DE102015106044A1 - Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren - Google Patents

Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102015106044A1
DE102015106044A1 DE102015106044.2A DE102015106044A DE102015106044A1 DE 102015106044 A1 DE102015106044 A1 DE 102015106044A1 DE 102015106044 A DE102015106044 A DE 102015106044A DE 102015106044 A1 DE102015106044 A1 DE 102015106044A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
ultrasonic sensor
motor vehicle
housing
membrane wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015106044.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Kupfernagel
Jochen Foessel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority to DE102015106044.2A priority Critical patent/DE102015106044A1/de
Publication of DE102015106044A1 publication Critical patent/DE102015106044A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/521Constructional features
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/18Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
    • G10K9/22Mountings; Casings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/937Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
    • G01S2015/938Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor (4) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Gehäuse (9), in welchem Komponenten des Ultraschallsensors (4) angeordnet sind, und mit einer Membran (10), welche einen Membranboden (12) zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und eine Membranwandung (11) aufweist, wobei das Gehäuse (9) und die Membranwandung (11) aus dem gleichen Material und einteilig ausgebildet sind, wobei das Material, aus dem das Gehäuse (9) und die Membranwandung (11) ausgebildet sind, einen Kunststoff mit eingebrachtem Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff ein Metall und/oder eine Keramik ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, in welchem Komponenten des Ultraschallsensors angeordnet sind und mit einer Membran, welche einen Membranboden zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und eine Membranwandung aufweist, wobei das Gehäuse und die Membranwandung aus dem gleichen Material und einteilig ausgebildet sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einem solchen Ultraschallsensor. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors.
  • Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge. Derartige Ultraschallsensoren können beispielsweise Teile eines Fahrerassistenzsystems sein, welches den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt. So kann das Fahrerassistenzsystem als Parkhilfesystem ausgebildet sein, das eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren umfasst, die verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Die jeweiligen Ultraschallsensoren sind insbesondere dazu ausgelegt, einen Abstand zu einem Objekt beziehungsweise Hindernis in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
  • Ein solcher Ultraschallsensor umfasst üblicherweise eine Membran, die beispielsweise topfförmig ausgebildet sein kann und aus Aluminium gebildet sein kann. Die Membran umfasst also einen Membranboden und eine Membranwandung. Auf einer Rückseite des Membranbodens ist üblicherweise ein piezoelektrisches Element angeordnet, mit dem der Membranboden zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann. In Folge der mechanischen Anregung der Membran wird mit der Membran ein Ultraschallsignal ausgesendet. Dieses Ultraschallsignal trifft dann auf das Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs und wird von diesem zu dem Ultraschallsensor zurück reflektiert. Das reflektierte Ultraschallsignal bewirkt eine mechanische Schwingung des Membranbodens, die wiederum mit dem piezoelektrischen Element erfasst werden kann.
  • Die Ultraschallsensoren können beispielsweise verteilt an einem Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Stoßfänger, angeordnet sein. Dabei sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Einbauvarianten bekannt. Zum einen können die Ultraschallsensoren in entsprechenden Durchgangsöffnungen beziehungsweise Aussparungen des Stoßfängers angeordnet sein. In diesem Fall sind die Ultraschallsensoren für einen Betrachter, der vor dem Kraftfahrzeug steht, sichtbar. Zum anderen sind sogenannte verdeckte Ultraschallsensoren bekannt, die hinter dem Verkleidungsteil angeordnet sind. In diesem Fall wird das Ultraschallsignal durch das Verkleidungsteil hindurch ausgesendet und durch das Verkleidungsteil hindurch wieder empfangen. Die Ultraschallsensoren können beispielsweise mit einer entsprechenden Halteeinrichtung an dem Verkleidungsteil beziehungsweise dem Stoßfänger befestigt sein.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 10 2009 046 145 A1 einen Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium. Der Ultraschallwandler umfasst mindestens einen Wandlerkern mit mindestens einem akustischen Wandlerelement. Darüber hinaus umfasst der Ultraschallwandler ein Gehäuse, zu welchem der Wandlerkern mittels eines Entkopplungselements entkoppelt ist. Das Entkopplungselement umfasst mindestens ein poröses Kunststoffmaterial, insbesondere ein geschäumtes Kunststoffmaterial.
  • Ferner beschreibt die DE 10 2012 211 011 A1 einen akustischen Sensor, der eine schwingungsfähige Membran mit einem Wandlerelement und ein Sensorgehäuse umfasst. Dabei ist die Membran aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt und als separate Komponente mit dem Sensorgehäuse verbunden.
  • Weiterhin beschreibt die DE 196 01 656 A1 einen Ultraschallwandler für Abstandsgeräte in Kraftfahrzeugen. Hierbei wird ein aus einem Silikonschaum bestehender Dämpfungskörper vorgeschlagen, der durch einen Stopfen unter Vorspannung gegen einen Piezoschwinger und einen Boden des Resonatortopfes wirkt. Als weitere Dämpfungsmaßnahme kann es vorgesehen sein, den Resonatortopf aus geeignetem Kunststoff zu gießen oder einen gezogenen Metalltopf mit einer hinreichenden Kunststoffschicht an geeigneten Stellen zu überziehen.
  • Ein Ultraschallsensor mit einer topfförmigen Membran, die einen schwingungsfähigen Membranboden und eine den Membranboden wenigstens abschnittsweise umgebende Membranwandung aufweist, ist aus der EP 1 310 942 A2 bekannt. Dabei ist es vorgesehen, dass die Membranwandung wenigstens abschnittsweise eine schaumartige Struktur aufweist.
  • Zudem beschreibt die EP 1 316 942 A2 eine Ultraschallsensoreinheit mit einer topfförmigen und wenigstens abschnittsweise schwingungsfähigen Membran und mit einem die Membran wenigstens abschnittsweise umgebenden Gehäuse. Dabei ist es vorgesehen, dass die Membran und das Gehäuse als einteiliges, aus dem gleichen metallischen Material hergestelltes Membran-Gehäuse-Teil ausgebildet ist.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, die ein Ultraschallsensor der eingangs genannten Art einfacher und kostengünstiger gefertigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ultraschallsensor, durch ein Fahrerassistenzsystem, durch ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gehäuse, in welchem Komponenten des Ultraschallsensors angeordnet sind. Zudem umfasst der Ultraschallsensor eine Membran, welche einen Membranboden zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und eine Membranwandung aufweist, wobei das Gehäuse und die Membranwandung aus dem gleichen Material und einteilig ausgebildet sind. Dabei umfasst das Material, aus dem das Gehäuse und die Membranwandung ausgebildet sind, einen Kunststoff mit einem eingebrachten Füllstoff, wobei der Füllstoff ein Metall und/oder eine Keramik ist.
  • Der Ultraschallsensor kann für ein Kraftfahrzeug verwendet werden. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor Teil eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs sein. Der Ultraschallsensor kann eine Kraftfahrzeug-Befestigungseinrichtung aufweisen, mit der der Ultraschallsensor an dem Kraftfahrzeug befestigt werden kann. Der Ultraschallsensor kann an oder in einem Verkleidungsteil, insbesondere einem Stoßfänger, des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Der Ultraschallsensor umfasst ein Gehäuse, in dem die Komponenten des Ultraschallsensors angeordnet sind beziehungsweise angeordnet werden können. Derartige Komponenten können beispielsweise ein piezoelektrisches Element zum Anregen des Membranbodens, eine Elektronik, elektrische Verbindungsleitungen oder dergleichen sein. Die Membran des Ultraschallsensors umfasst einen Membranboden und eine Membranwandung, welche den Membranboden zumindest bereichsweise umgibt. Die Membran kann im Wesentlichen topfförmig ausgebildet sein.
  • Das Gehäuse und die Membranwandung sind vorliegend aus dem gleichen Material gebildet. Dieses Material umfasst einen Kunststoff, in den entsprechende Füllstoffe eingebracht sind. Der Kunststoff kann beispielsweise ein Polyamid (PA) oder ein Polyoxymethylen (POM) sein. Diese Füllstoffe können beispielsweise ein Metall und/oder eine Keramik sein. Insbesondere ist das Material als sogenannter hochgefüllter Kunststoff ausgebildet. Der Füllstoff kann beispielsweise durch entsprechende Partikel gebildet sein, die insbesondere gleichmäßig verteilt in den Kunststoff eingebracht sind. Die Membranwandung und das Gehäuse sind einteilig ausgebildet beziehungsweise durch ein einziges Bauteil gebildet. Dadurch, dass die Membranwandung und das Gehäuse einteilig ausgebildet sind, können beispielsweise entsprechende Entkopplungsbauteile zur Entkopplung der Membran von dem Gehäuse entfallen, da vorliegend keine Schnittstelle zwischen der Membran und dem Gehäuse vorhanden ist, die zu entkoppeln ist. Somit kann die Herstellung deutlich vereinfacht werden und es können Kosten eingespart werden, da Prozessschritte und Anlagen entfallen können. Ein derartiger Kunststoff, in den Füllstoffe eingebracht sind, beziehungsweise ein derartiger hochgefüllter Kunststoff weist den Vorteil auf, dass dieser robust gegenüber Umwelteinflüssen ist. Zudem kann das Gehäuse einfach und kostengünstig hergestellt werden.
  • Bevorzugt weist das Material ein Elastizitätsmodul größer als 70 MPa auf. Durch die Verwendung eines derartigen Materials kann garantiert werden, dass die Membranwandung die nötige Steifigkeit aufweist. Als Füllstoff kann beispielsweise eine Keramik in den Kunststoff eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann als Füllstoff ein Metall, wie beispielsweise Stahl oder Edelstahl, in den Kunststoff eingebracht werden. Der Füllstoff kann eine Mehrzahl von Partikeln umfassen. Durch die Abmessungen und/oder die Konzentration des Füllstoffs in den Kunststoff können die Materialeigenschaften und insbesondere die Eigenschaften bezüglich der Steifigkeit der Membranwandung bestimmt werden.
  • Bevorzugt sind der Membranboden und die Membranwandung aus dem gleichen Material gebildet. Mit anderen Worten sind der Membranboden, die Membranwandung und das Gehäuse aus dem gleichen Teil gebildet. In diesem Fall bildet die Membran des Ultraschallsensors zugleich das Gehäuse des Ultraschallsensors. Auch der Membranboden kann ein Elastizitätsmodul größer als 70 MPa aufweisen. Damit weist auch der Membranboden die erforderliche Steifigkeit auf. Somit kann sicher gestellt werden, dass dieser mittels eines piezoelektrischen Elements zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Zudem ist dieser dann dazu ausgelegt, das von einem Objekt reflektiertes Ultraschallsignal wieder zu empfangen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Membranboden und die Membranwandung einteilig ausgebildet. Beispielsweise kann die komplette Membran des Ultraschallsensors, die den Membranboden und die Membranwandung umfasst, mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Dadurch, dass die Membran einteilig ausgebildet ist, kann verhindert werden, dass Verschmutzungen und/oder Wasser von außen in den Innenraum der Membran beziehungsweise in den Innenraum des Gehäuses des Ultraschallsensors einbringen. Somit kann die Membran einerseits einfach und kostengünstig gefertigt und ist andererseits robust gegenüber Umwelteinflüssen.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist der Membranboden aus einem Metall, insbesondere Edelstahl, gebildet. Der Membranboden kann auch aus Aluminium gebildet sein. In diesem Fall kann die Membran zweiteilig ausgebildet sein. Sie umfasst einerseits die Membranwandung, die aus dem hochgefüllten Kunststoff gebildet ist, und andererseits den Membranboden, der insbesondere aus Edelstahl gebildet ist. Beispielsweise kann der Membranboden als Stanz- und Biegeteil ausgebildet sein. Somit kann eine einfache und kostengünstige Herstellung der Membran ermöglicht.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Membranwandung mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist und der Membranboden zumindest bereichsweise in die Membranwandung eingelegt ist. Mit anderen Worten kann der Membranboden als Einlegeteil in die Membranwandung eingelegt werden. Mit anderen Worten kann der Membranboden, der aus dem Metall gebildet ist, in dem Spritzgussverfahren entsprechend umspritzt werden. Somit kann sichergestellt werden, dass der Membranboden mit der Membranwandung wasser- und luftdicht verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kunststoff, den das Material umfasst, aufgeschäumt. Hier kann beispielsweise ein entsprechender Herstellungsprozess verwendet werden, bei dem das Material beziehungsweise der Kunststoff während des Spritzgussverfahrens aufgeschäumt wird. Dabei kann ein Treibmittel in den gefüllten Kunststoff einbracht werden und/oder der gefüllte Kunststoff mit Luft beaufschlagt werden. Ein solches Herstellungsverfahren kann beispielsweise das sogenannte MuCell-Verfahren der Firma Trexel sein. Mit einem solchen Herstellungsverfahren ist es möglich, dass die komplette Membran ein niedriges Gewicht aufweist und zugleich in einem kurzen Herstellungszyklus hergestellt werden kann. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass durch dieses Herstellungsverfahren sowohl die Dämpfung als auch die Steifigkeit der Membran und dadurch bessere Dämpfungseigenschaften erreicht werden können. Insbesondere können bessere Dämpfungseigenschaften erreicht werden als bei Membranen beziehungsweise Gehäusen, die aus einem faserverstärkten Material gebildet sind.
  • Bevorzugt ist die Membranwandung und/oder der Membranboden pulverbeschichtet. Dies eignet sich insbesondere, wenn der Füllstoff elektrisch leitfähig ist. Beispielsweise kann die Membranwandung und/oder der Membranboden mittels eines Coil-Beschichtungs-Verfahrens beschichtet werden. Somit kann eine robuste Beschichtung für die komplette Membran bereitgestellt werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Membranwandung und/oder der Membranboden lackiert sind. Hier kann insbesondere das sogenannte KTL-Verfahren verwendet werden (KTL – Kathodische Elektrotauchlackierung). Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Membran besonders robust gegenüber Umwelteinflüssen ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor. Das Fahrerassistenzsystem kann insbesondere mehrere Ultraschallsensoren umfassen. Die Ultraschallsensoren können dazu dienen, Objekte im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen und/oder einen Abstand zu dem Objekt zu bestimmen. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise ein Parkhilfesystem, ein Abstandsregeltempomat, ein Spurwechselassistent oder dergleichen sein.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug. Hierbei wird ein Gehäuse hergestellt, in welchem Komponenten des Ultraschallsensors anordenbar sind. Zudem wird eine Membran hergestellt, welche einen Membranboden zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und eine Membranwandung aufweist, wobei das Gehäuse und die Membranwandung aus dem gleichen Material und einteilig ausgebildet werden. Dabei werden das Gehäuse und die Membranwandung aus einem Material ausgebildet, das einen Kunststoff mit eingebrachtem Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff ein Metall und/oder eine Keramik ist.
  • Mit Bezug auf die den erfindungsgemäßen Ultraschallsensor erläuterten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 ein Kraftfahrzeug gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung, wobei das Kraftfahrzeug ein Fahrerassistenzsystem mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren umfasst;
  • 2 einen Ultraschallsensor gemäß einer ersten Ausführungsform an einer geschnittenen Seitenansicht; und
  • 3 einen Ultraschallsensor gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, das wiederum eine Steuereinrichtung 3 umfasst. Die Steuereinrichtung 3 kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein. Das Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise als Parkhilfesystem, Abstandsregeltempomat, Spurhalteassistent, Spurwechselassistent oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest einen Ultraschallsensor 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrerassistenzsystem acht Ultraschallsensoren 4. Dabei sind vier Ultraschallsensoren 4 in einem Frontbereich 5 und vier Ultraschallsensoren 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensoren 4 sind dazu ausgelegt, ein Objekt beziehungsweise Hindernis in einem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Insbesondere kann mit den Ultraschallsensoren 4 ein Abstand zu dem Objekt bestimmt werden. Hierzu wird mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet. Dieses Ultraschallsignal wird von dem Objekt reflektiert und gelangt wieder zu den Ultraschallsensor 4 zurück. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des reflektierten Ultraschallsignals kann der Abstand zu dem Objekt bestimmt werden. Die Ultraschallsensoren 4 sind zur Datenübertragung, beispielsweise über einen Fahrzeugdatenbus, mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Zudem umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Anzeigeeinrichtung 8, die beispielsweise einen Bildschirm beziehungsweise einen Display umfassen kann und welche in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist.
  • 2 zeigt einen der Ultraschallsensoren 4 in einer geschnittenen Seitenansicht. Der Ultraschallsensor 4 umfasst ein Gehäuse 9, wobei in einem Innenraum 16 des Gehäuses 9 vorliegend nicht dargestellte Komponenten des Ultraschallsensors 4 angeordnet werden können. Solche Komponenten können beispielsweise ein piezoelektrisches Element, eine Elektronik, elektrische Verbindungsleitungen oder dergleichen sein. Zudem ist ein entsprechendes Steckergehäuse 13 vorgesehen, durch welches Anschlüsse für einen Fahrzeugdatenbus geführt werden können. Der Ultraschallsensor 4 umfasst ferner eine Membran 10, die im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist. Die Membran 10 umfasst einen Membranboden 12 und eine Membranwandung 11, die sich an den Membranboden 12 anschließt beziehungsweise diesen umgibt. Auf einer Rückseite 15 des Membranbodens 12 kann das piezoelektrische Element angeordnet werden, um den Membranboden 12 zum Aussenden des Ultraschallsignals zu mechanischen Schwingungen anzuregen. Das Ultraschallsignal wird dann ausgehend von einer Vorderseite 14 des Membranbodens 12 ausgesendet.
  • Das Gehäuse 9 und die Membranwandung 11 sind vorliegend einteilig ausgebildet und aus dem gleichen Material gefertigt. Dieses Material umfasst einen Kunststoff, in den ein entsprechender Füllstoff eingebracht ist. Dieser Füllstoff kann beispielsweise ein Metall, insbesondere Stahl oder Edelstahl, und/oder eine Keramik sein. Dieses Material kann auch als hochgefüllter Kunststoff bezeichnet werden. Das Material weist insbesondere ein Elastizitätsmodul auf, das größer als 70 MPa ist. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Material mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird und hierbei aufgeschäumt wird. Ein derartiges Herstellungsverfahren wird beispielsweise als MuCell-Verfahren bezeichnet.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist die Membranwandung 11 aus dem hochgefüllten Kunststoff gebildet. Der Membranboden 12 ist als separates Bauteil ausgebildet. Beispielsweise kann der Membranboden 12 ist aus einem Metall, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, gebildet sein. Der Membranboden 12 kann ferner mittels eines Stanz-Biege-Verfahrens hergestellt sein. Der Membranboden 12 ist vorliegend als Einlegeteil ausgebildet sein, das bei einem Spritzgussverfahren in die Membranwandung 11 eingelegt wird.
  • 3 zeigt einen Ultraschallsensor 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht. Hier sind der Membranboden 12 und die Membranwandung 11 einteilig ausgebildet. Zudem sind der Membranboden 12 und die Membranwandung 11 aus dem gleichen Material, nämlich dem hochgefüllten Kunststoff, gebildet. Die Membran 9, welche den Membranboden 12 und die Membranwandung 11 umfasst, bildet das Gehäuse 9 des Ultraschallsensors 4.
  • Die Membran 10 des Ultraschallsensors 4 kann zudem beschichtet werden. Insbesondere kann eine Außenfläche der Membranwandung 11 und/oder eine Außenfläche des Membranbodens 12 beschichtet werden. Hierzu kann beispielsweise ein entsprechendes Pulverbeschichtungsverfahren, insbesondere ein sogenanntes Coil-Beschichtungsverfahren verwendet werden. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Membran 10 an ihrer Außenfläche entsprechend lackiert wird. Hierzu kann beispielsweise eine kathodische Elektrotauchlackierung (KLT) verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009046145 A1 [0005]
    • DE 102012211011 A1 [0006]
    • DE 19601656 A1 [0007]
    • EP 1310942 A2 [0008]
    • EP 1316942 A2 [0009]

Claims (12)

  1. Ultraschallsensor (4) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Gehäuse (9), in welchem Komponenten des Ultraschallsensors (4) angeordnet sind, und mit einer Membran (10), welche einen Membranboden (12) zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und eine Membranwandung (11) aufweist, wobei das Gehäuse (9) und die Membranwandung (11) aus dem gleichen Material und einteilig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem das Gehäuse (9) und die Membranwandung (11) ausgebildet sind, einen Kunststoff mit eingebrachtem Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff ein Metall und/oder eine Keramik ist.
  2. Ultraschallsensor (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Elastizitätsmodul größer als 70 MPa aufweist.
  3. Ultraschallsensor (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranboden (12) und die Membranwandung (11) aus dem gleichen Material gebildet sind.
  4. Ultraschallsensor (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranboden (12) und die Membranwandung (11) einteilig ausgebildet sind.
  5. Ultraschallsensor (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranboden (12) aus einem Metall, insbesondere Edelstahl, gebildet ist.
  6. Ultraschallsensor (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranwandung (11) mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist und der Membranboden (12) bereichsweise in die Membranwandung (11) eingelegt ist.
  7. Ultraschallsensor (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem das Gehäuse (9) und die Membranwandung (11) gebildet sind, aufgeschäumt ist.
  8. Ultraschallsensor (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranwandung (11) und/oder der Membranboden (12) pulverbeschichtet sind.
  9. Ultraschallsensor (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranwandung (11) und/oder der Membranboden (12) lackiert sind.
  10. Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einem Ultraschallsensor (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 10.
  12. Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors (4) für ein Kraftfahrzeug (1), bei welchem ein Gehäuse (9), in welchem Komponenten des Ultraschallsensors (4) anordenbar sind, und eine Membran (10), welche einen Membranboden (12) zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und eine Membranwandung (11) aufweist, bereitgestellt werden, wobei das Gehäuse (9) und die Membranwandung (11) aus dem gleichen Material und einteilig ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) und der Membranboden (11) aus einem Material ausgebildet werden, das einen Kunststoff mit eingebrachtem Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff ein Metall und/oder eine Keramik ist.
DE102015106044.2A 2015-04-21 2015-04-21 Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren Withdrawn DE102015106044A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015106044.2A DE102015106044A1 (de) 2015-04-21 2015-04-21 Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015106044.2A DE102015106044A1 (de) 2015-04-21 2015-04-21 Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015106044A1 true DE102015106044A1 (de) 2016-10-27

Family

ID=57110849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015106044.2A Withdrawn DE102015106044A1 (de) 2015-04-21 2015-04-21 Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015106044A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018153712A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-30 Robert Bosch Gmbh Schallwandler
WO2019057375A1 (de) 2017-09-25 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Schallwandler
DE102018200315A1 (de) 2018-01-11 2019-07-11 Robert Bosch Gmbh Schallwandler
CN110475621A (zh) * 2017-03-30 2019-11-19 罗伯特·博世有限公司 具有集成在可振动膜片中的压电陶瓷换能器元件的声换能器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19601656A1 (de) 1996-01-18 1997-07-24 Teves Gmbh Alfred Bedämpfter Ultraschallwandler
JP2001078296A (ja) * 1999-08-31 2001-03-23 Matsushita Electric Works Ltd 超音波振動子
EP1310942A2 (de) 2001-11-09 2003-05-14 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Ultraschallsensor mit einem topfförmigen Gehäuse und zugehöriges Herstellungsverfahren
EP1316942A2 (de) 2001-11-30 2003-06-04 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Ultraschallsensoreinheit und Verfahren zur Herstellung
US20070017807A1 (en) * 2003-08-11 2007-01-25 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensor for a short-range detection system and/or parking system of a motor vehicle and method for the production thereof
JP2010050963A (ja) * 2008-07-25 2010-03-04 Sumitomo Chemical Co Ltd 超音波センサ用ケース及び超音波センサ
DE102009046145A1 (de) 2009-10-29 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium
DE102012211011A1 (de) 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Akustischer Sensor mit einer Membran aus einem Faserverbundwerkstoff

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19601656A1 (de) 1996-01-18 1997-07-24 Teves Gmbh Alfred Bedämpfter Ultraschallwandler
JP2001078296A (ja) * 1999-08-31 2001-03-23 Matsushita Electric Works Ltd 超音波振動子
EP1310942A2 (de) 2001-11-09 2003-05-14 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Ultraschallsensor mit einem topfförmigen Gehäuse und zugehöriges Herstellungsverfahren
EP1316942A2 (de) 2001-11-30 2003-06-04 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Ultraschallsensoreinheit und Verfahren zur Herstellung
US20070017807A1 (en) * 2003-08-11 2007-01-25 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensor for a short-range detection system and/or parking system of a motor vehicle and method for the production thereof
JP2010050963A (ja) * 2008-07-25 2010-03-04 Sumitomo Chemical Co Ltd 超音波センサ用ケース及び超音波センサ
DE102009046145A1 (de) 2009-10-29 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium
DE102012211011A1 (de) 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Akustischer Sensor mit einer Membran aus einem Faserverbundwerkstoff

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018153712A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-30 Robert Bosch Gmbh Schallwandler
CN110326039A (zh) * 2017-02-24 2019-10-11 罗伯特·博世有限公司 声换能器
US11521587B2 (en) * 2017-02-24 2022-12-06 Robert Bosch Gmbh Sound transducer
CN110326039B (zh) * 2017-02-24 2023-09-12 罗伯特·博世有限公司 声换能器
CN110475621A (zh) * 2017-03-30 2019-11-19 罗伯特·博世有限公司 具有集成在可振动膜片中的压电陶瓷换能器元件的声换能器
JP2020511906A (ja) * 2017-03-30 2020-04-16 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh 振動性ダイヤフラムに組み込まれた圧電セラミック変換素子を有する音響変換器
CN110475621B (zh) * 2017-03-30 2022-02-11 罗伯特·博世有限公司 具有集成在可振动膜片中的压电陶瓷换能器元件的声换能器
US11583896B2 (en) 2017-03-30 2023-02-21 Robert Bosch Gmbh Sound transducer including a piezoceramic transducer element integrated in a vibratory diaphragm
WO2019057375A1 (de) 2017-09-25 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Schallwandler
DE102018200315A1 (de) 2018-01-11 2019-07-11 Robert Bosch Gmbh Schallwandler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012106693A1 (de) Ultraschallsensoranordnung mit einem Ultraschallsensor im Kühlergrill, Kraftfahrzeug und entsprechendes Verfahren
DE102015106044A1 (de) Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug aus hochgefülltem Kunststoff, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren
DE102016105153A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs mit Bestimmung der Luftfeuchtigkeit, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102015113192A1 (de) Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zweiteiliger Befestigungsvorrichtung, Verkleidungsanordnung, Kraftfahrzeug sowie Verfahren
DE102011105013A1 (de) Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Anordnung mit einer Ultraschallsensorvorrichtung
DE102014014389A1 (de) Sensorvorrichtung und Verfahren zur Erfassung mindestens eines Berührungsereignisses an einem Fahrzeug
DE102017104147A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit verbesserter Signalauswertung, Ultraschallsensorvorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
EP1275013B1 (de) Ultraschallsensor
DE102017104145A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit unterschiedlicher Anregung einer Membran, Ultraschallsensorvorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102014111947A1 (de) Verkleidungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Anordnung, Kraftfahrzeug sowie Herstellungsverfahren
EP3012654A1 (de) Ultraschallsensor für ein kraftfahrzeug, anordnung, kraftfahrzeug sowie herstellungsverfahren
DE102015113994A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Membran eines Ultraschallsensors aus einem Bodenkörper und einem Mantelkörper, Membran, Ultraschallsensor sowie Kraftfahrzeug
DE102015113195A1 (de) Verkleidungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Durchgangsöffnungen aufweisenden Verkleidungsteil, Kraftfahrzeug sowie Verfahren
DE102018102439B3 (de) Erzeugung von Verwirbelungen in einem Bereich oberhalb einer Ultraschallmembran eines Ultraschallsensors
DE102016101007B4 (de) Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug mit wasserundurchlässiger Abdeckeinrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE10260118A1 (de) Ultraschallsensor und Herstellungsverfahren
DE102015107123A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug, Ultraschallsensor, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102016107865B4 (de) Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors
DE102018108791A1 (de) Ultraschallsensorvorrichtung zum Erkennen eines Zustands einer Fahrbahn unter Berücksichtigung einer Lufttemperatur, Fahrerassistenzsystem sowie Verfahren
DE102012014199A1 (de) Vorrichtung zum Detektieren einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug und entsprechendes Verfahren
DE102009019380A1 (de) Signalgeber für ein Umfelderkennungssystem an einem Fahrzeug
DE102018100121B4 (de) Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug mit einer aus zwei Materialien gefertigten Membran, Ultraschallsensorvorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Herstellungsverfahren
DE102008054865A1 (de) Sensorvorrichtung zur Abstandsmessung
DE102016120120A1 (de) Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem auf einer Membran angeordnetem Dämpfungselement, Anordnung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102018130750A1 (de) Passives klangverbesserungssystem für ein fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination