DE102005001732B4 - Device and method for distance determination - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Abstandsbestimmung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug mit einem durch die äußere Oberfläche (2) eines Bauteils des Kraftfahrzeuges und zumindest ein mit dem Bauteil gekoppeltes elektronisches Schallwandlerelement ((3) gebildeten Schallwandler (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Schallwandler (1) mit einer Steuereinrichtung (6) gekoppelt ist, und die Vorrichtung ausgebildet ist, ein akustisches Signal, das einen auf den Schallwandler (1) gerichteten Schallimpuls aus einem bestimmten Volumensegment in der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufweist, zeitinvertiert als Sendesignal zur Erzeugung eines Schallimpulses in dem bestimmten Volumensegment auszusenden und anschließend ein akustisches Echo des Sendesignals als Empfangssignal zu erfassen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, anhand des Empfangssignals zu bestimmen, ob sich in dem Volumensegment ein Objekt befindet; und falls sich ein Objekt in dem Volumensegment befindet, den Abstand zwischen dem Volumensegment und dem Kraftfahrzeug zu bestimmen.Device for determining the distance of an object to a motor vehicle with a sound transducer (1) formed by the outer surface (2) of a component of the motor vehicle and at least one electronic sound transducer element (3) coupled to the component, characterized in that the sound transducer (1) a control device (6) is coupled, and the device is formed, an acoustic signal having a directed to the sound transducer (1) sound pulse from a certain volume segment in the vicinity of the motor vehicle, time inverted as a transmission signal for generating a sound pulse in the particular volume segment and subsequently detecting an acoustic echo of the transmitted signal as a received signal, wherein the device is adapted to determine, based on the received signal, whether there is an object in the volume segment, and if an object is in the volume segment, the distance between the volume segment and to determine the motor vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstandsbestimmung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug mit einem durch die äußere Oberfläche eines Bauteils des Kraftfahrzeuges und zumindest ein mit dem Bauteil gekoppeltes elektronisches Schallwandlerelement gebildeten Schallwandler sowie ein Verfahren zur Abstandsbestimmung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug.The present invention relates to a device for determining the distance of an object to a motor vehicle with a sound transducer formed by the outer surface of a component of the motor vehicle and at least one electronic sound transducer element coupled to the component and a method for determining the distance of an object to a motor vehicle.

Bei nahezu allen Fahrzeugen werden die Karosserien so entwickelt, dass möglichst kleine Luftwiderstandsbeiwerte erreicht werden, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. In der Regel entsteht dadurch eine leichte Keilform, die die Sicht des Fahrers beim Rangieren stark einschränkt. Dadurch sind vorhandene Hindernisse nur schlecht – wenn überhaupt – erkennbar.In almost all vehicles, the bodies are developed in such a way that the smallest possible drag coefficients are achieved in order to reduce fuel consumption. As a rule, this creates a slight wedge shape, which severely limits the driver's view when maneuvering. As a result, existing obstacles are only bad - if any - recognizable.

Einparkhilfen mit Ultraschallsensoren liefern eine wirkungsvolle Unterstützung des Rangierens, insbesondere bei einem Einparkvorgang. Sie überwachen einen Bereich von etwa 0,3 m bis 1,5 m hinter und/oder vor dem Fahrzeug. Möglicherweise vorhandene Hindernisse werden erkannt und durch optische und/oder akustische Mittel zur Anzeige gebracht, um den Fahrer bei der Fahrzeugführung zu unterstützen.Parking aids with ultrasonic sensors provide an effective support of maneuvering, especially during a parking operation. They monitor a range of about 0.3 m to 1.5 m behind and / or in front of the vehicle. Any obstacles that may be present will be detected and displayed by visual and / or audible means to aid the driver in driving the vehicle.

Es ist bekannt, beispielsweise Ultraschallsensoren in eine Stoßstange eines Kraftfahrzeuges derart einzubauen, dass die ausgesandten Ultraschallsignale von Hindernissen reflektiert und als Echo wieder empfangen werden. Der Ultraschallsensor wird dabei in eine entsprechende Bohrung der Stoßstange gesteckt und so ausgerichtet, dass Straßenreflexionen nicht stören. Die Bohrung mit dem eingesetzten Ultraschallsensor wirkt allerdings in den meisten Fällen optisch störend. Auch können bei einem geparkten Fahrzeug beispielsweise spielende Kinder den Sensor beschädigen, so dass seine Funktionssicherheit und seine Zuverlässigkeit gefährdet wären.It is known, for example, to install ultrasonic sensors in a bumper of a motor vehicle in such a way that the emitted ultrasonic signals are reflected by obstacles and received again as an echo. The ultrasonic sensor is inserted into a corresponding bore of the bumper and aligned so that road reflections do not interfere. However, the bore with the ultrasonic sensor used is visually disturbing in most cases. Also, in a parked vehicle, for example, playing children can damage the sensor, so that its reliability and reliability would be compromised.

Deshalb wurde in der DE 44 10 895 A1 eine Vorrichtung mit einem Sensor, insbesondere einem Ultraschallsensor, vorgeschlagen, bei der der Ultraschallsensor in einer Bohrung oder Aussparung des Kraftfahrzeug-Außenteils, vorzugsweise des Stoßfängers, fest angeordnet ist. Dieser Ultraschallsensor und wenigstens ein Teil des Kraftfahrzeug-Außenteils sind mit einer Abdeckung formschlüssig überzogen. Hierdurch ist der verdeckt eingebaute Sensor von außen nicht erkennbar und es ergibt sich ein einheitliches Bild des Stoßfängers. Die hier vorgesehene Abdeckung nimmt aber auf jeden Fall einen Teil der Schallenergie als Schwingung auf und dämpft somit die Schallenergie sowohl der ausgesendeten Sendesignale als auch der zu empfangenden Reflexionssignale. Weitere Beispiele für verdeckt eingebaute Ultraschallsensoren sind in JP H10-123 236 A sowie JP H09-281 222 A offenbart.That is why in the DE 44 10 895 A1 a device with a sensor, in particular an ultrasonic sensor proposed, in which the ultrasonic sensor in a bore or recess of the motor vehicle outer part, preferably of the bumper, is fixedly arranged. This ultrasonic sensor and at least part of the motor vehicle outer part are covered with a form-fitting cover. As a result, the concealed sensor is not visible from the outside and it results in a uniform image of the bumper. The cover provided here, however, in any case absorbs part of the sound energy as oscillation and thus dampens the sound energy of both the transmitted transmission signals and the reflection signals to be received. Further examples of concealed built-in ultrasonic sensors are in JP H10-123 236 A such as JP H09-281 222 A disclosed.

Bei Fahrzeugen mit einer reinen Heckabsicherung werden in der Regel vier Ultraschallsensoren in den hinteren Stoßfänger montiert. Eine zusätzliche Frontabsicherung erhält man durch den Einbau weiterer, im Allgemeinen vier bis sechs Ultraschallsensoren in den vorderen Stoßfänger. Zur Berechnung des Abstandes zu einem Hindernis bzw. Objekt werden für mindestens zwei Ultraschallsensoren anhand der Laufzeit der Schallsignale die jeweiligen Abstände zu dem Objekt unter Berücksichtigung des Abstandes berechnet, den die beiden Schallsensoren zueinander aufweisen.For vehicles with a pure rear fuselage, four ultrasonic sensors are usually mounted in the rear bumper. An additional front protection is obtained by the installation of further, generally four to six ultrasonic sensors in the front bumper. To calculate the distance to an obstacle or object, the respective distances to the object are calculated for at least two ultrasonic sensors based on the transit time of the sound signals, taking into account the distance between the two sound sensors to each other.

Aus US 5 808 969 A ist eine Vorrichtung zur Detektion von versteckten Objekten auf einem Landstück bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Anzahl linear angeordneter Schallwandler, die zum Beispiel als piezoelektrische Scheiben ausgebildet sind, zum Senden und Empfangen von Schallwellen. Die Schallwandler sind jeweils an einer Stange angeordnet, die wiederum an einem Ausleger eines speziellen Fahrzeugs montiert sind. Aus den empfangenen Signalen werden Objekte, wie z. B. Landminen detektiert und deren Richtung und Abstand zu der Vorrichtung bestimmt. Dazu wird zunächst ein initialer Puls ausgesendet und aus dem empfangenen Echo ein bestimmter Zeitbereich ausgewählt, der einem bestimmten Abstandsbereich entspricht. Dieses Signal wird dann zeitlich invertiert ausgesendet. Damit wird eine Fokussierung des Schallsignals erzielt.Out US 5 808 969 A a device for detecting hidden objects on a piece of land is known. The device comprises a number of linearly arranged sound transducers, which are designed for example as piezoelectric disks, for transmitting and receiving sound waves. The transducers are each arranged on a rod, which in turn are mounted on a boom of a special vehicle. From the received signals are objects such. As landmines detected and determines their direction and distance to the device. For this purpose, an initial pulse is first emitted and selected from the received echo a certain time range corresponding to a certain distance range. This signal is then transmitted in time inverted. This results in a focusing of the sound signal.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte und vereinfachte Abstandsbestimmung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug bereitzustellen.The present invention is based on the object to provide an improved and simplified determination of the distance of an object to a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a device having the features according to claim 1 and by a method having the features according to claim 8.

Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung zur Abstandsbestimmung vorgesehen, dass der Schallwandler mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist, und damit ausgebildet ist, ein akustisches Signal, das einen auf den Schallwandler gerichteten Schallimpuls aus einem bestimmten Volumensegment in der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufweist, zeitinvertiert als Sendesignal zur Erzeugung eines Schallimpulses in dem bestimmten Volumensegment auszusenden und anschließend ein akustisches Echo des Sendesignals als Empfangssignal zu erfassen.According to the invention, provision is made in a device for determining the distance that the sound transducer is coupled to a control device, and is designed to time-inverted an acoustic signal which has a sound pulse directed at the sound transducer from a certain volume segment in the surroundings of the motor vehicle as a transmission signal for generating emit a sound pulse in the particular volume segment and then to detect an acoustic echo of the transmission signal as a received signal.

Das von dem Schallwandler ausgesendete Sendesignal entspricht der Zeitumkehrung eines akustischen Signals, das der Schallwandler empfangen würde, welches seinen Ursprung in dem bestimmten Volumensegment hätte. Das ausgesendete Sendesignal zur Erzeugung des Schallimpulses wird somit nach dem Prinzip der Zeitumkehr-Akustik bereitgestellt. Die Zeitumkehr-Akustik ist möglich, weil die zu Grunde liegenden physikalischen Prozesse invariant unter einer Zeitumkehr sind. Diese ändern sich somit nicht, wenn die Zeit rückwärts läuft. Vorwärtsgerichtete Wellen unterliegen der gleichen Wellengleichung wie rückwärtsgerichtete Wellen.The transmission signal emitted by the sound transducer corresponds to the time reversal of an acoustic signal that would be received by the sound transducer, which originates in the acoustic signal certain volume segment. The emitted transmission signal for generating the sound pulse is thus provided on the principle of time-reversal acoustics. Time reversal acoustics is possible because the underlying physical processes are invariant under time reversal. These do not change when time runs backwards. Forward waves are subject to the same wave equation as reverse waves.

Die von den einzelnen Flächenpunkten der Oberfläche über eine gewisse Zeitspanne ausgesendeten Schallwellen superponieren derart, dass in dem bestimmten Volumensegment durch die Überlagerung ein Maximum bzw. ein Schallimpuls erzeugt ist.The sound waves emitted by the individual surface points of the surface over a certain period of time superpose such that a maximum or a sound impulse is generated by the superimposition in the specific volume segment.

Eine unsymmetrische Ausbildung der Oberfläche ist hierbei vorteilhaft zum Aussenden des Sendesignals.An asymmetrical design of the surface is advantageous for emitting the transmission signal.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Oberfläche ein dünnes Metallblech, beispielsweise Stahl. Dadurch ist die Oberfläche wenig bedämpft und nicht zu steif.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the surface is a thin metal sheet, for example steel. As a result, the surface is little damped and not too stiff.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Frequenz des ausgesendeten Sendesignals weniger als etwa 60 kHz beträgt. Bevorzugter liegt die Frequenz des ausgesendeten Sendesignals zwischen etwa 20 kHz und etwa 60 kHz. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit für Volumensegmente in verschiedenen Abständen zu dem Kraftfahrzeug verschiedene Frequenzen zu verwenden. So können für den Nahbereich hohe Frequenzen verwendet werden, um auch kleine Hindernisse zu erfassen, während für Volumensegmente in einem entfernteren Bereich tiefere Frequenzen bevorzugt werden.An advantageous embodiment of the present invention provides that the frequency of the transmitted transmission signal is less than about 60 kHz. More preferably, the frequency of the transmitted transmission signal is between about 20 kHz and about 60 kHz. This opens up the possibility for volume segments at different distances from the motor vehicle to use different frequencies. Thus, for the near range, high frequencies can be used to detect even small obstacles, while for volume segments in a more distant range lower frequencies are preferred.

Die Anordnung eines Piezo-Elementes als Schallwandlerelement rückseitig an der Oberfläche ist eine bevorzugte und einfache Ausführung, um digital abgespeicherte, elektronische Sendesignale in akustische Signale umzuwandeln und umgekehrt.The arrangement of a piezo element as a sound transducer element on the back surface is a preferred and simple design to convert digitally stored, electronic transmission signals into acoustic signals and vice versa.

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung mit einer Speichereinrichtung zum Abspeichern von vordefinierten zeitinvertierten Sendesignalen verbunden. Hierdurch wird die Möglichkeit eröffnet, nach Bedarf auf die abgespeicherten Sendesignale zurückzugreifen.Preferably, the control device is connected to a memory device for storing predefined time-inverted transmit signals. This opens up the possibility of accessing the stored transmission signals as required.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abstandsmessung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug weist die folgenden Schritte auf:

  • – Aussenden eines akustischen Signals, das einen auf einen Schallwandler gerichteten Schallimpuls aus einem bestimmten Volumensegment in der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufweist, zeitinvertiert als Sendesignal mittels des Schallwandlers zur Erzeugung eines Schallimpulses in dem bestimmten Volumensegment;
  • – Erfassen eines akustischen Echos des Sendesignals als Empfangssignal;
  • – Bestimmen anhand des Empfangssignals, ob sich in dem Volumensegment ein Objekt befindet; und
  • – falls sich ein Objekt in dem Volumensegment befindet, Bestimmen des Abstandes zwischen Objekt und Kraftfahrzeug.
The inventive method for measuring the distance of an object to a motor vehicle comprises the following steps:
  • - Sending an acoustic signal having a directed to a transducer sound pulse from a certain volume segment in the vicinity of the motor vehicle, time-inverted as a transmission signal by means of the sound transducer for generating a sound pulse in the specific volume segment;
  • - Detecting an acoustic echo of the transmission signal as a received signal;
  • Determining, based on the received signal, whether there is an object in the volume segment; and
  • If there is an object in the volume segment, determining the distance between the object and the motor vehicle.

Das akustische Sendesignal entspricht dabei einem zeitumgekehrten Signal, das der Schallwandler empfangen würde, wenn sich aus dem bestimmten Volumensegment ein Schallimpuls ausbreiten würde. Die Aussendung dieses zeitlich invertierten Sendesignals folgt den Prinzipien der Zeitumkehr-Akustik.The acoustic transmission signal corresponds to a time-reversed signal that the transducer would receive if a sound pulse would propagate from the specific volume segment. The transmission of this time-inverted transmission signal follows the principles of time-reversal acoustics.

Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass vor dem Aussenden des zeitinvertierten Sendesignals ein akustisches Signal ausgesendet, ein Echo dieses Signals empfangen und zeitinvertiert als Sendesignal ausgesendet wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that before the transmission of the time-inverted transmission signal, an acoustic signal is transmitted, an echo of this signal is received and transmitted in a time-inverted manner as a transmission signal.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem Aussenden des zeitinvertierten Sendesignals ein mittels eines Schallgebers, der in einem bestimmten Volumensegment angeordnet ist, erzeugtes akustisches Signal empfangen und zeitinvertiert als Sendesignal ausgesendet wird.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that, prior to the transmission of the time-inverted transmit signal, an acoustic signal generated by means of a sound transmitter which is arranged in a specific volume segment is received and transmitted in a time-inverted manner as a transmit signal.

Bevorzugt werden die zeitinvertierten Sendesignale in einer Speichereinrichtung abgespeichert. Dies eröffnet die Möglichkeit, nach Bedarf auf die abgespeicherten Sendesignale zurückzugreifen. Es muss demnach nicht vor jedem Aussenden eines zeitinvertierten Sendesignals dieses erst ermittelt werden.Preferably, the time-inverted transmit signals are stored in a memory device. This opens up the possibility of resorting to the stored transmission signals as required. Accordingly, it does not have to be determined until each time a time-inverted transmit signal is transmitted.

In vorteilhafter Weise werden mehrere Volumensegmente der Kraftfahrzeug-Umgebung nacheinander mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgerastert. Jedes einzelne Volumensegment wird dabei auf ein Hindernis überprüft.Advantageously, a plurality of volume segments of the motor vehicle environment are scanned one after the other by the method according to the invention. Every single volume segment is checked for an obstacle.

Befindet sich in dem bestimmten Volumensegment ein Objekt, werden die ausgesendeten Schallwellen reflektiert und es wird ein stärkeres Empfangssignal erfasst. Ist in dem bestimmten Volumensegment kein Objekt vorhanden, wird dort ein Schallimpuls erzeugt aber nicht reflektiert und die Empfangssignalstärke ist deutlich schwächer. Aus der Kenntnis, in welchem Abstand sich das bestimmte Volumensegment zu dem Kraftfahrzeug befindet, ist somit der Abstand des Objektes, falls dieses vorhanden, herleitbar. Die Abstandsinformation für jedes Volumensegment ist zusätzlich zu den Sendesignalen in der Speichereinrichtung abspeicherbar.If an object is located in the specific volume segment, the emitted sound waves are reflected and a stronger received signal is detected. If no object exists in the specific volume segment, a sound pulse is generated but not reflected there and the received signal strength is significantly weaker. Out knowing the distance in which the particular volume segment is located to the motor vehicle, thus, the distance of the object, if present, deducible. The distance information for each volume segment can be stored in the memory device in addition to the transmission signals.

Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren ferner folgende Schritte aufweisen:

  • – Bilden von Produkten durch Multiplikation des Sendesignals mit dem Empfangssignal und anschließend Zeitverschieben eines Signals und erneute Produktbildung;
  • – Ermitteln der Zeitverschiebung, bei der das Produkt maximal ist, zur Bestimmung der Laufzeit des Schallimpulses; und
  • – Bestimmen des Abstandes anhand der Laufzeit.
Alternatively, the method according to the invention may further comprise the following steps:
  • Forming products by multiplying the transmission signal by the received signal and then time shifting a signal and re-product forming;
  • - Determining the time shift at which the product is maximum, to determine the duration of the sound pulse; and
  • - Determining the distance based on the runtime.

Bei diesen Verfahren ist ein Rückgriff auf gespeicherte Abstandsinformationen zur Ermittlung des Abstandes eines Objektes zu dem Kraftfahrzeug nicht notwendig.In these methods, a resort to stored distance information for determining the distance of an object to the motor vehicle is not necessary.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen in:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. These show in:

1 – schematisch eine Ansicht eines Schallwandlers, 2 – schematisch einen Querschnitt durch den Schallwandler aus 1, 1 Schematically a view of a sound transducer, 2 - Schematically a cross section through the transducer from 1 .

3a – schematisch einen erfindungsgemäßen Schallwandler und eine externe Schallquelle, die ein Schallsignal aussendet, 3a Schematically a transducer according to the invention and an external sound source emitting a sound signal,

3b – schematisch den Schallwandler der 3a beim Empfangen des Schallsignals der Schallquelle, 3b - schematically the sound transducer of 3a upon receiving the sound signal of the sound source,

4a – schematisch einen erfindungsgemäßen Schallwandler beim Aussenden eines zeitinvertierten Schallsignals, 4a Schematically a transducer according to the invention when transmitting a time-inverted sound signal,

4b – schematisch einen erzeugten Schallimpuls in einem räumlich begrenzten Volumensegment. 4b Schematically a generated sound pulse in a spatially limited volume segment.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abstandsbestimmung schematisch dargestellt, die einen Schallwandler 1 aufweist, der durch die äußere Oberfläche 2 eines Bauteils eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) und ein mit dem Bauteil gekoppeltes elektronisches Schallwandlerelement 3 gebildet ist. Der Schallwandler 1 kann an nahezu beliebiger Stelle an der Außenoberfläche des Kraftfahrzeuges angeordnet werden. Vorteilhaft ist jedoch die Anordnung im vorderen bzw. hinteren Stoßfänger. Die Kontur der Oberfläche 2 des Bauteils ist beliebig. Die in der 1 dargestellte unsymmetrische Kontur der Oberfläche 2 weist gegenüber einer symmetrischen, gleichmäßigen Flächengestaltung Vorteile für die Schallcharakteristik auf.In the 1 a device according to the invention for distance determination is shown schematically, which is a sound transducer 1 that passes through the outer surface 2 a component of a motor vehicle (not shown) and an electronic sound transducer element coupled to the component 3 is formed. The sound transducer 1 can be arranged at almost any point on the outer surface of the motor vehicle. However, the arrangement in the front or rear bumper is advantageous. The contour of the surface 2 of the component is arbitrary. The in the 1 illustrated asymmetrical contour of the surface 2 has advantages over the sound characteristic compared to a symmetrical, uniform surface design.

Rückseitig an der Oberfläche 2 des Bauteils ist ein Schallwandlerelement 3, beispielsweise ein Piezo-Element, angeordnet. Zum Aussenden eines Schallsignals leitet das Schallwandlerelement 3 Schwingungen in das Bauteil ein, die in diesem weitergeleitet, an den Grenzflächen teilweise reflektiert und schließlich über die Oberfläche 2 in die Umgebung ausgesendet werden. Ein zu empfangendes Schallsignal versetzt wiederum die Oberfläche 2 und das Bauteil selbst in Schwingungen, die schließlich von dem Schallwandlerelement 3 aufgenommen werden. Auch die empfangenen Schwingungen werden an den Grenzflächen des Bauteils mehrfach reflektiert, bevor sie von dem Schallwandlerelement aufgenommen werden. Der Pfeil 4 deutet schematisch sowohl das Aussenden des Sendesignals als auch das Empfangen eines Reflexions- bzw. Empfangssignals an.Back on the surface 2 the component is a sound transducer element 3 , For example, a piezoelectric element arranged. For emitting a sound signal directs the sound transducer element 3 Vibrations in the component, which in this forwarded, partially reflected at the interfaces and finally over the surface 2 be sent out into the environment. A sound signal to be received in turn displaces the surface 2 and the component itself in vibrations, which finally from the sound transducer element 3 be recorded. The vibrations received are also reflected several times at the interfaces of the component before they are picked up by the sound transducer element. The arrow 4 schematically indicates both the transmission of the transmission signal and the reception of a reflection or reception signal.

In der 2 ist der erfindungsgemäße Schallwandler 1 aus der 1 schematisch in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Wie der 2 zu entnehmen ist, weist die Oberfläche 2 eine nahezu beliebige Krümmung auf, die von der Bauteilausgestaltung vorgegeben ist. Rückseitig an der Oberfläche 2 ist das Piezo-Element bzw. Schallwandlerelement 3 in einem festen Kontakt angeordnet. Dieses ist über eine Leitung 5 mit einer Steuereinrichtung 6 verbunden. Die Steuereinrichtung 6 sendet über die Leitung 5 elektronische Signale an das Schallwandlerelement 3, die dieses in entsprechende Schwingungen umwandelt und in das Bauteil mit der Oberfläche 2 abgibt. Die Schwingungen sowie die an den Grenzflächen des Bauteils reflektierten Schwingungen werden über die Oberfläche 2 als ein komplexes, akustisches Sendesignal in die Umgebung ausgesendet.In the 2 is the sound transducer according to the invention 1 from the 1 shown schematically in a cross-sectional view. Again 2 it can be seen, indicates the surface 2 an almost arbitrary curvature, which is predetermined by the component design. Back on the surface 2 is the piezo element or sound transducer element 3 arranged in a fixed contact. This is about a lead 5 with a control device 6 connected. The control device 6 sends over the line 5 electronic signals to the sound transducer element 3 which converts it into corresponding vibrations and into the component with the surface 2 emits. The vibrations as well as the vibrations reflected at the interfaces of the component are transmitted over the surface 2 sent as a complex, acoustic transmission signal into the environment.

Zum Empfang wird die Oberfläche 2 des Bauteils durch ankommende Schallsignale in Schwingungen versetzt. Diese werden nun von dem Schallwandlerelement 3 aufgenommen und in elektronische Signale umgewandelt. Die empfangene Signalinformation wird anschließend elektronisch über die Leitung 5 an die Steuereinrichtung 6 zur Auswertung weitergeleitet.The reception will be the surface 2 of the component by incoming sound signals oscillated. These are now the sound transducer element 3 recorded and converted into electronic signals. The received signal information is then electronically transmitted over the line 5 to the controller 6 forwarded for evaluation.

Die Steuereinrichtung 6 ist weiterhin über eine Leitung 7 mit einer Speichereinrichtung 8 verbunden. Die Speichereinrichtung 8 kann jede geeignete Speichereinrichtung sein, beispielsweise ein Magnetspeicher, eine CD oder ein ROM-Speicher etc. Für jedes Volumensegment der Fahrzeugumgebung ist in der Speichereinrichtung 8 ein entsprechendes Sendesignal elektronisch abgespeichert.The control device 6 is still on a line 7 with a storage device 8th connected. The storage device 8th may be any suitable memory device, for example a magnetic memory, a CD or a ROM memory etc. For each volume segment of the vehicle environment is in the memory device 8th a corresponding transmission signal stored electronically.

In der 3a ist schematisch der erfindungsgemäße Schallwandler 1 in einer Initialisierungssituation dargestellt. Hierzu sendet eine externe Schallquelle 9 einen kurzen Schallimpuls 10 aus. Der Schallimpuls 10 ist in einem Koordinatenkreuz eingezeichnet, bei dem die Abszisse der Zeit t und die Ordinate der Amplitude A des Schallimpulses entspricht. Die Schallquelle 9 ist in einem bestimmten, räumlich begrenzten Volumenbereich angeordnet.In the 3a is schematically the sound transducer according to the invention 1 in a Initialization situation shown. To do this, send an external sound source 9 a short sound pulse 10 out. The sound pulse 10 is plotted in a coordinate system, in which the abscissa of the time t and the ordinate of the amplitude A of the sound pulse corresponds. The sound source 9 is arranged in a specific, spatially limited volume range.

Der Schallimpuls 10 trifft auf die Oberfläche 2 des Schallwandlers 1 und versetzt die Oberfläche in Schwingungen. Das Schallwandlerelement 3 nimmt ein Schallsignal 11 auf, das im Vergleich zum Schallimpuls 10 deutlich länger andauert und scheinbar chaotisch wirkt. Das Schallsignal ist mit der Amplitude A über der Zeit t aufgetragen. Das Schallsignal 11 enthält die Schallanteile aufgrund mehrfacher Reflexionen an den Grenzen der Oberfläche 2 und die Amplitude nimmt mit der Zeit aufgrund einer auftretenden Dämpfung ab. Diese Situation ist in der 3b dargestellt, in der der Pfeil 12 andeutet, dass der Schallwandler 1 das Schallsignal 11 aufnimmt.The sound pulse 10 meets the surface 2 of the sound transducer 1 and vibrates the surface. The sound transducer element 3 takes a sound signal 11 on, in comparison to the sound impulse 10 lasts much longer and seems chaotic. The sound signal is plotted with the amplitude A over the time t. The sound signal 11 contains the sound components due to multiple reflections at the boundaries of the surface 2 and the amplitude decreases with time due to attenuation occurring. This situation is in the 3b shown in the arrow 12 indicates that the sound transducer 1 the sound signal 11 receives.

In der 4a ist schematisch die Anwendungssituation dargestellt. Das Schallsignal 11 aus der 3b wird durch die Steuereinrichtung 6 (2) ausgewertet und zeitlich invertiert. Ferner kann das zeitinvertierte Schallsignal 13 verstärkt werden. Das invertierte und verstärkte Schallsignal 13 wird, angedeutet durch den Pfeil 14, von dem Schallwandlerelement 3 in die Oberfläche 2 des Schallwandlers 1 gebracht und von der Oberfläche 2 abgestrahlt. Es ist klar, das die Schallsignale 11 und 13 mit in gleicher Richtung weisenden Zeitachse dargestellt sind, wie aus der Darstellung der Koordinatenkreuze in den 3b und 4a ersichtlich ist. Die Zeitinvertierung entspricht somit im Wesentlichen einem rückwärts abgespielten Aussenden eines vorher aufgenommenen Schallsignals.In the 4a schematically the application situation is shown. The sound signal 11 from the 3b is through the control device 6 ( 2 ) and inverted in time. Furthermore, the time-inverted sound signal 13 be strengthened. The inverted and amplified sound signal 13 is indicated by the arrow 14 , from the sound transducer element 3 in the surface 2 of the sound transducer 1 brought and from the surface 2 radiated. It is clear that the sound signals 11 and 13 are shown with pointing in the same direction time axis, as shown in the representation of the coordinate crosses in the 3b and 4a is apparent. The time inversion thus corresponds essentially to a backward transmitted transmission of a previously recorded sound signal.

In der 4b ist schließlich schematisch gezeigt, dass das Schallsignal 13 (4a) bei der Ausstrahlung sich überlagert und in dem räumlich begrenzten Volumensegment, das dem Ort der Schallquelle 9 (3a) entspricht, ein kurzer Schallimpuls 15 erzeugt wird.In the 4b Finally, it is shown schematically that the sound signal 13 ( 4a ) superimposed on the broadcast and in the spatially limited volume segment, the location of the sound source 9 ( 3a ), a short sound pulse 15 is produced.

Wie vorstehend erläutert, erzeugt durch Verwendung eines geeigneten Sendesignals der Schallwandler in einem räumlich begrenzten Volumensegment in der Fahrzeugumgebung einen Schallimpuls nach den Prinzipien der Umkehr-Akustik. Bevorzugt sind die Volumensegmente in etwa würfelförmig mit einer Kantenlänge in einem Bereich zwischen etwa 5 cm bis etwa 10 cm. Je kleiner die Volumensegmente sind, umso höher ist die Auflösung der vorgestellten Messvorrichtung. Allerdings nimmt mit der Anzahl der zu überwachenden Volumensegmente der Speicherbedarf für die Sendesignale und die Trägheit der Überwachung spürbar zu.As explained above, by using a suitable transmission signal, the sound transducer in a spatially limited volume segment in the vehicle environment generates a sound pulse according to the principles of the reverse acoustics. Preferably, the volume segments are approximately cube-shaped with an edge length in a range between about 5 cm to about 10 cm. The smaller the volume segments are, the higher the resolution of the presented measuring device. However, with the number of volume segments to be monitored, the memory requirement for the transmission signals and the inertia of the monitoring noticeably increase.

Zur Verbesserung der Überwachungsgeschwindigkeit kann das Durchrastern der Volumensegmente derart erfolgen, dass nur beispielsweise jedes zweite Volumensegment überprüft wird. Erst wenn in einem Volumensegment ein Objekt erkannt wurde, werden die direkt benachbarten Volumensegmente ebenfalls überprüft. Ferner kann bei einem Rasterdurchlauf durch die Volumensegmente zuerst der Nahbereich überwacht werden. Der dahinter liegende Bereich wird nur in den Volumensegmenten überwacht, in deren davor liegenden Volumensegmenten kein Objekt bzw. Hindernis vorhanden ist.To improve the monitoring speed, the scanning of the volume segments can be performed such that only every other volume segment is checked, for example. Only when an object has been detected in a volume segment, the directly adjacent volume segments are also checked. Furthermore, in the case of a grid pass through the volume segments, the near zone can first be monitored. The area behind it is only monitored in the volume segments where there is no object or obstacle in the preceding volume segments.

Befindet sich in dem aktuell beschallten Volumensegment ein reflektierendes Objekt, so wird der Schall an der Oberfläche des Objektes zurückgestreut und von der Oberfläche 2 des Bauteils und dem dahinter angeordneten Schallwandlerelement 3 aufgenommen. Sende- und Empfangssignal werden geeignet verarbeitet, um den Abstand des Objektes zu dem Fahrzeug bzw. zu dem Schallwandler 1 zu bestimmen.If a reflecting object is located in the currently sonicated volume segment, the sound is scattered back on the surface of the object and off the surface 2 the component and the sound transducer element arranged behind it 3 added. Transmit and receive signals are suitably processed to the distance of the object to the vehicle or to the sound transducer 1 to determine.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Signalverarbeitung beruht auf den Prinzipien der Zeitumkehr-Akustik. D. h., die Schallwellen des von dem Schallwandler 1 ausgesendeten Sendesignals überlagern sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs derart, dass in dem bestimmten Volumensegment aufgrund der Superposition ein Maximum bzw. Schallimpuls erzeugt wird. Für jedes Volumensegment ist in der Speichereinrichtung 8 ein entsprechendes Sendesignal abgespeichert. Neben dem ausgewählten Volumensegment ist das Sendesignal abhängig von der dreidimensionalen Gestaltung des Schallwandlers 1, insbesondere der Oberfläche 2 des Bauteils. Deshalb müssen die Sendesignale vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zuerst initialisiert werden.The signal processing underlying the invention is based on the principles of time-reversal acoustics. That is, the sound waves from the transducer 1 emitted transmission signal are superimposed in the environment of the motor vehicle such that in the particular volume segment due to the superposition of a maximum or sound pulse is generated. For each volume segment is in the storage device 8th a corresponding transmission signal is stored. In addition to the selected volume segment, the transmission signal is dependent on the three-dimensional design of the sound transducer 1 , especially the surface 2 of the component. Therefore, the transmission signals must first be initialized prior to carrying out the method according to the invention.

Eine Möglichkeit der Initialisierung besteht in einer empirischen Erfassung. Hierzu wird einzeln für jedes Volumenelement in dessen Zentrum ein Schallimpuls durch einen externen Schallgeber bzw. Lautsprecher erzeugt. Das Zentrum wird mit ri bezeichnet, wobei der Index i für das ausgewählte Volumensegment steht. Dieser Schallimpuls trifft auf die Oberfläche 2 des Bauteils und versetzt dieses in entsprechende Schwingungen. Aufgrund der unsymmetrischen Form der Oberfläche 2 und der Schallweiterleitung und inneren Reflexion innerhalb des Bauteils erfasst das Schallwandlerelement 3 nicht einen einzelnen Impuls, sondern eine scheinbar chaotische Schwingung der Oberfläche 2.One possibility of initialization is empirical detection. For this purpose, a sound pulse is generated by an external sounder or speaker individually for each volume element in the center. The center is designated r i , where the index i stands for the selected volume segment. This sound impulse hits the surface 2 of the component and puts this into appropriate vibrations. Due to the asymmetrical shape of the surface 2 and the sound propagation and internal reflection within the component detects the sound transducer element 3 not a single pulse, but a seemingly chaotic oscillation of the surface 2 ,

Diese Schwingung wird für eine bestimmte Periodendauer T, die typischerweise eine vielfache Länge der Impulsdauer des erzeugten Schallimpulses aufweist, als Empfangssignal hE(ri, t) erfasst. Dieser Vorgang wird für jedes einzelne Volumensegment i wiederholt, bis alle Empfangssignale hE(ri, t) für jeweils ein Volumensegment i vorliegen.This oscillation is detected for a certain period T, which typically has a multiple length of the pulse duration of the generated acoustic pulse, as a received signal h E (r i , t). This process is for each individual volume segment i repeated until all received signals h E (r i , t) are present for each volume segment i.

Für das Sendesignal kommen zwei Varianten in Betracht. Bei der ersten Variante werden die empfangenen Impulsantworten hE(ri, t) um den Faktor V verstärkt und zeitinvertiert wiedergegeben: hS(ri, t) = V hE(ri, T – t). Two variants are possible for the transmission signal. In the first variant, the received impulse responses h E (r i , t) are amplified by the factor V and rendered time-inverted: h S (r i , t) = V h E (r i , T - t).

Bei der zweiten Variante wird von der empfangenen Impulsantwort hE(ri, t) nicht die Amplitude sondern nur deren Vorzeichen ausgewertet: hS(ri, t) = V sign[hE(ri, T – t)]. In the second variant, the received impulse response h E (r i , t) does not evaluate the amplitude but only its sign: h S (r i , t) = V sign [h E (r i , T - t)].

Die Vorzeichenfunktion sign kann dabei die Werte +1 oder –1 annehmen. Bei dieser Variante reduziert sich der Speicherbedarf zum Ablegen der Impulsantwort und darüber hinaus wird ein größerer Schalldruckpegel erzeugt.The sign function sign can assume the values +1 or -1. In this variant, the memory requirement for storing the impulse response is reduced and, moreover, a larger sound pressure level is generated.

Durch Aussenden eines der zeitinvertierten Schallsignale wird das Schallwandlerelement 3 für die bestimmte Periodendauer T in Schwingungen entsprechend des abgespeicherten Sendesignals versetzt, so dass die Schwingungen auf das Bauteil und seine Oberfläche 2 übertragen werden. Die Wandleroberfläche 2 sendet nun aufgrund der übertragenen Schwingungen ein Sendesignal in die Umgebung des Kraftfahrzeuges aus. Die einzelnen Schallwellenanteile der scheinbar chaotisch schwingenden Oberfläche 2 breiten sich in der Umgebung aus und überlagern sich aufgrund ihrer Wellennatur.By emitting one of the time-inverted sound signals, the sound transducer element 3 for the specific period T offset into oscillations corresponding to the stored transmission signal, so that the vibrations on the component and its surface 2 be transmitted. The transducer surface 2 now sends a transmission signal in the environment of the motor vehicle due to the transmitted vibrations. The individual sound wave components of the seemingly chaotically oscillating surface 2 spread in the environment and overlap due to their wave nature.

Aufgrund der Superposition wird in dem entsprechend ausgewählten Volumensegment ein einzelner Schallimpuls erzeugt, der im Wesentlichen dem bei der Initialisierung mittels des externen Lautsprechers erzeugten Schallimpulses entspricht.Due to the superposition, a single sound pulse is generated in the appropriately selected volume segment, which substantially corresponds to the sound pulse generated during initialization by means of the external loudspeaker.

Neben der empirischen Erfassung können die entsprechenden zeitinvertierten Sendesignale alternativ durch Simulation erzeugt und abgespeichert werden. Ferner ist eine Kombination beider Initialisierungsmethoden ebenfalls durchführbar.In addition to the empirical detection, the corresponding time-inverted transmission signals can alternatively be generated and stored by simulation. Furthermore, a combination of both initialization methods is also feasible.

Als weitere Alternative kann das zeitinvertierte Sendesignal vor jedem Aussenden neu initialisiert werden. Hierzu wird zunächst ein Schallsignal in die Umgebung ausgesendet. Die von der Umgebung bzw. Objekten in der Umgebung reflektierte Schallwelle wird erfasst und ein Objekt ausgewählt. Bei mehreren Objekten sind die Reflexionen unterschiedlich stark, so dass das erfasste Echo mehrere unterschiedlich intensive Komponenten aufweist. Durch eine iterative Anwendung können die Intensitätsunterschiede weiter verstärkt werden. Anschließend kann auf das fokussierte Objekt ein zeitinvertiertes Schallsignal ausgesendet werden, um die Abstandsmessung durchzuführen.As a further alternative, the time-inverted transmit signal can be reinitialized before each transmission. For this purpose, a sound signal is first emitted into the environment. The sound wave reflected by the environment or objects in the environment is detected and an object is selected. In the case of several objects, the reflections have different strengths, so that the detected echo has several components of different intensities. Through an iterative application, the intensity differences can be further enhanced. Subsequently, a time-inverted sound signal can be transmitted to the focused object to perform the distance measurement.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die einzelnen Volumensegmente nacheinander abgerastert und jedes Volumensegment auf ein Vorhandensein eines Hindernisses überprüft. Hierzu wird das zeitinvertierte Sendesignal von dem Schallwandler 1 in die Umgebung ausgesendet. Befindet sich ein Objekt in dem ausgewählten Volumensegment, werden die ausgesendeten Schallwellen an der Oberfläche des Objektes reflektiert und von dem Schallwandler 1 als Empfangssignal erfasst.When using the method according to the invention, the individual volume segments are scanned one after the other and each volume segment is checked for the presence of an obstacle. For this purpose, the time-inverted transmit signal from the sound transducer 1 sent out into the environment. If an object is located in the selected volume segment, the emitted sound waves are reflected at the surface of the object and from the sound transducer 1 detected as a received signal.

Die Überlagerung der reflektierten Schallwellen erfolgt dabei derart, als sei im Zentrum des Volumensegments ein Schallimpuls mit großer Amplitude erzeugt worden. Mit anderen Worten: bei Vorhandensein eines Objektes bzw. Hindernisses erfasst der Schallwandler 1 ein starkes Reflexions- bzw. Empfangssignal. Dies liegt unter anderem daran, weil ein größerer Anteil der ausgesendeten Energie nach der Reflexion erfasst und von der Oberfläche 2 wieder aufgenommen wird.The superimposition of the reflected sound waves takes place in such a way as if a sound pulse with a high amplitude had been generated in the center of the volume segment. In other words: in the presence of an object or obstacle, the sound transducer detects 1 a strong reflection or reception signal. This is partly because a larger portion of the emitted energy is captured after reflection and from the surface 2 is resumed.

Wenn kein Hindernis in dem ausgewählten Volumensegment vorhanden ist, wird in dem Zentrum dieses Volumensegments entsprechend der Prinzipien der Zeitumkehr-Akustik ein Schallimpuls erzeugt, der sich von dort weiter normal ausbreitet. Das Empfangssignal, das von dem Schallwandler 1 anschließend erfasst wird, ist deutlich schwächer, weil nur ein geringerer Anteil der ausgesendeten Schallenergie wieder aufgenommen wird. Somit kann aufgrund der Stärke der Empfangssignale darauf geschlossen werden, ob ein Objekt in dem Volumensegment vorliegt oder nicht.If there is no obstruction in the selected volume segment, a sonic pulse will be generated at the center of that volume segment in accordance with the principles of time-reversal acoustics, which will continue to propagate from there. The received signal from the sound transducer 1 is subsequently detected, is significantly weaker, because only a small proportion of the emitted sound energy is resumed. Thus, based on the strength of the received signals, it can be judged whether or not there is an object in the volume segment.

Neben der Speicherung des Sendesignals kann für jedes Volumensegment eine Abstandsinformation, d. h. der Abstand von einem Punkt des Volumenelements zu dem Kraftfahrzeug, in der Speichereinrichtung 8 abgespeichert werden. Somit ist bei Ermittlung eines Objektes in einem ausgewählten Volumensegment zugleich der Abstand dieses Objektes zu dem Kraftfahrzeug bestimmbar.In addition to the storage of the transmission signal for each volume segment, a distance information, ie the distance from a point of the volume element to the motor vehicle, in the memory device 8th be stored. Thus, when determining an object in a selected volume segment at the same time the distance of this object to the motor vehicle can be determined.

Alternativ können mehrere Produkte durch Multiplikation des Sendesignals mit dem Empfangssignal erzeugt werden, bei denen ein Signal jeweils um eine bestimmte Zeitdauer zeitverschoben wird. Anschließend wird die Zeitverschiebung ermittelt, bei der das Produkt maximal ist. Diese Zeitverschiebung entspricht der Laufzeit des Schallimpulses und der Abstand kann über die Laufzeit bestimmt werden.Alternatively, a plurality of products may be generated by multiplying the transmission signal by the reception signal, in which a signal is time-shifted in each case by a certain period of time. Subsequently, the time shift is determined at which the product is maximum. This time shift corresponds to the duration of the sound pulse and the distance can be determined over the runtime.

Claims (14)

Vorrichtung zur Abstandsbestimmung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug mit einem durch die äußere Oberfläche (2) eines Bauteils des Kraftfahrzeuges und zumindest ein mit dem Bauteil gekoppeltes elektronisches Schallwandlerelement ((3) gebildeten Schallwandler (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Schallwandler (1) mit einer Steuereinrichtung (6) gekoppelt ist, und die Vorrichtung ausgebildet ist, ein akustisches Signal, das einen auf den Schallwandler (1) gerichteten Schallimpuls aus einem bestimmten Volumensegment in der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufweist, zeitinvertiert als Sendesignal zur Erzeugung eines Schallimpulses in dem bestimmten Volumensegment auszusenden und anschließend ein akustisches Echo des Sendesignals als Empfangssignal zu erfassen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, anhand des Empfangssignals zu bestimmen, ob sich in dem Volumensegment ein Objekt befindet; und falls sich ein Objekt in dem Volumensegment befindet, den Abstand zwischen dem Volumensegment und dem Kraftfahrzeug zu bestimmen.Device for determining the distance of an object to a motor vehicle with a through the outer surface ( 2 ) of a component of the motor vehicle and at least one electronic sound transducer element coupled to the component (( 3 ) formed sound transducer ( 1 ), characterized in that the sound transducer ( 1 ) with a control device ( 6 ), and the device is designed to emit an acoustic signal which is applied to the sound transducer ( 1 ) directed sound pulse from a certain volume segment in the environment of the motor vehicle, time-inverted send out as a transmission signal for generating a sound pulse in the specific volume segment and then to detect an acoustic echo of the transmission signal as a received signal, wherein the device is designed to determine from the received signal whether there is an object in the volume segment; and if an object is in the volume segment, determining the distance between the volume segment and the motor vehicle. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (2) unsymmetrisch ausgebildet ist.Device according to claim 1, characterized in that the surface ( 2 ) is formed asymmetrically. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (2) ein dünnes Metallblech aufweist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the surface ( 2 ) has a thin metal sheet. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des abgestrahlten Sendesignals weniger als etwa 60 kHz beträgt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency of the radiated transmission signal is less than about 60 kHz. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des abgestrahlten Sendesignals zwischen etwa 20 kHz und etwa 60 kHz liegt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the frequency of the radiated transmission signal is between about 20 kHz and about 60 kHz. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rückseitig an der Oberfläche (2) angeordnete Schallwandlerelement (3) ein Piezo-Element ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the back on the surface ( 2 ) arranged acoustic transducer element ( 3 ) is a piezo element. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) mit einer Speichereinrichtung (8) zum Abspeichern von vordefinierten zeitinvertierten Sendesignalen verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 6 ) with a memory device ( 8th ) is connected for storing predefined time-inverted transmit signals. Verfahren zur Abstandsbestimmung eines Objektes zu einem Kraftfahrzeug mit folgenden Schritten: – Aussenden eines akustischen Signals, das einen auf einen Schallwandler gerichteten Schallimpuls aus einem bestimmten Volumensegment in der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufweist, zeitinvertiert als Sendesignal mittels des Schallwandlers zur Erzeugung eines Schallimpulses in dem bestimmten Volumensegment, wobei der Schallwandler durch die äußere Oberfläche (2) eines Bauteils des Kraftfahrzeuges und zumindest ein mit dem Bauteil gekoppeltes elektronisches Schallwandlerelement (3) gebildet ist; – Erfassen eines akustischen Echos des Sendesignals als Empfangssignal; – Bestimmen anhand des Empfangssignals, ob sich in dem Volumensegment ein Objekt befindet; und – falls sich ein Objekt in dem Volumensegment befindet, Bestimmen des Abstandes zwischen dem Volumensegment und dem Kraftfahrzeug.A method for determining the distance of an object to a motor vehicle comprising the following steps: emitting an acoustic signal having a sound pulse directed to a transducer from a certain volume segment in the environment of the motor vehicle, time-inverted as a transmission signal by means of the sound transducer for generating a sound pulse in the specific volume segment , wherein the sound transducer through the outer surface ( 2 ) of a component of the motor vehicle and at least one coupled to the component electronic sound transducer element ( 3 ) is formed; - Detecting an acoustic echo of the transmission signal as a received signal; Determining, based on the received signal, whether there is an object in the volume segment; and if an object is in the volume segment, determining the distance between the volume segment and the motor vehicle. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aussenden des zeitinvertierten Sendesignals ein akustisches Signal ausgesendet, ein Echo dieses Signals empfangen und zeitinvertiert als Sendesignal ausgesendet wird.A method according to claim 8, characterized in that before sending the time-inverted transmit signal emitted an acoustic signal, an echo of this signal received and time-inverted sent as a transmission signal. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aussenden des zeitinvertierten Sendesignals ein mittels eines Schallgebers, der in dem bestimmten Volumensegment angeordnet ist, erzeugtes akustisches Signal empfangen und zeitinvertiert als Sendesignal ausgesendet wird.A method according to claim 8, characterized in that prior to the transmission of the time-inverted transmit signal is received by means of a sounder, which is arranged in the specific volume segment, generated acoustic signal and time-inverted sent as a transmission signal. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitinvertierten Sendesignale in einer Speichereinrichtung abgespeichert werden.A method according to claim 10, characterized in that the time-inverted transmit signals are stored in a memory device. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren Volumensegmenten der Kraftfahrzeug-Umgebung nacheinander jeweils die Schritte Aussenden des zeitinvertierten Sendesignals, Erfassen des Empfangssignals und Bestimmen des Abstandes durchgeführt werden.Method according to one of Claims 8 to 11, characterized in that the steps of transmitting the time-inverted transmit signal, detecting the received signal and determining the distance are carried out successively in each case in several volume segments of the motor vehicle environment. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen, ob sich in dem Volumensegment ein Objekt befindet, aufgrund der Stärke des Empfangssignals erfolgt und der Abstand sich aus dem bestimmten Volumensegment ergibt.Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that the determination of whether an object is located in the volume segment, takes place on the basis of the strength of the received signal and the distance results from the determined volume segment. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Bilden von Produkten durch Multiplikation des Sendesignals mit dem Empfangssignal und anschließend Zeitverschieben eines Signals und erneute Produktbildung; – Ermitteln der Zeitverschiebung, bei der das Produkt maximal ist, zur Bestimmung der Laufzeit des Schallimpulses; und – Bestimmen des Abstandes anhand der Laufzeit.Method according to one of claims 8 to 12, characterized by the following steps: Forming products by multiplying the transmission signal by the received signal and then time shifting a signal and re-product forming; - Determining the time shift at which the product is maximum, to determine the duration of the sound pulse; and - Determining the distance based on the runtime.
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