DE102017108341A1 - Ultrasonic sensor device for a motor vehicle with a transmitting device and separate receiving devices, driver assistance system and motor vehicle - Google Patents

Ultrasonic sensor device for a motor vehicle with a transmitting device and separate receiving devices, driver assistance system and motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sendeeinrichtung (9) zum Aussenden eines Ultraschallsignals, wobei die Sendeeinrichtung (9) ein Sende-Wandlerelement (18) aufweist, welches zum Aussenden des Ultraschallsignal elektrisch anregbar ist, und mit zumindest zwei Empfangseinrichtungen (10) zum Empfangen des von einem Objekt (8) reflektierten Ultraschallsignals, wobei jede der Empfangseinrichtungen (10) ein Empfangs-Wandlerelement (20) zum Bereitstellen eines Sensorsignals beim Empfangen des Ultraschallsignals aufweist, und wobei die zumindest zwei Empfangseinrichtungen (10) beabstandet zu der Sendeeinrichtung (9) angeordnet sind, wobei jede der Empfangseinrichtungen (10) ein Empfangs-Membranelement (19) aufweist, welches mit dem Empfangs-Wandlerelement (20) zur Schwingungsübertragung verbunden ist und welches durch das empfangene Ultraschallsignal zum Schwingen anregbar ist und wobei die Sendeeinrichtung (9) ein topfförmiges Sende-Membranelement (16) aufweist, welches mit dem Sende-Wandlerelement (18) zur Schwingungsübertragung verbunden ist.

Figure DE102017108341A1_0000
The invention relates to an ultrasonic sensor device (4) for a motor vehicle (1), having a transmitting device (9) for emitting an ultrasonic signal, wherein the transmitting device (9) has a transmitting transducer element (18) which can be electrically excited for emitting the ultrasonic signal, and at least two receiving means (10) for receiving the ultrasonic signal reflected from an object (8), each of the receiving means (10) comprising a receiving transducer element (20) for providing a sensor signal upon receiving the ultrasonic signal, and wherein the at least two receiving means (10) spaced from the transmitter (9), each of the receivers (10) having a receiver membrane element (19) connected to the receiver transducer element (20) for vibration transmission and which is oscillated by the received ultrasonic signal is excitable and wherein the transmitting device (9) is a cup-shaped Transmitting membrane element (16) which is connected to the transmitting transducer element (18) for vibration transmission.
Figure DE102017108341A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Ultraschallsignals, wobei die Sendeeinrichtung ein Sende-Wandlerelement aufweist, welches zum Aussenden des Ultraschallsignals elektrisch anregbar ist. Zudem umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung zumindest zwei Empfangseinrichtungen zum Empfangen des von einem Objekt reflektierten Ultraschallsignals, wobei jede der Empfangseinrichtungen ein Empfangs-Wandlerelement zum Bereitstellen eines Sensorsignals beim Empfangen des Ultraschallsignals aufweist. Dabei sind die zumindest zwei Empfangseinrichtungen beabstandet zu der Sendeeinrichtung angeordnet. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer solchen Ultraschallsensorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.The present invention relates to an ultrasonic sensor device for a motor vehicle having a transmitting device for emitting an ultrasonic signal, wherein the transmitting device has a transmitting transducer element, which is electrically excitable for emitting the ultrasonic signal. In addition, the ultrasonic sensor device comprises at least two receiving devices for receiving the ultrasonic signal reflected by an object, each of the receiving devices having a receiving transducer element for providing a sensor signal upon receiving the ultrasonic signal. In this case, the at least two receiving devices are arranged at a distance from the transmitting device. Furthermore, the present invention relates to a driver assistance system having such an ultrasonic sensor device. Finally, the present invention relates to a motor vehicle with such a driver assistance system.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge. Derartige Ultraschallsensorvorrichtungen werden dazu verwendet, Objekte in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs zu erfassen. Insbesondere kann mit der Ultraschallsensorvorrichtung ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann dann der Abstand zu dem Objekt bestimmt werden. Derartige Ultraschallsensorvorrichtungen können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs sein.The interest here is directed to ultrasonic sensor devices for motor vehicles. Such ultrasonic sensor devices are used to detect objects in the vicinity of a motor vehicle. In particular, an ultrasound signal can be emitted with the ultrasound sensor device and the ultrasound signal reflected by the object can be received again. Based on the transit time between the emission of the ultrasound signal and the reception of the ultrasound signal reflected by the object, the distance to the object can then be determined. Such ultrasonic sensor devices may for example be part of a driver assistance system of the motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind Ultraschallsensorvorrichtungen beziehungsweise Ultraschallsensoren bekannt, welche eine Membran aufweisen, wobei die Membran sowohl zum Aussenden des Ultraschallsignals als auch zum Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals verwendet wird. Diese Membran kann zum Aussenden des Ultraschallsignals während einer Sendephase mit einem Wandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu Schwingungen angeregt werden. In einer nachfolgenden Ausschwingphase schwingt dann die Membran aus. In einer sich daran anschließenden Empfangsphase kann das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal empfangen werden. Dabei wird die Membran durch das empfangene Ultraschallsignal zu Schwingungen angeregt, welche mithilfe des Wandlerelements erfasst werden können.Ultrasonic sensor devices or ultrasound sensors are known from the prior art which have a membrane, the membrane being used both for emitting the ultrasound signal and for receiving the ultrasound signal reflected by the object. This membrane can be excited to send out the ultrasonic signal during a transmission phase with a transducer element, such as a piezoelectric element, to vibrate. In a subsequent decompression phase, the membrane then vibrates. In an adjoining reception phase, the ultrasound signal reflected by the object can be received. The membrane is excited by the received ultrasonic signal to vibrate, which can be detected by means of the transducer element.

Wenn nun zwei solcher Ultraschallsensorvorrichtungen mit einem definierten Abstand zueinander an einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, wobei beide Ultraschallsensorvorrichtungen das Ultraschallsignal aussenden und empfangen können, kann anhand der unterschiedlichen Laufzeit des Ultraschallsignals mittels Trilateration die relative Lage des Objekts zu dem Kraftfahrzeug bestimmt werden. Weitere Informationen zu dem Objekt, beispielsweise die Größe, die Höhe und/oder die dreidimensionale Lage, liegen aber nicht vor.Now, if two such ultrasonic sensor devices are arranged at a defined distance from each other on a bumper of the motor vehicle, both ultrasonic sensor devices can emit and receive the ultrasonic signal, the relative position of the object to the motor vehicle can be determined by trilateration based on the different duration of the ultrasonic signal. However, there is no further information about the object, for example the size, the height and / or the three-dimensional position.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Ultraschallsensorvorrichtungen bekannt, welche voneinander räumlich getrennte Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen aufweisen. Hierzu beschreibt die DE 10 2010 027 972 A1 eine Anordnung zur Bestimmung der Entfernung und der Richtung zu einem Objekt, wobei die Anordnung einen Emitter und mindestens zwei Empfängerelemente zum Empfangen des vom Emitter gesendeten und vom Objekt reflektierten Signals aufweist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Empfängerelemente als lineares Array, als zwei zueinander in einem Winkel angeordnete lineare Arrays, als den Emitter umgebendes, einen Kreis bildendes Array oder als zweidimensionales Array angeordnet sind. Zudem ist es ferner vorgesehen, dass der Durchmesser des Arrays größer als die halbe Wellenlänge des Signals ist. Ferner können die einzelnen Empfängerelemente jeweils eine individuelle Fläche aufweisen.In addition, ultrasound sensor devices are known from the prior art, which have mutually spatially separate transmitting devices and receiving devices. This describes the DE 10 2010 027 972 A1 an arrangement for determining the distance and the direction to an object, the arrangement having an emitter and at least two receiver elements for receiving the signal emitted by the emitter and reflected by the object. It can be provided that the receiver elements are arranged as a linear array, as two mutually arranged at an angle linear arrays, as surrounding the emitter, forming a circle array or as a two-dimensional array. In addition, it is further provided that the diameter of the array is greater than half the wavelength of the signal. Furthermore, the individual receiver elements can each have an individual area.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2008 001 746 A1 einen Ultraschallsensor mit einer ersten Empfangsvorrichtung und einer zweiten Empfangsvorrichtung. Dabei kann die erste Empfangsvorrichtung eine Ultraschallwelle durch ein Vibrations-Verringerungselement senden, welches zwischen der ersten Empfangsvorrichtung und der zweiten Empfangsvorrichtung angeordnet ist. Der Ultraschallsensor führt auf Grundlage eines Erfassungssignals der zweiten Empfangsvorrichtung eine Selbstdiagnose durch, ob die zweite Empfangsvorrichtung ohne Fehlverhalten betrieben wird. Zudem können die Empfangsvorrichtungen jeweils ein piezoelektrisches Element aufweisen, das mit einem akustischen Anpassungsteil verbunden ist. Das jeweilige akustische Anpassungsteil empfängt die Ultraschallwellen und überträgt eine Vibration zu dem piezoelektrischen Element.Furthermore, the describes DE 10 2008 001 746 A1 an ultrasonic sensor having a first receiving device and a second receiving device. At this time, the first receiving device may transmit an ultrasonic wave through a vibration reducing element disposed between the first receiving device and the second receiving device. The ultrasonic sensor performs a self-diagnosis based on a detection signal of the second receiving device as to whether the second receiving device is operated without malfunction. In addition, the receiving devices may each comprise a piezoelectric element which is connected to an acoustic adaptation part. The respective acoustic matching part receives the ultrasonic waves and transmits vibration to the piezoelectric element.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Sendeeinrichtung und zu der Sendeeinrichtung separaten Empfangseinrichtungen zuverlässiger betrieben werden kann.It is an object of the present invention to provide a solution as to how an ultrasonic sensor device with a transmitting device and to the transmitting device separate receiving devices can be operated more reliably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an ultrasonic sensor device, by a driver assistance system and by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous developments of The present invention is the subject of the dependent claims.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Ultraschallsignals. Dabei weist die Sendeeinrichtung bevorzugt ein Sende-Wandlerelement auf, welches zum Aussenden des Ultraschallsignals elektrisch anregbar ist. Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung bevorzugt zumindest zwei Empfangseinrichtungen zum Empfangen des von einem Objekt reflektierten Ultraschallsignals. Dabei weist jede der Empfangseinrichtungen insbesondere ein Empfangs-Wandlerelement zum Bereitstellen eines Sensorsignals beim Empfangen des Ultraschallsignals auf. Zudem ist es insbesondere vorgesehen, dass die zumindest zwei Empfangseinrichtungen beabstandet zu der Sendeeinrichtung angeordnet sind. Des Weiteren weist jede der Empfangseinrichtungen bevorzugt ein Empfangs-Membranelement auf, welches mit dem Empfangs-Wandlerelement insbesondere zur Schwingungsübertragung verbunden ist und welches bevorzugt durch das empfangene Ultraschallsignal zum Schwingen anregbar ist. Zudem ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Sendeeinrichtung ein topfförmiges Sende-Membranelement aufweist, welches mit dem Sende-Wandlerelement zur Schwingungsübertragung verbunden ist.According to one embodiment, an ultrasonic sensor device for a motor vehicle comprises a transmitting device for emitting an ultrasonic signal. In this case, the transmitting device preferably has a transmitting transducer element, which is electrically excitable for emitting the ultrasonic signal. In addition, the ultrasound sensor device preferably comprises at least two receiving devices for receiving the ultrasound signal reflected by an object. In this case, each of the receiving devices in particular has a receiving transducer element for providing a sensor signal when receiving the ultrasonic signal. In addition, it is provided in particular that the at least two receiving devices are arranged at a distance from the transmitting device. Furthermore, each of the receiving devices preferably has a receiving membrane element, which is connected to the receiving transducer element in particular for vibration transmission and which can preferably be excited to vibrate by the received ultrasonic signal. In addition, it is preferably provided that the transmitting device has a pot-shaped transmitting membrane element, which is connected to the transmitting transducer element for vibration transmission.

Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Ultraschallsignals, wobei die Sendeeinrichtung ein Sende-Wandlerelement aufweist, welches zum Aussenden des Ultraschallsignals elektrisch anregbar ist. Des Weiteren umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung zumindest zwei Empfangseinrichtungen zum Empfangen des von einem Objekt reflektierten Ultraschallsignals, wobei jede der Empfangseinrichtungen ein Empfangs-Wandlerelement zum Bereitstellen eines Sensorsignals beim Empfangen des Ultraschallsignals aufweist. Dabei sind die zumindest zwei Empfangseinrichtungen beabstandet zu der Sendeeinrichtung angeordnet. Des Weiteren weist jede der Empfangseinrichtungen ein Empfangs-Membranelement auf, welches mit dem Empfangs-Wandlerelement zur Schwingungsübertragung verbunden ist und welches durch das empfangene Ultraschallsignal zum Schwingen anregbar ist. Ferner weist die Sendeeinrichtung ein topfförmiges Sende-Membranelement auf, welches mit dem Sende-Wandlerelement zur Schwingungsübertragung verbunden ist.An ultrasonic sensor device according to the invention for a motor vehicle comprises a transmitting device for emitting an ultrasonic signal, wherein the transmitting device has a transmitting transducer element, which is electrically excitable for emitting the ultrasonic signal. Furthermore, the ultrasonic sensor device comprises at least two receiving devices for receiving the ultrasonic signal reflected by an object, each of the receiving devices having a receiving transducer element for providing a sensor signal upon receiving the ultrasonic signal. In this case, the at least two receiving devices are arranged at a distance from the transmitting device. Furthermore, each of the receiving devices has a receiving membrane element which is connected to the receiving transducer element for vibration transmission and which can be excited by the received ultrasonic signal to vibrate. Furthermore, the transmitting device has a cup-shaped transmitting membrane element, which is connected to the transmitting transducer element for vibration transmission.

Die Ultraschallsensorvorrichtung kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Ultraschallsensorvorrichtung Teil eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs sein. Die Ultraschallsensorvorrichtung umfasst die Sendeeinrichtung, mittels welcher das Ultraschallsignal ausgesendet werden kann. Die Sendeeinrichtung umfasst ein Sende-Wandlerelement, welches beispielsweise durch ein piezoelektrisches Element gebildet sein kann. An diesem Sende-Wandlerelement kann eine elektrische Spannung, insbesondere eine Wechselspannung, angelegt werden. Durch die angelegte Spannung wird das Sende-Wandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt, wodurch das Ultraschallsignal ausgesendet werden kann. Des Weiteren weist die Ultraschallsensorvorrichtung die zumindest zwei Empfangseinrichtungen auf. Mit den Empfangseinrichtungen kann jeweils das Ultraschallsignal, welches von der Sendeeinrichtung ausgesendet wurde und welches von dem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektiert wurde, empfangen werden. Die jeweiligen Empfangseinrichtungen weisen ein Empfangs-Wandlerelement auf. Auch die Empfangs-Wandlerelemente können durch ein piezoelektrisches Element gebildet sein. Beim Empfangen des Ultraschallsignals werden die Empfangs-Wandlerelemente zu mechanischen Schwingungen angeregt. Infolge der mechanischen Schwingungen wird mit dem jeweiligen Empfangs-Wandlerelement eine elektrische Spannung, insbesondere eine zeitlich veränderliche elektrische Spannung, ausgegeben. Auf Grundlage dieser elektrischen Spannung kann dann das Sensorsignal bestimmt werden, welches das empfangene Ultraschallsignal beschreibt.The ultrasonic sensor device can be used in a motor vehicle. For example, the ultrasonic sensor device may be part of a driver assistance system of the motor vehicle. The ultrasonic sensor device comprises the transmitting device, by means of which the ultrasonic signal can be transmitted. The transmitting device comprises a transmitting transducer element, which may be formed for example by a piezoelectric element. An electrical voltage, in particular an alternating voltage, can be applied to this transmission converter element. By the applied voltage, the transmitting transducer element is excited to mechanical vibrations, whereby the ultrasonic signal can be emitted. Furthermore, the ultrasonic sensor device has the at least two receiving devices. In each case, the ultrasound signal, which was transmitted by the transmitting device and which was reflected by the object in the surrounding area, can be received by the receiving devices. The respective receiving devices have a receiving transducer element. The receiving transducer elements may also be formed by a piezoelectric element. Upon receiving the ultrasonic signal, the receiving transducer elements are excited to mechanical vibrations. As a result of the mechanical vibrations, an electrical voltage, in particular a time-variable electrical voltage, is output with the respective receiving transducer element. On the basis of this electrical voltage, the sensor signal which describes the received ultrasonic signal can then be determined.

Dabei sind die zumindest zwei Empfangseinrichtungen beabstandet zu der Sendeeinrichtung angeordnet. Mit anderen Worten weisen die Empfangseinrichtungen einen vorbestimmten Abstand zu der Sendeeinrichtung auf. Bei der Ultraschallsensorvorrichtung sind also die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtungen separat ausgebildet. Dadurch, dass die Ultraschallsensorvorrichtung getrennte Sender und Empfänger aufweist, ist es beispielsweise im Vergleich zu Ultraschallsensorvorrichtungen, die eine gemeinsame Sende- und Empfangseinrichtung aufweisen, möglich, das reflektierte Ultraschallsignal nach einer kürzeren Zeit zu empfangen, da das Ausschwingen der Membran nicht abgewartet werden muss. Somit wird es ermöglicht, Objekte in einem geringeren Abstand zu detektieren. Dadurch, dass die Empfangseinrichtungen beabstandet zu der Sendeeinrichtung angeordnet sind, kann anhand der unterschiedlichen Anteile des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals das Objekt genauer charakterisiert werden. Beispielweise kann anhand der Laufzeitunterschiede der jeweiligen Anteile des reflektierten Ultraschallsignals mittels Trilateration eine relative Lage zwischen der Ultraschallsensorvorrichtung und dem Objekt bestimmt werden.In this case, the at least two receiving devices are arranged at a distance from the transmitting device. In other words, the receiving devices have a predetermined distance from the transmitting device. In the ultrasonic sensor device, therefore, the transmitting device and the receiving devices are formed separately. By virtue of the fact that the ultrasound sensor device has separate transmitters and receivers, it is possible, for example, to receive the reflected ultrasound signal after a shorter time compared with ultrasound sensor devices which have a common transmitting and receiving device, since the decay of the diaphragm does not have to be awaited. This makes it possible to detect objects at a smaller distance. Because the receiving devices are arranged at a distance from the transmitting device, the object can be more accurately characterized on the basis of the different proportions of the ultrasonic signal reflected by the object. For example, a relative position between the ultrasound sensor device and the object can be determined on the basis of the transit time differences of the respective portions of the reflected ultrasound signal by means of trilateration.

Des Weiteren weist jede der Empfangseinrichtungen ein Empfangs-Membranelement auf, welches mit dem Empfangs-Wandlerelement zur Schwingungsübertragung verbunden ist. Zudem ist das Empfangs-Membranelement durch das empfangene Ultraschallsignal zum Schwingen anregbar. Mit anderen Worten ist jedem der Empfangseinrichtungen ein separates Empfangs-Membranelement zugeordnet. Dieses Empfangs-Membranelement kann mit dem Empfangs-Wandlerelement beispielsweise stoffschlüssig verbunden sein. Das Empfangs-Membranelement wird durch das empfangene Ultraschallsignal zu mechanischen Schwingungen angeregt. Das Empfangs-Membranelement kann aus einem Metall gefertigt sein. Das Empfangs-Membranelement kann plattenförmig oder kreisscheibenförmig ausgebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Empfangs-Membranelement topfförmig ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine Resonanzfrequenz des Empfangs-Membranelements der Frequenz des empfangenen Ultraschallsignals entspricht. Damit reagiert das Empfangs-Membranelement empfindlich auf die reflektierten Ultraschallsignale und wird durch diese zum Schwingung angeregt. Diese Schwingungen werden dann an das Empfangs-Wandlerelement übertragen, wodurch das Sensorsignal präzise bestimmt werden kann.Furthermore, each of the receiving devices has a receiving membrane element which is connected to the receiving transducer element for vibration transmission. In addition, the receiving membrane element is through the received ultrasonic signal can be excited to vibrate. In other words, each of the receiving devices is assigned a separate receiving membrane element. This receiving membrane element may be connected to the receiving transducer element, for example, materially. The receiving membrane element is excited by the received ultrasonic signal to mechanical vibrations. The receiving membrane element may be made of a metal. The receiving membrane element may be plate-shaped or circular disk-shaped. Furthermore, it can be provided that the receiving membrane element is cup-shaped. In particular, it is provided that a resonance frequency of the receiving membrane element corresponds to the frequency of the received ultrasonic signal. Thus, the receiving membrane element is sensitive to the reflected ultrasonic signals and is excited by them to vibrate. These vibrations are then transmitted to the receiving transducer element, whereby the sensor signal can be precisely determined.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Sendeeinrichtung ein topfförmiges Sende-Membranelement auf, welches mit dem Sende-Wandlerelement zur Schwingungsübertragung verbunden ist. Dieses Sende-Membranelement kann beispielsweise aus einem Metall gefertigt sein. Dabei kann ein Membranboden des Sende-Membranelements mit dem Sende-Wandlerelement zur Schwingungsübertragung verbunden sein. Der Membranboden ist an der Mantelfläche der topfförmigen Membran gehalten und kann somit frei schwingen. Damit kann eine ausreichende Sendeleistung zum Aussenden des Ultraschallsignals erreicht werden. Die Sendeeinrichtung dient somit zur Erzeugung der Richtcharakteristik, der Frequenz und des Schalldrucks. Dabei kann das Sende-Wandlerelement beziehungsweise das piezoelektrische Element nach Art eines Biegeschwingers ausgebildet sein. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass ein stabförmiges Piezoelement verwendet wird, welches in seiner Längsschwingung beziehungsweise seinen Längsmoden betrieben wird. Ein solches Piezoelements kann mittels eines Anpassmaterials eine Kolbenschwingung zur Schallerzeugung bereitstellen beziehungsweise nach Art eines Kolbenschwingers ausgebildet sein. Dabei kann es ferner vorgesehen sein, dass eine Resonanzfrequenz des Sende-Membranelements einer Frequenz des ausgesendeten Ultraschallsignals entspricht. Dies ermöglicht ein zuverlässiges Aussenden des Ultraschallsignals. Dies ermöglicht insgesamt einen zuverlässigen Betreib der Ultraschallsensorvorrichtung.According to an essential aspect of the present invention, the transmitting device has a pot-shaped transmitting membrane element, which is connected to the transmitting transducer element for vibration transmission. This transmitting membrane element may be made of a metal, for example. In this case, a membrane bottom of the transmitting membrane element may be connected to the transmitting transducer element for vibration transmission. The membrane bottom is held on the lateral surface of the pot-shaped membrane and thus can swing freely. Thus, a sufficient transmission power for emitting the ultrasonic signal can be achieved. The transmitting device thus serves to generate the directional characteristic, the frequency and the sound pressure. In this case, the transmitting transducer element or the piezoelectric element may be designed in the manner of a bending oscillator. Alternatively, it can be provided that a rod-shaped piezoelectric element is used, which is operated in its longitudinal oscillation or its longitudinal modes. Such a piezoelectric element can provide a piston oscillation for generating sound by means of a matching material or be designed in the manner of a piston oscillator. In this case, it can also be provided that a resonance frequency of the transmitting membrane element corresponds to a frequency of the emitted ultrasonic signal. This allows reliable transmission of the ultrasonic signal. This allows for a total reliable operation of the ultrasonic sensor device.

In den Innenraum der topfförmigen Membran kann zudem ein Dämpfungsmaterial angeordnet sein. Wenn die Membran beziehungsweise der Membranboden zum Senden angeregt wird, kann die Schwingung der Membran innerhalb einer kurzen Zeit gedämpft werden. Da das Sende-Membranelement nur zum Aussenden des Ultraschallsignals und nicht zum Empfangen des Ultraschallsignals verwendet wird, kann dieses Dämpfungsmaterial im Vergleich zu bekannten Dämpfungsmaterialien mit einer geringeren Dämpfung ausgelegt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass auf ein Dämpfungsmaterial vollständig verzichtet wird. Somit könnte man bei gleicher elektrischer Membrananregung einen höheren Schalldruck erreichen. Ferner wird es möglich, dass das Sende-Membranelement mit Frequenzen außerhalb der Resonanzfrequenz betrieben wird, da auch außerhalb der Resonanzfrequenz eine genügend hohe Schallenergie erreicht werden kann.In addition, a damping material can be arranged in the interior of the pot-shaped membrane. When the diaphragm or the diaphragm bottom is excited to transmit, the vibration of the diaphragm can be damped within a short time. Since the transmitting membrane element is used only for transmitting the ultrasonic signal and not for receiving the ultrasonic signal, this damping material can be designed with a lower attenuation compared to known damping materials. It can also be provided that a damping material is completely dispensed with. Thus, one could achieve a higher sound pressure with the same electrical diaphragm excitation. Furthermore, it becomes possible for the transmitting membrane element to be operated at frequencies outside the resonant frequency, since a sufficiently high sound energy can also be achieved outside the resonant frequency.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Ultraschallsensorvorrichtung ein Gehäuse aufweist, wobei die zumindest zwei Empfangseinrichtungen an einer Gehäusefläche des Gehäuses gehalten sind. Das Gehäuse kann aus einem Kunststoff gefertigt sein und im Wesentlichen zylinderförmig oder hohlzylinderförmig ausgebildet sein. Die zumindest zwei Empfangseinrichtungen können an der Gehäusefläche gehalten sein, welche von einer Mantelfläche verschieden ist. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die zumindest zwei Empfangseinrichtungen derart an dem Gehäuse gehalten sind, dass diese zum Empfangen des Ultraschallsignals frei schwingen können. Darüber hinaus ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Empfangs-Membranelemente derart an dem Gehäuse angeordnet sind, dass die jeweiligen Empfangs-Membranelemente bündig mit der Gehäusefläche sind. Ein derartiges Gehäuse kann beispielsweise in der Wagenfarbe lackiert werden. Somit wird die Optik des Kraftfahrzeugs durch die Ultraschallsensorvorrichtung nur in geringem Maße beeinflusst.Furthermore, it is advantageous if the ultrasonic sensor device has a housing, wherein the at least two receiving devices are held on a housing surface of the housing. The housing may be made of a plastic and be formed substantially cylindrical or hollow cylindrical. The at least two receiving devices may be held on the housing surface, which is different from a lateral surface. In this case, it is provided in particular that the at least two receiving devices are held on the housing in such a way that they can oscillate freely for receiving the ultrasonic signal. In addition, it is preferably provided that the receiving membrane elements are arranged on the housing such that the respective receiving membrane elements are flush with the housing surface. Such a housing can be painted, for example in the car color. Thus, the optics of the motor vehicle is influenced by the ultrasonic sensor device only to a small extent.

In einer Ausführungsform ist die Sendeeinrichtung an der Gehäusefläche des Gehäuses gehalten. Bei dieser Ausgestaltung sind sowohl die zumindest zwei Empfangseinrichtungen als auch die Sendeeinrichtung an der Gehäusefläche des Gehäuses gehalten. Auch hier ist es insbesondere vorgesehen, dass das Sende-Membranelement derart an dem Gehäuse gehalten ist, dass dieses zum Aussenden des Ultraschallsignals frei schwingen kann. Ferner ist die Sendeeinrichtung bevorzugt derart an dem Gehäuse gehalten, dass das Sende-Membranelement bündig zu der Gehäusefläche ist. Bei dieser Ausführungsform wird ein gemeinsames Gehäuse beziehungsweise ein gemeinsames Gehäuseteil für die Komponenten der Ultraschallsensorvorrichtung verwendet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Elektronik der Ultraschallsensorvorrichtung in das Gehäuse integriert wird. Damit kann die Ultraschallsensorvorrichtung Bauraum sparend ausgebildet werden.In one embodiment, the transmitting device is held on the housing surface of the housing. In this embodiment, both the at least two receiving devices and the transmitting device are held on the housing surface of the housing. Here, too, it is provided in particular that the transmitting membrane element is held on the housing such that it can oscillate freely for emitting the ultrasonic signal. Furthermore, the transmitting device is preferably held on the housing such that the transmitting membrane element is flush with the housing surface. In this embodiment, a common housing or a common housing part is used for the components of the ultrasonic sensor device. It can also be provided that the electronics of the ultrasonic sensor device is integrated into the housing. Thus, the ultrasonic sensor device can be designed to save space.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Gehäuse eine Ausnehmung auf, und die Sendeeinrichtung ist zumindest bereichsweise in der Ausnehmung angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Sende-Membranelement zumindest bereichsweise in der Ausnehmung des Gehäuses angeordnet ist. Wie bereits erläutert, ist das Sende-Membranelement im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Auf dieses Sende-Membranelement kann nun das Gehäuse, an welchem die Empfangseinrichtungen angeordnet sind, befestigt werden. In diesem Fall ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Das Gehäuse kann also auf eine bestehende Membran eines Ultraschallsensors aufgesteckt werden. Die eignet sich insbesondere als Nachrüst-Kit für bekannte Ultraschallsensoren. Diese Ultraschallsensoren weisen die topfförmige Membran auf, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen des Ultraschallsignals verwendet wird. Auf diese Membran kann nun das Gehäuse, an welchem die zumindest zwei Empfangseinrichtungen angeordnet sind, aufgesteckt beziehungsweise befestigt werden. Die bestehende Membran kann dann nur zum Aussenden des Ultraschallsignals verwendet werden. Mit den Empfangseinrichtungen können dann die Anteile des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals empfangen werden und somit das Objekt räumlich charakterisiert werden. According to an alternative embodiment, the housing has a recess, and the transmitting device is arranged at least partially in the recess. In particular, it is provided that the transmitting membrane element is arranged at least partially in the recess of the housing. As already explained, the transmitting membrane element is essentially pot-shaped. The housing on which the receiving devices are arranged can now be fastened to this transmitting membrane element. In this case, it is preferably provided that the housing is formed substantially hollow cylindrical. The housing can therefore be plugged onto an existing membrane of an ultrasonic sensor. The is particularly suitable as a retrofit kit for known ultrasonic sensors. These ultrasonic sensors have the cup-shaped membrane, which is used both for transmitting and for receiving the ultrasonic signal. The housing, on which the at least two receiving devices are arranged, can now be plugged or fastened onto this membrane. The existing membrane can then be used only for emitting the ultrasonic signal. With the receiving devices, the proportions of the ultrasonic signal reflected by the object can then be received, and thus the object can be spatially characterized.

Dabei kann es ferner vorgesehen sein, dass das Gehäuse, welches die Ausnehmung zum Aufnehmen des Sende-Membranelements beziehungswiese der Membran aufweist, als Halteeinrichtung zum Halten des Ultraschallsensors an dem Kraftfahrzeug dient. In diesem Fall kann das Gehäuse an einem Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Stoßfänger, befestigt werden. Das Gehäuse kann an das Verkleidungsteil geklebt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gehäuse Anschweißlaschen zum Anschweißen des Gehäuses an dem Verkleidungsteil aufweist. In this case, it can further be provided that the housing, which has the recess for receiving the transmitting membrane element or the membrane, serves as a holding device for holding the ultrasonic sensor on the motor vehicle. In this case, the housing may be fastened to a trim part of the motor vehicle, for example a bumper. The housing can be glued to the trim part. It can also be provided that the housing has welding tabs for welding the housing to the covering part.

Zudem kann der Ultraschallsensor mit dem Sende-Membranelement an dem Gehäuse gehalten sein. Dies kann beispielsweise durch eine Klebverbindung, eine Rastverbindung, eine Schweißverbindung oder dergleichen erfolgen. Somit kann beispielsweise auf bekannte Halteeinrichtungen verzichtet werden.In addition, the ultrasonic sensor with the transmitting membrane element can be held on the housing. This can be done for example by an adhesive bond, a snap-in connection, a welded joint or the like. Thus, for example, can be dispensed with known holding devices.

Darüber hinaus ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Ultraschallsensorvorrichtung eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von an die jeweiligen Empfangseinrichtungen übertragenen Schwingungen aufweist. Somit kann auf zuverlässige Weise verhindert werden, dass Schwingungen an die Empfangseinrichtung übertragen werden und somit beim Empfangen des reflektierten Ultraschallsignals Störungen auftreten können. Insbesondere können Schwingungen beziehungsweise Vibrationen, welche im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftreten, gedämpft werden. Damit kann verhindert werden, dass die übertragenen Schwingungen fälschlicherweise als empfangenes Ultraschallsignal angesehen werden.In addition, it is preferably provided that the ultrasonic sensor device comprises a damping device for damping vibrations transmitted to the respective receiving devices. Thus, it can be prevented in a reliable manner that vibrations are transmitted to the receiving device and thus may interfere with receiving the reflected ultrasonic signal. In particular, vibrations or vibrations which occur during operation of the motor vehicle can be damped. This can be prevented that the transmitted vibrations are mistakenly regarded as a received ultrasonic signal.

In einer Ausführungsform weist die Dämpfungseinrichtung ein erstes Dämpfungselement auf, welches das Empfangs-Membranelement der jeweiligen Empfangseinrichtungen zumindest bereichsweise umgibt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das erste Dämpfungselement das Empfangs-Wandlerelement der jeweiligen Empfangseinrichtungen zumindest bereichsweise umgibt. Das erste Dämpfungselement kann aus einem weichelastischen Material, insbesondere Silikon oder Silikonschaum, gebildet sein. Dieses erste Dämpfungselement kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das erste Dämpfungselement zumindest bereichsweise zwischen dem Empfangs-Membranelement und dem Gehäuse angeordnet ist. Das erste Dämpfungselement kann also in einem Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Empfangs-Membranelement angeordnet sein. Somit kann auf zuverlässige Weise verhindert werden, dass Schwingungen von dem Gehäuse an die jeweiligen Empfangs-Membranelemente übertragen werden.In one embodiment, the damping device has a first damping element, which surrounds the receiving membrane element of the respective receiving devices at least in regions. It can also be provided that the first damping element surrounds the receiving transducer element of the respective receiving devices at least in regions. The first damping element can be formed from a soft elastic material, in particular silicone or silicone foam. This first damping element can be arranged in the housing. It can also be provided that the first damping element is at least partially disposed between the receiving membrane element and the housing. The first damping element can thus be arranged in a gap between the housing and the receiving membrane element. Thus, it can be reliably prevented that vibrations are transmitted from the housing to the respective receiving membrane elements.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Dämpfungseinrichtung ein zweites Dämpfungselement für jede der Empfangseinrichtungen auf, wobei das zweite Dämpfungselement mit dem Empfangs-Wandlerelement der jeweiligen Empfangseinrichtung verbunden ist. Das zweite Dämpfungselement kann beispielsweise aus einem Silikonschaum gebildet sein. Ein solches zweites Dämpfungselement kann direkt an den jeweiligen Empfangs-Wandlerelementen angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die zweiten Dämpfungselemente von dem ersten Dämpfungselement umgeben sind. Somit kann auf zulässige Weise verhindert werden, dass Vibrationen an die jeweiligen Empfangs-Wandlerelemente übertragen werden.In a further embodiment, the damping device has a second damping element for each of the receiving devices, wherein the second damping element is connected to the receiving transducer element of the respective receiving device. The second damping element can be formed, for example, from a silicone foam. Such a second damping element can be arranged directly on the respective receiving transducer elements. It can also be provided that the second damping elements are surrounded by the first damping element. Thus, it can be prevented in a permissible manner that vibrations are transmitted to the respective receiving transducer elements.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Sendeeinrichtung und die zumindest zwei Empfangseinrichtungen entlang einer Linie angeordnet. Mit anderen Worten sind der Mittelpunkt des Sende-Membranelements und die Mittelpunkte der Empfangs-Membranelemente entlang einer Linie angeordnet. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass der Ultraschallsensor derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet wird, dass sich diese Linie entlang einer Fahrzeughochrichtung erstreckt. Somit kann das Objekt entlang der Fahrzeughochrichtung beziehungsweise der Elevationsrichtung ausgewertet werden. Die Empfangseinrichtungen können bevorzugt den gleichen Abstand zu der Sendeeinrichtung aufweisen. Der Abstand kann beispielsweise etwa der dreifachen Wellenlänge des Ultraschallsignals entsprechen.According to a further embodiment, the transmitting device and the at least two receiving devices are arranged along a line. In other words, the center of the transmitting membrane element and the centers of the receiving membrane elements are arranged along a line. It is provided in particular that the ultrasonic sensor is arranged on the motor vehicle such that this line extends along a vehicle vertical direction. Thus, the object can be evaluated along the vehicle vertical direction or the elevation direction. The receiving devices may preferably have the same distance to the transmitting device. The distance, for example, about the three times the wavelength of the ultrasonic signal.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Ultraschallsensorvorrichtung eine Mehrzahl von Empfangseinrichtungen aufweist, welche konzentrisch zu der Sendeeinrichtung angeordnet sind. Beispielsweise kann die Ultraschallsensorvorrichtung vier Empfangseinrichtungen aufweisen, welche konzentrisch um die Sendeeinrichtung herum angeordnet sind. Somit wird es ermöglicht, dass die Ultraschallsensorvorrichtung durch ihren konstruktiven Aufbau in der Lage ist, ein Objekt bezüglich des Abstands sowie der räumlichen Position sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung zu charakterisieren. Zusätzlich kann das Objekt noch genauer charakterisiert werden, wenn in einem Fahrerassistenzsystem mehrere Ultraschallsensorvorrichtungen an einem Stoßfänger angeordnet werden. Diese gleichartig aufgebauten Ultraschallsensorvorrichtungen können dann mittels Triangulation die Objektauswertung ergänzen. Damit kann die Qualität der räumlichen Objekterkennung beziehungsweise Hinderniserkennung erheblich verbessert werden.Furthermore, it is advantageous if the ultrasonic sensor device has a plurality of receiving devices which are arranged concentrically to the transmitting device. For example, the ultrasonic sensor device may have four receiving devices, which are arranged concentrically around the transmitting device. Thus, the ultrasonic sensor device is enabled by its structural design to be able to characterize an object with respect to the distance as well as the spatial position in both the horizontal and in the vertical direction. In addition, the object can be characterized even more accurately if a plurality of ultrasound sensor devices are arranged on a bumper in a driver assistance system. These identically constructed ultrasonic sensor devices can then complement the object evaluation by means of triangulation. Thus, the quality of spatial object recognition or obstacle detection can be significantly improved.

Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem eine Mehrzahl von Ultraschallsensorvorrichtungen aufweist.An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises at least one ultrasonic sensor device according to the invention. In particular, it is provided that the driver assistance system has a plurality of ultrasound sensor devices.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem ein Steuergerät auf, welche dazu ausgelegt ist, anhand eines Unterschieds zwischen den mit den Empfangseinrichtungen bereitgestellten Sensorsignalen eine relative Lage des Objekts zu der Ultraschallsensorvorrichtung zu bestimmen. Mit den jeweiligen Empfangseinrichtungen können Anteile des ausgesendeten und von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals empfangen werden. Diese Anteile des Ultraschallsignals unterscheiden sich bezüglich der Laufzeit und/oder der Phase. Aus den jeweiligen Signalunterschieden der empfangenen Anteile des Ultraschallsignals, welche insbesondere die Phasendifferenz und/oder die Laufzeitdifferenz beschreiben, kann die exakte räumliche Position eines Reflexionspunktes des Objekts bestimmt werden. Beispielsweise kann anhand der jeweiligen Laufzeit der jeweilige Abstand von einer der Empfangseinrichtungen zu dem Reflexionspunkt bestimmt werden. Anhand der jeweiligen Abstände kann dann das Objekt beziehungsweise Hindernisse räumlich charakterisiert werden.According to a further embodiment, the driver assistance system has a control unit which is designed to determine a relative position of the object to the ultrasonic sensor device on the basis of a difference between the sensor signals provided with the receiving devices. With the respective receiving devices, portions of the transmitted and reflected from the object ultrasonic signal can be received. These portions of the ultrasonic signal differ with respect to the transit time and / or the phase. The exact spatial position of a reflection point of the object can be determined from the respective signal differences of the received portions of the ultrasound signal, which in particular describe the phase difference and / or the transit time difference. For example, the respective distance from one of the receiving devices to the reflection point can be determined on the basis of the respective transit time. On the basis of the respective distances then the object or obstacles can be spatially characterized.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Steuergerät zum Einstellen einer Sendefrequenz des mittels der Sendeeinrichtung ausgesendeten Ultraschallsignals ausgebildet. Mithilfe des Steuergeräts kann die Frequenz der elektrischen Spannung, mit welcher das Sende-Wandlerelement angeregt wird, eingestellt werden. Somit kann die Sendefrequenz des ausgesendeten Ultraschallsignals verändert werden. Wie bereits erläutert, kann es vorgesehen sein, dass das Sende-Membranelement nicht gedämpft ist. Somit kann auch bei Sendefrequenzen, die sich von der Resonanzfrequenz des Sende-Membranelements unterscheiden, ein ausreichender Schalldruckpegel erreicht werden. Mit der Änderung der Sendefrequenz kann die Breite der Abstandcharakteristik der Sendeeinrichtung beeinflusst werden. Wenn die Sendefrequenz erhöht wird, ergibt sich ein kleinerer Öffnungswinkel. Dadurch kann eine Fokussierung der ausgesendeten Schallenergie erreicht werden. Somit wird es möglich, weiter entfernte Objekte beziehungsweise Hindernisse diktieren zu können. Dies eignet sich beispielsweise, wenn die Ultraschallsensorvorrichtung in einem Fahrerassistenzsystem verwendet wird, welches als Bremsassistent oder als Stauassistent ausgebildet ist. Falls die Sendefrequenz verringert wird, ergibt sich ein größerer Öffnungswinkel. Dies führt zu einer breiteren Schallkeule, wodurch verhältnismäßig niedrige und/oder verhältnismäßig hohe Objekte in einem nahen und/oder mittleren Abstand besser detektiert werden können.In a further refinement, the control unit is designed to set a transmission frequency of the ultrasound signal emitted by means of the transmission device. By means of the control unit, the frequency of the electrical voltage with which the transmitting transducer element is excited can be adjusted. Thus, the transmission frequency of the transmitted ultrasonic signal can be changed. As already explained, it can be provided that the transmitting membrane element is not damped. Thus, even at transmission frequencies that differ from the resonant frequency of the transmitting membrane element, a sufficient sound pressure level can be achieved. With the change of the transmission frequency, the width of the distance characteristic of the transmitting device can be influenced. If the transmission frequency is increased, the result is a smaller opening angle. As a result, a focusing of the emitted sound energy can be achieved. This makes it possible to dictate more distant objects or obstacles. This is suitable, for example, if the ultrasound sensor device is used in a driver assistance system which is designed as a brake assistant or as a traffic jam assistant. If the transmission frequency is reduced, results in a larger opening angle. This leads to a wider sound lobe, whereby relatively low and / or relatively high objects can be better detected in a near and / or medium distance.

Die Ultraschallsensorvorrichtungen eignen sich dazu, verschiedene Funktionen gleichzeitig zu realisieren. Beispielsweise können die Ultraschallsensorvorrichtungen in Fahrerassistenzsystemen verwendet werden, welche als Parkhilfesystemen ausgebildet sind. Ferner kann das Fahrerassistenzsystem als Bremsassistent beziehungsweise Notbremsassistent ausgebildet sein. Dadurch, dass mithilfe der Ultraschallsensorvorrichtung Objekte räumlich erfasst werden können, können beispielsweise auch Toreinfahrten detektiert werden und somit festgestellt werden, ob das Kraftfahrzeug durch eine Toreinfahrt durchfahren kann. Ferner wird es durch die Ultraschallsensorvorrichtung ermöglicht, Objekte beziehungsweise Hindernisse am Boden zu erkennen. Durch eine entsprechende Auswertung der Sensorsignale kann somit insbesondere unterschieden werden, ob das Sensorsignal ein Hindernis auf dem Boden beschreibt oder ob das Sensorsignal eine Reflexion des Ultraschallsignals an den Boden beschreibt.The ultrasonic sensor devices are suitable for realizing various functions simultaneously. For example, the ultrasonic sensor devices can be used in driver assistance systems which are designed as parking assistance systems. Furthermore, the driver assistance system can be designed as a brake assistant or emergency brake assistant. By virtue of the fact that objects can be detected spatially with the aid of the ultrasonic sensor device, it is also possible, for example, to detect gate entrances and thus to determine whether the motor vehicle can pass through a gate entrance. Furthermore, the ultrasonic sensor device makes it possible to detect objects or obstacles on the ground. By a corresponding evaluation of the sensor signals it is thus possible in particular to distinguish whether the sensor signal describes an obstacle on the ground or whether the sensor signal describes a reflection of the ultrasonic signal to the ground.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist, welche dazu verwendet werden, das Ultraschallsignal sowohl auszusenden als auch das reflektierte Ultraschallsignal zu empfangen. Diese Ultraschallsensoren können in bekannter Weise an den Stoßfänger angeordnet werden und zur Abstandsmessung verwendet werden. Ferner könnte die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung separat als Teil eines Bremsassistenten verwendet werden. Beispielsweise könnte dann die Ultraschallsensorvorrichtung an dem Kühlergrill des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich eine Frequenz des Ultraschallsignals, das mit der Sendeeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung ausgesendet wird, von der Frequenz der Ultraschallsignale, die mit den Ultraschallsensoren ausgesendet werden, unterscheiden. Damit können beide Systeme auch optional gleichzeitig betrieben werden, wobei sich beide Systeme nicht gegenseitig beeinflussen.It can further be provided that the driver assistance system has a plurality of ultrasonic sensors, which are used both to transmit the ultrasonic signal and to receive the reflected ultrasonic signal. These ultrasonic sensors can be arranged in a known manner to the bumper and used for distance measurement. Furthermore, the ultrasonic sensor device according to the invention could be used separately as part of a brake assist. For example, the ultrasonic sensor device on the grille of the Motor vehicle are arranged. It can also be provided that a frequency of the ultrasound signal which is emitted by the transmitting device of the ultrasound sensor device differs from the frequency of the ultrasound signals emitted by the ultrasound sensors. Thus, both systems can also be operated optionally simultaneously, whereby both systems do not influence each other.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.A motor vehicle according to the invention comprises a driver assistance system according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car. It can also be provided that the motor vehicle is designed as a commercial vehicle.

Bezüglich der Anordnung der Ultraschallsensorvorrichtungen an dem Kraftfahrzeug können unterschiedliche Varianten vorgesehen sein. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Ultraschallsensorvorrichtung an einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet wird. Hierbei kann die Ultraschallsensorvorrichtung sichtbar verbaut werden. Dies bedeutet, dass die Ultraschallsensorvorrichtung in einer entsprechenden Aussparung beziehungsweise Durchgangsöffnungen der Stoßfänger angeordnet ist. Dies eignet sich insbesondere für den Fall, wenn die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung an einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtung vollständig verdeckt hinter einem Stoßfänger angeordnet wird. In diesem Fall sendet die Sendeeinrichtung das Ultraschallsignal durch den Stoßfänger durchaus und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wird von den Empfangseinrichtungen durch den Stoßfänger hindurch empfangen. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Ultraschallsensorvorrichtung verdeckt hinter dem Stoßfänger angeordnet ist. Beispielsweise können die Empfangseinrichtungen verdeckt hinter den Stoßfänger angeordnet sein. Dies eignet sich insbesondere bei der Ausgestaltung, bei welcher die Empfangseinrichtungen an dem Gehäuse gehalten sind und das Gehäuse auf das Sende-Membranelement beziehungsweise die Membran der Sendeeinrichtung aufgesteckt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtung an anderen Verkleidungsteilen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise einem Karosserieblech, an Türen oder dergleichen angeordnet wird.With regard to the arrangement of the ultrasonic sensor devices on the motor vehicle, different variants can be provided. It is provided in particular that the ultrasonic sensor device is arranged on a bumper of the motor vehicle. In this case, the ultrasonic sensor device can be installed visibly. This means that the ultrasonic sensor device is arranged in a corresponding recess or passage openings of the bumper. This is particularly suitable for the case when the transmitting device and the receiving device are arranged on a common housing. Alternatively, it may be provided that the ultrasonic sensor device is arranged completely hidden behind a bumper. In this case, the transmitting device thoroughly transmits the ultrasonic signal through the bumper, and the ultrasonic signal reflected from the object is received by the receiving devices through the bumper. It can also be provided that only a part of the ultrasonic sensor device is arranged concealed behind the bumper. For example, the receiving devices can be arranged concealed behind the bumper. This is particularly suitable in the embodiment in which the receiving devices are held on the housing and the housing is plugged onto the transmitting membrane element or the membrane of the transmitting device. It can also be provided that the ultrasonic sensor device is arranged on other trim parts of the motor vehicle, such as a body panel, on doors or the like.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The preferred embodiments presented with reference to the ultrasonic sensor device according to the invention and their advantages apply correspondingly to the driver assistance system according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

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 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. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features 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 specified combination but also in other combinations, without departing from the scope of the invention , Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but which emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Moreover, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed which go beyond the feature combinations set out in the back references of the claims or deviate therefrom.

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

Dabei zeigen:

  • 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensorvorrichtungen aufweist;
  • 2 eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Perspektivansicht, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung eine Sendeeinrichtung und vier Empfangseinrichtungen aufweist;
  • 3 die Ultraschallsensorvorrichtung gemäß 2, in deren Umgebung sich Objekt befindet;
  • 4 eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche eine Sendeeinrichtung und zwei Empfangseinrichtungen aufweist;
  • 5 die Ultraschallsensorvorrichtung gemäß 2 in einer geschnittenen Perspektivansicht;
  • 6 eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht; und
  • 7 eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Showing:
  • 1 a motor vehicle according to an embodiment of the invention, which has a driver assistance system with a plurality of ultrasonic sensor devices;
  • 2 an ultrasonic sensor device according to a first embodiment in a perspective view, wherein the ultrasonic sensor device comprises a transmitting device and four receiving devices;
  • 3 the ultrasonic sensor device according to 2 in whose surroundings there is an object;
  • 4 an ultrasonic sensor device according to another embodiment, comprising a transmitting device and two receiving devices;
  • 5 the ultrasonic sensor device according to 2 in a sectional perspective view;
  • 6 an ultrasonic sensor device according to another embodiment in a sectional side view; and
  • 7 an ultrasonic sensor device according to another embodiment.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 zu unterstützen. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the invention in a plan view. The car 1 is designed here as a passenger car. The motor vehicle 1 includes a driver assistance system 2 , which serves a driver while driving the motor vehicle 1 to support.

Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst eine Mehrzahl von Ultraschallsensorvorrichtungen 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 acht Ultraschallsensorvorrichtungen 4, wobei vier Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Frontbereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind und vier Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Mithilfe der jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtungen kann ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von einem Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Somit kann das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 7 erkannt werden. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner ein elektronisches Steuergerät 3, welches mit den jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtungen 4 zur Datenübertragung verbunden ist. Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mit den jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtungen 4 können Sensorsignale bereitgestellt werden, welches das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal beschreiben. Diese Sensorsignale können dann an das Steuergerät 3 übertragen werden.The driver assistance system 2 includes a plurality of ultrasonic sensor devices 4 , In the present embodiment, the driver assistance system comprises 2 eight ultrasonic sensor devices 4 wherein four ultrasonic sensor devices 4 in a front area 5 of the motor vehicle 1 are arranged and four ultrasonic sensor devices 4 in a rear area 6 of the motor vehicle 1 are arranged. By means of the respective ultrasound sensor devices, an ultrasound signal can be emitted and that of an object 8th in a surrounding area 7 the motor vehicle reflected ultrasonic signal are received again. Thus, the object can 8th in the surrounding area 7 be recognized. The driver assistance system 2 further comprises an electronic control unit 3 , which with the respective ultrasonic sensor devices 4 connected to the data transmission. Corresponding data lines are not shown here for the sake of clarity. With the respective ultrasonic sensor devices 4 sensor signals can be provided which describe the ultrasound signal reflected by the object. These sensor signals can then be sent to the control unit 3 be transmitted.

2 zeigt eine Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Perspektivansicht. Die Ultraschallsensorvorrichtung 4 umfasst eine Sendeeinrichtung 9 sowie vier Empfangseinrichtungen 10. Mit der Sendeeinrichtung 9 kann das Ultraschallsignal ausgesendet werden. Mit den jeweiligen Empfangseinrichtungen 10 kann das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Die Ultraschallsensorvorrichtung 4 umfasst ein Gehäuse 11, welches beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein kann. Das Gehäuse 11 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist eine Gehäusefläche 12 auf, an welcher die Sendeeinrichtung 9 und die Empfangseinrichtungen 10 angeordnet sind. Vorliegend sind die Empfangseinrichtungen 10 konzentrisch zu der Sendeeinrichtung 9 angeordnet. Dabei weisen die Empfangseinrichtungen 10 jeweils den gleichen Abstand zu der Sendeeinrichtung 9 auf. 2 shows an ultrasonic sensor device 4 according to a first embodiment in a perspective view. The ultrasonic sensor device 4 comprises a transmitting device 9 as well as four reception facilities 10 , With the transmitting device 9 the ultrasonic signal can be sent out. With the respective receiving facilities 10 can that be from the object 8th reflected ultrasonic signal are received again. The ultrasonic sensor device 4 includes a housing 11 which may be made of plastic, for example. The housing 11 is substantially cylindrical and has a housing surface 12 on, on which the transmitting device 9 and the reception facilities 10 are arranged. Present are the receiving facilities 10 concentric with the transmitting device 9 arranged. In this case, the receiving facilities 10 each the same distance to the transmitting device 9 on.

3 zeigt die Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß 2, in deren Umgebung sich ein vorliegend schematisch dargestelltes Objekt 8 befindet. Zudem sind die jeweiligen Anteile des Ultraschallsignals gezeigt, welche von der Sendeeinrichtung 9 ausgesendet wurden und welche von dem Objekt 8 an einem Reflexionspunkt 14 des Objekts 8 reflektiert wurden. Die jeweiligen Anteile des Ultraschallsignals sind vorliegend beispielhaft durch die Linien 13 veranschaulicht. Dadurch, dass die jeweiligen Empfangseinrichtungen10 eine unterschiedliche relative Lage zu dem Objekt 8 aufweisen, werden auch die jeweiligen Anteile des Ultraschallsignals zeitversetzt empfangen. Zudem können sich die jeweiligen Anteile des Ultraschallsignals, die mit den Empfangseinrichtungen 10 empfangen werden, bezüglich ihrer Phase voneinander unterscheiden. Aus diesem Signalzeitunterschied, der insbesondere die Phasendifferenz und die Laufzeitdifferenz beschreibt, kann dann die exakte Position eines Reflexionspunktes 14 des Objekts 8 bestimmt werden. 3 shows the ultrasonic sensor device 4 according to 2 , in the vicinity of which a present schematically illustrated object 8th located. In addition, the respective portions of the ultrasonic signal are shown, which of the transmitting device 9 were sent out and which of the object 8th at a reflection point 14 of the object 8th were reflected. The respective proportions of the ultrasound signal are exemplified here by the lines 13 illustrated. In that the respective receiving devices 10 have a different relative position to the object 8th have, the respective portions of the ultrasonic signal are received with a time delay. In addition, the respective proportions of the ultrasonic signal, with the receiving devices 10 are different in phase from each other. From this signal time difference, which in particular describes the phase difference and the transit time difference, then the exact position of a reflection point 14 of the object 8th be determined.

4 zeigt eine Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei weist die Ultraschallsensorvorrichtung 4 eine Sendeeinrichtung 9 und zwei Empfangseinrichtungen 10 auf. Dabei sind die jeweiligen Mittelpunkte der Empfangseinrichtungen 10 und der Sendeeinrichtung 9 entlang einer Linie 15 angeordnet. Auch hier weisen die Empfangseinrichtungen 10 den gleichen Abstand zu der Sendeeinrichtung 9 auf. Die Ultraschallsensorvorrichtung 4 kann derart an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet werden, dass die Linie 15 einer Fahrzeughochachse des Kraftfahrzeugs 1 verläuft. Somit kann zudem ein Elevationswinkel bezüglich des Objekts 8 bestimmt werden. 4 shows an ultrasonic sensor device 4 according to a further embodiment. In this case, the ultrasonic sensor device 4 a transmitting device 9 and two reception facilities 10 on. In this case, the respective centers of the receiving devices 10 and the transmitting device 9 along a line 15 arranged. Again, the reception facilities 10 the same distance to the transmitting device 9 on. The ultrasonic sensor device 4 can be so on the motor vehicle 1 be arranged that the line 15 a vehicle vertical axis of the motor vehicle 1 runs. Thus, in addition, an elevation angle with respect to the object 8th be determined.

5 zeigt die Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß 2 in einer geschnittenen Perspektivansicht. Hierbei ist zu erkennen, dass die Sendeeinrichtung 9 ein Sende-Membranelement 16 aufweist. Dieses Sende-Membranelement 16 ist topfförmig ausgebildet und kann aus Aluminium gefertigt sein. Dabei ist ein Membranboden 17 der Membran beziehungsweise des Sende-Membranelements 16 bündig zu der Gehäusefläche 12 angeordnet. Zudem umfasst die Sendeeinrichtung 9 ein Sende-Wandlerelement 18, welches aus einem piezoelektrischen Material gefertigt sein kann. Dieses Sende-Wandlerelement 18 kann mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden und somit in mechanische Schwingungen versetzt werden. Diese Schwingungen werden dann an das Sende-Membranelement 16 übertragen. Somit kann das Ultraschallsignal ausgesendet werden. 5 shows the ultrasonic sensor device 4 according to 2 in a cutaway perspective view. It can be seen that the transmitting device 9 a transmitting membrane element 16 having. This transmitting membrane element 16 is cup-shaped and can be made of aluminum. This is a membrane bottom 17 the membrane or the transmitting membrane element 16 flush with the housing surface 12 arranged. In addition, the transmitting device includes 9 a transmit transducer element 18 which may be made of a piezoelectric material. This transmit transducer element 18 can be acted upon by an electrical voltage and thus be placed in mechanical vibrations. These vibrations are then applied to the transmitting membrane element 16 transfer. Thus, the ultrasonic signal can be sent out.

Die jeweiligen Empfangseinrichtungen 10 weisen separate Empfangs-Membranelemente 19 auf. Diese Empfangs-Membranelemente 19 können aus einem Metall gefertigt sein. Vorliegend sind die Empfangs-Membranelemente 19 plattenförmig beziehungsweise kreisscheibenförmig ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Empfangs-Membranelemente 19 eine Einspannung aufweisen. Insbesondere entspricht eine Resonanzfrequenz der Empfangs-Membranelemente 19 einer Frequenz des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals. Des Weiteren weisen die jeweiligen Empfangseinrichtungen 9 ein Empfangs-Wandlerelement 20 auf. Auch dieses Empfangs-Wandlerelement 20 kann aus einem piezoelektrischen Material gefertigt sein. Wenn das jeweilige Empfangs-Membranelement 19 durch das empfangene Ultraschallsignal zu mechanischen Schwingungen angeregt wird, wird auch das Empfangs-Wandlerelement 20 zum Schwingen angeregt. Damit kann mittels des Empfangs-Wandlerelements 20 das Sensorsignal in Form einer elektrischen Spannung ausgegeben werden.The respective receiving facilities 10 have separate receiving membrane elements 19 on. These receiving membrane elements 19 can be made of a metal. In the present case are the receiving membrane elements 19 plate-shaped or circular disk-shaped. It can also be provided that the receiving membrane elements 19 have a restraint. In particular, a resonant frequency corresponds to the receiving membrane elements 19 a frequency of from the object 8th reflected ultrasonic signal. Furthermore, the respective receiving devices 9 a reception transducer element 20 on. Also this receive transducer element 20 can be made of a piezoelectric material. If the respective receiving membrane element 19 is excited by the received ultrasonic signal to mechanical vibrations, is also the receiving transducer element 20 excited to swing. Thus, by means of the receiving transducer element 20 the sensor signal is output in the form of an electrical voltage.

Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 4 eine Dämpfungseinrichtung 21. Die Dämpfungseinrichtung 21 dient dazu, Schwingungen, welche an Empfangseinrichtungen 10 übertragen werden, zu dämpfen. Die Dämpfungseinrichtung 21 umfasst ein erstes Dämpfungselement 22, welches aus einem weichelastischen Material, insbesondere Silikon, gefertigt sein kann. Dabei das erste Dämpfungselement 22 in einem Innenraum des Gehäuses 11 angeordnet. Das erste Dämpfungselement 22 umgibt die Empfangs-Wandlerelemente 20 und die Empfangs-Membranelemente 19 zumindest bereichsweise. Das erste Dämpfungselement 22 ist ferner in jeweiligen Zwischenräumen 23 zwischen dem Gehäuse 11 und den Empfangs-Wandlerelementen 20 angeordnet. Zudem ist das erste Dämpfungselement 21 in einem Zwischenraum 24 zwischen dem Gehäuse 11 und dem Sende-Membranelement 16 angeordnet. Innerhalb des Sende-Membranelements 16 beziehungsweise des Membrantopfs ist zudem ein Dämpfungsmaterial 25 in Form eines Silikonschaums angeordnet.In addition, the ultrasonic sensor device comprises 4 a damping device 21 , The damping device 21 serves to vibrations, which at receiving devices 10 be transmitted to dampen. The damping device 21 comprises a first damping element 22 , which can be made of a soft elastic material, in particular silicone. The first damping element 22 in an interior of the housing 11 arranged. The first damping element 22 surrounds the receive transducer elements 20 and the receiving membrane elements 19 at least in certain areas. The first damping element 22 is also in respective intervals 23 between the case 11 and the receiving transducer elements 20 arranged. In addition, the first damping element 21 in a gap 24 between the case 11 and the transmitting membrane element 16 arranged. Within the transmitting membrane element 16 or the diaphragm pot is also a damping material 25 arranged in the form of a silicone foam.

6 zeigt eine Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Diese Ultraschallsensorvorrichtung 4 unterscheidet sich von der Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß 5 dadurch, dass diese zweite Dämpfungselemente 26 aufweist. Diese zweiten Dämpfungselemente 26 können beispielsweise aus einem Silikonschaum gebildet sein. Dabei ist jeweils ein zweites Dämpfungselement 26 an einem Empfangs-Wandlerelement 20 angeordnet. Das jeweilige zweite Dämpfungselement 26 ist auf einer dem Empfangs-Membranelement 19 abgewandten Seite des Empfangs-Wandlerelements 20 angeordnet. Ferner sind die zweiten Dämpfungselemente 26 von dem ersten Dämpfungselement 22 umgeben. Damit kann insgesamt verhindert werden, dass Schwingungen an die Empfangs-Wandlerelemente 20 übertragen werden. 6 shows an ultrasonic sensor device 4 according to a further embodiment. This ultrasonic sensor device 4 differs from the ultrasonic sensor device 4 according to 5 in that these second damping elements 26 having. These second damping elements 26 For example, they may be formed of a silicone foam. In each case, a second damping element 26 at a receiving transducer element 20 arranged. The respective second damping element 26 is on a the receiving membrane element 19 remote side of the receiving transducer element 20 arranged. Furthermore, the second damping elements 26 from the first damping element 22 surround. This can be prevented altogether that vibrations to the receiving transducer elements 20 be transmitted.

7 zeigt eine Ultraschallsensorvorrichtung 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei wird die Sendeeinrichtung 9 durch einen bekannten Ultraschallsensor gebildet. Dieser Ultraschallsensor weist eine topfförmige Membran auf, welche das Sende-Membranelement 16 der Sendeeinrichtung 9 der Ultraschallsensorvorrichtung 4 bildet. Darüber hinaus weist der Ultraschallsensor ein Sensorgehäuse 27 auf, an welchem das Sende-Membranelement 16 gehalten ist. Die Empfangseinrichtungen 10 sind an dem Gehäuse 11 gehalten, welches vorliegend im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Das Gehäuse 11 weist eine Ausnehmung 28 auf, in welche das Sende-Membranelement 16 zumindest bereichsweise eingebracht ist. Somit können bekannten Ultraschallsensoren nachgerüstet werden. Dabei kann das Gehäuse 11 als Halteeinrichtung zum Halten der Ultraschallsensorvorrichtung 4 an dem Kraftfahrzeug 1 verwendet werden. Durch die Verwendung des Gehäuses 11 als Halteeinrichtung kann auf einen bekannten Halter und/oder einen Entkopplungsring verzichtet werden. 7 shows an ultrasonic sensor device 4 according to a further embodiment. In this case, the transmitting device 9 formed by a known ultrasonic sensor. This ultrasonic sensor has a pot-shaped membrane, which the transmitting membrane element 16 the transmitting device 9 the ultrasonic sensor device 4 forms. In addition, the ultrasonic sensor has a sensor housing 27 on which the transmitting membrane element 16 is held. The reception facilities 10 are on the case 11 held, which in the present case is substantially cylindrical. The housing 11 has a recess 28 into which the transmitting membrane element 16 is at least partially introduced. Thus, known ultrasonic sensors can be retrofitted. In this case, the housing 11 as a holding device for holding the ultrasonic sensor device 4 on the motor vehicle 1 be used. By using the case 11 as a holding device can be dispensed with a known holder and / or a decoupling ring.

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  • DE 102008001746 A1 [0006]DE 102008001746 A1 [0006]

Claims (13)

Ultraschallsensorvorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sendeeinrichtung (9) zum Aussenden eines Ultraschallsignals, wobei die Sendeeinrichtung (9) ein Sende-Wandlerelement (18) aufweist, welches zum Aussenden des Ultraschallsignal elektrisch anregbar ist, und mit zumindest zwei Empfangseinrichtungen (10) zum Empfangen des von einem Objekt (8) reflektierten Ultraschallsignals, wobei jede der Empfangseinrichtungen (10) ein Empfangs-Wandlerelement (20) zum Bereitstellen eines Sensorsignals beim Empfangen des Ultraschallsignals aufweist, und wobei die zumindest zwei Empfangseinrichtungen (10) beabstandet zu der Sendeeinrichtung (9) angeordnet sind, wobei jede der Empfangseinrichtungen (10) ein Empfangs-Membranelement (19) aufweist, welches mit dem Empfangs-Wandlerelement (20) zur Schwingungsübertragung verbunden ist und welches durch das empfangene Ultraschallsignal zum Schwingen anregbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (9) ein topfförmiges Sende-Membranelement (16) aufweist, welches mit dem Sende-Wandlerelement (18) zur Schwingungsübertragung verbunden ist.Ultrasonic sensor device (4) for a motor vehicle (1), having a transmitting device (9) for emitting an ultrasonic signal, wherein the transmitting device (9) has a transmitting transducer element (18) which is electrically excitable for emitting the ultrasonic signal, and at least two Receiving means (10) for receiving the ultrasonic signal reflected from an object (8), each of the receiving means (10) having a receive transducer element (20) for providing a sensor signal upon receiving the ultrasonic signal, and wherein the at least two receive means (10) are spaced apart to the transmitting device (9), each of the receiving devices (10) having a receiving membrane element (19) which is connected to the receiving transducer element (20) for vibration transmission and which can be excited by the received ultrasonic signal for oscillating characterized in that the transmitting device (9) is a cup-shaped transmitting me Mbranelement (16) which is connected to the transmitting transducer element (18) for vibration transmission. Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsensorvorrichtung (4) ein Gehäuse (11) aufweist, wobei die zumindest zwei Empfangseinrichtungen (10) an einer Gehäusefläche (12) des Gehäuses (11) gehalten sind.Ultrasonic sensor device (4) according to Claim 1 , characterized in that the ultrasonic sensor device (4) comprises a housing (11), wherein the at least two receiving means (10) on a housing surface (12) of the housing (11) are held. Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (9) an der Gehäusefläche (12) des Gehäuses (11) gehalten ist.Ultrasonic sensor device (4) according to Claim 2 , characterized in that the transmitting device (9) on the housing surface (12) of the housing (11) is held. Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) eine Ausnehmung (28) aufweist und die Sendeeinrichtung (9) zumindest bereichsweise in der Ausnehmung (28) angeordnet ist.Ultrasonic sensor device (4) according to Claim 2 , characterized in that the housing (11) has a recess (28) and the transmitting device (9) is arranged at least partially in the recess (28). Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsensorvorrichtung (4) eine Dämpfungseinrichtung (21) zum Dämpfen von an die jeweiligen Empfangseinrichtungen (10) übertragenen Schwingungen aufweist.Ultrasonic sensor device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic sensor device (4) has a damping device (21) for damping vibrations transmitted to the respective receiving devices (10). Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (21) ein erstes Dämpfungselement (22) aufweist, welches das Empfangs-Membranelement (19) der jeweiligen Empfangseinrichtungen (10) zumindest bereichsweise umgibt.Ultrasonic sensor device (4) according to Claim 5 , characterized in that the damping device (21) has a first damping element (22) which surrounds the receiving membrane element (19) of the respective receiving devices (10) at least in regions. Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (21) ein zweites Dämpfungselement (26) für jede der Empfangseinrichtungen (10) aufweist, wobei das zweite Dämpfungselement (26) mit dem Empfangs-Wandlerelement (20) der jeweiligen Empfangseinrichtung (10) verbunden ist.Ultrasonic sensor device (4) according to Claim 5 or 6 , characterized in that the damping device (21) has a second damping element (26) for each of the receiving devices (10), wherein the second damping element (26) is connected to the receiving transducer element (20) of the respective receiving device (10). Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (9) und die zumindest zwei Empfangseinrichtungen (10) entlang einer Linie (15) angeordnet sind.Ultrasonic sensor device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting device (9) and the at least two receiving devices (10) are arranged along a line (15). Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsensorvorrichtung (4) eine Mehrzahl von Empfangseinrichtungen (10) aufweist, welche konzentrisch zu der Sendeeinrichtung (9) angeordnet sind.Ultrasonic sensor device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic sensor device (4) has a plurality of receiving devices (10), which are arranged concentrically to the transmitting device (9). Fahrerassistenzsystem (2) mit für ein Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Driver assistance system (2) for a motor vehicle (1) with at least one ultrasonic sensor device (4) according to one of the preceding claims. Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (2) ein Steuergerät (3) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, anhand eines Unterschieds zwischen den mit den Empfangseinrichtungen (10) bereitgestellten Sensorsignalen eine relative Lage des Objekts (8) zu der Ultraschallsensorvorrichtung (4) zu bestimmen.Driver assistance system (2) after Claim 10 , characterized in that the driver assistance system (2) comprises a control device (3) which is adapted to a relative position of the object (8) to the ultrasonic sensor device (4) based on a difference between the sensor signals provided with the receiving means (10) determine. Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) zum Einstellen einer Sendefrequenz des mittels der Sendeeinrichtung (9) ausgesendeten Ultraschallsignals ausgelegt ist.Driver assistance system (2) after Claim 10 or 11 , characterized in that the control unit (3) is designed for setting a transmission frequency of the ultrasound signal emitted by means of the transmission device (9). Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12.Motor vehicle (1) with a driver assistance system (2) according to one of Claims 10 to 12 ,
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