DE102017115037A1 - Verfahren zur Erkennung des möglichen Vorhandenseins von Objekten im Nahbereich eines Ultraschallabstandssensors für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Hinweissignals für das mögliche Vorhandensein eines Ultraschall reflektierenden Objekts im Nahbereich vor einem Ultraschalltransducer vorgeschlagen. In Abhängigkeit von der realen Ausschwingzeit des Transducers wird zu einem Zeitpunkt (T) das Ausschwingen des Ultraschalltransducers detektiert. Dann wird eine Integration des Hüllkurvenechosignals des Ultraschallechosignals beginnend mit dem Integrationswert 0 gestartet, um ein integriertes Hüllkurvensignal zu erzeugen. Am Ende des Integrationszeitraums zu einem Endzeitpunkt (T) wird ein Vergleich des Betrags des Werts des integrierten Hüllkurvensignals mit dem Betrag eines Schwellwerts durchgeführt. Bei einer Überschreitung dieses Schwellwerts erfolgt eine Signalisierung.

Description

• Oberbegriff
• Das vorgeschlagene Verfahren richtet sich auf eine spezielle Auswertung von Ultraschallechosignalen, insbesondere von kombinierten Ultraschallsendern/-empfängern, sogenannten Transducern, in Ultraschall gestützten Umfeldsensorsystemen von Kraftfahrzeugen.
• Allgemeine Einleitung
• Bei Umfeldsensorsystemen in Kraftfahrzeugen ist es von besonderem Interesse, auch Objekte im Nahbereich der Sensoren gut erfassen zu können. Bei der Verwendung von Ultraschallverfahren zur Abstandsbestimmung werden aus Kostengründen sogenannte Ultraschalltransducer eingesetzt, die abwechselnd als Ultraschallsender und -empfänger arbeiten. Beim Übergang von einer vorausgehenden zeitlichen Sendephase eines solchen Ultraschalltransducers zu einer nachfolgenden Empfangsphase muss der Ultraschalltransducer die in seinem Schwingsystem gespeicherte Energie erst abstrahlen oder diese gespeicherte Energie muss ihm aktiv entzogen werden. Dies ist jedoch nicht beliebig schnell möglich, da die Schwingkörper der Ultraschalltransducer eine hohe Güte aufweisen. Daher tritt zwischen dem Ende der Sendephase zu einem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem Beginn der Empfangsphase eine Ausschwingzeit auf, in der ein Empfang nicht ohne Weiteres in der Art möglich ist, wie dies bei einem ausgeschwungenen Transducer der Fall ist. Befinden sich nun Objekte in so kurzer Entfernung zum Transducer, dass deren Echos den Transducer noch in dieser Ausschwingphase erreichen, so kommt es zu Problemen durch die Wechselwirkung mit der Restschwingung des Schwingkörpers des betreffenden Ultraschalltransducers. Die Ausschwingphase begrenzt aufgrund ihrer zeitlichen Dauer und der Schallgeschwindigkeit somit den minimalen Abstand, mit dem ein Ultraschallsensorsystem noch Objekte im Nahbereich des Transducers erfassen kann. Der hier vorliegende Vorschlag soll daher ein Verfahren angeben, mit dem eine gewisse Erkennung auch in Teilen der Ausschwingphase möglich wird und damit den sogenannten Blindbereich verkürzt. Es soll erkannt werden, ob sich ein Objekt möglicherweise nahe dem Ultraschalltransducer befindet oder nicht. Es soll nicht unbedingt erkannt werden, wie weit das Objekt vom Ultraschalltransducer entfernt ist. Für viele Anwendungen, insbesondere für die Abstandsmessung in Automobilen ist dies ausreichend.
• Stand der Technik
• Bei den bisherigen Verfahren zur Auswertung von Ultraschallechosignalen solcher Transducer wird versucht, Mehrfachechos im Nahbereich zu detektieren und zu plausibilisieren. Unter Laborbedingungen lässt sich damit auch der Abstand eines Ultraschall reflektierenden Objektes vor dem Transducer bestimmen. In der Praxis, bei Einbau in einer Stoßstange, sind die Situationen allerdings nicht so eindeutig. Teilweise sind die erhaltenen Ultraschallechosignale verzerrt oder Mehrfachechos sind in dem empfangenen Ultraschallechosignal nicht vorhanden, wenn sich das Hindernis nicht auf der Sensorachse befindet. Die meisten Anwender von Auswertungssystemen für solche Ultraschallechosignale erwarten nur eine Anzeige (Flag), ob sich ein Hindernis im Nahbereich des Transducers, also beispielsweise unmittelbar vor der Stoßstange befindet und zwar auch, wenn die Messung der normalen Detektionseinrichtung kein Ergebnis liefert. Bei vielen einfachen Schnittstellen sind auch keine weiteren Datenübertragungen vorgesehen bzw. möglich.
• Aufgabe
• Es soll eine Lösung angegeben werden, wie in gewissen Umfang das wahrscheinliche Vorhandensein von Objekten im Nahbereich eines Transducers detektiert werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
• Lösung der Aufgabe
• Zur Lösung dieser technischen Aufgabe wird vorgeschlagen, in einem kleinen zeitlichen Bereich nach dem Ende des Ausschwingvorgangs das Hüllkurvensignal (EV) des Ultraschallechosignals des Transducers zu ermitteln und aufzuintegrieren und damit ein Maß für die im Nahbereich rückgestreute Energie zu erhalten und dieses als Maß für die Anwesenheit eines Objekts im Nahbereich zu verwenden. Dieser kleine zeitliche Bereich wird im Folgenden Messfenster genannt. Durch diesen einfachen Ansatz entfällt die Analyse einer teilweise komplexen Kurvenform des Ultraschallechosignals oder dessen Hüllkurvensignals.
• Die Auswahl der Parameter des Messfensters ist nicht ganz unkritisch, da der Ausschwingvorgang des Transducers nach dem Absetzen des Sendepulses das Messergebnis nicht verfälschen soll. Es wird nun hier vorausgesetzt, dass das Ultraschallsensorsystem über ein internes Signal zur Erkennung des Endes der Ausschwingzeit verfügt. Das Ultraschallsensorsystem weist unter anderem den Ultraschalltransducer mit seinem Schwingelement und die Auswerteelektronik zur Verarbeitung des vom Ultraschalltransducer gelieferten Ultraschalltransducersignals und die Ansteuerelektronik zur Erregung der mechanischen Schwingung des Schwingelements des Ultraschalltransducers in den Sendephasen auf. Beispielsweise ist es sinnvoll, das Ultraschalltransducersignal an einen Komparator zu leiten, der das Ultraschalltransducersignal mit einem Schwellwert vergleicht. In der Sendephase und der Ausschwingphase liefert dieser Komparator dann ein pulsmoduliertes Signal mit der Frequenz der Schwingung des Schwingelements des Ultraschalltransducers. Unterschreitet die Schwingungsamplitude des Schwingelements des Ultraschalltransducers die durch den besagten Schwellwert festgelegte Schwingungsamplitude, so verschwindet das pulsmodulierte Signal am Ausgang des besagten Komparators. Dieses Verschwinden des pulsmodulierten Signals kann detektiert werden. Da die Schwingungsperiode bekannt ist, kann nach einer Flanke auf dem pulsmodulierten Signal die nächste Flanke in einem vorbestimmten Zeitraum erwartet werden. Tritt zu diesem Zeitpunkt keine Flanke auf, ist das Schwingelement ausreichend abgeschwungen. Es kann dann beispielsweise durch eine Logik ein Flag bis zum Beginn der nächsten Sendeperiode mit dem Beginn der nächsten Sendephase gesetzt werden, dass das Ende der Ausschwingphase anzeigt. Der Vorteil dieser Detektion des Ausschwingzeitpunkts ist, dass die zeitliche Länge der Ausschwingphase von verschiedenen Faktoren wie insbesondere Temperatur und Exemplar-Streuung etc. abhängt und daher nicht konstruktiv vorbestimmt werden kann. Somit liefert diese Methode auch bei stark schwankenden Ausschwingdauern des Schwingelements des Ultraschalltransducers ein zuverlässiges Ergebnis. Eine andere beispielhafte Methode zur Bestimmung des Startzeitpunkts ist die Verwendung eines voreingestellten Zeitgebers, der beispielsweise mit dem Beginn oder dem Ende der Sendephase gestartet wird und dessen Ablauf nach dem Ende des Ultraschall-Sende-Bursts (bzw. der Sendephase) abgewartet wird. Dieser Zeitgeber wird aber keinen Minimalwert erlauben, sondern wird einen Zeitraum länger als die längste spezifikationsgemäß zu erwartende Ausschwingzeit vorsehen müssen. Damit ist ein solcher Zeitgeber nicht optimal für den Start des vorgesehenen Verfahrens. Mit der Detektion des Endes der Ausschwingzeit durch Setzen des besagten Flags oder durch Ablauf des besagten Zeitgebers wird beispielsweise ein Empfangstorsignal (10) von einem ersten logischen Wert auf einen zweiten logischen Wert zu einem somit vorbestimmbaren Zeitpunkt T_AUS gesetzt. Das Empfangstorsignal (IO) kann aber auch auf andere Weise aus dem Ultraschallechosignal und/oder den Ansteuersignalen des Ultraschalltransducers ermittelt werden. Das Empfangstorsignal signalisiert also typischerweise das Ende der Ausschwingzeit.
• Um den besagten etwaigen Schwankungen durch Sensorparameter (=Transducer-Parameter) und Temperatur entgegenzuwirken, wird das Integrationszeitfenster für die Integration des Hüllkurvensignals des Ultraschallechosignals (also das Messfenster) von einem Startzeitpunkt (T_START ) bis zu einem Endzeitpunkt (T_END ) an diese Ausschwingzeit (T_AUS ) gekoppelt. Typischerweise handelt es sich bei der Integration um eine Aufsummierung von digitalisierten Abtastwerten des Hüllkurvensignals des Ultraschallechosignals des Transducers, die zu Messzeitpunkten (T_MESS ) während des Integrationszeitfensters ermittelt werden. Eine analoge Integration eines analogen Hüllkurvensignals ist aber entsprechend natürlich ebenso möglich. Ein empfohlener Richtwert für die Einstellung der zeitlichen Parameter des Integrationszeitfensters (also des Messfensters) ist: $$\mathrm{1,5}{T}_{AUS}<T_{MESS}<\mathrm{2,5}{T}_{AUS}$$

  
• Hierbei handelt es sich um experimentelle Erfahrungswerte, die die Anmelderin in ihren Laboren für die von ihr verwendeten speziellen Konfigurationen ermittelt hat. Für die Nacharbeit wird dringend empfohlen, eigene Werte zu ermitteln. Besonders einfach wird diese Ermittlung für eine vorbestimmbare Konfiguration eines Ultraschallmesssystems, wenn der Startzeitpunkt (T_START ) und der Endzeitpunkt (T_END ) des Integrationsfensters programmierbar oder einstellbar gestaltet werden.
• 1 zeigt dazu ein praktisches Beispiel mit einer Ausschwingzeit von beispielhaft T_AUS = 47 Schwingungsperioden des Transducers.
• Gegebenenfalls kann auch der Beginn des Messfensters einstellbar gestaltet werden. Hier hat sich folgende Wahl bewährt: $$\alpha T_{AUS}<T_{MESS}<\left(\alpha +1\right)T_{AUS}$$

  
• Hierbei ist α eine reelle positive Zahl.
• Bei einem zusätzlich einstellbaren Messfenster der Länge T_FENSTER könnte die Parametrisierung folgendermaßen aussehen $$\alpha T_{AUS}<T_{MESS}<\alpha T_{AUS}+T_{FENSTER}$$

  
• Wie bereits gesagt, werden diese Werte vorzugsweise programmierbar gestaltet.
• Für die Nahfelderkennung wird das Hüllkurvensignal des empfangenen Ultraschallechosignals aufintegriert bzw. die Abtastwerte des Hüllkurvensignals des empfangenen Ultraschallechosignals werden aufsummiert, was im Sinne dieser Offenlegung einer Integration gleichkommt, da die zeitlichen Abstände zu denen die Abtastwerte der Hüllkurve des Ultraschallechosignals ermittelt werden, typischerweise konstant sind. Die Aufsummierung bzw. Integration beginnt bevorzugt zu einem Startzeitpunkt (T_START ) nach dem Ende des Ausschwingvorgangs des Schwingelements des Ultraschalltransducers zu einem Zeitpunkt (T_AUS ). Die Aufsummierung bzw. Integration endet bevorzugt zu einem Endzeitpunkt (T_END ) nach dem Ende des Ausschwingvorgangs zum Zeitpunkt (T_AUS ). Das Ende des Ausschwingvorgangs zum Zeitpunkt (T_AUS ) ist also der bevorzugte zeitliche Bezugspunkt für das hier vorgeschlagene Verfahren. Das vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich also ganz besonders dadurch aus, dass es keinen absoluten Startzeitpunkt benutzt, sondern bevorzugt das reale Ende des Ausschwingvorgangs detektiert und diesen Zeitpunkt als zeitliche Basis für den zeitlichen Ablauf der Messung benutzt.
• Für die Wahl dieser beiden Zeitpunkte haben sich $$T_{ENDE}\approx \alpha T_{AUS}+T_{FENSTER}$$

  

  oder $$T_{ENDE}\approx 2.5T_{AUS}$$

  

  und $$T_{START}\approx \alpha T_{AUS}$$

  

  oder $$T_{START}\approx 1.5T_{AUS}$$

  

  experimentell bewährt. Es wird empfohlen, zur Nacharbeit durch geeignete Versuche optimierte Parameter zu ermitteln.
• Das zwischen dem Startzeitpunkt (T_START ) und dem Endzeitpunkt (T_END ) integrierte bzw. aufsummierte Hüllkurvensignal des Ultraschallechosignals des Ultraschalltransducers entspricht einem Ultraschallenergiewert der empfangenen und in das elektrische Signal gewandelten Ultraschallenergie. Dieser Ultraschallenergiewert kann beispielsweise durch einen Komparator oder eine Rechnereinheit oder eine sonstige Vergleichseinheit mit einem zweiten Schwellwert verglichen werden. Dieser zweite Schwellwert kann voreingestellt werden, konstruktiv bestimmt werden oder programmierbar oder einstellbar gestaltet werden.
• Sofern der Wert des so integrierten Hüllkurvensignals des Ultraschallechosignals des Ultraschalltransducers diesen zweiten Schwellwert wertemäßig überschreitet, kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs vor einem wahrscheinlich vorhandenen Hindernis im Nahbereich gewarnt werden und/oder es können durch übergeordnete Systeme Maßnahmen veranlasst werden.
• Es wird somit ein Verfahren zur Erzeugung eines Hinweissignals für das mögliche Vorhandensein eines Ultraschall reflektierenden Objekts im Nahbereich vor einem Ultraschalltransducer vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst das Bestimmen eines ersten Zeitpunkts (T_AUS ), nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers. Besonders bevorzugt ist eine Bestimmung des ersten Zeitpunkts (T_AUS ) aus dem Ultraschallechosignal des Ultraschalltransducers. Die Sendephase ist dabei durch eine Energiezufuhr zum Ultraschallsensor und die Erzeugung eines Ultraschallechosignals durch den Ultraschalltransducer nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) gekennzeichnet. Das Verfahren umfasst die Erzeugung eines Hüllkurvensignals aus dem Ultraschallechosignal und das Bestimmen eines Startzeitpunktes (T_START ) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal, sowie das Bestimmen eines Endzeitpunktes (T_END ) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu dem integrierten Hüllkurvensignal, sowie die Integration des Hüllkurvenechosignals zu dem integrierten Hüllkurvensignal beginnend mit einem Wert 0 zu dem Startzeitpunkt (T_START ) und endend zu dem Endzeitpunkt (T_END ). Ebenso gehören zu dem Verfahren der Vergleich des Betrags des Werts des integrierten Hüllkurvensignals mit dem Betrag eines zweiten Schwellwerts, sowie die Signalisierung einer Überschreitung dieses zweiten Schwellwerts, wenn der Betrag des Werts des integrierten Hüllkurvensignals über dem Betrag dieses zweiten Schwellwerts liegt. Vorzugsweise erfolgt dieser Vergleich parallel zur Integration.
• In der besonders bevorzugten Variante des Verfahrens erfolgt somit die Bestimmung des ersten Zeitpunkts (T_AUS ) durch Auswertung des Ultraschallechosignals, um Schwankungen der Ausschwingzeit durch Fertigungsstreuung und Betriebsparameter auszugleichen und zum frühesten möglichen Zeitpunkt mit der Messung beginnen zu können. Erst hierdurch kann eine Objekterkennung im Nahbereich ab dem möglichst nahe am Transducer gelegenen Ort beginnend erfolgen.
• Es wird nun vorgeschlagen zur Bestimmung des ersten Zeitpunkts (T_AUS ) durch Auswertung des Ultraschallechosignals in einer Untervariante dieser Verfahrensvariante das Verschwinden der Schwingfrequenz im Ultraschallechosignal auszuwerten und zu detektieren. Dies ist möglich, weil das Ultraschallechosignal unmittelbar nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers ein Schwingelement mit einer Schwingfrequenz des Ultraschalltransducers noch aufweist, da dieser ja erst abschwingen muss. Es wird also gemessen, ob das Schwingelement des Ultraschalltransducers tatsächlich abgeschwungen ist. Es ist ein Ziel des Verfahrens, die Messung unmittelbar und möglichst präzise nach dem Abschwingen des Schwingelements nach einem oder endlich vielen Schwingperioden des Schwingelements starten zu können. Ein erster hierzu vorgeschlagener Zusatzschritt ist das Vergleichen des Ultraschallechosignals mit einem weiteren Schwellwert. Hierzu wird, wie oben bereits beschrieben, vorzugsweise ein Komparator verwendet.
• Bei einem abgetasteten Signal kann dies aber auch durch einen Signalprozessor geschehen. Dieser Vergleich beginnt bevorzugt zu einem Zeitpunkt nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) oder mit diesem Endzeitpunkt (T₀ ). Durch diesen Vergleich wird ein digitales gepulstes Signal erzeugt. Dieses digitale gepulste Signal nimmt einen ersten logischen Pegel an, wenn der Betrag des Ultraschallechosignals über dem weiteren Schwellwert liegt, und einen zweiten logischen Pegel an, wenn der Betrag des Ultraschallechosignals unter dem weiteren Schwellwert liegt. Da es aus dem Ultraschallechosignal extrahiert wird, weist es zumindest unmittelbar zu Beginn der Abschwingphase, beginnend mit dem Endzeitpunkt (T₀ ) bei richtiger Wahl des weiteren Schwellwerts die Schwingfrequenz des Schwingelements auf. Somit weist das digitale gepulste Signal zumindest zeitweise nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers eine Schwingfrequenz mit der Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals auf. Um nun das Ende der Ausschwingzeit des Schwingelements des Ultraschalltransduces zu detektieren erfolgt das Überprüfen des digitalen gepulsten Signals darauf, ob das digitale gepulste Signal nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers keine Schwingfrequenz mit der Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals mehr aufweist. Ein Startsignal zur Markierung des Startzeitpunktes (T_START ) für die Integration des Hüllkurvenechosignals das Ultraschallechosignal zu einem integrierten Hüllkurvensignal wird gesetzt, wenn das digitale gepulste Signal nach dem Endzeitpunkt (T₀ ) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers keine Schwingfrequenz mit der Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals mehr aufweist, wobei das Setzen dies Startsignals um ein oder mehrere Perioden Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals verzögert sein kann;
• Besonders bevorzugt wird die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem Startzeitpunkt (T_START ) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal so gewählt, dass sie zwischen 1,1 mal und 1,9 mal so groß ist, wie die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS ).
• Ebenso besonders bevorzugt wird die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem Endzeitpunkt (T_END ) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal so gewählt, dass sie zwischen 2,1 mal und 2,9 mal so groß ist, wie die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS ).
• Unter Nahbereich im Sinne dieser Offenlegung wird daher der räumliche Bereich vor dem Ultraschalltransducer verstanden, der räumlich vom Ultraschalltransducer am Ultraschalltransducer selbst beginnt und beim anderthalbfachen der Ausschwingzeit (T_AUS ) multipliziert mit der Schallgeschwindigkeit endet.
• Die Ausschwingzeit (T_AUS ) einer Vorrichtung kann messtechnisch auch so bestimmt werden, dass dies die Zeit ist, in der das Signal des Ultraschalltransducers auf 10% seiner Amplitude seit Beginn des Abfalls nach dem Ende der Sendephase des Transducers abgefallen ist. Diese Zeit kann in weniger bevorzugten Varianten exemplarisch an einigen Vorserienmustern vermessen werden und ein Zeitgeber der Vorrichtung zur Angabe dieses Ausschwingzeitpunkts (T_AUS ) auf Basis dieser statistischen Daten geeignet programmiert werden. Die Nachteile eines solchen Verfahrens wurden erläutert.
• Vorteil des vorgeschlagen Verfahrens
• Das Verfahren ermöglicht die Warnung vor mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhandenen Objekten im Nahbereich des Ultraschalltranducers. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.
• Figurenliste
• 1 zeigt ein reales Beispiel einer Hüllkurve (EV) und eines Empfangstorsignals (IO), sowie eines normalen Schwellwerts (TH) für die normale Detektion von Ultraschallechos ohne Echo eines Objekts. Diese Detektion erfolgt normalerweise bei Überschreitung dieses normalen Schwellwerts (TH). In dem praktischen Beispiel umfasst die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS ) 47 Perioden des Ultraschallechosignals (nicht gezeichnet).
• 2 zeigt ein reales Beispiel einer Hüllkurve (EV) und eines Empfangstorsignals (IO), sowie eines Schwellwerts (TH) für die normale Detektion von Ultraschallechos mit Echo eines Objekts gerade innerhalb des Nahbereichs, das konventionell zu schwach ist, um durch Überschreiten des Schwellwerts (TH) detektiert zu werden. Diese Detektion erfolgt normalerweise bei Überschreitung dieses normalen Schwellwerts. In dem praktischen Beispiel umfasst die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS ) 47 Perioden des Ultraschallechosignals (nicht gezeichnet). Das Integral des Hüllkurvensignals ermöglicht die Detektion. Im Gegensatz zur 3 ist der tatsächlich noch vorhandene Reflexionspuls von dem Signal der endenden Ausschwingphase getrennt.
• 3 zeigt ein reales Beispiel einer Hüllkurve (EV) und eines Empfangstorsignals (IO), sowie eines Schwellwerts (TH) für die normale Detektion von Ultraschallechos mit Echo eines Objekts gerade innerhalb des Nahbereichs, das konventionell viel zu schwach ist, um durch Überschreiten des Schwellwerts (TH) detektiert zu werden. Diese Detektion erfolgt normalerweise bei Überschreitung dieses normalen Schwellwerts. In dem praktischen Beispiel umfasst die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀ ) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS ) 47 Perioden des Ultraschallechosignals (nicht gezeichnet). Das Integral des Hüllkurvensignals ermöglicht die Detektion. Im Gegensatz zur 2 ist der tatsächlich noch vorhandene Reflexionspuls von dem Signal der endenden Ausschwingphase nicht mehr getrennt, sondern mit dieser verschmolzen.
• Bezugszeichenliste

α

Positiver reeller Faktor;

AP

in den Figuren: Amplitude / Messwerthöhe schematisch in willkürlichen Einheiten.

EV

Hüllkurvensignal;

IO

Empfangstorsignal;

T₀

Endzeitpunkt der Sendephase des Transducers;

TH

Schwellwertverlauf für die konventionelle Detektion von Echos im Ultraschallechosignal des Transducers. (Dies ist ausdrücklich nicht der Schwellwert, mit dem das integrierte Hüllkurvensignal verglichen wird.)

T_AUS

erster Zeitpunkt oder Ende der Ausschwingzeit;

T_END

Endzeitpunkt für die Integration des Hüllkurvensignals zum integrierten Hüllkurvensignal;

T_FENSTER

Länge der Integrationszeit ab dem Startzeitpunkt (T_START) für die Integration des Hüllkurvensignals zum integrierten Hüllkurvensignal;

T_START

Startzeitpunkt für die Integration des Hüllkurvensignals zum integrierten Hüllkurvensignal;

Claims (5)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Hinweissignals für das mögliche Vorhandensein eines Ultraschall reflektierenden Objekts im Nahbereich vor einem Ultraschalltransducer mit den Schritten - Bestimmen eines ersten Zeitpunkts (T_AUS), nach dem Endzeitpunkt (T₀) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers, wobei insbesondere die Sendephase durch Energiezufuhr zum Ultraschallsensor gekennzeichnet ist; - Erzeugung eines Ultraschallechosignals durch den Ultraschalltransducer nach dem Endzeitpunkt (T₀); - Erzeugung eines Hüllkurvensignals aus dem Ultraschallechosignal; - Bestimmen eines Startzeitpunktes (T_START) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal; - Bestimmen eines Endzeitpunktes (T_END) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu dem integrierten Hüllkurvensignal; - Integration des Hüllkurvenechosignals zu dem integrierten Hüllkurvensignal beginnend mit einem Wert 0 zu dem Startzeitpunkt (T_START) und endend zu dem Endzeitpunkt (T_END); - Vergleich des Betrags des Werts des integrierten Hüllkurvensignals mit dem Betrag eines Schwellwerts; - Signalisierung einer Überschreitung dieses Schwellwerts, wenn der Betrag des Werts des integrierten Hüllkurvensignals über dem Betrag dieses Schwellwerts liegt.
2. Verfahren nach Anspruch1, - wobei die Bestimmung des ersten Zeitpunkts (T_AUS) durch Auswertung des Ultraschallechosignals erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ultraschallechosignal unmittelbar nach dem Endzeitpunkt (T₀) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers ein schwingendes Schwingelement mit einer Schwingfrequenz aufweist, umfassend die zusätzlichen Schritte - Vergleichen des Ultraschallechosignals mit einem weiteren Schwellwert, insbesondere durch einen Komparator in dem Zeitraum nach dem Endzeitpunkt (T₀); - Erzeugen eines digitalen gepulsten Signals mit einem ersten logischen Pegel, wenn der Betrag des Ultraschallechosignals über dem weiteren Schwellwert liegt, und mit einem zweiten logischen Pegel, wenn der Betrag des Ultraschallechosignals unter dem weiteren Schwellwert liegt, - wobei das digitale gepulste Signal zumindest zeitweise nach dem Endzeitpunkt (T₀) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers eine Schwingfrequenz mit der Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals aufweist; - Überprüfen, ob das digitale gepulste Signal nach dem Endzeitpunkt (T₀) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers keine Schwingfrequenz mit der Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals mehr aufweist; - Setzen eines Startsignals zur Markierung des Startzeitpunktes (T_START) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal, wenn das digitale gepulste Signal nach dem Endzeitpunkt (T₀) der vorhergehenden Sendephase des Ultraschalltransducers keine Schwingfrequenz mit der Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals mehr aufweist, wobei das Setzen dieses Startsignals um ein oder mehrere Perioden Schwingfrequenz des Schwingelements des Ultraschallechosignals verzögert sein kann;
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀) und dem Startzeitpunkt (T_START) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal zwischen 1,1 mal und 1,9 mal so groß ist, wie die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS).
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀) und dem Endzeitpunkt (T_END) für die Integration des Hüllkurvenechosignals zu einem integrierten Hüllkurvensignal zwischen 2,1 mal und 2,9 mal so groß ist, wie die Zeit zwischen dem Endzeitpunkt (T₀) und dem ersten Zeitpunkt (T_AUS).

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