DE102014107304A1 - Ultrasonic sensor with memory device for a motor vehicle, sensor arrangement, motor vehicle and manufacturing method - Google Patents

Ultrasonic sensor with memory device for a motor vehicle, sensor arrangement, motor vehicle and manufacturing method Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor (3) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sendeeinrichtung (8) zum Aussenden von Ultraschallwellen, wobei die Sendeeinrichtung (8) eine Membran und eine Stelleinheit, mit welcher die Membran zum Aussenden der Ultraschallwellen bewegbar ist, aufweist, und mit einer Speichereinrichtung (9), in welcher zumindest ein Betriebsparameter des Ultraschallsensors (3) gespeichert ist, wobei als der zumindest eine Betriebsparameter des Ultraschallsensors (3) zumindest ein Resonanzwert (fR) in der Speichereinrichtung (9) gespeichert ist, welcher eine Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung (8) beschreibt.The invention relates to an ultrasonic sensor (3) for a motor vehicle (1), having a transmitting device (8) for emitting ultrasonic waves, wherein the transmitting device (8) has a membrane and an actuating unit with which the membrane for emitting the ultrasonic waves is movable , and with a memory device (9) in which at least one operating parameter of the ultrasound sensor (3) is stored, wherein at least one resonance value (fR) is stored in the memory device (9) as the at least one operating parameter of the ultrasound sensor (3) Resonant frequency of the transmitting device (8) describes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden von Ultraschallwellen, wobei die Sendeeinrichtung eine Membran und eine Stelleinrichtung, mit welcher die Membran zum Aussenden der Ultraschallwellen bewegbar ist, aufweist, und mit einer Speichereinrichtung, auf welcher zumindest ein Betriebsparameter des Ultraschallsensors gespeichert ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoranordnung mit einem Ultraschallsensor und einer Auswerteeinrichtung. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Sensoranordnung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug. The present invention relates to an ultrasonic sensor for a motor vehicle, having a transmitting device for emitting ultrasonic waves, wherein the transmitting device has a diaphragm and an adjusting device, with which the membrane for emitting the ultrasonic waves is movable, and having a memory device, on which at least one operating parameter of the ultrasonic sensor is stored. Moreover, the present invention relates to a sensor arrangement with an ultrasonic sensor and an evaluation device. In addition, the present invention relates to a motor vehicle with such a sensor arrangement. Finally, the present invention relates to a method for producing an ultrasonic sensor for a motor vehicle.

Da Ultraschallsensoren heutzutage immer häufiger auch außerhalb der eigentlichen Parkhilfefunktionalität eingesetzt werden, wie beispielsweise zur Fahrunterstützung mit aktiven Bremseingriffen aufgrund einer detektierten Kollisionsgefahr, soll im Betrieb des Kraftfahrzeugs sichergestellt werden, dass die am Kraftfahrzeug vorhandenen Ultraschallsensoren die in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Hindernisse sicher erkennen beziehungsweise die Abstände auch zuverlässig bis zu einer vorbestimmten Reichweite erfassen können. Wenn die Ultraschallsensoren blockiert sind, das heißt durch eine zusätzliche Masse, etwa durch Schmutz, Schnee und/oder Eis verdeckt sind, kann diese Funktionalität nicht mehr gewährleistet werden. Since ultrasound sensors are nowadays used more and more often outside of the actual parking assistance functionality, such as for driving assistance with active braking interventions due to a detected risk of collision, it is to be ensured during operation of the motor vehicle that the ultrasonic sensors present on the motor vehicle reliably recognize the obstacles located in the surroundings of the motor vehicle The distances can also reliably detect up to a predetermined range. If the ultrasonic sensors are blocked, that is covered by an additional mass, such as dirt, snow and / or ice, this functionality can no longer be guaranteed.

Verfahren zum Erkennen eines blockierten Zustands eines Ultraschallsensors sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die bekannten Verfahren zur Erkennung von Eis oder Schmutz basieren grundsätzlich auf der Auswertung von Nebeneffekten, welche durch die zusätzliche Masse an dem Ultraschallsensor verursacht werden. So wird durch eine zusätzliche Masse beispielsweise die sogenannte Ausschwingzeit der Membran des Ultraschallsensors beeinflusst oder es wird ein virtuelles Echo beziehungsweise ein Scheinecho generiert, welches durch entsprechende Auswertung des elektrischen Empfangssignals des Ultraschallsensors detektiert werden kann. Es kann jedoch auch im ungünstigsten Fall vorkommen, dass die zusätzliche Masse weder zu einer Änderung der Ausschwingzeit der Membran noch zusätzliche Echos verursacht. In solchen Situationen kann der blockierte Zustand des Ultraschallsensors nicht detektiert werden, und der Sensor ist nicht mehr in der Lage, ein reales Objekt zu detektieren beziehungsweise die Abstände zuverlässig zu erfassen. Methods for detecting a blocked state of an ultrasonic sensor are already known from the prior art. The known methods for detecting ice or dirt are fundamentally based on the evaluation of side effects caused by the additional mass on the ultrasonic sensor. Thus, for example, the so-called settling time of the membrane of the ultrasonic sensor is influenced by an additional mass or a virtual echo or a false echo is generated, which can be detected by appropriate evaluation of the electrical received signal of the ultrasonic sensor. However, it may also happen in the worst case that the additional mass does not cause any change in the settling time of the membrane or additional echoes. In such situations, the blocked state of the ultrasonic sensor can not be detected, and the sensor is no longer able to detect a real object or reliably detect the distances.

In diesem Zusammenhang schlägt die DE 10 2009 040 992 A1 vor, die Ausschwingzeit des Ultraschallsensors im Anschluss an eine Anregung der Membran zu erfassen und mit der Anregefrequenz zu vergleichen. Abhängig von dem Ergebnis dieses Vergleichs wird festgestellt, ob der Ultraschallsensor blockiert ist oder nicht. In this context, the DE 10 2009 040 992 A1 to detect the settling time of the ultrasonic sensor following excitation of the membrane and to compare it with the excitation frequency. Depending on the result of this comparison, it is determined whether the ultrasonic sensor is blocked or not.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2010 021 960 A1 ein Verfahren, bei welchem zur Erkennung des blockierten Zustands eines Ultraschallsensors die Ausschwingzeit der Membran über mehrere Messzyklen des Ultraschallsensors hinweg ausgewertet wird. Die Messung der Änderung der Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors und eine daraus ermittelte Abweichung zu einer Grundresonanzfrequenz ohne Verschmutzung sind dabei von unterschiedlichen Faktoren abhängig. Beispielsweise kann die Temperatur und eine damit verbundene Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Ultraschallsensors beziehungsweise der Membran eine Rolle spielen. Eine solche Änderung der Resonanzfrequenz durch Temperatureinflüsse kann bei vorhandenen Temperaturinformationen, die beispielsweise in einer Auswerteeinrichtung hinterlegt sind, korrigiert werden. Furthermore, the describes DE 10 2010 021 960 A1 a method in which for detecting the blocked state of an ultrasonic sensor, the settling time of the membrane over several measuring cycles of the ultrasonic sensor is evaluated away. The measurement of the change in the resonant frequency of the ultrasonic sensor and a deviation determined therefrom to a fundamental resonance frequency without contamination are dependent on different factors. For example, the temperature and an associated change in the mechanical properties of the ultrasonic sensor or the membrane play a role. Such a change in the resonant frequency due to temperature influences can be corrected in the case of existing temperature information stored, for example, in an evaluation device.

Ein sehr großer und bis jetzt nicht korrigierbarer Einflussfaktor sind die Bauteiltoleranzen des Ultraschallsensors selbst. Insbesondere können die Membranen der Ultraschallsensoren nach der Herstellung große Toleranzen aufweisen, die durch die Variation der Form und der Stärke beziehungsweise der Dicke vorliegen. Die Gesamttoleranz für die Resonanzfrequenz kann beispielsweise im Bereich von mehreren 100 Hz oder sogar im Bereich von einigen KHz liegen. Hierbei ist zu beachten, dass der Ultraschallsensor eine Bandbreite im Bereich von +/–2 KHz aufweist. Frequenzverschiebungen, die durch die Verschmutzung beziehungsweise Blockierung der Membran auftreten können, können innerhalb dieser Toleranzen liegen. A very large influencing factor, which can not yet be corrected, are the component tolerances of the ultrasound sensor itself. In particular, the membranes of the ultrasound sensors after production can have large tolerances, which are present due to the variation of the shape and the thickness or the thickness. The total tolerance for the resonance frequency may be, for example, in the range of several 100 Hz or even in the range of a few kHz. It should be noted that the ultrasonic sensor has a bandwidth in the range of +/- 2 KHz. Frequency shifts that can occur due to the contamination or blocking of the membrane can be within these tolerances.

Eine gewisse Abhilfe schafft das in dem Dokument DE 102 47 971 A1 beschriebene Verfahren. Hierbei wird die Eigenfrequenz beziehungsweise Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors gemessen und mit abgelegten Referenzwerten verglichen. Zum Bestimmen der Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors wird der Sensor angeregt und die Ausschwingfrequenz gemessen. Diese Ausschwingfrequenz beziehungsweise die Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors werden in einer Speichereinrichtung, beispielsweise einem EEPROM-Speicher, eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs gespeichert. A certain remedy does that in the document DE 102 47 971 A1 described method. Here, the natural frequency or resonance frequency of the ultrasonic sensor is measured and compared with stored reference values. To determine the resonant frequency of the ultrasonic sensor, the sensor is excited and measured the Ausschwingfrequenz. This Ausschwingfrequenz or the resonance frequency of the ultrasonic sensor are stored in a memory device, such as an EEPROM memory, a control device of the motor vehicle.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Ultraschallsensor der eingangs genannten Gattung zuverlässiger betrieben werden kann und wie insbesondere ein blockierter Zustand des Ultraschallsensors präziser ermittelt werden kann. It is an object of the invention to provide a solution, as an ultrasonic sensor of the type mentioned can be operated reliably and in particular as a blocked state of the ultrasonic sensor can be determined more precisely.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch einen Ultraschallsensor, durch eine Sensoranordnung, durch ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren. This object is achieved according to the invention by an ultrasonic sensor, by a sensor arrangement, by a motor vehicle and by a method having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Ultraschallwellen, wobei die Sendeeinrichtung eine Membran und eine Stelleinrichtung, mit welcher die Membran zum Aussenden der Ultraschallwellen bewegbar ist, aufweist, und eine Speichereinrichtung, auf welcher zumindest ein Betriebsparameter des Ultraschallsensors gespeichert ist, wobei als der zumindest eine Betriebsparameter des Ultraschallsensors zumindest ein Resonanzwert auf der Speichereinrichtung gespeichert ist, welcher eine Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung beschreibt. An inventive ultrasonic sensor for a motor vehicle comprises a transmitting device for emitting ultrasonic waves, wherein the transmitting device has a membrane and an adjusting device, with which the membrane for emitting the ultrasonic waves is movable, and a memory device, on which at least one operating parameter of the ultrasonic sensor is stored, wherein as the at least one operating parameter of the ultrasonic sensor at least one resonance value is stored on the memory device, which describes a resonant frequency of the transmitting device.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Ultraschallsensoren üblicherweise eine Speichereinrichtung aufweisen. Auf dieser Speichereinrichtung können Betriebsparameter des Ultraschallsensors gespeichert sein. Beispielsweise können herstellerbezogene Daten, wie das Land, die Linie und/oder das Werk, in dem der Ultraschallsensor gefertigt wurde, gespeichert sein. Vorliegend wird zusätzlich zumindest ein Resonanzwert in der Speichereinrichtung hinterlegt. Dieser zumindest eine Resonanzwert beschreibt eine Resonanzfrequenz beziehungsweise eine Eigenfrequenz der Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors. Die Sendeeinrichtung umfasst die Membran und die Stelleinrichtung, mit der die Membran in mechanische Schwingungen versetzt werden kann. Die Membran und die Stelleinheit bilden somit ein schwingfähiges System, das eine mechanische Resonanzfrequenz aufweist. Diese Resonanzfrequenz wird insbesondere nach der Herstellung des Ultraschallsensors gemessen und in der Speichereinrichtung gespeichert. Somit kann beispielsweise eine Auswerteeinrichtung beziehungsweise ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs auf diesen Resonanzwert zugreifen und diesen für den Betrieb des Ultraschallsensors verwenden. Auf diese Weise kann der Ultraschallsensor zuverlässig in Abhängigkeit von seiner tatsächlichen Resonanzfrequenz betrieben werden. The invention is based on the finding that ultrasonic sensors usually have a memory device. Operating parameters of the ultrasonic sensor can be stored on this memory device. For example, manufacturer-related data such as the country, the line and / or the factory in which the ultrasonic sensor has been manufactured may be stored. In the present case, at least one resonance value is additionally stored in the memory device. This at least one resonance value describes a resonance frequency or a natural frequency of the transmitting device of the ultrasonic sensor. The transmitting device comprises the membrane and the adjusting device, with which the membrane can be set into mechanical vibrations. The diaphragm and the actuator thus form an oscillatory system having a mechanical resonance frequency. This resonance frequency is measured in particular after the production of the ultrasonic sensor and stored in the memory device. Thus, for example, an evaluation device or a control device of the motor vehicle can access this resonance value and use it for the operation of the ultrasonic sensor. In this way, the ultrasonic sensor can be reliably operated depending on its actual resonance frequency.

Bevorzugt sind in der Speichereinrichtung ein erster Resonanzwert, welcher eine erste Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung bei einer ersten Temperatur beschreibt, und zumindest ein zweiter Resonanzwert, welcher eine zweite Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung bei einer von der ersten verschiedenen zweiten Temperatur beschreibt, gespeichert. Mit anderen Worten kann in der Speichereinrichtung eine Mehrzahl von Resonanzwerten hinterlegt sein, welche jeweils bei unterschiedlichen Temperaturen ermittelt wurden. Hierbei wird berücksichtigt, dass sich die Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors beziehungsweise der Sendeeinrichtung aufgrund einer Veränderung der Temperatur verändern kann. Dies kann durch die Temperaturabhängigkeit der Materialsteifigkeit (Elastizitätsmodul) der Sendeeinrichtung selbst und/oder der angrenzenden Bauteile begründet sein. Auf diese Weise kann der Temperatureinfluss auf die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung zuverlässig berücksichtigt werden. A first resonance value, which describes a first resonance frequency of the transmitting device at a first temperature, and at least one second resonance value, which describes a second resonant frequency of the transmitting device at a different second temperature from the first, are preferably stored in the memory device. In other words, a plurality of resonance values can be stored in the memory device, which were respectively determined at different temperatures. In this case, it is considered that the resonance frequency of the ultrasonic sensor or of the transmitting device may change due to a change in the temperature. This can be due to the temperature dependence of the material stiffness (modulus of elasticity) of the transmitting device itself and / or the adjacent components. In this way, the temperature influence on the resonance frequency of the transmitting device can be reliably taken into account.

Die Speichereinrichtung ist bevorzugt als nichtflüchtiger Speicher ausgebildet. In einem derartigen nichtflüchtigen Speicher, der auch als Festspeicher bezeichnet werden kann, können die gespeicherten Informationen auch erhalten bleiben, wenn der Ultraschallsensor momentan nicht in Betrieb ist oder mit elektrischer Energie versorgt wird. Beispielsweise kann die Speichereinrichtung als EPROM-Speicher, als Flash-Speicher, als ROM-Speicher oder OTP oder dergleichen ausgebildet sein. Somit kann garantiert werden, dass der zumindest eine Resonanzwert zuverlässig in der Speichereinrichtung des Ultraschallsensors gespeichert ist. The memory device is preferably designed as a non-volatile memory. In such a non-volatile memory, which may also be referred to as a non-volatile memory, the stored information can also be retained if the ultrasonic sensor is currently not in operation or is supplied with electrical energy. For example, the memory device may be formed as an EPROM memory, as a flash memory, as a ROM memory or OTP or the like. It can thus be guaranteed that the at least one resonance value is reliably stored in the memory device of the ultrasonic sensor.

Vorzugsweise sind die Sendeeinrichtung und die Speichereinrichtung auf einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Die Sendeeinrichtung und die Speichereinrichtung des Ultraschallsensors können beispielsweise auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Sendeeinrichtung und die Speichereinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Darüber hinaus können noch weitere Komponenten beziehungsweise Bauteile des Ultraschallsensors auf dem Trägerelement beziehungsweise in dem Gehäuse angeordnet sein. Somit kann ein Bauraum sparender Ultraschallsensor bereitgestellt werden, der zusätzlich eine Speichereinrichtung umfasst, in der die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors gespeichert ist. Preferably, the transmitting device and the memory device are arranged on a common carrier element and / or arranged in a common housing. The transmitting device and the memory device of the ultrasonic sensor can be arranged, for example, on a common board. Alternatively or additionally, the transmitting device and the memory device can be arranged in a common housing. In addition, further components or components of the ultrasonic sensor can be arranged on the carrier element or in the housing. Thus, a space-saving ultrasonic sensor can be provided which additionally comprises a memory device in which the resonance frequency of the transmitting device of the ultrasonic sensor is stored.

Weiterhin hat es sich vorteilhaft gezeigt, wenn der Ultraschallsensor eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Ultraschallsensors aufweist. Die Temperaturerfassungseinrichtung kann ebenfalls im Trägerelement des Ultraschallsensors angeordnet sein oder in dem Gehäuse des Ultraschallsensors angeordnet sein. Insbesondere ist die Temperaturerfassungseinrichtung dazu ausgelegt, eine Temperatur der Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors zu bestimmen. Auf diese Weise kann die aktuelle Temperatur der Sendeeinrichtung zuverlässig bestimmt werden. Diese Information kann beispielsweise zusätzlich zu dem zumindest einen Resonanzwert, der die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung bei der aktuellen erfassten Temperatur oder in einem Bereich der erfassten aktuellen Temperatur beschreibt, berücksichtigt werden. Furthermore, it has been found to be advantageous if the ultrasonic sensor has a temperature detection device for detecting the temperature of the ultrasonic sensor. The temperature detection device can likewise be arranged in the carrier element of the ultrasound sensor or be arranged in the housing of the ultrasound sensor. In particular, the temperature detection device is designed to determine a temperature of the transmitting device of the ultrasonic sensor. In this way, the current temperature of the transmitting device can be reliably determined. This information may, for example, in addition to the at least one resonance value, the resonant frequency of the transmitting device at the current detected temperature or within a range of the detected current temperature.

Bevorzugt weist der Ultraschallsensor eine Schnittstelle zum Ausgeben des zumindest einen auf der Speichereinrichtung gespeicherten Resonanzwerts auf. Mit anderen Worten wird eine Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt, mittels welcher der zumindest eine Resonanzwert an eine Auswerteeinrichtung des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Diese Schnittstelle kann beispielsweise mit dem CAN-Bus des Kraftfahrzeugs verbunden sein. Auf diese Weise kann der in der Speichereinrichtung hinterlegte Resonanzwert einfach zur Verfügung gestellt werden. The ultrasonic sensor preferably has an interface for outputting the at least one resonance value stored on the memory device. In other words, a communication interface is provided by means of which the at least one resonance value can be transmitted to an evaluation device of the motor vehicle. This interface can be connected, for example, to the CAN bus of the motor vehicle. In this way, the stored in the memory device resonance value can be easily provided.

Eine erfindungsgemäße Sensoranordnung umfasst zumindest einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor und eine Auswerteeinrichtung. Dabei ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, den zumindest einen auf der Speichereinrichtung gespeicherten Resonanzwert von dem Ultraschallsensor zu empfangen. Mit anderen Worten wird der zumindest eine Resonanzwert von dem Ultraschallsensor beziehungsweise der Speichereinrichtung des Ultraschallsensors zu der Auswerteeinrichtung übertragen. Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere ein zentrales Steuergerät des Kraftfahrzeugs, welches auch als Electronic Control Unit (ECU) bezeichnet wird, sein. Die Sensoranordnung kann auch mehrere der erfindungsgemäßen Ultraschallsensoren umfassen. Somit kann jeder der Ultraschallsensoren seinen Resonanzwert an die Auswerteeinrichtung übertragen. Auf diese Weise kann die Auswerteeinrichtung die einzelnen Ultraschallsensoren zuverlässig in Abhängigkeit von ihrer Resonanzfrequenz ansteuern. A sensor arrangement according to the invention comprises at least one ultrasonic sensor according to the invention and an evaluation device. In this case, the evaluation device is designed to receive the at least one stored on the memory device resonance value of the ultrasonic sensor. In other words, the at least one resonance value is transmitted from the ultrasonic sensor or the storage device of the ultrasonic sensor to the evaluation device. The evaluation device may in particular be a central control device of the motor vehicle, which is also referred to as an electronic control unit (ECU). The sensor arrangement may also comprise a plurality of the ultrasonic sensors according to the invention. Thus, each of the ultrasonic sensors transmit its resonance value to the evaluation device. In this way, the evaluation device can reliably control the individual ultrasonic sensors as a function of their resonance frequency.

Bevorzugt ist in der Auswerteeinrichtung zumindest ein Soll-Wert für die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors gespeichert und die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgelegt, den zumindest einen Soll-Wert durch den zumindest einen empfangenen Resonanzwert zu ersetzen. In einer Speichereinheit der Auswerteeinrichtung kann beispielsweise ein Soll-Wert für die Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors hinterlegt sein, der für die Ansteuerung und/oder Auswertung der Sensorsignale des Ultraschallsensors herangezogen wird. Dieser Wert kann nun durch den zumindest einen Resonanzwert ersetzt werden, der von dem Ultraschallsensor an die Auswerteeinrichtung übertragen wird. Auf diese Weise kann der Ultraschallsensor zuverlässiger betrieben werden. Preferably, at least one desired value for the resonance frequency of the transmitting device of the ultrasonic sensor is stored in the evaluation device and the evaluation device is designed to replace the at least one desired value by the at least one received resonance value. In a memory unit of the evaluation device, for example, a desired value for the resonant frequency of the ultrasonic sensor can be stored, which is used for the control and / or evaluation of the sensor signals of the ultrasonic sensor. This value can now be replaced by the at least one resonance value, which is transmitted from the ultrasonic sensor to the evaluation device. In this way, the ultrasonic sensor can be operated more reliably.

In einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, die Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors in Abhängigkeit von dem zumindest einen empfangenen Resonanzwert anzusteuern. Beispielsweise kann die Stelleinheit der Sendeeinrichtung mittels der Auswerteeinrichtung so angesteuert werden, dass diese mit ihrer ermittelten Resonanzfrequenz betrieben wird. Auf diese Weise kann die Sendeeinrichtung energieeffizient betrieben werden. In one embodiment, the evaluation device is designed to control the transmitting device of the ultrasonic sensor as a function of the at least one received resonance value. For example, the setting unit of the transmitting device can be controlled by means of the evaluation device so that it is operated with its determined resonance frequency. In this way, the transmitting device can be operated energy-efficiently.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, die Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors zum Bestimmen einer aktuellen Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung eine Ausschwingfrequenz der Sendeeinrichtung bestimmt werden. Anhand dieser kann die aktuelle Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung bestimmt werden. In a further embodiment, the evaluation device is designed to determine the transmitting device of the ultrasonic sensor for determining a current resonance frequency of the transmitting device, a decoupling frequency of the transmitting device. Based on this, the current resonant frequency of the transmitting device can be determined.

Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, einen blockierten Zustand des Ultraschallsensors anhand eines Vergleichs der aktuellen bestimmten Resonanzfrequenz und dem zumindest einen empfangenen Resonanzwert zu bestimmen. In dem blockierten Zustand kann die Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors durch eine zusätzliche Masse, wie beispielsweise Schmutz, Schnee und/oder Eis verdeckt sein. Auf diese Weise wird die aktuelle Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors verändert. Anhand eines Vergleichs dieser aktuellen Resonanzfrequenz und der Resonanzfrequenz, die in der Speichereinrichtung des Ultraschallsensors gespeichert ist, kann zuverlässig ein blockierter Zustand des Ultraschallsensors ermittelt werden. Preferably, the evaluation device is designed to determine a blocked state of the ultrasonic sensor based on a comparison of the current specific resonance frequency and the at least one received resonance value. In the blocked state, the transmitting device of the ultrasonic sensor can be covered by an additional mass, such as dirt, snow and / or ice. In this way, the current resonance frequency of the ultrasonic sensor is changed. Based on a comparison of this actual resonance frequency and the resonance frequency, which is stored in the memory device of the ultrasonic sensor, a blocked state of the ultrasonic sensor can be reliably determined.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Sensoranordnung. Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung der Sensoranordnung dazu ausgelegt, einen blockierten Zustand des Ultraschallsensors beim Aktivieren einer Zündung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Somit kann insbesondere vor einem Antritt einer Fahrt mit dem Kraftfahrzeug bestimmt werden, ob der zumindest eine Ultraschallsensor blockiert ist oder nicht. Der Fahrer kann in diesem Fall, beispielsweise durch eine entsprechende Anzeige, darauf hingewiesen werden, dass der zumindest eine Ultraschallsensor blockiert ist. Somit kann die Sicherheit beim Betrieb des Kraftfahrzeugs erhöht werden. The motor vehicle according to the invention comprises the sensor arrangement according to the invention. Preferably, the evaluation device of the sensor arrangement is designed to determine a blocked state of the ultrasonic sensor when activating an ignition of the motor vehicle. Thus, it is possible, in particular, to determine whether the at least one ultrasonic sensor is blocked or not before starting a journey with the motor vehicle. In this case, the driver can be informed, for example by a corresponding indication, that the at least one ultrasonic sensor is blocked. Thus, the safety during operation of the motor vehicle can be increased.

Ein erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs umfasst das Bereitstellen einer Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors, das Bereitstellen einer Speichereinrichtung des Ultraschallsensors, das Anordnen der Sendeeinrichtung und der Speichereinrichtung auf einem gemeinsamen Trägerelement, das Ermitteln zumindest einer Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung, das Ermitteln zumindest eines Resonanzwerts anhand der zumindest einen ermittelten Resonanzfrequenz und das Speichern des zumindest einen ermittelten Resonanzwerts in der Speichereinrichtung. A method according to the invention for producing an ultrasound sensor of a motor vehicle comprises providing a transmission device of the ultrasound sensor, providing a memory device of the ultrasound sensor, arranging the transmission device and the memory device on a common carrier element, determining at least one resonance frequency of the transmission device, determining at least one resonance value the at least one determined resonance frequency and the storage of the at least one determined resonance value in the memory device.

Nachdem die einzelnen Komponenten des Ultraschallsensors zusammengefügt sind, wird die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung ermittelt und in der Speichereinrichtung hinterlegt. Zudem können auch weitere Betriebsparameter, wie beispielsweise die Sendeschallstärke und die Empfangsempfindlichkeit in der Speichereinrichtung hinterlegt werden. Zusätzlich zu dem Resonanzwert kann auch der Toleranzwert in der Speichereinrichtung hinterlegt werden, der den Unterschied zu der ermittelten Resonanzfrequenz zu einer Soll-Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung beschreibt. Somit können zusätzlich die Bauteiltoleranzen der Sendeeinrichtung in der Speichereinrichtung hinterlegt sein. After the individual components of the ultrasonic sensor are joined, the resonance frequency of the transmitting device is determined and stored in the memory device. In addition, further operating parameters, such as, for example, the transmission sound intensity and the reception sensitivity can also be stored in the memory device. In addition to the resonance value, the tolerance value can also be stored in the memory device, which describes the difference to the determined resonance frequency to a nominal resonance frequency of the transmitting device. Thus, in addition, the component tolerances of the transmitting device can be stored in the memory device.

Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Ultraschallsensor vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Sensoranordnung, das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie das erfindungsgemäße Verfahren. The preferred embodiments presented with reference to the ultrasonic sensor according to the invention and their advantages apply correspondingly to the sensor arrangement according to the invention, the motor vehicle according to the invention and the method according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to a preferred embodiment and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen: Show it:

1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of a motor vehicle with a sensor arrangement according to an embodiment of the invention;

2 in schematischer Darstellung einen Ultraschallsensor der Sensoranordnung, der eine Speichereinrichtung, eine Temperaturerfassungseinrichtung und eine Schnittstelle aufweist; und 2 a schematic representation of an ultrasonic sensor of the sensor arrangement, which has a memory device, a temperature detection device and an interface; and

3 einen Graphen, der eine Anpassung eines in einer Auswerteeinrichtung der Sensoranordnung hinterlegten Soll-Werts für die Resonanzfrequenz einer Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors beschreibt. 3 a graph which describes an adaptation of a stored in an evaluation of the sensor arrangement target value for the resonant frequency of a transmitting device of the ultrasonic sensor.

Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Sensoranordnung 2, welche eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 3 sowie eine elektronische Auswerteeinrichtung 4, die beispielsweise als Steuergerät ausgebildet sein kann, aufweist. Die Anzahl und die Anordnung der Ultraschallsensoren 3 sind in 1 lediglich beispielhaft dargestellt und können je nach Ausführungsform variieren. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren 3 an einem vorderen Stoßfänger 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet; eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren 3 ist auch an einem hinteren Stoßfänger 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. An in 1 illustrated motor vehicle 1 is for example a passenger car. The car 1 includes a sensor arrangement 2 containing a variety of ultrasonic sensors 3 as well as an electronic evaluation device 4 , which may be formed, for example, as a control unit has. The number and arrangement of ultrasonic sensors 3 are in 1 merely exemplified and may vary depending on the embodiment. In this embodiment, a plurality of ultrasonic sensors 3 on a front bumper 5 of the motor vehicle 1 arranged; a plurality of ultrasonic sensors 3 is also on a rear bumper 6 of the motor vehicle 1 arranged.

Hinsichtlich der Einbauart der Ultraschallsensoren 3 können zwei alternative Ausführungsformen vorgesehen sein. Zum einen können die Ultraschallsensoren 3 jeweils in einer Aussparung des jeweiligen Stoßfängers 5, 6 angeordnet sein, sodass die Sendeeinrichtung der jeweiligen Ultraschallsensoren 3 innerhalb der jeweiligen durchgängigen Aussparung der Stoßfänger 5, 6 angeordnet sind. Zum anderen kann jedoch auch ein verdeckter Einbau der Ultraschallsensoren 3 hinter den jeweiligen Stoßfängern 5, 6 vorgesehen sein, sodass die Sendeeinrichtung der Ultraschallsensoren 3 an der Rückseite des jeweiligen Stoßfängers 5, 6 anliegen und die Ultraschallsignale durch das Material des Stoßfängers 5, 6 hindurch ausgesendet und empfangen werden. Regarding the type of installation of the ultrasonic sensors 3 two alternative embodiments may be provided. On the one hand, the ultrasonic sensors 3 each in a recess of the respective bumper 5 . 6 be arranged so that the transmitting device of the respective ultrasonic sensors 3 within the respective continuous recess of the bumper 5 . 6 are arranged. On the other hand, however, can also be a hidden installation of the ultrasonic sensors 3 behind the respective bumpers 5 . 6 be provided so that the transmitting device of the ultrasonic sensors 3 at the back of each bumper 5 . 6 abut and the ultrasonic signals through the material of the bumper 5 . 6 be sent through and received.

Die Ultraschallsensoren 3 sind jeweils zum Erfassen von Abständen zu in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 befindlichen Hindernissen ausgebildet. Die jeweils gemessenen Abstandswerte werden von den Ultraschallsensoren 3 an die Auswerteeinrichtung 4 übermittelt, welche die Messwerte der Ultraschallsensoren 3 verarbeitet. In dem Kraftfahrzeug 1 können mehrere Fahrerassistenzsysteme 7a bis 7x vorgesehen sein, welche zum Bereitstellen unterschiedlicher Funktionalitäten in dem Kraftfahrzeug 1 ausgebildet sind, und zwar anhand der gemessenen Abstände der Ultraschallsensoren 3. In 1 sind die unterschiedlichen Fahrerassistenzsysteme 7a bis 7x als separate Komponenten gezeigt; mehrere Funktionalitäten können aber auch durch ein gemeinsames Steuergerät bereitgestellt werden, welches dann die Funktion mehrerer Fahrerassistenzsysteme übernimmt. Als Fahrerassistenzsysteme 7a bis 7x können beispielsweise folgende Systeme vorgesehen sein: Ein Parkhilfesystem, bei welchem die gemessenen Abstände akustisch und/oder optisch ausgegeben werden, ein automatisches Parkassistenzsystem zum automatischen Einparken, ein automatisches Bremsassistenzsystem, welches zum automatischen Bremsen des Kraftfahrzeugs 1 aufgrund der anhand der Messwerte der Ultraschallsensoren 3 detektierten Kollisionsgefahr dient, ein System zur Totwinkelüberwachung, ein System zur Abstandshaltung, ein Kollisionserkennungssystem und dergleichen. The ultrasonic sensors 3 are each for detecting distances to in an environment of the motor vehicle 1 formed obstacles. The measured distance values are measured by the ultrasonic sensors 3 to the evaluation device 4 which transmits the measured values of the ultrasonic sensors 3 processed. In the motor vehicle 1 can use several driver assistance systems 7a to 7x be provided, which for providing different functionalities in the motor vehicle 1 are formed, based on the measured distances of the ultrasonic sensors 3 , In 1 are the different driver assistance systems 7a to 7x shown as separate components; However, several functionalities can also be provided by a common control unit, which then assumes the function of several driver assistance systems. As driver assistance systems 7a to 7x For example, the following systems can be provided: A parking assistance system in which the measured distances are emitted acoustically and / or optically, an automatic parking assistance system for automatic parking, an automatic brake assistance system which is used for automatic braking of the motor vehicle 1 based on the measurements of the ultrasonic sensors 3 detected collision hazard, a system for blind spot monitoring, a system for keeping apart, a collision detection system and the like.

In 2 ist eine stark vereinfachte Darstellung eines Ultraschallsensors 3 in einer Draufsicht dargestellt. Der Ultraschallsensor 3 umfasst eine Sendeeinrichtung 8, die zum Aussenden eines Ultraschallsignals dient. Zu diesem Zweck umfasst die Sendeeinrichtung 8 eine hier nicht dargestellte Membrane, die mit einer Stelleinheit bewegt beziehungsweise in mechanische Schwingungen versetzt werden kann. Die Membran kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein und die Stelleinheit kann einen entsprechenden Aktor, beispielsweise einen piezoelektrischen Aktor, umfassen. Die Membran und die Stelleinheit bilden somit ein schwingfähiges System, das eine Resonanzfrequenz aufweist. Diese Resonanzfrequenz kann beispielsweise zwischen 40 KHz und 60 KHz liegen. Infolge von herstellungsbedingten Toleranzen bei der Herstellung der Sendeeinrichtung 8, und insbesondere der Membran, kann diese Resonanzfrequenz von einem Sollwert abweichen. Der Ultraschallsensors 3 umfasst zudem eine Speichereinrichtung 9. Die Speichereinrichtung 9 kann insbesondere als nichtflüchtiger Speicher ausgebildet sein. Die Sendeeinrichtung 8 und die Speichereinrichtung 9 sind gemeinsam in einem Gehäuse des Ultraschallsensors 3 angeordnet. In 2 is a highly simplified representation of an ultrasonic sensor 3 shown in a plan view. The ultrasonic sensor 3 includes a transmitting device 8th , which is used to send an ultrasonic signal. For this purpose, the transmitting device comprises 8th a membrane, not shown here, which moves with an adjusting unit or can be set into mechanical vibrations. The diaphragm may be made of aluminum, for example, and the actuator may include a corresponding actuator, such as a piezoelectric actuator. The diaphragm and the actuator thus form an oscillatory system having a resonant frequency. This resonant frequency may for example be between 40 KHz and 60 KHz. As a result of manufacturing tolerances in the manufacture of the transmitting device 8th , and in particular the membrane, this resonance frequency may deviate from a nominal value. The ultrasonic sensor 3 also includes a storage device 9 , The storage device 9 can be designed in particular as a non-volatile memory. The transmitting device 8th and the storage device 9 are together in a housing of the ultrasonic sensor 3 arranged.

Um die Toleranzen der Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8 zu berücksichtigen, wird nach der Herstellung des Ultraschallsensors 3 die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8 gemessen. Zu diesem Zweck kann die Membran mit der Stelleinheit angeregt werden und eine Ausschwingfrequenz der Sendeeinrichtung 8 ermittelt werden. Anhand der gemessenen Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8 wird zumindest ein Resonanzwert fR ermittelt und auf der Speichereinrichtung 9 des Ultraschallsensors 3 hinterlegt. Der Resonanzwert fR beschreibt die ermittelte bzw. gemessene Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8. Dabei ist es insbesondere auch vorgesehen, dass die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8 bei unterschiedlichen Temperaturen T gemessen wird und für vorbestimmte Temperaturen jeweils ein Resonanzwert fR ermittelt wird, der auf der Speichereinrichtung 9 gespeichert wird. To the tolerances of the resonant frequency of the transmitting device 8th to consider, after the production of the ultrasonic sensor 3 the resonant frequency of the transmitting device 8th measured. For this purpose, the diaphragm can be excited with the actuator and a Ausschwingfrequenz the transmitter 8th be determined. Based on the measured resonance frequency of the transmitting device 8th At least one resonance value fR is determined and stored on the memory device 9 of the ultrasonic sensor 3 deposited. The resonance value fR describes the determined or measured resonance frequency of the transmitting device 8th , It is also provided in particular that the resonant frequency of the transmitting device 8th is measured at different temperatures T and for predetermined temperatures in each case a resonance value fR is determined on the storage device 9 is stored.

Darüber hinaus umfasst der Ultraschallsensor 3 eine Temperaturerfassungseinrichtung 10. Die Temperaturerfassungseinrichtung 10 ist zum Erfassen der aktuellen Temperatur T des Ultraschallsensors 3 ausgebildet. Mit anderen Worten erfasst die Temperaturerfassungseinrichtung 10 die jeweilige Sensortemperatur. Dazu umfasst die Temperaturerfassungseinrichtung 10 einen Temperatursensor, welcher in und/oder an dem Gehäuse 11 des Ultraschallsensors 3 oder aber in unmittelbarer Nähe des Ultraschallsensors 3 angeordnet ist. Die Speichereinrichtung 9 und die Temperaturerfassungseinrichtung 10 sind mit einer Schnittstelle 12 des Ultraschallsensors 3 verbunden. Über die Schnittstelle 12 kann der Resonanzwert fR, der in der Speichereinrichtung 9 gespeichert ist, und die mit der Temperaturerfassungseinrichtung 10 aktuell erfasste Temperatur T an die Auswerteeinrichtung 4 übertragen werden. In addition, the ultrasonic sensor includes 3 a temperature detection device 10 , The temperature detection device 10 is for detecting the current temperature T of the ultrasonic sensor 3 educated. In other words, the temperature detection device detects 10 the respective sensor temperature. For this purpose, the temperature detection device comprises 10 a temperature sensor, which in and / or on the housing 11 of the ultrasonic sensor 3 or in the immediate vicinity of the ultrasonic sensor 3 is arranged. The storage device 9 and the temperature detecting means 10 are with an interface 12 of the ultrasonic sensor 3 connected. About the interface 12 may be the resonance value fR in the memory device 9 is stored, and with the temperature sensing device 10 currently detected temperature T to the evaluation 4 be transmitted.

In der Auswerteeinrichtung 4 beziehungsweise in einer Speichereinheit der Auswerteeinrichtung 4 ist üblicherweise zumindest ein Soll-Wert fsoll für die Resonanzfrequenz der jeweiligen Ultraschallsensoren 3 gespeichert. Dieser Soll-Wert fsoll für die Resonanzfrequenz kann einem Standardwert für die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors 3 entsprechen. Hierbei sind Bauteiltoleranzen infolge der Fertigung nicht berücksichtigt. Insbesondere sind hierbei auch verschiedene Soll-Frequenzen fsoll für die Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur T hinterlegt. Dies ist in dem Graphen gemäß 3 verdeutlicht. Auf der Abszisse ist die Temperatur T der Sendeeinrichtung 8 aufgetragen. Auf der Ordinate ist die Frequenz f aufgetragen. Dabei beschreibt die gestrichelte Linie 13 den Verlauf des Soll-Werts fsoll der Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur T. Im Vergleich hierzu beschreibt die durchgezogene Linie den Verlauf der gemessenen Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung eines Ultraschallsensors 3 in Abhängigkeit von der Temperatur T. Die gemessene Resonanzfrequenz ist in Form von mehreren Resonanzwerten fR, die für verschiedene Temperaturen T bestimmt wurden, in der Speichereinrichtung 9 des Ultraschallsensors 3 hinterlegt. In the evaluation device 4 or in a memory unit of the evaluation device 4 is usually at least a desired value f soll for the resonant frequency of the respective ultrasonic sensors 3 saved. This desired value f soll for the resonant frequency can be a standard value for the resonant frequency of the transmitting device of the ultrasonic sensor 3 correspond. This component tolerances due to the production are not taken into account. In particular, different nominal frequencies f soll are also stored for the resonance frequency as a function of the temperature T. This is in the graph according to 3 clarified. On the abscissa is the temperature T of the transmitting device 8th applied. On the ordinate the frequency f is plotted. The dashed line describes 13 the course of the desired value f soll the resonant frequency as a function of the temperature T. In comparison, the solid line describes the course of the measured resonant frequency of the transmitting device of an ultrasonic sensor 3 depending on the temperature T. The measured resonance frequency is in the form of a plurality of resonance values f R, which were determined for different temperatures T, in the storage device 9 of the ultrasonic sensor 3 deposited.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist zu erkennen, dass beispielsweise bei einer Temperatur T von 30 C ein deutlicher Unterschied zwischen dem Soll-Wert fsoll für die Resonanzfrequenz und der Resonanzfrequenz fR vorliegt. Hier ist es nun vorgesehen, dass die Resonanzwerte fR von der Speichereinrichtung 9 des Ultraschallsensors 3 an die Auswerteeinrichtung 4 übertragen werden. Innerhalb der Auswerteeinrichtung 4 werden die dort abgelegten Soll-Werte fsoll für die Resonanzfrequenz durch die Resonanzwerte fR ersetzt. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass jeder der Ultraschallsensoren 3, der an dem Kraftfahrzeug 1 verbaut ist, seine jeweiligen Resonanzwerte fR an die Auswerteeinrichtung 4 senden und die Resonanzwerte fR für jeden der Ultraschallsensoren 3 in der Auswerteeinrichtung 4 gespeichert werden. In the present embodiment according to 3 It can be seen that, for example, at a temperature T of 30 C, there is a clear difference between the desired value f soll for the resonant frequency and the resonant frequency fR. Here it is now provided that the resonance values fR from the memory device 9 of the ultrasonic sensor 3 to the evaluation device 4 be transmitted. Within the evaluation device 4 the setpoint values f soll stored there are replaced by the resonance values fR for the resonance frequency. It is provided in particular that each of the ultrasonic sensors 3 that is attached to the motor vehicle 1 is installed, its respective resonance values fR to the evaluation device 4 and the resonance values fR for each of the ultrasonic sensors 3 in the evaluation device 4 get saved.

Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird nun erläutert, wie mit der Auswerteeinrichtung 4 ein blockierter Zustand der jeweiligen Ultraschallsensoren 3 ermittelt werden kann. Die Auswerteeinrichtung 4 ist zudem dazu ausgelegt, die Stelleinheiten der jeweiligen Ultraschallsensoren 3 anzusteuern. Zunächst wird die Stelleinheit für eine vorbestimmte zeitliche Dauer mit einem entsprechenden Anregungssignal angesteuert. Im Anschluss daran wird die mechanische Schwingung der Stelleinrichtung 9 erfasst. Auf diese Weise kann die aktuelle Resonanzfrequenz beziehungsweise Eigenfrequenz der Sendeeinrichtung 8 ermittelt werden. Die Frequenz, die sich beim Ausschwingen der Sendeeinrichtung 9 einstellt, entspricht der aktuellen Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8. Referring again to 1 will now be explained, as with the evaluation 4 a blocked state of the respective ultrasonic sensors 3 can be determined. The evaluation device 4 is also designed for the actuators of the respective ultrasonic sensors 3 head for. First, the actuator is driven for a predetermined period of time with a corresponding excitation signal. Following this, the mechanical vibration of the actuator 9 detected. In this way, the current resonant frequency or natural frequency of the transmitting device 8th be determined. The frequency that occurs when the transmitter device sways 9 adjusts, corresponds to the current resonance frequency of the transmitting device 8th ,

Zum Ermitteln des blockierten Zustands erfasst die Auswerteeinrichtung 4 zunächst die aktuelle Resonanzfrequenz der jeweiligen Ultraschallsensoren 3. Hierbei kann auch zusätzlich die aktuelle Temperatur T, die mit der Temperaturerfassungseinrichtung 10 ermittelt wurde, von dem jeweiligen Ultraschallsensor 3 an die Auswerteeinrichtung 4 übertragen werden. In Abhängigkeit von einem Vergleich anhand der aktuell erfassten Temperatur T kann die aktuell erfasste Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung 8 des Ultraschallsensors 3 dem in der Auswerteeinrichtung 4 hinterlegten Referenzwert fR für diese Temperatur T zugeordnet werden. Anhand eines Vergleichs zwischen der aktuell gemessenen Resonanzfrequenz und des Resonanzwerts fR, der mittels der Auswerteeinrichtung 4 durchgeführt wird, kann ermittelt werden, ob sich eine zusätzliche Masse auf dem Ultraschallsensor 3 befindet. Dieser Vergleich kann für jeden der Ultraschallsensoren 3, der an dem Kraftfahrzeug 1 verbaut ist, durchgeführt werden. The evaluation device detects to determine the blocked state 4 First, the current resonance frequency of the respective ultrasonic sensors 3 , In this case, in addition, the current temperature T, which with the temperature detection device 10 was determined by the respective ultrasonic sensor 3 to the evaluation device 4 be transmitted. Depending on a comparison based on the currently detected temperature T, the currently detected resonance frequency of the transmitting device 8th of the ultrasonic sensor 3 in the evaluation device 4 stored reference value fR for this temperature T. Based on a comparison between the currently measured resonance frequency and the resonance value fR, by means of the evaluation device 4 is carried out, it can be determined whether an additional mass on the ultrasonic sensor 3 located. This comparison can be for any of the ultrasonic sensors 3 that is attached to the motor vehicle 1 is installed.

Dadurch, dass der zumindest eine Resonanzwert fR auf der Speichereinrichtung 9 des Ultraschallsensors 3 hinterlegt ist, können Bauteiltoleranzen als Einflussfaktor heraus gerechnet werden. Auf diese Weise kann ein blockierter Zustand beziehungsweise die Eis- und Schmutzerkennung sehr selektiv eingestellt werden. Zudem kann eine schnelle Abfrage der (Grund-)Resonanzfrequenz der jeweiligen Sendeeinrichtung 8 mittels der Auswerteeinrichtung 4, beispielsweise während einer Initialisierung der Auswerteeinrichtung 4, ermöglicht werden. Somit ist beispielsweise keine Mittelung aller Ultraschallsensoren 3 des Kraftfahrzeugs 1 mehr erforderlich. Characterized in that the at least one resonance value fR on the memory device 9 of the ultrasonic sensor 3 is deposited, component tolerances can be expected out as influencing factor out. In this way, a blocked state or the ice and dirt detection can be set very selectively. In addition, a quick query of the (fundamental) resonance frequency of the respective transmitting device 8th by means of the evaluation device 4 For example, during initialization of the evaluation 4 be enabled. Thus, for example, no averaging of all ultrasonic sensors 3 of the motor vehicle 1 more required.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009040992 A1 [0004] DE 102009040992 A1 [0004]
  • DE 102010021960 A1 [0005] DE 102010021960 A1 [0005]
  • DE 10247971 A1 [0007] DE 10247971 A1 [0007]

Claims (14)

Ultraschallsensor (3) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sendeeinrichtung (8) zum Aussenden von Ultraschallwellen, wobei die Sendeeinrichtung (8) eine Membran und eine Stelleinheit, mit welcher die Membran zum Aussenden der Ultraschallwellen bewegbar ist, aufweist, und mit einer Speichereinrichtung (9), in welcher zumindest ein Betriebsparameter des Ultraschallsensors (3) gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass als der zumindest eine Betriebsparameter des Ultraschallsensors (3) zumindest ein Resonanzwert (fR) in der Speichereinrichtung (9) gespeichert ist, welcher eine Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung (8) beschreibt. Ultrasonic sensor ( 3 ) for a motor vehicle ( 1 ), with a transmitting device ( 8th ) for emitting ultrasonic waves, wherein the transmitting device ( 8th ) comprises a membrane and an actuating unit, with which the membrane for moving the ultrasonic waves is movable, and with a memory device ( 9 ), in which at least one operating parameter of the ultrasonic sensor ( 3 ), characterized in that as the at least one operating parameter of the ultrasonic sensor ( 3 ) at least one resonance value (fR) in the memory device ( 9 ), which stores a resonant frequency of the transmitting device ( 8th ) describes. Ultraschallsensor (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichereinrichtungen (9) ein erster Resonanzwert (fR), welcher eine erste Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung (8) bei einer ersten Temperatur beschreibt, und zumindest eine zweiter Resonanzwert, welcher eine zweite Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung (9) bei einer von der ersten verschiedenen zweiten Temperatur beschreibt, gespeichert sind. Ultrasonic sensor ( 3 ) according to claim 1, characterized in that in the memory devices ( 9 ) a first resonance value (fR), which a first resonance frequency of the transmitting device ( 8th ) at a first temperature, and at least one second resonance value representing a second resonance frequency of the transmitting device ( 9 ) at one of the first different second temperature describes are stored. Ultraschallsensor (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (9) als nichtflüchtiger Speicher ausgebildet ist. Ultrasonic sensor ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the storage device ( 9 ) is designed as a non-volatile memory. Ultraschallsensor (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (8) und die Speichereinrichtung (9) auf einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet sind und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind. Ultrasonic sensor ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting device ( 8th ) and the memory device ( 9 ) are arranged on a common carrier element and / or in a common housing ( 11 ) are arranged. Ultraschallsensor (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (3) eine Temperaturerfassungseinrichtung (10) zum Erfassen einer aktuellen Temperatur (T) des Ultraschallsensors (3) aufweist. Ultrasonic sensor ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic sensor ( 3 ) a temperature detection device ( 10 ) for detecting a current temperature (T) of the ultrasonic sensor ( 3 ) having. Ultraschallsensor (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (3) eine Schnittstelle (12) zum Ausgeben des zumindest einen in der Speichereinrichtung (9) gespeicherten Resonanzwerts (fR) aufweist. Ultrasonic sensor ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic sensor ( 3 ) an interface ( 12 ) for outputting the at least one in the memory device ( 9 ) stored resonance value (fR). Sensoranordnung (2) mit zumindest einem Ultraschallsensor (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Auswerteeinrichtung (4), wobei die Auswerteeinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, den zumindest einen in der Speichereinrichtung (9) gespeicherten Resonanzwert (fR) von dem Ultraschallsensor (3) zu empfangen. Sensor arrangement ( 2 ) with at least one ultrasonic sensor ( 3 ) according to one of the preceding claims and an evaluation device ( 4 ), wherein the evaluation device ( 4 ) is adapted to the at least one in the memory device ( 9 ) stored resonance value (fR) of the ultrasonic sensor ( 3 ) to recieve. Sensoranordnung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinrichtung (4) zumindest ein Sollwert (fsoll) für die Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung (8) des Ultraschallsensors (3) gespeichert ist und die Auswerteeinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, den zumindest einen Sollwert (fsoll) durch den zumindest einen empfangenen Resonanzwert (fR) zu ersetzen. Sensor arrangement ( 2 ) according to claim 7, characterized in that in the evaluation device ( 4 ) at least one desired value (f soll ) for the resonant frequency of the transmitting device ( 8th ) of the ultrasonic sensor ( 3 ) is stored and the evaluation device ( 4 ) is adapted to replace the at least one desired value (f soll ) by the at least one received resonance value (fR). Sensoranordnung (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, die Sendeeinrichtung (8) des Ultraschallsensors (3) in Abhängigkeit von dem zumindest einen empfangenen Resonanzwert (fR) anzusteuern. Sensor arrangement ( 2 ) according to claim 7 or 8, characterized in that the evaluation device ( 4 ) is adapted to the transmitting device ( 8th ) of the ultrasonic sensor ( 3 ) in response to the at least one received resonance value (fR). Sensoranordnung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, die Sendeeinrichtung (8) des Ultraschallsensors (3) zum Bestimmen einer aktuellen Resonanzfrequenz der Sendeeinrichtung (8) anzusteuern. Sensor arrangement ( 2 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the evaluation device ( 4 ) is adapted to the transmitting device ( 8th ) of the ultrasonic sensor ( 3 ) for determining a current resonance frequency of the transmitting device ( 8th ) head for. Sensoranordnung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, einen blockierten Zustand des Ultraschallsensors (3) anhand eines Vergleich der aktuell bestimmten Resonanzfrequenz und dem zumindest einen empfangenen Resonanzwert (fR) zu bestimmen. Sensor arrangement ( 2 ) according to claim 10, characterized in that the evaluation device ( 4 ) is adapted to a blocked state of the ultrasonic sensor ( 3 ) on the basis of a comparison of the currently determined resonance frequency and the at least one received resonance value (fR). Kraftfahrzeug (1) mit einer Sensoranordnung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis Motor vehicle ( 1 ) with a sensor arrangement ( 2 ) according to one of claims 7 to Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) der Sensoranordnung (2) dazu ausgelegt ist, einen blockierten Zustand des Ultraschallsensors (3) beim Aktivieren einer Zündung des Kraftfahrzeugs (1) zu bestimmen. Motor vehicle ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the evaluation device ( 4 ) of the sensor arrangement ( 2 ) is adapted to a blocked state of the ultrasonic sensor ( 3 ) when activating an ignition of the motor vehicle ( 1 ). Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors (3) für ein Kraftfahrzeug (1) mit den Schritten: – Bereitstellen einer Sendeinrichtung (8) des Ultraschallsensors (3), – Bereitstellen einer Speichereinrichtung (9) des Ultraschallsensors (3), – Anordnen der Sendeinrichtung (8) und der Speichereinrichtung (9) auf einem gemeinsamen Trägerelement, – Ermitteln zumindest einer Resonanzfrequenz der Sendeinrichtung (8), – Ermitteln zumindest eines Resonanzwerts (fR) anhand der zumindest einen ermittelten Resonanzfrequenz und – Speichern des zumindest einen ermittelten Resonanzwerts (fR) in der Speichereinrichtung (9). Method for producing an ultrasonic sensor ( 3 ) for a motor vehicle ( 1 ) comprising the steps: - providing a transmitting device ( 8th ) of the ultrasonic sensor ( 3 ), - providing a memory device ( 9 ) of the ultrasonic sensor ( 3 ), - arranging the transmitting device ( 8th ) and the memory device ( 9 ) on a common carrier element, - determining at least one resonance frequency of the transmitting device ( 8th ), - determining at least one resonance value (fR) on the basis of the at least one determined resonance frequency and - storing the at least one determined resonance value (fR) in the memory device ( 9 ).
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