabei in flexiblen Formen erfolgen, sie kann z. B. rund, eckig oder oval erfolgen und erleichtert somit eine Designabstimmung.In addition, now no decoupling rings to avoid vibration coupling from the vehicle components or for damping the sensor membrane and / or gaps as in the known ultrasonic transducers 12 more needed. It can therefore make the sound input and output surfaces visually pleasing. The acoustic coupling of the ultrasonic transducer 12 to the vehicle outside can be done in flexible forms, they can, for. As round, square or oval and thus facilitates a design vote.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, diese ist nicht darauf beschränkt, es sind vielmehr noch mancherlei Abänderungen und Ausbildungen möglich. So kann die erfindungsgemäße Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung 10 insbesondere bei anderen als den dargestellten Stoßfängerabdeckungen eingesetzt werden. Weiterhin vorgesehen sind beliebige Abwandlungen der Schalleiter 17 und der damit in Wirkverbindung stehenden, mit dem Steuergerät 13 in einem Gehäuse 16 untergebrachten Ultraschall-Wandler 12 hinsichtlich Anzahl und Anordnung.As already mentioned, the illustrated embodiments are for example only implementations of the invention, this is not limited thereto, but rather many modifications and designs are possible. Thus, the ultrasonic distance measuring device according to the invention 10 in particular be used in other than the illustrated bumper covers. Furthermore provided are any modifications of the sound conductor 17 and thus in operative connection with the control unit 13 in a housing 16 accommodated ultrasonic transducer 12 in terms of number and arrangement.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Ultraschall-AbstandsmeßeinrichtungUltrasonic distance measuring
1111: Mittel zum Senden/Empfangen von Ultraschall-ImpulsenMeans for transmitting / receiving ultrasonic pulses
1212: Ultraschall-WandlerUltrasound transducer
1313: Steuergerätcontrol unit
1414: Mittel zur Übertragung der Ultraschallsignale von und zum SteuergerätMeans for transmitting the ultrasonic signals to and from the controller
1515: Anbringungsstellen (von 11)Attachment points (from 11 )
1616: Gehäusecasing
1717: Schalleitersound conductor
1818: Ein-/Auskopplungsseite (von 17)Input / output side (from 17 )
1919: Abdeckung (von 17, 18)Cover (from 17 . 18 )
2020: Sensormembran (von 12)Sensor membrane (from 12 )
2121: Halterung (für 17)A Mount for 17 )
2222: Stoßfängerabdeckungbumper cover
2323: Spoilerspoiler
2424: Stoßleistebuffer strip
2525: Entkopplungsringdecoupling ring
2626: Steckverbindungconnector
2727: Elektronikelectronics

Claims

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) for electronic parking aids, comprising means ( 11 ) for transmitting / receiving ultrasound pulses, with these means ( 11 ) cooperating ultrasonic transducers ( 12 ), with at least one of the ultrasonic transducers ( 12 ) operatively connected electronic control unit ( 13 ) and with funds ( 14 ) for transmitting the ultrasonic signals from or to the control unit ( 13 ), wherein the at least one control unit ( 13 ) close to the mounting points ( 15 ) of funds ( 11 ) is arranged for transmitting / receiving the ultrasonic pulses, and wherein the means ( 11 ) for transmitting / receiving ultrasound pulses and the means ( 14 ) for transmitting the ultrasonic signals to and from the control unit ( 13 ) as one input / output side ( 18 ) having sound conductors ( 17 ), characterized in that the ultrasonic transducers ( 12 ) also close to these installation points ( 15 ) together with the control unit ( 13 ) in a common housing ( 16 ) and that the sound conductors ( 17 ) are dimensioned matched with frequency-selective areas, such that the sound conductors ( 17 ) are dimensioned with respect to their cross-section and their length so that in a narrow frequency band only ultrasonic signals in the frequency range of the transmission signals are optimally transmitted and foreign interference components are attenuated with other frequency ranges.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that together with the control unit ( 13 ) housed ultrasonic transducer ( 12 ) are designed as bidirectional transmitting and receiving transducers.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that together with the control unit ( 13 ) housed ultrasonic transducer ( 12 ) are formed as unidirectional transmitter and / or receiver.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ultrasonic transducers ( 12 ) on a printed circuit board of the control unit ( 13 ) are arranged.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ultrasonic transducers ( 12 ) are provided with each other with acoustic decoupling.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sound conductors ( 17 ) are formed tubular.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sound conductors ( 17 ) have a gaseous medium to the sound conductor.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sound conductors ( 17 ) have a liquid medium to the sound conductor.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sound conductors ( 17 ) have a solid medium to the sound conductor.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the sound conductor ( 17 ) has an attenuation-reducing inner coating with medium solid to the sound conduction.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sound conductors ( 17 ) have a gel-like medium to the sound conduction.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ultrasonic transducers ( 12 ) on the control unit ( 13 ) are mounted permanently mounted.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the ultrasonic transducers ( 12 ) on the control unit ( 13 ) are pluggable.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sound conductors ( 17 ) at the entrance / Deduction page ( 18 ) for protection against foreign particles a cover ( 19 ) exhibit.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to claim 14, characterized in that the cover ( 19 ) is designed as a closing membrane.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to claim 14, characterized in that the cover ( 19 ) is designed as a sieve-like cover.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to claim 14, characterized in that the cover ( 19 ) is designed as an air-permeable, but waterproof film.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the sound conductor ( 17 ) as means for coupling / uncoupling the ultrasonic signals for an ultrasonic transducer ( 12 ) with a sensor membrane ( 20 ) is trained.

Ultrasonic distance measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 18, characterized in that for fixing the sound conductor ( 17 ) on the vehicle outside a the sound conductor end receiving, attachable to the vehicle outside bracket ( 21 ) is provided.