DE102018105267B3

DE102018105267B3 - Dämpfungselement für einen Ultraschallsensor

Info

Publication number: DE102018105267B3
Application number: DE102018105267.7A
Authority: DE
Inventors: Marian Röger; Felix Häring; Uwe Kupfernagel; Steffen Jäger
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2038-03-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dämpfungselement zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen Ultraschallsensor (12) ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung, wobei das Dämpfungselement (20) eine schwingungsdämpfende Matrix (22) aufweist, die einen Ultraschallsensor (12) zumindest teilweise umgebend an einem Träger (10) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20) wenigstens einen Temperatursensor (24) aufweist, der zumindest teilweise in Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix (24) positioniert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dämpfungselement für einen Ultraschallsensor. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Träger, an dem ein Ultraschallsensor und ein derartiges Dämpfungselement befestigt sind. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Umfeldbeobachtung eines Fahrzeugs.
Ultraschallsensoren sind im Stand der Technik verbreitet und können in bekannter Weise etwa im Frontbereich und im Heckbereich des Kraftfahrzeugs verbaut werden, nämlich beispielsweise an den Stoßfängern. Die Ultraschallsensoren sind Fahrerunterstützungssystemen zugeordnet und liefern Informationen über die Fahrzeugumgebung, und genauer gesagt über die Abstände zwischen dem Fahrzeug einerseits und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen andererseits. Fahrerunterstützungssysteme können dabei beispielsweise Parkassistenzsysteme, Systeme zur Totwinkelüberwachung, Systeme zur Abstandshaltung, Spurüberwachungssysteme, Bremsassistenzsysteme und dergleichen sein.
DE 10 2013 015 410 A1 betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines blockierten Zustands eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Istwert zumindest eines Schwingungsparameters des Ultraschallsensors erfasst und zum Erkennen des blockierten Zustands mittels einer Auswerteeinrichtung mit einem Referenzwert verglichen wird, wobei mittels einer Temperaturerfassungseinrichtung eine aktuelle Temperatur erfasst wird, welcher der Ultraschallsensor ausgesetzt ist, und der Referenzwert mittels der Auswerteeinrichtung abhängig von der aktuellen Temperatur bestimmt wird. Die Temperaturerfassungseinrichtung ist an oder in dem Ultraschallsensor angeordnet.
DE 41 20 397 A1 beschreibt, dass bei einer Einrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Mitteln zur Messung der Laufzeit eines von einem Objekt reflektierten Ultraschallsignals ferner Mittel zur Messung der Laufzeit eines Ultraschallsignals über eine vorgegebene Strecke vorgesehen sind. Aus der Laufzeit des vom Objekt reflektierten Ultraschallsignals wird der Abstand zum Objekt errechnet, wobei die Laufzeit über die vorgegebene Strecke als Korrekturwert benutzt wird. Ferner betrifft die Einrichtung eine Einrichtung zur Messung der Temperatur in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs, bei der Mittel zur Messung der Laufzeit eines Ultraschallsignals über eine vorgegebene Strecke und zur Umrechnung der Laufzeit in einen Temperaturwert vorgesehen sind.
In US 20070157728 Alwird beschrieben, dass Komponenten eines Ultraschallsensors in einem zylindrischen Gehäuse enthalten sind, das eine Endwand aufweist, die ein Ende des Gehäuses verschließt. Ein Vibrator, wie ein piezoelektrisches Element, ist in dem Gehäuse in Kontakt mit der Endwand angeordnet. Ein integrierter Schaltungschip, der einen Signalgenerator, eine Filtervorrichtung und einen Temperatursensor enthält, ist in dem Gehäuse enthalten. Vibrationen, die in dem Vibrator erzeugt werden, werden zu der Endwand übertragen, die Ultraschallwellen überträgt. Ultraschallwellen, die von der Endwand empfangen werden, werden in dem Vibrator in elektrische Signale umgewandelt. Die Frequenz der Sendesignale und ein Frequenzbereich der zu empfangenden Signale werden entsprechend der Umgebungstemperatur gesteuert, so dass sie immer mit einer Resonanzfrequenz der Endwand zusammenfallen, die sich entsprechend der Umgebungstemperatur ändert; Somit wird unabhängig von der Umgebungstemperatur immer eine hohe Sende- / Empfangseffizienz realisiert. Der Temperatursensor ist in einen Chip des Sensors integriert.
DE 10 2014 111 947 A1 betrifft eine Verkleidungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verkleidungsteil, welches einen Aufnahmebereich zum Anordnen eines Ultraschallsensors aufweist, und mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen einer in Folge eines durch den Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung, wobei die Dämpfungseinrichtung den Aufnahmebereich zumindest bereichsweise umgibt, wobei die Dämpfungseinrichtung Bewegungselemente aufweist, die mit dem Verkleidungsteil verbunden sind, wobei eine jeweilige Formgebung und/oder eine mechanische Eigenschaft der Bewegungselemente derart ausgelegt ist, dass zumindest ein Teil der Bewegungselemente durch die Schwingung zu einer Bewegung anregbar ist.
DE 10 2014 115 339 A1 betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung zur Anordnung hinter einem Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist, mit einem Ultraschallsensor zum Aussenden und/oder Empfangen eines Ultraschallsignals und mit einem Plattendämpfungselement zum Absorbieren und/oder Dämpfen einer in Folge des Ultraschallsignals erzeugten Schwingung, wobei das Plattendämpfungselement in einem Umgebungsbereich des Ultraschallsensors anordbar ist, wobei das Plattendämpfungselement zumindest teilweise aus einem Butylkautschuk besteht.
US 2017/0059697 A1 beschreibt eine Ultraschallsensoranordnung, die an einer Innenfläche einer Platte zum Erfassen von Objekten auf einer gegenüberliegenden Seite der Platte angeordnet ist und einen Ultraschallsensor, eine Vorspannungsstruktur, ein Kopplungselement und ein Dämpfungsmaterial umfasst. Die Vorspannungsstruktur legt eine Vorspannung auf den Ultraschallsensor zur Innenfläche der Platte an. Das Kopplungselement bildet eine Schnittstelle zwischen dem Ultraschallsensor und der Innenfläche der Platte. Das Dämpfungsmaterial ist an der Innenfläche angeordnet, jedoch nicht dort, wo das Kopplungselement eine Grenzfläche zwischen dem Ultraschallsensor und der Innenfläche bildet. Das Kopplungselement kann ein Matrixmaterial enthalten, das mit einem Füllstoff verstärkt ist.
DE 42 38 924 A1 beschreibt einen elektroakustischen Wandler, der zur Abgabe und zum Empfang von Ultraschallwellen dient. Der elektroakustische Wandler umfasst einen piezoelektrischen Keramikkörper, welcher auf der Innenseite der Außenwand eines Fahrzeugs befestigt ist und ein Begrenzungsmittel, welches die durch den piezoelektrischen Keramikkörper, angeregte schwingende Fläche begrenzt.
DE 10 2012 014 810 A1 betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung zur Detektion von Oberflächen und/oder zur Detektion des Abstandes erkannter Oberflächen mit einem Ultraschallsensor, der mittels eines Klebemittels an einem metallischen Teil, durch welches der Ultraschallsensor sendet und empfängt, angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein im Wesentlichen ringförmiges Dämpfungsteil, welches den Ultraschallsensor umgibt und diesen in seiner Schwingungsübertragung begrenzt. Durch das ringförmige Dämpfungsteil wird die Übertragung der Ultraschallschwingungen auf das metallische Teil, an dem die Ultraschallsensorvorrichtung angebracht ist, lokal begrenzt und die Störsignale reduziert.
DE 10 2011 121 095 A1 betrifft eine Anordnung mit einem Fahrzeugbauteil, insbesondere einem Stoßfänger, und mit einem am Fahrzeugbauteil angeordneten Ultraschallsensor, welcher einen Ultraschallwandler mit einer Membran, die zum Aussenden und zum Empfangen von Ultraschallwellen ausgebildet ist, und ein Sensorgehäuse aufweist, in welchem der Ultraschallwandler zumindest bereichsweise angeordnet ist und über welches der Ultraschallsensor mit dem Fahrzeugbauteil verbunden ist. Zumindest eine Komponente der Anordnung ist zumindest bereichsweise aus einem schallabsorbierenden Material, insbesondere aus einem Kolloidkristall, gebildet.
Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich einer verbesserten Dämpfung von Störschwingungen eines Ultraschallsensors.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche auf einfache Weise eine verbesserte Dämpfung von Störschwingungen eines Ultraschallsensors möglich ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Dämpfungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß ferner durch einen Träger mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.
Es wird vorgeschlagen ein Dämpfungselement zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung, wobei das Dämpfungselement eine schwingungsdämpfende Matrix aufweist, die einen Ultraschallsensor zumindest teilweise umgebend an einem Träger fixierbar ist, wobei das Dämpfungselement wenigstens einen Temperatursensor aufweist, der zumindest teilweise in Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix positioniert ist.
Ein derartiges Dämpfungselement erlaubt unabhängig von der Temperatur ein verlässliches Messverhalten eines Ultraschallsensors einhergehend mit einem sehr definierten Messergebnis.
Ein hier beschriebenes Dämpfungselement dient somit insbesondere dazu, eine in Folge eines durch einen Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugte Schwingung zu dämpfen. In anderen Worten sollte das Dämpfungselement bevorzugt benachbart zu einem Ultraschallsensor und diesen zumindest teilweise insbesondere flächig, also zweidimensional, umgebend an einem Träger anordbar beziehungsweise angeordnet sein, an dem ebenfalls der Ultraschallsensor angeordnet ist.
Bei dem verdeckten Verbau von Ultraschallsensoren werden die Sensoren oftmals mittels einer Klebeschicht an einen Träger, wie etwa einen Bereich der Außenhaut eines Fahrzeugs angebracht. Dadurch kann der Träger schwingungstechnisch mit dem Ultraschallsensor, wie etwa seiner Membran, gekoppelt werden beziehungsweise kann der Träger schwingungstechnisch Teil der Membran werden. Somit können Ultraschallwellen an den Träger übertragen und von diesem an die Umgebung abgegeben werden.
Bei diesem Vorgang werden auch störende Schwingungen in dem Träger angeregt, welche, sobald sie wieder in unmittelbare Nähe des Ultraschallsensors gelangen, im Empfangsfall für Störechos sorgen, welche das Messergebnis verfälschen beziehungsweise negativ beeinflussen. Beispielsweise werden nicht existente Hindernisse in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angezeigt.
Um dies zu verhindern, wird das Dämpfungselement in der Nähe des Ultraschallsensors insbesondere flächig positioniert, beispielsweise an dem Träger fixiert. Insbesondere kann das Dämpfungselement derart an den Träger fixiert werden, dass das Dämpfungselement den Ultraschallsensor beziehungsweise einen Aufnahmebereich zum Fixieren des Ultraschallsensors auf dem Träger zumindest teilweise, bevorzugt zweidimensional vollständig, umgibt, wie dies nachstehend beschrieben ist.
Das Dämpfungselement weist eine schwingungsdämpfende Matrix als Haupt-Dämpfungskomponente auf. Wie vorstehend beschrieben ist die schwingungsdämpfende Matrix den Ultraschallsensor zumindest teilweise umgebend, also insbesondere zumindest teilweise zweidimensional in einer Ebene parallel zu der Oberfläche des Trägers, an dem Träger fixierbar. Die schwingungsdämpfende Matrix ist dabei insbesondere aus einem hochdämpfenden Material ausgebildet, das Schwingungen, insbesondere Störschwingungen, dämpft, etwa indem die Störschwingungen in Wärme umgewandelt werden können, so dass diese nicht am Ultraschallsensor ankommen. Somit kann es ermöglicht werden, dass an dem Ultraschallsensor lediglich Nutzsignale ankommen, die von Objekten in der Umgebung des Ultraschallsensors beziehungsweise eines hiermit ausgestatteten Fahrzeugs reflektiert werden und somit einer korrekten Messung dienen.
Eine Eigenschaft von hochdämpfenden Materialien ist es oftmals, dass sie eine sehr starke Temperaturabhängigkeit des Dämpfungsverhaltens aufweisen. So kann beispielsweise ein dämpfendes Material, das bei 20°C in der Lage ist, Störschwingungen vollständig zu dämpfen, bei höheren oder niedrigeren Temperaturen lediglich ein deutlich reduziertes Dämpfungsverhalten aufweisen. Dadurch können bei dem Ultraschallsensor in Abhängigkeit der Temperatur trotz des Vorsehens des Dämpfungselements Störschwingungen auftreten, auch wenn diese in ihrer Amplitude durch das grundsätzliche Vorsehen des Dämpfungselements deutlich reduziert sind. Ausschlaggebend für das Dämpfungsverhalten des Dämpfungselements ist somit unter anderem die Temperatur.
Um diesem Effekt zu begegnen ist es bei dem hier beschriebenen Dämpfungselement vorgesehen, dass wenigstens ein Temperatursensor vorgesehen ist, der zumindest teilweise in Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix positioniert ist.
Durch das Vorsehen eines derart positionierten Temperatursensors kann eine besonders genaue beziehungsweise verlässliche Messung der Temperatur des schwingungsdämpfenden Materials erreicht werden, da unmittelbar die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix und damit des schwingungsdämpfenden Materials ermittelbar ist. Das schwingungsdämpfende Material soll dabei insbesondere das Material sein, welches die schwingungsdämpfende Matrix ausbildet beispielsweise welches die schwingungsdämpfende Matrix aufweisen kann, beispielsweise aus welchem die schwingungsdämpfende Matrix bestehen kann.
Es bietet sich somit insbesondere gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik, wonach die Temperatur des Dämpfungsmaterials nur geschätzt werden kann, ein signifikanter Vorteil. So wird im Stand der Technik beispielsweise auf Temperatursensoren zurückgegriffen, die am Ultraschallsensor angeordnet sind oder welche die Lufttemperatur in der Fahrzeugumgebung messen. Dies kann jedoch mit vergleichsweise großen Unsicherheiten einhergehen, so dass die Temperatur des Dämpfungselements beziehungsweise der schwingungsdämpfenden Matrix nur mit einem gewissen Unsicherheitsfaktor geschätzt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben kann durch die hier definierte Anordnung des Temperatursensors eine signifikant genauere und verlässlichere Temperaturmessung ermöglicht werden. Da also die exakte Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix bekannt ist, kann in Abhängigkeit der Temperatur des schwingungsdämpfenden Materials zu jeder Zeit verlässlich Einfluss auf den Ultraschallsensor genommen werden, um störende Einflüsse zu umgehen. Im Detail kann es auf besonders effektive Weise ermöglicht werden, dass der Ultraschallsensor beziehungsweise eine hiermit verbundene Auswerteeinheit, welche die von dem Ultraschallsensor gelieferten Daten auswertet, bezüglich der Temperatur derart konfiguriert wird, dass für den aktuell anliegenden Zustand, insbesondere Temperaturzustand, optimale Betriebsparameter eingestellt werden. Beispiele für derartige Betriebsparameter umfassen etwa Sendeperformance beziehungsweise Sendecharakteristika, Empfangsempfindlichkeit, Detektionsschwellen, usw. Wie vorstehend angedeutet kann dies problemlos erfolgen, indem die ermittelte Temperatur an das Steuergerät beziehungsweise die Auswerteeinheit des Ultraschallsensors übermittelt und der Sensor dann entsprechend während des Betriebs mit neuen Parametern programmiert wird beziehungsweise mit an die Temperatur angepassten Parametern arbeitet.
Um dies zu realisieren kann es bevorzugt sein, dass das entsprechende schwingungsdämpfende Material beziehungsweise die Schwingungsdämpfende Matrix vor Betrieb auf ihre Temperaturabhängigkeit untersucht wird und die Veränderungen der Betriebsparameter ermittelt werden. Entsprechend können die Beeinflussungen für jede Temperatur in dem Steuergerät beziehungsweise der Auswerteeinheit gespeichert werden. Dann kann in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur unmittelbar eine Einstellung des Ultraschallsensors ermöglicht werden.
Dadurch kann es ermöglicht werden, dass nicht auf Detektionsmöglichkeiten verzichtet wird etwa durch eine zu vorsichtige Empfindlichkeitseinstellung oder durch zu hoch eingestellte Schwellwerte, was die Gefahr von in der Fahrzeugumgebung vorhandenen aber nicht detektierten Objekten bergen würde. Gleichzeitig kann die Gefahr deutlich verringert werden, dass nicht vorhandene Objekte fehlerhaft detektiert werden.
Dem Vorstehenden folgend kann somit eine sichere beziehungsweise verlässliche und gleichermaßen effektive Messung der Fahrzeugumgebung ermöglicht werden, wobei diese Vorteile über einen hohen Temperaturbereich temperaturunabhängig möglich sind.
Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die schwingungsdämpfende Matrix an einer Oberfläche, die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger verbunden zu werden, eine Aussparung aufweist, in der ein Temperatursensor angeordnet ist. Somit ist in dieser Ausgestaltung die Aussparung zu der entsprechenden Oberfläche offen. In dieser Ausgestaltung kann es somit vorgesehen sein, dass der Temperatursensor teilweise in die schwingungsdämpfende Matrix eingebettet ist, die Aussparung beispielsweise ausfüllt, und somit die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix effektiv und verlässlich messen kann. Ferner steht der Temperatursensor jedoch in einem an dem Träger angeordneten Zustand des Dämpfungselements mit dem Träger in Kontakt. In dieser Ausgestaltung kann darauf reagiert werden, dass auf das Dämpfungselement wirkende Temperatureinflüsse oftmals von außen, also von der Seite des Trägers her, auf das Dämpfungselement beziehungsweise auf die schwingungsdämpfende Matrix wirken. Dies kann etwa bei starker Sonneneinstrahlung der Fall sein, bei welcher sich zunächst der Träger aufheizt, welcher dann die Wärme an das Dämpfungselement abgibt. Somit kann beispielsweise in diesem Fall besonders effektiv und verlässlich auf sich ändernde Temperaturen reagiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die schwingungsdämpfende Matrix an einer Oberfläche, die gegenüberliegend ist zu einer Oberfläche, die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger verbunden zu werden, eine Aussparung aufweist, in der ein Temperatursensor angeordnet ist. Somit ist in dieser Ausgestaltung die Aussparung zu der entsprechenden Oberfläche offen. Auch in dieser Ausgestaltung kann es somit vorgesehen sein, dass der Temperatursensor teilweise in die schwingungsdämpfende Matrix eingebettet ist, beispielsweise die Aussparung ausfüllt, und somit die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix beziehungsweise des schwingungsdämpfenden Materials, aus welchem die schwingungsdämpfende Matrix ausgebildet ist, effektiv und verlässlich messen kann. Ferner ist jedoch ein gewisser Abstand zu dem Träger vorgesehen, so dass etwa durch den Träger abstrahlende Wärme von dem Temperatursensor nur bedingt wahrgenommen wird, was ebenfalls beabsichtigt sein kann. Beispielsweise kann so eine sich verändernde Temperatur dann wahrgenommen werden, wenn diese die schwingungsdämpfende Matrix durchdrungen oder zumindest beeinflusst hat. Ferner können Temperatureinflüsse besonders effektiv wahrgenommen werden, welche von der Innenseite auf den Träger wirken, was ebenfalls von Vorteil sein kann. So kann etwa bei dem Positionieren des Ultraschellsensors und damit des Dämpfungselements verdeckt an der Innenseite eines Stoßfängers Wärme von einem Auspuff an das Dämpfungselement übertragen werden, was ebenfalls Einfluss auf die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix aufweisen kann.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die schwingungsdämpfende Matrix eine Aussparung aufweist, in der ein Temperatursensor angeordnet ist, wobei die Aussparung von einer Oberfläche, die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger verbunden zu werden, zu einer zu dieser Oberfläche gegenüberliegend positionierten Oberfläche durchgehend verläuft. In anderen Worten kann die Aussparung in dieser Ausgestaltung entlang der gesamten Dicke der schwingungsdämpfenden Matrix verlaufen. Insbesondere kann der der Temperatursensor die Aussparung wiederum vollständig ausfüllen, um einen innigen Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix zu erhalten. In dieser Ausgestaltung kann es ermöglicht werden, dass sowohl Temperatureinflüsse, welche von der Seite des Trägers als auch von der gegenüberliegenden Seite auf die schwingungsdämpfende Matrix wirken beziehungsweise diese beeinflussen, effektiv detektiert werden. Dies kann wie vorstehend angedeutet einer besonders verlässlichen Messung der Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix dienen.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die schwingungsdämpfende Matrix eine Aufnahme aufweist, in welcher der Temperatursensor derart angeordnet ist, dass der Temperatursensor vollständig, also insbesondere dreidimensional, von der schwingungsdämpfenden Matrix umgeben ist. Insbesondere kann der der Temperatursensor die Aussparung wiederum vollständig ausfüllen, um einen innigen Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix zu erhalten. In dieser Ausgestaltung wird somit unmittelbar und ausschließlich die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix beziehungsweise des schwingungsdämpfenden Materials ermittelt. Dadurch können etwaige Störeinflüsse von anderen Komponenten als der schwingungsdämpfenden Matrix ausgeschlossen werden, was anwendungsbedingt bezüglich einer verlässlichen Messung der Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix ebenfalls von Vorteil sein kann.
Von Vorteil kann es ferner sein, wenn wenigstens zwei oder mehrere der vorgenannten Varianten der Positionierung des Temperatursensors kombiniert werden und die entsprechend gemessenen Temperaturwerte miteinander verglichen und gegebenenfalls ein Mittelwert gebildet oder eine andere Auswertung vorgenommen wird, um eine besonders verlässliche Messung der Temperatur zu erhalten.
Bezüglich der vorbeschriebenen Anordnungen des Temperatursensors in der Aussparung kann es insbesondere von Vorteil sein, dass die Größe der jeweiligen Aussparung an die Größe des Temperatursensors derart angepasst ist, dass der Temperatursensor die Aussparung vollständig ausfüllt und somit in innigem Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix ist. Dies kann eine hohe thermische Beeinflussung des Temperatursensors von dem schwingungsdämpfenden Material erlauben und somit eine effektive und verlässliche Messung der Temperatur des schwingungsdämpfenden Materials beziehungsweise der schwingungsdämpfenden Matrix.
Somit kann es bevorzugt sein, dass das Dämpfungselement wenigstens zwei Temperatursensoren aufweist. Beispielsweise kann einer der wenigstens zwei Temperatursensoren oder können mehrere oder sämtliche der wenigstens zwei vorgesehenen Temperatursensoren derart angeordnet sein, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist. Durch das Vorsehen von wenigstens zwei Temperatursensoren kann eine Temperaturmessung besonders verlässlich sein.
Denn in dieser Ausgestaltung kann zum Einen auch bei dem Ausfall eines Temperatursensors durch den wenigstens einen weiteren Temperatursensor die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix weiter überprüft werden, so dass die vorstehend beschriebenen Vorteile der direkten Messung der Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix weiter ermöglicht werden können. Darüber hinaus kann es in dieser Ausgestaltung möglich sein, an verschiedenen Positionen der schwingungsdämpfenden Matrix die Temperatur zu ermitteln. So kann etwa ein Mittelwert der Temperatur für eine Einstellung des Ultraschallsensors verwendet werden. Ferner kann es ermöglicht werden, dass die Werte von Temperatursensoren, welche eine Temperatur anzeigen, die von den Temperaturen einer Mehrzahl von anderen Temperatursensoren weiter als ein bestimmter Grenzwert entfernt sind, nicht in Betracht gezogen werden, da dies auf eine Fehlmessung des betreffenden Sensors hinweisen kann. Ferner können die unterschiedlichen Messwerte auf andere Weise anwendungsbedingt ausgewertet werden, wie dies dem Fachmann unmittelbar verständlich ist.
Bezüglich der Mehrzahl an Temperatursensoren beziehungsweise bezüglich der wenigstens zwei Temperatursensoren kann es ferner vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Temperatursensoren vorgesehen sind entlang der Dicke der schwingungsdämpfenden Matrix. In dieser Ausgestaltung können Einflüsse von beiden Seiten des Dämpfungselements und dabei von beiden Seiten des Trägers in Betracht gezogen werden, was die Messung der Temperatur besonders verlässlich machen kann, da im Wesentlichen sämtliche Temperatureinflüsse sicher erfasst werden können.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Temperatursensoren vorgesehen in einer radialen Ebene der schwingungsdämpfenden Matrix. In dieser Ausgestaltung sind wenigstens zwei Temperatursensoren somit derart angeordnet, dass diese jeweils auf einer gedachten Kreisbahn liegen, welche sich in einer an dem Träger montierten Position des Dämpfungselements um den Aufnahmebereich des Ultraschallsensors erstrecken, wobei die Kreisbahnen in radialer Richtung beziehungsweise in einer radialen Ebene einen unterschiedlichen Abstand zu dem Aufnahmebereich zum Anordnen des Ultraschallsensors aufweisen. Diese Ausgestaltung ist beispielsweise aber nicht beschränkt hierauf vorteilhaft, wenn die schwingungsdämpfende Matrix einen kreisrunden Umfang aufweist, In dieser Ausgestaltung können wiederum Temperaturen an unterschiedlichen Positionen der schwingungsdämpfenden Matrix ermittelt werden, was die Exaktheit des Messergebnisses hinsichtlich der Temperaturmessung weiter verbessern kann.
Weiter alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Temperatursensoren vorgesehen sind entlang eines Umfangs der schwingungsdämpfenden Matrix oder entlang einer parallel zu dem Umfang der schwingungsdämpfenden Matrix verlaufenden Bahn, beispielsweise aber nicht beschränkt hierauf, wenn die schwingungsdämpfende Matrix einen kreisrunden Umfang aufweist. Auch in dieser Ausgestaltung können wiederum Temperaturen an unterschiedlichen Positionen der schwingungsdämpfenden Matrix ermittelt werden, was die Exaktheit des Messergebnisses hinsichtlich der Temperaturmessung weiter verbessern kann.
Insbesondere an den vorbeschriebenen Positionen können somit mehrere Temperaturmessungen unabhängig voneinander durchgeführt werden, so dass auf vorteilhafte Weise Mittelwerte gebildet, falsche Werte gefiltert oder die Messwerte in anderer Weise ausgewertet werden können, wie dies vorstehend beschrieben ist. Dabei können sich die Parameter zweier oder mehrere vorgesehener Temperatursensoren in ihrer Position in einem oder mehreren der vorgenannten Parameter voneinander unterscheiden.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass der Temperatursensor ein resistiver Temperatursensor ist. Unter einem resistiven Temperatursensor ist in an sich bekannter Weise ein derartiger Sensor zu verstehen, der in Abhängigkeit der Temperatur sich derart verändert, dass sich der der ohmsche Widerstand des Sensors ändert. Diese Widerstandsänderung führt insbesondere zu einem veränderten Spannungsabfall am Sensor, der auf einfache Weise, etwa unter Verwendung eines Spannungsteilers oder einer Brückenschaltung erfasst werden kann. Vorteile resistiver Sensoren können insbesondere in einer hohen Messgenauigkeit und einem einfachen Aufbau und damit einhergehend geringen Kosten gesehen werden. Ferner lassen sich resistive Sensoren auch in vergleichsweise dünne Dämpfungsschichten einbauen, so dass die Grundstruktur der schwingungsdämpfenden Matrix nicht verändert werden braucht. Schließlich sind resistive Temperatursensoren unter den Bedingungen, wie diese typischerweise bei Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge auftreten, stabil, so dass eine dauerhafte und verlässliche Temperaturmessung ermöglicht werden kann.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass die schwingungsdämpfende Matrix ein Material aufweist, etwa aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus elastomeren Materialien, wie etwa Schäumen, beispielsweise Silikonschäumen, Gummi, wie etwa Butylkautschuk, oder auch Bitumen oder Kolloidkristallen, ohne jedoch auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Insbesondere die vorgenannten Materialien können eine effektive Schwingungsdämpfung bereitstellen, so dass das Messergebnis des Ultraschallsensors besonders verlässlich sein kann. Grundsätzlich kann die schwingungsdämpfende Matrix jegliches aus dem Stand der Technik bekanntes Material aufweisen und/oder etwa eine Dicke und/oder eine Ausdehnung beziehungsweise Geometrie aufweisen, wie diese grundsätzlich bekannt ist. Beispielsweise kann die schwingungsdämpfende Matrix in einer Draufsicht eine Kreisform beziehungsweise einen kreisförmigen Umfang aufweisen, wobei im Zentrum eine kreisrunde Aussparung vorgesehen ist, so dass das Dämpfungselement den Ultraschallsensor umgeben kann.
Vorzugsweise umfasst das Dämpfungselement gesamt eine Dicke von höchstens 1 mm und/oder einen Durchmesser von höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm. Durch diese geringe Dicke und/oder den geringen Durchmesser weist das Dämpfungselement einerseits ein besonders geringes Gewicht auf und kann andererseits besonders platzsparend an der Rückseite des Trägers positioniert werden.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass an einer Oberfläche der schwingungsdämpfenden Matrix, die gegenüberliegend ist zu einer Oberfläche, die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger verbunden zu werden, eine metallische Schicht vorgesehen ist. Diese Schicht kann beispielsweise eine Schutzschicht schein und dazu dienen, die schwingungsdämpfende Matrix vor äußeren Einflüssen zu schützen. Beispielsweise kann die metallische Schicht Aluminium aufweisen oder daraus bestehen.
Darüber hinaus kann diese Schicht als Versteifungsschicht dienen. Die metallische Schicht kann in Kombination mit der schwingungsdämpfenden Matrix zum Aufnehmen von Scherkräften und damit zum besonders effizienten Dämpfen ausgelegt sein.
Für den Fall des Vorsehens einer derartigen Schicht kann es somit vorgesehen sein, dass ein Temperatursensor, der in einer Aussparung der schwingungsdämpfenden Matrix angeordnet ist, die an einer Oberfläche der schwingungsdämpfenden Matrix positioniert ist, die gegenüberliegend zu der Oberfläche angeordnet ist, die an dem Träger zu befestigen ist, in Kontakt mit der metallischen Schicht kommen beziehungsweise an dieser anliegen kann.
Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Dämpfungselements wird auf die Beschreibung des Trägers, des Verfahrens, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Träger für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Ultraschallsensors aufweist, wobei den Aufnahmebereich zumindest teilweise umgebend ein Dämpfungselement zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen an dem Aufnahmebereich positionierten Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung vorgesehen ist, das an dem Träger fixiert ist. Der Träger ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement ausgestaltet ist, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.
Der Träger kann grundsätzlich beispielsweise ein wählbares Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs sein, wie etwa eine beliebige Position der Fahrzeugaußenhaut, etwa umfassend Türen, Stoßfänger, Kotflügel oder Glasflächen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
Der Träger weist einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Ultraschallsensors auf. An dem Aufnahmeraum kann ein Ultraschallsensor fixiert sein. Der Ultraschallsensor kann eine schwingungsfähige Membran aufweisen, welche einen Membranboden und eine Membranmantelwand umfasst. Dabei weist der Membranboden eine in die Ultraschallsignale aussendende Senderichtung des Ultraschallsensors weisende Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite auf. Der Ultraschallsensor sendet die Ultraschallsignale entlang der Senderichtung durch den Träger in Senderichtung in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs aus und/oder empfängt die an einem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektierten Ultraschallsignale durch den Träger hindurch.
Der Ultraschallsensor kann an dem Träger fixiert sein durch ein wählbares Fixierelement. Zum Übertragen der Schwingungen kann der Ultraschallsensor, insbesondere seine Membran, stoffschlüssig mit dem Träger verbunden sein. Hierzu kann ein an sich bekanntes Koppelelement vorgesehen sein, welches den Ultraschallsensor beziehungsweise seine Membran zum Übertragen von Ultraschallschwingungen mit dem Träger verbindet. Beispielsweise kann das Koppelelement in an sich bekannter Weise eine mit Klebstoff getränkte Matrix aufweisen, welche Träger und Membran schwingungsübertragend verbindet.
Der Ultraschallsensor ist insbesondere einem Fahrerunterstützungssystemen zugeordnet und liefert Informationen über die Fahrzeugumgebung, und genauer gesagt über die Abstände zwischen dem Fahrzeug einerseits und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen andererseits. Fahrerunterstützungssysteme können dabei beispielsweise Parkassistenzsysteme, Systeme zur Totwinkelüberwachung, Systeme zur Abstandshaltung, Spurüberwachungssysteme, Bremsassistenzsysteme und dergleichen sein.
Es ist ferner vorgesehen, dass den Aufnahmebereich zumindest teilweise umgebend beziehungsweise umrahmend ein Dämpfungselement zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen Ultraschallsensor, der an dem Aufnahmebereich fixiert ist, ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung vorgesehen ist, das an dem Träger fixiert ist. Somit umgibt das Dämpfungselement den Aufnahmebereich beziehungsweise den Ultraschallsensor zumindest teilweise, bevorzugt zweidimensional, also parallel zu der Oberfläche des Trägers, vollständig. Dadurch kann es ermöglicht werden, wie dies vorstehend in größerem Detail beschrieben ist, dass Störschwingungen herausgefiltert werden und dadurch das Messergebnis des Ultraschallsensors deutlich verbessert werden kann.
Es kann ferner bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor und damit auch das Dämpfungselement an einer Rückseite des Trägers und damit verdeckt positioniert ist. In dieser Ausgestaltung ist somit keine durchgehende Aussparung für den Ultraschallsensor in dem Träger vorgesehen, sondern der Ultraschallsensor überträgt seine Schallwellen etwa über ein Koppelelement an den Träger, wie etwa das Verkleidungsteil des Fahrzeugs, wobei die Ultraschalwellen weiter von dem Träger in die Umgebung emittiert werden.
Unter einer Rückseite kann somit insbesondere eine Seite verstanden werden, die bei einem normalen Betrieb etwa des Verkleidungsteils des Fahrzeugs nicht sichtbar ist beziehungsweise nach innen gerichtet ist, weshalb der Ultraschallsensor verdeckt positioniert ist. In anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor und das Dämpfungselement an einem Außenteil eines Kraftfahrzeugs an einer einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abgewandten Rückseite des Außenteils angeordnet sind.
Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Trägers wird auf die Beschreibung des Dämpfungselements, des Verfahrens, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.
Es wird ferner ein Verfahren zur Umfeldbeobachtung eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei dem unter Verwendung eines Ultraschallsensors Daten betreffend das Umfeld des Kraftfahrzeugs generiert und ausgewertet werden, wobei der Ultraschallsensor an einem Träger montiert ist, wobei der Träger ausgestaltet ist, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist, und wobei bei dem Verfahren weiterhin Daten in Betracht gezogen werden, die von einem Temperatursensor geliefert werden.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird somit eine Umfeldbeobachtung eines Kraftfahrzeugs durchgeführt. Entsprechend wird der Ultraschallsensor in an sich bekannter Weise Ultraschallwellen aussenden. Diese ausgesendeten Ultraschallwellen werden dann an Objekten, welche sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befinden, reflektiert und können wiederum von dem Ultraschallsensor nach der Reflektion detektiert werden. Dadurch können Daten betreffend das Umfeld des Kraftfahrzeugs generiert werden und es kann auf Objekte in dem Fahrzeugumfeld geschlossen werden und deren relative Position sowie deren Abstand zu dem Fahrzeug ermittelt werden.
Dadurch, dass der Träger ausgestaltet ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es ferner vorgesehen, dass an dem Träger ein Dämpfungselement zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung fixiert ist, wobei das Dämpfungselement eine schwingungsdämpfende Matrix aufweist, die den Ultraschallsensor zumindest teilweise umgibt, wobei das Dämpfungselement wenigstens einen Temperatursensor aufweist, der zumindest teilweise in Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix positioniert ist. Dadurch kann es ermöglicht werden, dass etwaige Störschwingungen gefiltert werden und die Messung des Ultraschallsensors somit nicht negativ beeinflussen.
Durch das Vorsehen des wenigstens einen Temperatursensors kann die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix auf besonders verlässliche und effektive Weise ermittelt werden. Dadurch kann dem Rechnung getragen werden, dass es oftmals eine Eigenschaft von hochdämpfenden Materialien ist, dass sie eine sehr starke Temperaturabhängigkeit des Dämpfungsverhaltens aufweisen. So kann beispielsweise ein dämpfendes Material, das bei 20°C in der Lage i st, Störschwingungen vollständig zu dämpfen, bei höheren oder niedrigeren Temperaturen lediglich ein deutlich reduziertes Dämpfungsverhalten aufweisen. Dadurch können bei dem Ultraschallsensor in Abhängigkeit der Temperatur Störschwingungen auftreten, auch wenn diese in ihrer Amplitude durch das grundsätzliche Vorsehen des Dämpfungselements deutlich reduziert sind. Ausschlaggebend für das Dämpfungsverhaltens ist somit unter anderem die Temperatur.
Dadurch, dass bei dem hier beschriebenen Verfahren es vorgesehen ist, dass die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix in Betracht gezogen wird, kann es auf besonders effektive Weise ermöglicht werden, dass der Ultraschallsensor beziehungsweise eine hiermit verbundene Auswerteeinheit, welche die von dem Ultraschallsensor gelieferten Daten auswertet, bezüglich der Temperatur derart konfiguriert wird, dass für den aktuell anliegenden Zustand, insbesondere Temperaturzustand, optimale Betriebsparameter eingestellt werden. Beispiele für derartige Betriebsparameter umfassen etwa Senderperformance beziehungsweise Sendecharaketeristika, Empfangsempfindlichkeit, Detektionsschwellen, usw. Wie vorstehend angedeutet kann dies problemlos erfolgen, indem die ermittelte Temperatur an das Steuergerät beziehungsweise die Auswerteeinheit des Ultraschallsensors übermittelt und der Sensor dann entsprechend während des Betriebs basierend auf angepassten Parametern arbeitet. Die zu verwendeten Parameter, welche in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur zu verwenden sind, können etwa in einem Steuersystem hinterlegt sein.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass ohne eine Einstellung des Ultraschallsensors die Temperatur bei der Auswertung der generierten Daten in Betracht gezogen wird, etwa um definierte detektierte Schwingungen auswertetechnisch zu filtern oder auf andere Weise bei der Auswertung zu bewerten.
Durch die Positionierung des Temperatursensors als Teil des Dämpfungselements kann dabei die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix besonders verlässlich ermittelt werden, so dass die vorbeschriebenen Vorteile besonders effektiv möglich sind.
Besonders bevorzugt kann es sein, dass bei dem Verfahren weiterhin Daten in Betracht gezogen werden, die von wenigstens zwei Temperatursensor geliefert werden. In dieser Ausgestaltung kann eine Temperaturmessung besonders verlässlich sein. Denn in dieser Ausgestaltung kann zum Einen auch bei dem Ausfall eines Temperatursensors durch den wenigstens einen weiteren Temperatursensor die Temperatur des schwingungsdämpfenden Matrix überprüft werden, so dass die vorstehend beschriebenen Vorteile der direkten Messung der Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix weiter ermöglicht werden können. Darüber hinaus kann es in dieser Ausgestaltung möglich sein, an verschiedenen Positionen der schwingungsdämpfenden Matrix die Temperatur zu ermitteln. So kann etwa ein Mittelwert der Temperatur für eine Einstellung des Ultraschallsensors verwendet werden. Ferner kann es ermöglicht werden, dass die Werte von Temperatursensoren, welche eine Temperatur anzeigen, die von den Temperaturen einer Mehrzahl von anderen Temperatursensoren weiter als ein bestimmter Grenzwert entfernt sind, nicht in Betracht gezogen werden oder können die unterschiedlichen Messwerte auf andere Weise anwendungsbedingt ausgewertet werden.
Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Verfahrens wird auf die Beschreibung des Dämpfungselements, des Trägers, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht von der Seite durch eine Ausgestaltung eines Trägers mit einem Ultraschallsensor und einem Dämpfungselement gemäß der Erfindung; und
2 eine schematische Darstellung zeigend eine Schnittansicht von oben durch eine Ausgestaltung eines Dämpfungselements gemäß der Erfindung.

In der 1 ist in einer schematischen Schnittansicht von der Seite ein Träger 10 gezeigt, der etwa ein Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs sein kann. Beispielsweise kann der Träger 10 eine Tür, ein Stoßfänger oder ein anderes Teil sein, welches die Außenhaut des Fahrzeugs ausbildet.
An dem Träger 10 ist ein Ultraschallsensor 12 fixiert, der Ultraschallwellen erzeugen, emittieren und wieder detektieren kann. Dadurch wird in an sich bekannter Weise eine Umfeldbeobachtung des Kraftfahrzeugs, das einen derartigen Träger 10 aufweist, möglich.
Für eine Positionierung des Ultraschallsensors 12 weist der Träger 10 einen Aufnahmebereich 14 auf, der den Ultraschallsensor 12 aufnehmen soll beziehungsweise an dem der Ultraschallsensor 12 fixiert sein soll. Dabei ist es vorgesehen, dass der Ultraschellsensor 10 beziehungsweise eine Ultraschallwellen emittierende Membran 16 über ein Koppelelement 18 mit dem Träger 10 verbunden wird. Dadurch können die Schallwellen effektiv und vergleichsweise verlustfrei von dem Ultraschallsensor 12 beziehungsweise seiner Membran 16 auf den Träger 10 und umgekehrt übertragen werden.
Es ist ferner gezeigt, dass den Aufnahmebereich 14 vollständig, also insbesondere zweidimensional, umgebend beziehungsweise umrahmend ein Dämpfungselement 20 zum Dämpfen einer in Folge eines durch den an dem Aufnahmebereich 14 positionierten Ultraschallsensor 12 ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung vorgesehen ist, wobei das Dämpfungselement 20 an dem Träger 10 fixiert ist, etwa dort angeklebt ist. Dabei ist es vorgesehen, dass der Ultraschallsensor 12 wie auch das Dämpfungselement 20 auf der Rückseite des Trägers 10 fixiert ist.
Das Dämpfungselement 20 dient somit dazu, Störschwingungen zu dämpfen beziehungsweise zu filtern und so das Messergebnis des Ultraschallsensors 12 zu verbessern. Denn bei dem Emittieren von Ultraschallwellen werden auch störende Schwingungen in dem Träger 10 angeregt, welche, sobald sie wieder in unmittelbare Nähe des Ultraschallsensors 12 gelangen, im Empfangsfall für Störechos sorgen, welche das Messergebnis verfälschen beziehungsweise negativ beeinflussen.
Beispielsweise werden nicht existente Hindernisse in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angezeigt.
Um dies zu verhindern weist das Dämpfungselement 20 eine schwingungsdämpfende Matrix 22 als Haupt-Dämpfungskomponente auf. Die schwingungsdämpfende Matrix 22 ist dabei insbesondere aus einem hochdämpfenden Material ausgebildet, das ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus elastomeren Materialien, wie etwa Schäumen, beispielsweise Silikonschäumen, Gummi, wie etwa Butylkautschuk, oder auch Bitumen oder Kolloidkristallen, ohne jedoch auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Die schwingungsdämpfende Matrix 22 kann dadurch Schwingungen, insbesondere Störschwingungen, dämpfen, etwa indem die Störschwingungen in Wärme umgewandelt werden, so dass diese nicht am Ultraschallsensor 12 ankommen. Somit kann es ermöglicht werden, dass an dem Ultraschallsensor 12 lediglich Nutzsignale ankommen, die von Objekten in der Umgebung des Ultraschallsensors beziehungsweise eines hiermit ausgestatteten Fahrzeugs reflektiert werden und somit einer korrekten Messung dienen.
Da schwingungsdämpfende Materialien oftmals eine hohe Temperaturabhängigkeit des Dämpfungsverhaltens aufweisen derart, dass ein dämpfendes Material, das bei 20°C in der Lage ist, Störschwingungen vollständig zu dämpfen, bei höheren oder niedrigeren Temperaturen lediglich ein deutlich reduziertes Dämpfungsverhalten aufweist, ist es vorgesehen, die Temperatur der schwingungsdämpfenden Matrix 22 zu überwachen. Hierzu ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Temperatursensor 24 vorgesehen ist, der zumindest teilweise in Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix 22 positioniert ist.
Dabei sind in der 1 verschiedene Positionen gezeigt, in welchen ein Temperatursensor 24 vorliegen kann, wobei diese Positionen einzeln oder zumindest zum Teil gemeinsam vorliegen können.
Dabei ist gezeigt, dass es bezüglich eines ersten Temperatursensors 24₁ vorgesehen ist, dass die schwingungsdämpfende Matrix 22 an einer Oberfläche 26, die mit dem Träger 10 verbunden ist, eine Aussparung 28 aufweist, in der der Temperatursensor 24₁ angeordnet ist.
Bezüglich eines zweiten Temperatursensors 24₂ ist es vorgesehen, dass die schwingungsdämpfende Matrix 22 an einer Oberfläche 30, die gegenüberliegend ist zu der Oberfläche 26, die mit dem Träger 10 verbunden ist, eine Aussparung 32 aufweist, in der der Temperatursensor 24₂ angeordnet ist.
Bezüglich des ersten Temperatursensors 24₁ und des zweiten Temperatursensors 24₂ ist es somit vorgesehen, dass diese zueinander vorgesehen sind entlang der Dicke der schwingungsdämpfenden Matrix 22.
Bezüglich eines dritten Temperatursensors 24₃ ist es ferner vorgesehen, dass die schwingungsdämpfende Matrix 22 eine Aussparung 34 aufweist, in der der Temperatursensor 24₃ angeordnet ist, wobei die Aussparung 34 von der Oberfläche 26, die mit dem Träger 10 verbunden ist, zu der zu dieser Oberfläche 26 gegenüberliegend positionierten Oberfläche 30 durchgehend verläuft.
In der 2, welche eine schematische Schnittansicht in Draufsicht auf ein Dämpfungselement 20 zeigt, sind weitere Positionen von Temperatursensoren 24 gezeigt.
Zunächst zeigt 2, dass die schwingungsdämpfende Matrix 22 in einer Draufsicht eine Kreisform beziehungsweise einen kreisförmigen Umfang aufweist, wobei im Zentrum eine kreisrunde Aussparung vorgesehen ist, welche dem Aufnahmebereich 14 zum Anordnen des Ultraschallsensors 12 entspricht, so dass das Dämpfungselement 20 den Ultraschallsensor 12 vollständig zweidimensional umgeben kann.
2 zeigt ferner, dass Temperatursensoren 24₁ , 24₄ vorgesehen in einer radialen Ebene der schwingungsdämpfenden Matrix 22. In dieser Ausgestaltung sind wenigstens zwei Temperatursensoren 24₁ , 24₄ somit derart angeordnet, dass diese jeweils auf einer gedachten Kreisbahn 36, 38 liegen, welche sich in einer an dem Träger 10 montierten Position des Dämpfungselements 22 um den Aufnahmebereich 14 des Ultraschallsensors 12 erstrecken, wobei die Kreisbahnen 36, 38 in radialer Richtung beziehungsweise in einer radialen Ebene einen unterschiedlichen Abstand zu dem Aufnahmebereich zum Anordnen des Ultraschallsensors aufweisen. Beispielsweise weist der Temperatursensor 24₁ einen Abstand d₁ zu dem Aufnahmebereich 14 auf und weist der Temperatursensor 24₄ einen Abstand d₂ zu dem Aufnahmebereich 14 auf, wobei d₁ kleiner ist, als d₂ .
Ferner ist gezeigt, dass wenigstens zwei Temperatursensoren 24₁ , 24₅ vorgesehen sind entlang einer parallel zu dem Umfang verlaufenden Linie welche in dem vorliegenden Fall die Kreisbahn 36 ist, der schwingungsdämpfenden Matrix 22.
Weiterhin kann beispielsweise der Temperatursensor 24₅ in einer Aufnahme 42 derart angeordnet sein, dass der Temperatursensor 24₅ vollständig von der schwingungsdämpfenden Matrix 22 umgeben ist.
Zurückkommend auf 1 ist es ferner gezeigt, an der Oberfläche 30 der schwingungsdämpfenden Matrix 22, die gegenüberliegend ist zu der Oberfläche 26, die mit dem Träger 10 verbunden ist, eine metallische Schicht 40 vorgesehen ist. Die metallische Schicht 40 kann aus Aluminium ausgebildet sein und etwa aufkaschiert sein. Somit kann die Schicht 40 insbesondere eine Aluminiumkaschierung darstellen.
Bezugszeichenliste

10: Träger
12: Ultraschallsensor
14: Aufnahmebereich
16: Membran
18: Koppelelement
20: Dämpfungselement
22: schwingungsdämpfende Matrix
24: Temperatursensor
26: Oberfläche
28: Aussparung
30: Oberfläche
32: Aussparung
34: Aussparung
36: Kreisbahn
38: Kreisbahn
40: Schicht
42: Aufnahme

Claims

Dämpfungselement zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen Ultraschallsensor (12) ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung, wobei das Dämpfungselement (20) eine schwingungsdämpfende Matrix (22) aufweist, die einen Ultraschallsensor (12) zumindest teilweise umgebend an einem Träger (10) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20) wenigstens einen Temperatursensor (24) aufweist, der zumindest teilweise in Kontakt mit der schwingungsdämpfenden Matrix (22) positioniert ist.
Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwingungsdämpfende Matrix (22) an einer Oberfläche (26), die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger (10) verbunden zu werden, eine Aussparung (28) aufweist, in der ein Temperatursensor (24₁) angeordnet ist.
Dämpfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwingungsdämpfende Matrix (22) an einer Oberfläche (30), die gegenüberliegend ist zu einer Oberfläche (26), die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger (10) verbunden zu werden, eine Aussparung (32) aufweist, in der ein Temperatursensor (24₂) angeordnet ist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die schwingungsdämpfende Matrix (22) eine Aussparung (34) aufweist, in der ein Temperatursensor (24₃) angeordnet ist, wobei die Aussparung (34) von einer Oberfläche (26), die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger (10) verbunden zu werden, zu einer zu dieser Oberfläche (26) gegenüberliegend positionierten Oberfläche (30) durchgehend verläuft.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schwingungsdämpfende Matrix (22) eine Aufnahme (42) aufweist, in welcher ein Temperatursensor (24) derart angeordnet ist, dass der Temperatursensor (24) vollständig von der schwingungsdämpfenden Matrix (22) umgeben ist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20) wenigstens zwei Temperatursensoren (24) aufweist.
Dämpfungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Temperatursensoren (24₁, 24₂) vorgesehen sind entlang der Dicke der schwingungsdämpfenden Matrix (22).
Dämpfungselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Temperatursensoren (24₁, 24₄) vorgesehen sind in einer radialen Ebene der schwingungsdämpfenden Matrix (22).
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Temperatursensoren (24₁, 24₅) vorgesehen sind entlang eines Umfangs der schwingungsdämpfenden Matrix (22) oder entlang einer parallel zu dem Umfang der schwingungsdämpfenden Matrix (22) verlaufenden Bahn.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperatursensor (24) ein resistiver Temperatursensor (24) ist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberfläche (30) der schwingungsdämpfenden Matrix (22), die gegenüberliegend ist zu einer Oberfläche (26), die dazu vorgesehen ist, mit dem Träger (10) verbunden zu werden, eine metallische Schicht (40) vorgesehen ist.
Träger für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Aufnahmebereich (14) zum Aufnehmen eines Ultraschallsensors (12) aufweist, wobei den Aufnahmebereich (14) zumindest teilweise umgebend ein Dämpfungselement (20) zum Dämpfen einer in Folge eines durch einen an dem Aufnahmebereich (14) positionierten Ultraschallsensor (12) ausgesendeten Ultraschallsignals erzeugten Schwingung vorgesehen ist, wobei das Dämpfungselement (20) an dem Träger (10) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20) an einer Rückseite des Trägers (10) positioniert ist.
Verfahren zur Umfeldbeobachtung eines Kraftfahrzeugs, bei dem unter Verwendung eines Ultraschallsensors (12) Daten betreffend das Umfeld des Kraftfahrzeugs generiert und ausgewertet werden, wobei der Ultraschallsensor (12) an einem Träger (10) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei bei dem Verfahren weiterhin Daten in Betracht gezogen werden, die von wenigstens einem Temperatursensor (24) geliefert werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren weiterhin Daten in Betracht gezogen werden, die von wenigstens zwei Temperatursensoren (24) geliefert werden.