DE102019216687B4

DE102019216687B4 - Circuit arrangement for an ultrasonic sensor of a means of transportation for determining an interference signal component in a measurement signal of the ultrasonic sensor

Info

Publication number: DE102019216687B4
Application number: DE102019216687.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schmid; Simon Weissenmayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2022-09-22
Anticipated expiration: 2039-10-31
Also published as: DE102019216687A1

Abstract

Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor (60) eines Fortbewegungsmittels zum Ermitteln eines Störsignalanteils in einem ersten Messsignal (S1) des Ultraschallsensors (60) umfassend:• einen Ultraschallwandler (50),• einen Transformator (40),• einen Messwiderstand (80),• eine erste Messleitung (90),• eine zweite Messleitung (95),• eine erste Auswerteeinheit (10),• eine zweite Auswerteeinheit (20), und• eine dritte Auswerteeinheit (30), wobei• ein erster Anschluss einer Sekundärwicklung (45) des Transformators (40) mit einem ersten Anschluss des Messwiderstandes (80) und einem ersten Anschluss der zweiten Messleitung (95) verbunden ist,• ein zweiter Anschluss des Messwiderstandes (80) mit einem ersten Anschluss der ersten Messleitung (90) und einem ersten Anschluss des Ultraschallwandlers (50) verbunden ist,• ein zweiter Anschluss der Sekundärwicklung (45) des Transformators (40) mit einem zweiten Anschluss des Ultraschallwandlers (50) verbunden ist,• ein zweiter Anschluss der ersten Messleitung (90) und ein zweiter Anschluss der zweiten Messleitung (95) mit einem Dateneingang der ersten Auswerteeinheit (10) verbunden ist,• die erste Auswerteeinheit (10) eingerichtet ist,◯ über die erste Messleitung (90) ein erstes Messsignal (S1) zu empfangen, und◯ über die zweite Messleitung (95) ein zweites Messsignal (S2) zu empfangen,• die zweite Auswerteeinheit (20) eingerichtet ist,◯ ein Differenzsignal aus dem ersten Messsignal (S1) und dem zweiten Messsignal (S2) mit einem ersten vordefinierten Schwellenwert abzugleichen, und◯ in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Abgleichens eine Information über den Störsignalanteil im ersten Messsignal (S1) zu ermitteln,• die dritte Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, einen Straßenzustand und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels auf Basis des ersten Messsignals (S1) und/oder auf Basis des zweiten Messsignals (S2) und unter Berücksichtigung der Information über den Störsignalanteil zu ermitteln.Circuit arrangement for an ultrasonic sensor (60) of a means of transportation for determining an interference signal component in a first measurement signal (S1) of the ultrasonic sensor (60), comprising:• an ultrasonic transducer (50),• a transformer (40),• a measuring resistor (80),• a first measuring line (90),• a second measuring line (95),• a first evaluation unit (10),• a second evaluation unit (20), and• a third evaluation unit (30), with• a first connection of a secondary winding (45) of the transformer (40) is connected to a first terminal of the measuring resistor (80) and a first terminal of the second measuring line (95),• a second terminal of the measuring resistor (80) to a first terminal of the first measuring line (90) and a first terminal of the Ultrasonic transducer (50) is connected,• a second terminal of the secondary winding (45) of the transformer (40) is connected to a second terminal of the ultrasonic transducer (50),• a second terminal of the first en measuring line (90) and a second connection of the second measuring line (95) is connected to a data input of the first evaluation unit (10),• the first evaluation unit (10) is set up,◯ a first measuring signal (S1 ) and◯ to receive a second measurement signal (S2) via the second measurement line (95),• the second evaluation unit (20) is set up,◯ a difference signal from the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2). a first predefined threshold value, and◯ to determine information about the interference signal component in the first measurement signal (S1) depending on a result of the comparison,• the third evaluation unit (30) is set up to base a road condition and/or objects in the vicinity of the means of transport on of the first measurement signal (S1) and/or on the basis of the second measurement signal (S2) and taking into account the information about the interference signal component.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor eines Fortbewegungsmittels zum Ermitteln eines Störsignalanteils in einem ersten Messsignal des Ultraschallsensors.The present invention relates to a circuit arrangement for an ultrasonic sensor of a means of transportation for determining an interference signal component in a first measurement signal of the ultrasonic sensor.

Aus dem Stand der Technik sind Fortbewegungsmittel bekannt, welche mit einem oder mehreren Ultraschallsensoren für eine Umfelderfassung der Fortbewegungsmittel versehen sind. Zu diesem Zweck werden mittels der Ultraschallsensoren zunächst Ultraschallwellen in einen vordefinierten Bereich eines Umfeldes der Fortbewegungsmittel ausgesendet. Anhand der durch das Umfeld zu den Ultraschallsensoren reflektierten bzw. gestreuten Ultraschallwellen wird anschließend eine Laufzeit der Ultraschallwellen bestimmt. Auf Basis der Laufzeit der Ultraschallwellen kann schließlich ein Abstand der Fortbewegungsmittel zu Objekten im Umfeld der Fortbewegungsmittel ermittelt werden. Eine auf diese Weise ermittelte Abstandsinformation zu Objekten im Umfeld der Fortbewegungsmittel wird im Stand der Technik beispielsweise von Manövrierassistenzsystemen der Fortbewegungsmittel (z. B. Spurwechselassistent, Einparkassistent, usw.) empfangen und verwendet.Means of transportation are known from the prior art, which are provided with one or more ultrasonic sensors for detecting the surroundings of the means of transportation. For this purpose, ultrasonic waves are first emitted into a predefined area of an area surrounding the means of locomotion by means of the ultrasonic sensors. A propagation time of the ultrasonic waves is then determined on the basis of the ultrasonic waves reflected or scattered by the surroundings to the ultrasonic sensors. Finally, based on the propagation time of the ultrasonic waves, a distance between the means of transportation and objects in the vicinity of the means of transportation can be determined. In the prior art, distance information from objects in the vicinity of the means of transportation determined in this way is received and used, for example, by maneuvering assistance systems of the means of transportation (e.g. lane change assistant, parking assistant, etc.).

Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Fahrerassistenzsysteme und/oder teilautonom und/oder autonom fahrende Fortbewegungsmittel bekannt, welche zur Gewährleistung eines sicheren Fahrbetriebs, zusätzliche Informationen über Zustände aktuell befahrener Straßen (z. B. Straßennässe, Fahrbahnunebenheiten) bei der Steuerung der Fortbewegungsmittel berücksichtigen.Furthermore, driver assistance systems and/or semi-autonomous and/or autonomously driving means of transport are known from the prior art, which, in order to ensure safe driving operation, take into account additional information about the conditions of roads currently being traveled on (e.g. wet roads, bumps in the roadway) when controlling the means of transport .

Insbesondere im Zusammenhang mit vorstehend genannten Systemen, aber auch im Zusammenhang mit davon abweichenden Systemen, kann es vorteilhaft und/oder erforderlich sein, potentielle Störsignalanteile in Messsignalen von Ultraschallsensoren zu berücksichtigen, um eine höhere Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit für solche Systeme zu erreichen.Particularly in connection with the systems mentioned above, but also in connection with systems that deviate from them, it can be advantageous and/or necessary to take into account potential interference signal components in measurement signals from ultrasonic sensors in order to achieve greater reliability and/or safety for such systems.

DE 102006023596 A1 beschreibt einen Ultraschallsensor für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse und mit einer in dem Gehäuse angeordneten Leiterplatte, die elektrisch leitend mit einem Abschirmelement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte und das Abschirmelement über eine Steckverbindung miteinander befestigt sind, welche die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Abschirmelement herstellt. Um zu gewährleisten, dass der Ultraschallsensor den Erfordernissen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) genügt, werden Abschirmelemente verwendet, die elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden sind. DE 102006023596 A1 describes an ultrasonic sensor for motor vehicles with a housing and with a printed circuit board which is arranged in the housing and which is electrically conductively connected to a shielding element, characterized in that the printed circuit board and the shielding element are fastened to one another via a plug connection which establishes the electrical connection between the printed circuit board and the shielding element produces. In order to ensure that the ultrasonic sensor meets the requirements of electromagnetic compatibility (EMC), shielding elements are used that are electrically conductively connected to the printed circuit board.

DE 102005009620 A1 beschreibt einen Ultraschallsensor für Kraftfahrzeuge mit einem Sensorgehäuse, in welchem ein Sensor mit einer Ultraschallmembran und gegebenenfalls eine Platine mit einer erforderlichen Elektronik untergebracht sind und eine Kupplung für eine elektrische Steckverbindung. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, EMV-empfindliche Bauteile auf einer der Ultraschallmembran zugewandten Seite auf der Platine anzuordnen. Die EMV-empfindlichen Bauteile werden dadurch auf einer Seite von der Ultraschallmembran und auf der anderen Seite von der Platine flankiert und befinden sich daher in einer geschützteren Umgebung, als wenn sie auf einer der Ultraschallmembran abgewandten Seite der Platine angeordnet wären. DE 102005009620 A1 describes an ultrasonic sensor for motor vehicles with a sensor housing in which a sensor with an ultrasonic membrane and optionally a circuit board with the necessary electronics are housed and a coupling for an electrical plug connection. Due to the arrangement according to the invention, it is possible to arrange EMC-sensitive components on a side of the circuit board that faces the ultrasonic membrane. The EMC-sensitive components are thereby flanked on one side by the ultrasonic membrane and on the other side by the circuit board and are therefore in a more protected environment than if they were arranged on a side of the circuit board facing away from the ultrasonic membrane.

JP 2006266740 A betrifft eine Ultraschall-Sonar-Vorrichtung mit einer Empfangsschaltung, bei der ein differenzieller Verstärker die Differenz der Spannungen die an den beiden Anschlüssen des Wandlers beim Empfangen einer reflektierten Welle entstehen verstärkt. JP 2006266740A relates to an ultrasonic sonar apparatus having a receiving circuit in which a differential amplifier amplifies the difference in voltages generated at the two terminals of the transducer when a reflected wave is received.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor eines Fortbewegungsmittels zum Ermitteln eines Störsignalanteils in einem ersten Messsignal des Ultraschallsensors bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement for an ultrasonic sensor of a means of transportation for determining an interference signal component in a first measurement signal of the ultrasonic sensor.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor eines Fortbewegungsmittels zum Ermitteln eines Störsignalanteils in einem ersten Messsignal des Ultraschallsensors vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z. B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein. Der Ultraschallsensor kann beispielsweise ein bestehender Ultraschallsensor oder ein explizit für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vorgesehener Ultraschallsensor des Fortbewegungsmittels sein. Darüber hinaus kann der Ultraschallsensor ein Teil eines Ultraschallsystems sein, welches beispielsweise ein Ultraschallsteuergerät, den Ultraschallsensor und gegebenenfalls weitere Ultraschallsensoren umfasst, wobei der Ultraschallsensor und die gegebenenfalls weiteren Ultraschallsensoren informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden sein können. Die informationstechnische Anbindung der Ultraschallsensoren an das Ultraschallsteuergerät, welche u. a. auf Basis eines Automotive-Bussystems (z. B. ein CAN-, FlexRay-, MOST-, LIN-, oder auch Ethernet-System) erfolgen kann, kann im Zusammenhang mit einem Ultraschallsystem insbesondere dazu genutzt werden, um die Ultraschallsensoren mittels des Ultraschallsteuergerätes zentral anzusteuern und/oder mit einer gemeinsamen Betriebsspannung zu versorgen. Alternativ oder zusätzlich kann diese informationstechnische Anbindung auch genutzt werden, um durch die Ultraschallsensoren erfasste Messsignale in vorverarbeiteter und/oder in nicht vorverarbeiteter Form an das Ultraschallsteuergerät zu übertragen, in welchem diese anschließend auf geeignete Weise zentral verarbeitet werden können.According to one aspect of the present invention, a circuit arrangement for an ultrasonic sensor of a means of transportation for determining an interference signal component in a first measurement signal of the ultrasonic sensor is proposed. The means of locomotion can be, for example, a road vehicle (e.g. motorcycle, passenger car, van, truck) or a rail vehicle or an aircraft/plane and/or a watercraft. The ultrasonic sensor can be, for example, an existing ultrasonic sensor or an ultrasonic sensor of the means of transportation that is explicitly provided for the application of the circuit arrangement according to the invention. In addition, the ultrasonic sensor can be part of an ultrasonic system, which includes, for example, an ultrasonic control device, the ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors, wherein the ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors can be connected to the ultrasonic control device in terms of information technology. The IT connection of the ultrasonic sensors to the ultrasonic control unit, which is based on an automotive bus system (e.g. a CAN, FlexRay, MOST, LIN, or Ethernet system) can be used in connection with an ultrasound system in particular to centrally control the ultrasound sensors by means of the ultrasound control device and/or to supply them with a common operating voltage . Alternatively or additionally, this information technology connection can also be used to transmit measurement signals detected by the ultrasonic sensors in preprocessed and/or non-preprocessed form to the ultrasonic control device, in which these can then be processed centrally in a suitable manner.

Die Schaltungsanordnung umfasst einen Ultraschallwandler, einen Transformator, einen Messwiderstand, eine erste Messleitung, eine zweite Messleitung, eine erste Auswerteeinheit, eine zweite Auswerteeinheit und eine dritte Auswerteeinheit. Der Ultraschallwandler kann bevorzugt ein piezoelektrischer Wandler sein, welcher eingerichtet ist, in einer Anregungsphase des Ultraschallsensors vordefinierte Ultraschallanregungssignale in ein Umfeld des Ultraschallsensors auszusenden und/oder aus dem Umfeld des Ultraschallsensors empfangene Ultraschallsignale in einer Messphase des Ultraschallsensors zu empfangen. Die erste Auswerteeinheit und/oder die zweite Auswerteeinheit und/oder die dritte Auswerteeinheit können beispielsweise jeweils als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet sein. Ferner können die erste Auswerteeinheit und/oder die zweite Auswerteeinheit und/oder die dritte Auswerteeinheit über eine jeweilige informationstechnisch angebundene Speichereinheit verfügen, um empfangene Daten und/oder berechnete Daten für eine nachgelagerte Verarbeitung abzulegen. Darüber hinaus kann der Ultraschallsensor, wie oben geschrieben, informationstechnisch mit einem Ultraschallsteuergerät des Fortbewegungsmittels verbunden sein. Ein Widerstandswert des Messwiderstandes kann sich beispielsweise im Bereich eines Widerstandswertes der Sekundärspule des Transformators bewegen. Insbesondere kann der Widerstandswert des Messwiderstandes in einem Bereich zwischen einem zehnfach kleineren und einem zehnfach größeren Widerstandswert bezogen auf den Widerstandswert der Sekundärspule liegen. Darüber hinaus kann der Widerstandswert des Messwiderstandes aber auch davon abweichende Widerstandswerte annehmen. Der Transformator ist bevorzugt ein Aufwärtstransformator, welcher eingerichtet ist, eine niedrige Primärspannung (z. B. 12 V, 48 V, usw.) in eine höhere Sekundärspannung (z. B. 100 V bis 150 V) zu wandeln, mit welcher der piezoelektrische Wandler des Ultraschallsensors auf geeignete Weise zur Ausgabe eines Ultraschallanregungssignals angesteuert werden kann.The circuit arrangement includes an ultrasonic transducer, a transformer, a measuring resistor, a first measuring line, a second measuring line, a first evaluation unit, a second evaluation unit and a third evaluation unit. The ultrasonic transducer can preferably be a piezoelectric transducer, which is set up to emit predefined ultrasonic excitation signals into an area surrounding the ultrasonic sensor in an excitation phase of the ultrasonic sensor and/or to receive ultrasonic signals received from the area surrounding the ultrasonic sensor in a measuring phase of the ultrasonic sensor. The first evaluation unit and/or the second evaluation unit and/or the third evaluation unit can, for example, each be designed as an ASIC, FPGA, processor, digital signal processor, microcontroller or the like. Furthermore, the first evaluation unit and/or the second evaluation unit and/or the third evaluation unit can have a respective information technology connected storage unit in order to store received data and/or calculated data for subsequent processing. In addition, the ultrasonic sensor, as described above, can be connected in terms of information technology to an ultrasonic control unit of the means of transportation. A resistance value of the measuring resistor can move, for example, in the range of a resistance value of the secondary coil of the transformer. In particular, the resistance value of the measuring resistor can be in a range between a resistance value that is ten times smaller and a resistance value that is ten times larger, based on the resistance value of the secondary coil. In addition, the resistance value of the measuring resistor can also assume different resistance values. The transformer is preferably a step-up transformer which is set up to convert a low primary voltage (e.g. 12 V, 48 V, etc.) into a higher secondary voltage (e.g. 100 V to 150 V) with which the piezoelectric Transducer of the ultrasonic sensor can be controlled in a suitable manner to output an ultrasonic excitation signal.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sieht vor, dass ein erster Anschluss einer Sekundärwicklung des Transformators mit einem ersten Anschluss des Messwiderstandes und einem ersten Anschluss der zweiten Messleitung verbunden ist, dass ein zweiter Anschluss des Messwiderstandes mit einem ersten Anschluss der ersten Messleitung und einem ersten Anschluss des Ultraschallwandlers verbunden ist, dass ein zweiter Anschluss der Sekundärwicklung des Transformators mit einem zweiten Anschluss des Ultraschallwandlers verbunden ist und dass ein zweiter Anschluss der ersten Messleitung und ein zweiter Anschluss der zweiten Messleitung mit einem Dateneingang der ersten Auswerteeinheit verbunden sind. Darüber hinaus ist die erste Auswerteeinheit eingerichtet, über die erste Messleitung ein erstes Messsignal zu empfangen und über die zweite Messleitung ein zweites Messsignal zu empfangen. Ferner ist die zweite Auswerteeinheit eingerichtet, ein Differenzsignal aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal mit einem ersten vordefinierten Schwellenwert abzugleichen, wobei der erste vordefinierte Schwellenwert bevorzugten der an die zweite Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit abgelegt sein kann. Das Differenzsignal kann von der ersten Auswerteinheit und/oder von einer weiteren Komponente empfangen werden, welche eingerichtet ist, das Differenzsignal zu bilden und/oder durch die zweite Auswerteeinheit selbst berechnet werden. Zusätzlich ist die zweite Auswerteeinheit eingerichtet, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Abgleichens eine Information über den Störsignalanteil im ersten Messsignal zu ermitteln. Der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegt die Annahme zugrunde, dass in den Ultraschallsensor eingekoppelte elektromagnetische Störungen (z. B. galvanisch, induktiv, kapazitiv, oder als Welle eingekoppelt), welche das erste Messsignal auf ungünstige Weise beeinflussen können, besonders ausgeprägt in den Transformator eingekoppelt werden. Im Fall einer vorliegenden elektromagnetischen Störung ist aus diesem Grund im zweiten Messsignal ein höheres Spannungssignal zu beobachten, als im ungestörten Fall. Indem der erste Schwellenwert für das Differenzsignal aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal derart festgelegt wird, dass ein auf das erste Messsignal ebenfalls einwirkender Störsignalanteil ausreichend gering ist, um mittels des ersten Messsignals, welches das eigentliche Nutzsignal des Ultraschallwandlers darstellt, eine nachfolgende Verarbeitung auf Basis des ersten Messsignals zuverlässig durchführen zu können. Mit anderen Worten kann mittels des ersten Schwellenwertes ein erforderlicher Mindeststörabstand für das erste Messsignal sichergestellt werden. Hierfür können das erste Messsignal und das zweite Messsignal bevorzugt in einer Empfangsphase des Ultraschallsensors erzeugt und erfasst werden. D. h., in einer Phase, in welcher kein Anregungssignal von der Primärseite des Transformators zur Sekundärseite übertragen wird.The circuit arrangement according to the invention provides that a first terminal of a secondary winding of the transformer is connected to a first terminal of the measuring resistor and a first terminal of the second measuring line, and that a second terminal of the measuring resistor is connected to a first terminal of the first measuring line and a first terminal of the ultrasonic transducer is that a second connection of the secondary winding of the transformer is connected to a second connection of the ultrasonic transducer and that a second connection of the first measuring line and a second connection of the second measuring line are connected to a data input of the first evaluation unit. In addition, the first evaluation unit is set up to receive a first measurement signal via the first measurement line and to receive a second measurement signal via the second measurement line. Furthermore, the second evaluation unit is set up to compare a difference signal from the first measurement signal and the second measurement signal with a first predefined threshold value, it being possible for the first predefined threshold value to be stored in the storage unit connected to the second evaluation unit. The difference signal can be received by the first evaluation unit and/or by a further component which is set up to form the difference signal and/or can be calculated by the second evaluation unit itself. In addition, the second evaluation unit is set up to determine information about the interference signal component in the first measurement signal as a function of a result of the adjustment. The circuit arrangement according to the invention is based on the assumption that electromagnetic interference coupled into the ultrasonic sensor (e.g. galvanic, inductive, capacitive, or coupled as a wave), which can adversely affect the first measurement signal, is coupled into the transformer in a particularly pronounced manner. For this reason, if electromagnetic interference is present, a higher voltage signal can be observed in the second measurement signal than in the undisturbed case. By setting the first threshold value for the difference signal from the first measurement signal and the second measurement signal in such a way that an interference signal component that also affects the first measurement signal is sufficiently low to enable subsequent processing to be carried out using the first measurement signal, which represents the actual useful signal of the ultrasonic transducer To be able to perform reliably based on the first measurement signal. In other words, a required minimum signal-to-noise ratio for the first measurement signal can be ensured by means of the first threshold value. For this purpose, the first measurement signal and the second measurement signal can preferably be generated and recorded in a reception phase of the ultrasonic sensor. That is, in a phase in which no excitation signal from the primary side of the transformer is transferred to the secondary side.

Darüber hinaus ist die dritte Auswerteeinheit eingerichtet, einen Straßenzustand (z. B. ein Straßennässegrad und/oder eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche usw.) und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels auf Basis des ersten Messsignals und/oder auf Basis des zweiten Messsignals und unter Berücksichtigung der Information über den Störsignalanteil zu ermitteln. Ein Ergebnis des Ermittelns des Straßenzustands und/oder der Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels kann durch die dritte Auswerteeinheit anschließend an ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels ausgegeben werden, um auf dessen Basis u. a. einen autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb unterstützen zu können.In addition, the third evaluation unit is set up to determine a road condition (e.g. a degree of road wetness and/or a condition of the road surface, etc.) and/or objects in the vicinity of the means of transport based on the first measurement signal and/or on the basis of the second measurement signal and below To determine consideration of the information about the interference signal. A result of the determination of the state of the road and/or the objects in the vicinity of the means of transport can then be output by the third evaluation unit to an on-board network of the means of transport in order to use this as a basis, among other things. to be able to support autonomous or semi-autonomous driving.

Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung derart eingerichtet sein kann, dass jeweilige Messleitungen und/oder Spannungsversorgungsleitungen und/oder bestimmte Komponenten der Schaltungsanordnung ein gemeinsames Bezugspotenzial und insbesondere ein gemeinsames Massepotential aufweisen können.It should be noted that the circuit arrangement according to the invention can be set up in such a way that respective measuring lines and/or voltage supply lines and/or specific components of the circuit arrangement can have a common reference potential and in particular a common ground potential.

Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit sein können. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die jeweiligen Auswerteeinheiten auf unterschiedliche Weisen zu jeweiligen Auswerteeinheiten kombiniert sein können. Die unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten und damit einhergehende unterschiedliche Anordnungsvarianten der jeweiligen Auswerteeinheiten werden im Zusammenhang mit der untenstehenden Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.It should also be pointed out that the first evaluation unit, the second evaluation unit and the third evaluation unit can be one and the same evaluation unit. In addition, it is also conceivable that the respective evaluation units can be combined in different ways to form respective evaluation units. The different possible combinations and associated different arrangement variants of the respective evaluation units are described in detail in connection with the description below of advantageous refinements of the present invention.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind, wie oben beschrieben, die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines ersten Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet, wobei der Ultraschallsensor informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden sein kann.In an advantageous embodiment of the present invention, as described above, the first evaluation unit, the second evaluation unit and the third evaluation unit are one and the same evaluation unit and/or are arranged within a first housing of the ultrasonic sensor, it being possible for the ultrasonic sensor to be connected to the ultrasonic control unit in terms of information technology.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die erste Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines zweiten Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet und die dritte Auswerteeinheit ist innerhalb eines ersten Gehäuses eines Ultraschallsteuergerätes angeordnet, wobei der Ultraschallsensor informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden ist.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first evaluation unit and the second evaluation unit are one and the same evaluation unit and/or are arranged within a second housing of the ultrasonic sensor, and the third evaluation unit is arranged within a first housing of an ultrasonic control device, the ultrasonic sensor being connected to the ultrasonic control device in terms of information technology connected is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines zweiten Gehäuses des Ultraschallsteuergerätes angeordnet und die erste Auswerteeinheit ist innerhalb eines dritten Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet, wobei der Ultraschallsensor informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden ist.In a further advantageous embodiment of the present invention, the second evaluation unit and the third evaluation unit are one and the same evaluation unit and/or are arranged within a second housing of the ultrasonic control device, and the first evaluation unit is arranged within a third housing of the ultrasonic sensor, with the ultrasonic sensor being connected to the ultrasonic control device in terms of information technology connected is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines dritten Gehäuses des Ultraschallsteuergerätes angeordnet, wobei das Ultraschallsteuergerät informationstechnisch mit dem Ultraschallsensor verbunden sein kann.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first evaluation unit, the second evaluation unit and the third evaluation unit are one and the same evaluation unit and/or are arranged within a third housing of the ultrasound control device, it being possible for the ultrasound control device to be connected to the ultrasound sensor in terms of information technology.

Es sei darauf hingewiesen, dass jeweilige erste, zweite und dritte Gehäuse des Ultraschallsensors identisch ausgebildete Gehäuse sein können. Ebenso können jeweilige erste, zweite und dritte Gehäuse des Ultraschallsteuergerätes identisch ausgebildete Gehäuse sein.It should be noted that respective first, second and third housings of the ultrasonic sensor can be identically designed housings. Likewise, the respective first, second and third housings of the ultrasonic control device can be identically designed housings.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen ersten Verstärker und einen zweiten Verstärker, wobei die erste Auswerteeinheit eingerichtet ist, über den ersten Verstärker mit dem zweiten Anschluss der ersten Messleitung verbunden zu sein und über den zweiten Verstärker mit dem zweiten Anschluss der zweiten Messleitung verbunden zu sein. Ferner ist der erste Verstärker eingerichtet, das erste Messsignal zu verstärken und der zweite Verstärker ist eingerichtet, das zweite Messsignal zu verstärken. Der erste Verstärker und/oder der zweite Verstärker können zudem Bestandteile der ersten Auswerteeinheit oder der ersten Auswerteeinheit vorgelagert sein.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement according to the invention comprises a first amplifier and a second amplifier, the first evaluation unit being set up to be connected to the second connection of the first measuring line via the first amplifier and to the second connection via the second amplifier to be connected to the second measuring line. Furthermore, the first amplifier is set up to amplify the first measurement signal and the second amplifier is set up to amplify the second measurement signal. The first amplifier and/or the second amplifier can also be components of the first evaluation unit or upstream of the first evaluation unit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der erste Verstärker und/oder der zweite Verstärker ein Differenzverstärker, wobei sowohl der zweite Anschluss der ersten Messleitung, als auch der zweite Anschluss der zweiten Messleitung mit einem Eingang des Differenzverstärkers verbunden sind. Ferner ist der Differenzverstärker eingerichtet, eine Differenz aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal zu erzeugen und diese zu verstärken. Der jeweils andere Verstärker, welcher nicht als Differenzverstärker ausgebildet ist, kann in dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung entfallen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first amplifier and/or the second amplifier is a differential amplifier, with both the second connection of the first measuring line and the second connection of the second measuring line being connected to an input of the differential amplifier. Furthermore, the differential amplifier is set up to generate a difference between the first measurement signal and the second measurement signal and to amplify this. The respective other amplifier, which is not used as a differential amplifier is formed stronger, can be omitted in this embodiment of the present invention.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung zusätzlich einen ersten A/D-Wandler und einen zweiten A/D-Wandler, wobei der erste A/D-Wandler eingerichtet ist, das erste Messsignal mit einer ersten Abtastfrequenz abzutasten und in digitaler Form an die erste Auswerteeinheit zu übertragen und wobei der zweite A/D-Wandler eingerichtet ist, das zweite Messsignal mit einer zweiten Abtastfrequenz abzutasten und in digitaler Form an die erste Auswerteeinheit zu übertragen. Bevorzugt kann der erste A/D-Wandler zwischen den vorstehend genannten ersten Verstärker und die erste Auswerteeinheit und der zweite A/D-Wandler zwischen den vorstehenden genannten zweiten Verstärker und die erste Auswerteeinheit geschaltet sein, so dass das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal vor einer Abtastung durch die jeweiligen A/D-Wandler verstärkt werden können. Die erste Abtastfrequenz und die zweite Abtastfrequenz können identische oder voneinander abweichende Abtastfrequenzen sein. Eine jeweilige Abtastfrequenz für den ersten A/D-Wandler und den zweiten A/D-Wandler kann sich vorteilhaft an jeweiligen relevanten Frequenzbereichen des Nutzsignals und des Störsignals orientieren. Der erste und/oder zweite A/D-Wandler können ein Bestandteil der ersten Auswerteeinheit selbst oder dieser vorgelagert sein.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement also includes a first A/D converter and a second A/D converter, the first A/D converter being set up to sample the first measurement signal at a first sampling frequency and in digital To transmit form to the first evaluation unit and wherein the second A / D converter is set up to sample the second measurement signal at a second sampling frequency and to transmit it in digital form to the first evaluation unit. The first A/D converter can preferably be connected between the aforementioned first amplifier and the first evaluation unit and the second A/D converter can be connected between the aforementioned second amplifier and the first evaluation unit, so that the first measurement signal and/or the second Measurement signal can be amplified before sampling by the respective A / D converter. The first sampling frequency and the second sampling frequency can be identical or different sampling frequencies. A respective sampling frequency for the first A/D converter and the second A/D converter can advantageously be based on the respective relevant frequency ranges of the useful signal and the interference signal. The first and/or second A/D converter can be a component of the first evaluation unit itself or can be upstream of it.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung des Weiteren einen Multiplexer, wobei der erste A/D-Wandler und der zweite A/D-Wandler ein und derselbe A/D-Wandler sind und wobei der Multiplexer eingerichtet ist, das erste Messsignal und das zweite Messsignal alternierend an den A/D-Wandler auszugeben. Des Weiteren ist der A/D-Wandler eingerichtet, das erste Messsignal und das zweite Messsignal alternierend abzutasten und diese in digitaler Form an die erste Auswerteeinheit zu übertragen. Da in dieser vorteilhaften Ausgestaltung nur ein A/D-Wandler erforderlich ist, ist es möglich, das Eingangssignal für den A/D-Wandler nur mittels des ersten oder nur mittels des zweiten Verstärkers zu verstärken, während der jeweils anderer Verstärker entfallen kann. Der Multiplexer weist bevorzugt zwei Eingänge und einen Ausgang auf, wobei einer der beiden Eingänge mit der ersten Messleitung und der andere der beiden Eingänge mit der zweiten Messleitung verbunden sein kann, während der Ausgang des Multiplexers mit einem Eingang des Verstärkers (erster oder zweiter Verstärker) verbunden sein kann. Ein Ausgang des Verstärkers kann wiederum bevorzugt mit einem Eingang des A/D-Wandler verbunden sein. Ein Ausgang des A/D-Wandlers kann bevorzugt mit einem Eingang der ersten Auswerteeinheit verbunden sein. Die hier beschriebene Anordnungsreihenfolge jeweiliger Komponenten der Schaltungsanordnung stellt eine bevorzugte Anordnungsreihenfolge dar, ohne dadurch hiervon abweichende Anordnungsreihenfolgen für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auszuschließen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement also includes a multiplexer, the first A/D converter and the second A/D converter being one and the same A/D converter and the multiplexer being set up for the first Output measurement signal and the second measurement signal alternately to the A / D converter. Furthermore, the A/D converter is set up to scan the first measurement signal and the second measurement signal alternately and to transmit them in digital form to the first evaluation unit. Since only one A/D converter is required in this advantageous embodiment, it is possible to amplify the input signal for the A/D converter only by means of the first or only by means of the second amplifier, while the respective other amplifier can be omitted. The multiplexer preferably has two inputs and one output, one of the two inputs being able to be connected to the first measuring line and the other of the two inputs being able to be connected to the second measuring line, while the output of the multiplexer is connected to an input of the amplifier (first or second amplifier) can be connected. An output of the amplifier can in turn preferably be connected to an input of the A/D converter. An output of the A/D converter can preferably be connected to an input of the first evaluation unit. The order of arrangement of the respective components of the circuit arrangement described here represents a preferred order of arrangement, without thereby excluding any order of arrangement that deviates from this for the circuit arrangement according to the invention.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die erste Auswerteeinheit und/oder die zweite Auswerteeinheit und/oder die dritte Auswerteeinheit eingerichtet, das erste Messsignal mittels eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors zu gewichten und/oder das zweite Messsignal mittels eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktor zu gewichten und/oder ein drittes Messsignal repräsentierend ein Mittelwert aus dem gewichteten ersten Messsignal und dem gewichteten zweiten Messsignal zu erzeugen. Darüber hinaus ist die dritte Auswerteeinheit eingerichtet, einen Straßenzustand und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels alternativ oder zusätzlich auf Basis des dritten Messsignals zu ermitteln. Durch die Mittelwertbildung aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal können insbesondere rauschartige, aber auch anderweitige Störsignalanteile zumindest teilweise kompensiert werden, wodurch eine Genauigkeit einer durchgeführten Ultraschallmessung auf Basis der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erhöht werden kann. Diese erhöhte Genauigkeit kann sich positiv im Zusammenhang mit einem nachgelagerten Ermitteln des Straßenzustandes und/oder von Objekten im Umfeld des Fortbewegungsmittels auswirken, indem dadurch eine Zuverlässigkeit dieses Ermittelns gesteigert werden kann.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first evaluation unit and/or the second evaluation unit and/or the third evaluation unit are set up to weight the first measurement signal using a first predefined weighting factor and/or to weight the second measurement signal using a second predefined weighting factor and /or to generate a third measurement signal representing an average value from the weighted first measurement signal and the weighted second measurement signal. In addition, the third evaluation unit is set up to alternatively or additionally determine a road condition and/or objects in the vicinity of the means of transportation on the basis of the third measurement signal. By averaging the first measurement signal and the second measurement signal, noise-like, but also other interference signal components can be at least partially compensated, whereby the accuracy of an ultrasonic measurement carried out on the basis of the circuit arrangement according to the invention can be increased. This increased accuracy can have a positive effect in connection with a subsequent determination of the state of the road and/or of objects in the vicinity of the means of transportation, in that the reliability of this determination can thereby be increased.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eingerichtet, das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal jeweils über einen vordefinierten Zeitraum zu integrieren und einen Straßenzustand und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels auf Basis des integrierten ersten Messsignals und/oder des integrierten zweiten Messsignals zu ermitteln, um ebenfalls eine Zuverlässigkeit des Ermittelns erhöhen zu können. Alternativ kann das Integrieren auch auf Basis jeweiliger Effektivwerte des ersten Messsignals und/oder des zweiten Messsignals erfolgen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement according to the invention is set up to integrate the first measurement signal and/or the second measurement signal over a predefined period of time and to calculate a road condition and/or objects in the vicinity of the means of transportation on the basis of the integrated first measurement signal and/or of the integrated second measurement signal in order to also be able to increase the reliability of the determination. Alternatively, the integration can also be based on respective effective values of the first measurement signal and/or the second measurement signal.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor und ein Ultraschallsteuergerät eines Fortbewegungsmittels;
2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor und ein Ultraschallsteuergerät eines Fortbewegungsmittels; und
3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor und ein Ultraschallsteuergerät eines Fortbewegungsmittels.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. show:

1 a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor and an ultrasonic control device of a means of transport;
2 a second embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor and an ultrasonic control device of a means of transportation; and
3 a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor and an ultrasonic control device of a means of transport.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor 60 und ein Ultraschallsteuergerät 70 eines Fortbewegungsmittels. Der Ultraschallsensor 60 ist über eine Energieversorgungsleitung 110 elektrisch mit dem Ultraschallsteuergerät 70 verbunden. Zusätzlich ist ein Datenausgang 14 einer ersten Auswerteeinheit 10 des Ultraschallsensors 60 mittels einer Datenleitung 120 eines CAN-Bussystems mit einem Dateneingang 12 einer zweiten Auswerteeinheit 20 des Ultraschallsteuergerätes 70 informationstechnisch verbunden. Mittels der Energieversorgungsleitung 110 wird ein ASIC 100 des Ultraschallsensors 60 mit elektrischer Energie versorgt. Der ASIC 100 umfasst die erste Auswerteeinheit 10, einen ersten Verstärker 52, einen zweiten Verstärker 53, einen ersten A/D-Wandler 54 und einen zweiten A/D-Wandler 56. Ferner ist der ASIC 100 eingerichtet, eine Primärwicklung 47 eines Transformators 40 mit einem Anregungssignal für einen Ultraschallwandler 50 des Ultraschallsensors 60 zu beaufschlagen. Ein erster Anschluss einer Sekundärwicklung 45 des Transformators 40 ist mit einem ersten Anschluss eines Messwiderstandes 80 und einem ersten Anschluss einer zweiten Messleitung 95 verbunden, über welche ein zweites Messsignal S2 erfasst wird. Ein zweiter Anschluss des Messwiderstandes 80 ist mit einem ersten Anschluss einer ersten Messleitung 90 verbunden, über welche ein zweites Messsignal S2 erfasst wird. Ferner ist der zweite Anschluss des Messwiderstandes 80 mit einem ersten Anschluss eines piezoelektrischen Ultraschallwandlers 50 des Ultraschallsensors 60 verbunden. Ein zweiter Anschluss der Sekundärwicklung 45 des Transformators 40 ist mit einem Massepotential des Ultraschallsensors 60 und mit einem zweiten Anschluss des piezoelektrischen Ultraschallwandlers 50 verbunden. Ein zweiter Anschluss der ersten Messleitung 90 ist mit einem Eingang des ersten Verstärkers 52 verbunden, während ein zweiter Anschluss der zweiten Messleitung 95 mit einem Eingang des zweiten Verstärkers 53 verbunden ist. Ein Ausgang des ersten Verstärkers 52 ist mit einem Eingang des ersten A/D-Wandlers 54 verbunden, während ein Ausgang des zweiten Verstärkers 53 mit einem Eingang des zweiten A/D-Wandlers 56 verbunden ist. Jeweilige Ausgänge des ersten A/D-Wandlers 54 und des zweiten A/D-Wandlers 46 sind mit Dateneingängen 12 der ersten Auswerteeinheit 10 verbunden. Auf diese Weise ist die erste Auswerteeinheit 10 eingerichtet, das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 in verstärkter und in digital gewandelter Form entgegenzunehmen und diese in Form eines Ausgangssignal S3 des Ultraschallsensors 60 an das Ultraschallsteuergerät 70 zu übertragen. Das Ultraschallsteuergerät 70 verarbeitet das Ausgangssignal S3 anschließend mittels eines Mikrocontrollers, welcher die zweite Auswerteeinheit 20 und eine dritte Auswerteinheit 30 repräsentiert (d. h., die zweite Auswerteeinheit 20 und die dritte Auswerteeinheit 30 sind hier ein und dieselbe Auswerteinheit). Mittels des Mikrocontrollers wird auf Basis eines Computerprogramms ein Differenzsignal aus dem ersten Messsignal S1 und dem zweiten Messsignal S2 berechnet, wobei das Differenzsignal mit einem vordefinierten Schwellenwert abgeglichen wird, welcher in einer an den Mikrocontroller informationstechnisch angebundenen Speichereinheit abgelegt ist. Anschließend wird mittels des Mikrocontrollers eine erste Information ermittelt, welche einen aktuellen Störsignalanteil im ersten Messsignal S1 repräsentiert. Daraufhin wird mittels des Mikrocontrollers ebenfalls auf Basis eines Computerprogramms ein aktueller Straßennässezustand im Umfeld des Fortbewegungsmittels aus Basis des ersten Messsignals S1 und unter Berücksichtigung der Information über den Störsignalanteil ermittelt. Ein Ergebnis der Straßennässeerkennung wird anschließend durch das Ultraschallsteuergerät 70 im Bordnetz des Fortbewegungsmittels für eine weitere Verwendung im Fortbewegungsmittel bereitgestellt. 1 shows a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor 60 and an ultrasonic control device 70 of a means of transportation. The ultrasonic sensor 60 is electrically connected to the ultrasonic control device 70 via a power supply line 110 . In addition, a data output 14 of a first evaluation unit 10 of the ultrasonic sensor 60 is connected to a data input 12 of a second evaluation unit 20 of the ultrasonic control device 70 by means of a data line 120 of a CAN bus system. An ASIC 100 of the ultrasonic sensor 60 is supplied with electrical energy by means of the energy supply line 110 . ASIC 100 includes first evaluation unit 10, a first amplifier 52, a second amplifier 53, a first A/D converter 54 and a second A/D converter 56. ASIC 100 is also set up, a primary winding 47 of a transformer 40 to apply an excitation signal for an ultrasonic transducer 50 of the ultrasonic sensor 60. A first connection of a secondary winding 45 of the transformer 40 is connected to a first connection of a measuring resistor 80 and a first connection of a second measuring line 95, via which a second measuring signal S2 is detected. A second connection of the measuring resistor 80 is connected to a first connection of a first measuring line 90, via which a second measuring signal S2 is recorded. Furthermore, the second connection of the measuring resistor 80 is connected to a first connection of a piezoelectric ultrasonic transducer 50 of the ultrasonic sensor 60 . A second connection of the secondary winding 45 of the transformer 40 is connected to a ground potential of the ultrasonic sensor 60 and to a second connection of the piezoelectric ultrasonic converter 50 . A second connection of the first measuring line 90 is connected to an input of the first amplifier 52 , while a second connection of the second measuring line 95 is connected to an input of the second amplifier 53 . An output of the first amplifier 52 is connected to an input of the first A/D converter 54 while an output of the second amplifier 53 is connected to an input of the second A/D converter 56 . The respective outputs of the first A/D converter 54 and of the second A/D converter 46 are connected to data inputs 12 of the first evaluation unit 10 . In this way, the first evaluation unit 10 is set up to receive the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 in amplified and digitally converted form and to transmit them to the ultrasonic control device 70 in the form of an output signal S3 of the ultrasonic sensor 60 . The ultrasonic control device 70 then processes the output signal S3 using a microcontroller, which represents the second evaluation unit 20 and a third evaluation unit 30 (ie the second evaluation unit 20 and the third evaluation unit 30 are one and the same evaluation unit here). Using the microcontroller, a difference signal is calculated from the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 on the basis of a computer program, the difference signal being compared with a predefined threshold value which is stored in a memory unit connected to the microcontroller in terms of information technology. First information is then determined by means of the microcontroller, which represents a current interference signal component in the first measurement signal S1. The microcontroller then uses a computer program to determine a current road wet condition in the vicinity of the means of transportation based on the first measurement signal S1 and taking into account the information about the interference signal component. A result of the wet road detection is then made available by the ultrasonic control device 70 in the on-board network of the means of transportation for further use in the means of transportation.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor 60 und ein Ultraschallsteuergerät 70 eines Fortbewegungsmittels. Aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform werden zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend nur die Unterschiede zwischen 1 und 2 beschrieben. In 2 wird anstelle des zweiten Verstärkers 53 ein Differenzverstärker eingesetzt, welcher eingangsseitig sowohl mit der ersten Messleitung 90, als auch mit der zweiten Messleitung 95 verbunden ist. Ein durch den Differenzverstärker verstärktes Differenzsignal aus dem ersten Messsignal S1 und dem zweiten Messsignal S2 wird über einen Ausgang des Differenzverstärkers an den zweiten A/D-Wandler 56 weitergeleitet. Die erste Auswerteeinheit 10 ist eingerichtet, das Differenzsignal vom zweiten A/D-Wandler 56 zu empfangen und dieses in Form eines Ausgangssignals S3' an das Ultraschallsteuergerät 70 zu übertragen. 2 shows a second embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor 60 and an ultrasonic control device 70 of a means of transportation. Due to the similarities between the first embodiment and the second embodiment, to avoid repetition, only the differences between 1 and 2 described. In 2 a differential amplifier is used instead of the second amplifier 53, which is connected on the input side both to the first measuring line 90 and to the second measuring line 95. A differential signal from the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2, which is amplified by the differential amplifier, is forwarded to the second A/D converter 56 via an output of the differential amplifier. The first evaluation unit 10 is set up to receive the differential signal from the second A/D converter 56 and to transmit it to the ultrasonic control device 70 in the form of an output signal S3′.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor 60 und ein Ultraschallsteuergerät 70 eines Fortbewegungsmittels. Aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen der ersten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform werden zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend nur die Unterschiede zwischen 1 und 3 beschrieben. Der ASIC 100 in der vorliegenden dritten Ausführungsform umfasst einen Multiplexer 58, den ersten Verstärker 52 und den ersten A/D-Wandler 54. Ein erster Eingang des Multiplexers 58 ist mit der zweiten Messleitung 95 verbunden, währen ein zweiter Eingang des Multiplexers 58 mit der ersten Messleitung 90 verbunden ist. Der Multiplexer 58 ist eingerichtet, das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 alternierend an einem Ausgang des Multiplexers 58 bereitzustellen, welcher mit einem Eingang des ersten Verstärkers 52 verbunden ist. Ein Ausgang des ersten Verstärkers 52 ist mit einem Eingang des ersten A/D-Wandlers 54 verbunden. Ein Ausgang des ersten A/D-Wandlers 54 ist mit einem Datenausgang 14 des ASICs 100 verbunden, über welchen das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal alternierend in Form eines Ausgangssignals S3" an das Ultraschallsteuergerät 70 übertragen werden. Das Ultraschallsteuergerät 70 verfügt über einen Mikrocontroller, welcher hier die erste Auswerteeinheit 10, die zweite Auswerteeinheit 20 und die dritte Auswerteeinheit 30 repräsentiert, wobei die jeweiligen Auswerteeinheiten 10, 20, 30 analog zu vorstehender Beschreibung eingerichtet sind, einen Straßennässezustand auf Basis des ersten Messsignals S1 und des zweiten Messsignals S2 zu ermitteln. 3 shows a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor 60 and an ultrasonic control device 70 of a means of transportation. Because of the similar Liabilities between the first embodiment and the third embodiment to avoid repetition below only the differences between 1 and 3 described. The ASIC 100 in the present third embodiment comprises a multiplexer 58, the first amplifier 52 and the first A/D converter 54. A first input of the multiplexer 58 is connected to the second measuring line 95, while a second input of the multiplexer 58 is connected to the first measuring line 90 is connected. The multiplexer 58 is set up to provide the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 alternately at an output of the multiplexer 58 which is connected to an input of the first amplifier 52 . An output of the first amplifier 52 is connected to an input of the first A/D converter 54 . An output of the first A/D converter 54 is connected to a data output 14 of the ASIC 100, via which the first measurement signal S1 and the second measurement signal are transmitted alternately in the form of an output signal S3" to the ultrasound control device 70. The ultrasound control device 70 has a Microcontroller, which here represents the first evaluation unit 10, the second evaluation unit 20 and the third evaluation unit 30, with the respective evaluation units 10, 20, 30 being set up analogously to the above description to determine a road wet condition on the basis of the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 determine.

Claims

Circuit arrangement for an ultrasonic sensor (60) of a means of transportation for determining an interference signal component in a first measurement signal (S1) of the ultrasonic sensor (60), comprising: • an ultrasonic transducer (50), • a transformer (40), • a measuring resistor (80), • a first measuring line (90), • a second measuring line (95), • a first evaluation unit (10), • a second evaluation unit (20), and • a third evaluation unit (30), wherein • a first connection of a secondary winding (45) of the transformer (40) is connected to a first connection of the measuring resistor (80) and a first connection of the second measuring line (95), • a second connection of the measuring resistor (80) is connected to a first connection of the first measuring line (90) and a first connection of the ultrasonic converter (50), • a second connection of the secondary winding (45) of the transformer (40) is connected to a second connection of the ultrasonic converter (50), • a second connection of the first measuring line (90) and a second connection of the second measuring line (95) are connected to a data input of the first evaluation unit (10), • the first evaluation unit (10) is set up, ◯ to receive a first measurement signal (S1) via the first measurement line (90), and ◯ receive a second measurement signal (S2) via the second measurement line (95), • the second evaluation unit (20) is set up, ◯ adjust a difference signal from the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2) with a first predefined threshold value, and ◯ to determine information about the interference signal component in the first measurement signal (S1) depending on the result of the adjustment, • the third evaluation unit (30) is set up to determine a road condition and/or objects in the vicinity of the means of transport based on the first measurement signal (S1) and/or on the basis of the second measurement signal (S2) and taking into account the information about the interference signal component.

Circuit arrangement according to claim 1 , wherein • the first evaluation unit (10), the second evaluation unit (20) and the third evaluation unit (30) ◯ are one and the same evaluation unit, and/or ◯ are arranged within a first housing of the ultrasonic sensor (60).

Circuit arrangement according to claim 1 , wherein • the first evaluation unit (10) and the second evaluation unit (20) ◯ are one and the same evaluation unit, and/or ◯ are arranged inside a second housing of the ultrasonic sensor (60), and • the third evaluation unit (30) inside a first Housing of an ultrasonic control device (70) is arranged.

Circuit arrangement according to claim 1 , wherein • the second evaluation unit (20) and the third evaluation unit (30) ◯ are one and the same evaluation unit, and/or ◯ are arranged inside a second housing of the ultrasonic control device (70), and • the first evaluation unit (10) inside a third Housing of the ultrasonic sensor (70) is arranged.

Circuit arrangement according to claim 1 , wherein • the first evaluation unit (10), the second evaluation unit (20) and the third evaluation unit (30) ◯ are one and the same evaluation unit, and/or ◯ are arranged within a third housing of the ultrasonic control device (70).

Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2) are generated in a reception phase of the ultrasonic transducer (50).

Circuit arrangement according to one of the preceding claims further comprising • a first amplifier (52), and • a second amplifier (53) wherein • the first evaluation unit (10) is set up, ◯ to be connected to the second connection of the first measuring line (90) via the first amplifier (52), and ◯ to be connected to the second connection of the second measuring line (95) via the second amplifier (53), • the first amplifier (52) is set up to amplify the first measurement signal (S1), and • the second amplifier (53) is set up to amplify the second measurement signal (S2).

Circuit arrangement according to claim 7 , wherein • the first amplifier (52) and/or the second amplifier (53) is a differential amplifier, • both the second connection of the first measuring line (90) and the second connection of the second measuring line (95) with an input of the differential amplifier is connected, and • the differential amplifier is set up to amplify a difference between the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2).

Circuit arrangement according to one of the preceding claims further comprising • a first A/D converter (54), and • a second A/D converter (56), wherein • the first A/D converter (54) is set up to sample the first measurement signal (S1) at a first sampling frequency and to transmit it in digital form to the first evaluation unit (10), and • the second A/D converter (56) is set up to sample the second measurement signal (S2) at a second sampling frequency and to transmit it in digital form to the first evaluation unit (10).

Circuit arrangement according to claim 9 further comprising • a multiplexer (58), wherein • the first A/D converter (54) and the second A/D converter (56) are one and the same A/D converter, • the multiplexer (58) is set up to output the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2) alternately to the A/D converter, and • the A/D converter is set up to sample the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2) alternately and to transmit this in digital form to the first evaluation unit (10).

Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein • the first evaluation unit (10) and/or the second evaluation unit (20) and/or the third evaluation unit (30) is set up, ◯ to weight the first measurement signal (S1) by means of a first predefined weighting factor, and/or ◯ to weight the second measurement signal (S2) by means of a second predefined weighting factor, and/or • to generate a third measurement signal representing an average value from the weighted first measurement signal (S1) and the weighted second measurement signal (S2), and • the third evaluation unit (30) is set up to determine a road condition and/or objects in the vicinity of the means of transportation alternatively or additionally on the basis of the third measurement signal.

Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the circuit arrangement is set up • the first measurement signal (S1), and/or • to integrate the second measurement signal (S2) over a predefined period of time and to determine a road condition and/or objects in the vicinity of the means of transport based on the integrated first measurement signal (S1) and/or the integrated second measurement signal (S2).