DE102022101227B3 - Ultrasonic sensor with an object detection of objects in the close range - Google Patents

Ultrasonic sensor with an object detection of objects in the close range Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallmesssystems 22 für Umfelderfassungsvorrichtungen, insbesondere Einparkhilfen, von Fahrzeugen und/oder Robotern. Das Ultraschallmesssystem 22 umfasst einen Ultraschallsensor 1. Der Ultraschallsensor 1 weist einen Nahbereich auf, in dem er den Abstand vom Ultraschallsensor 1 zu Objekten 11 mit ausgesendeten Ultraschallbursts 10 einer ersten zeitlichen Länge ohne Zusatzmaßnahmen nicht mehr erfassen kann. Das Verfahren verwendet ausgesendete Ultraschallbursts 10 einer ersten zeitlichen Länge für Ultraschallhauptmessungen 505, sofern sich kein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 aufhält, und erfasst des Vorhandenseins eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschalsensors 1 sofern das Objekt 11 sich dort befindet. Das Verfahren verkürzt die ersten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts 10 zu einer zweiten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts 10 und erfasst eines Abstands zwischen Ultraschallsensor 1 und Objekt 11 für die Dauer des Aufenthalts des Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.The invention relates to an ultrasonic measuring system 22 for surroundings detection devices, in particular parking aids, of vehicles and/or robots. The ultrasonic measuring system 22 includes an ultrasonic sensor 1. The ultrasonic sensor 1 has a close range in which it can no longer detect the distance from the ultrasonic sensor 1 to objects 11 with emitted ultrasonic bursts 10 of a first temporal length without additional measures. The method uses transmitted ultrasonic bursts 10 of a first temporal length for main ultrasonic measurements 505 if there is no object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1, and detects the presence of an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 if the object 11 is there. The method shortens the first temporal length of the transmitted ultrasonic bursts 10 to a second temporal length of the transmitted ultrasonic bursts 10 and detects a distance between the ultrasonic sensor 1 and the object 11 for the duration of the stay of the object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.

Description

Feld der Erfindungfield of invention

Die Erfindung richtet sich auf ein Ultraschallsensorsystem mit einer Objekterkennung für Objekte im Nahbereich eines Ultraschallsensors des Ultraschallsensorsystems und ein zugehöriges Verfahren zur Erkennung von Objekten im Nahbereich eines Ultraschallsensors am Ende des Ausschwingvorgangs des Schwingelements des Ultraschalltransducers des Ultraschallsensors mit einer Temperatur- und Parameterkompensation.The invention is directed to an ultrasonic sensor system with object detection for objects in the close range of an ultrasonic sensor of the ultrasonic sensor system and an associated method for detecting objects in the close range of an ultrasonic sensor at the end of the decay process of the oscillating element of the ultrasonic transducer of the ultrasonic sensor with temperature and parameter compensation.

Allgemeine EinleitungGeneral introduction

Für das autonome Fahren benötigen Fahrzeuge sogenannte Fahrerassistenzsysteme. Schriften aus dem Stand der Technik bezeichnen diese auch als ADAS-Systeme (englisch Advanced Driver Assistance Systems). Diese ADAS-Systeme benötigen Sensordaten von Sensoren. Diese Sensoren liefern dem ADAS-System Umgebungsdaten des Umfelds des Fahrzeugs. Eine wichtige Klasse solcher Umfeldsensoren sind Ultraschallsensoren von Ultraschallsensorsystemen. Solche Ultraschallsensorsysteme umfassen in der Regel ein Steuergerät und eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren. Typischerweise ist das Steuergerät über einen oder mehrere Datenbusse mit den Ultraschallsensoren verbunden. Die Datenbusse älterer Ultraschallsensoren sind analog und umfassen mehr oder weinige das Ausgangssignal eines Komparators innerhalb des Ultraschallsensors. Modernere Ultraschallsensoren umfassen u.a. einen eigenen Rechnerkern, der die Aussendung des Ultraschallbursts und den Empfang der Ultraschallechosignale steuert, die Kommunikation mit dem Steuergerät durchführt und ggf. die Daten aufbereitet und komprimiert.Vehicles need so-called driver assistance systems for autonomous driving. Documents from the prior art also refer to these as ADAS systems (English Advanced Driver Assistance Systems). These ADAS systems require sensor data from sensors. These sensors provide the ADAS system with environmental data about the vehicle's surroundings. An important class of such environment sensors are ultrasonic sensors of ultrasonic sensor systems. Such ultrasonic sensor systems generally include a control unit and a plurality of ultrasonic sensors. The control unit is typically connected to the ultrasonic sensors via one or more data buses. The data buses of older ultrasonic sensors are analog and more or less comprise the output of a comparator within the ultrasonic sensor. More modern ultrasonic sensors include, among other things, their own computer core, which controls the transmission of the ultrasonic burst and the reception of the ultrasonic echo signals, communicates with the control unit and, if necessary, processes and compresses the data.

Der folgende Abschnitt erläutert das zu lösende Problem an Hand der Figuren der hier vorgelegten Schrift.The following section explains the problem to be solved using the figures of the document presented here.

Typischerweise umfasst ein Ultraschallsensor 1 im Sinne der hier vorgelegten Schrift diesen Rechnerkern 2, eine digitale Ultraschallbursterzeugung, eine analoge Ultraschallsendestufe.Typically, an ultrasonic sensor 1 in the sense of the document presented here includes this computer core 2, a digital ultrasonic burst generator, an analog ultrasonic transmitter stage.

Der Rechnerkern 2 steuert bevorzugt mittels eines Steuersignals oder mehrerer Steuersignale 4 die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1. Typischerweise verfügt die Datenverbindung zwischen der Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 und dem Rechnerkern 2 über einen Rückkanal, mit dem der Rechnerkern 2 den Status der Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 überprüfen kann.The computer core 2 controls the digital ultrasonic burst generator 3 of the ultrasonic sensor 1, preferably by means of a control signal or several control signals 4. Typically, the data connection between the ultrasonic burst generator 3 of the ultrasonic sensor 1 and the computer core 2 has a return channel, with which the computer core 2 can check the status of the ultrasonic burst generator 3 of the Ultrasonic sensor 1 can check.

Die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 erzeugt auf Veranlassung des Rechnersystems 2 ein digitales Ultraschallsendesignal 5.The digital ultrasonic burst generator 3 generates a digital ultrasonic transmission signal 5 at the request of the computer system 2.

Eine analoge Ultraschallsendestufe 6 setzt das digitale Ultraschallsendesignal 5 typischerweise in ein Ansteuersignal 7 um. Das Ansteuersignal 7 versorgt in der zeitlichen Sendephase während der Erzeugung eines auszusendenden Ultraschallbursts 10 das piezoelektrische Schwingelement 8 eines angeschlossenen Ultraschalltransducers 9 mit gepulster elektrischer Energie. Typischerweise liegt die Pulsfrequenz der Pulsung der Energieversorgung des Schwingelements 8 in der Nähe der Resonanzfrequenz des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9. Hierdurch schwingt in dieser Sendephase das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 mit der Pulsfrequenz an. Das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 überträgt seine mechanische Schwingung auf die umgebende Luft, wodurch der Ultraschalltransducer 9 einen Ultraschallburst 10 aussendet. Ein ausgesendeter Ultraschallburst 10 umfasst dabei bevorzugt eine Mehrzahl unmittelbar mit der Pulsfrequenz aufeinander folgender Pulse. Ein Puls im Sinne der hier vorgelegten Schrift ist dabei eine einzelne Kompressions- oder Expansionswelle der Luft. Ein Ultraschallburst umfasst im Sinne der hier vorgelegten Schrift zumindest einen Puls. Ein Ultraschallburst im Sinne der hier vorgelegten Schrift kann eine Mehrzahl zeitlich aufeinander folgender Pulse umfassen. Die Anzahl der zeitlich aufeinander folgenden Pulse eines ausgesendeten Ultraschallbursts 10 kann klein oder groß sein. Die Pulse innerhalb eines ausgesendeten Ultraschallbursts 10 folgen aufeinander in einem zeitlichen Pulsabstand, der jeweils dem jeweiligen momentanen Kehrwert der momentanen Pulsfrequenz entspricht Dementsprechend kann es sich bei den ausgesendeten Ultraschallbursts 10, die ein Ultraschalltransducer 9 aussendet, um zeitlich längere und zeitlich kürzere ausgesendete Ultraschallbursts 10 handeln. Ein zeitlich kürzerer ausgesendeter Ultraschallburst 10 umfasst wenige Pulse. Ein zeitlich längerer ausgesendeter Ultraschallburst 10 umfasst eine größere Anzahl an Pulsen.An analog ultrasonic transmission stage 6 typically converts the digital ultrasonic transmission signal 5 into a control signal 7 . The control signal 7 supplies the piezoelectric oscillating element 8 of a connected ultrasonic transducer 9 with pulsed electrical energy in the temporal transmission phase during the generation of an ultrasonic burst 10 to be transmitted. The pulse frequency of the pulsing of the energy supply of the oscillating element 8 is typically close to the resonant frequency of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9. As a result, the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 oscillates with the pulse frequency in this transmission phase. The oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 transmits its mechanical vibration to the surrounding air, as a result of which the ultrasonic transducer 9 emits an ultrasonic burst 10 . A transmitted ultrasonic burst 10 preferably comprises a plurality of pulses that follow one another directly at the pulse frequency. A pulse in the sense of the document presented here is a single compression or expansion wave of the air. An ultrasonic burst includes at least one pulse in the sense of the document presented here. An ultrasonic burst within the meaning of the document presented here can comprise a plurality of pulses that follow one another in time. The number of consecutive pulses of a transmitted ultrasonic burst 10 can be small or large. The pulses within a transmitted ultrasound burst 10 follow one another at a pulse interval that corresponds to the respective instantaneous reciprocal of the instantaneous pulse frequency. Accordingly, the transmitted ultrasound bursts 10, which an ultrasound transducer 9 transmits, can be transmitted ultrasound bursts 10 that are longer or shorter in terms of time . An ultrasonic burst 10 that is emitted for a shorter period of time comprises a few pulses. An ultrasonic burst 10 transmitted over a longer period of time comprises a larger number of pulses.

Objekte 11 im Umfeld des Fahrzeugs reflektieren die ausgesendeten Ultraschallbursts 10 als reflektierte Ultraschallbursts 12.Objects 11 in the area surrounding the vehicle reflect the transmitted ultrasonic bursts 10 as reflected ultrasonic bursts 12.

Nach dem Erzeugen eines ausgesendeten Ultraschallbursts 10 geht der Ultraschallsensor 1 in eine zeitliche Ausschwingphase über. In dieser Ausschwingphase ist der Ultraschallsensor 1 für die zeitliche Dauer einer Ausschwingzeit in der Regel nicht in der Lage, reflektierte Ultraschallbursts 12 zu empfangen, da die Schwingamplitude des piezoelektrischen Schwingelements 8 des Ultraschallsensors 1 zu Beginn der Ausschwingphase noch zu hoch ist. Wie in der Sendephase setzt die analoge Ultraschallsendestufe 6 das digitale Ultraschallsendesignal 5 der Ausschwingphase typischerweise weiterhin in ein Ansteuersignal 7 um. Das Ansteuersignal 7 der Ausschwingphase entnimmt jedoch nun während des Ausschwingens des piezoelektrischen Schwingelements 8 mechanische Schwingenergie aus dem piezoelektrischen Schwingelement 8. Hierzu betreibt die analoge Ultraschallsendestufe 6 das piezoelektrische Schwingelement 8 vorzugsweise mit einem gegenphasigen Ansteuersignal 7. In vielen Fällen schaltet die Ultraschallsendestufe 6 ihren Innenwiderstand in der Ausschwingphase so um, dass dieser Innenwiderstand ein Maximum an Energie des piezoelektrischen Schwingelements 8 in thermische Energie umsetzt. Diese Maßnahmen verkürzen die zeitliche Dauer der Ausschwingzeit des Schwingelements 8 nach dem zeitlichen Ende der Sendephase. Nichtsdestotrotz ist der Ultraschalltransducer 9 in der Ausschwingzeit nicht empfangsbereit. In dieser Ausschwingzeit legt der ausgesendete Ultraschallburst 10 aber bereits eine nicht unerhebliche Strecke im Freiraum zwischen dem Ultraschalltransducer 9 und dem ggf. vorhandenen Objekt 11 zurück. Die Hälfte der Strecke, die der ausgesendete Ultraschallburst 10 in der Ausschwingzeit zurücklegt, ist der Nahbereich des Ultraschallsensors 1 im Sinne der hier vorgelegten Schrift. Objekte 11, die sich in diesem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 befinden, kann der Ultraschallsensor 1 daher ohne besondere Maßnahmen nicht sicher detektieren.After the generation of a transmitted ultrasonic burst 10, the ultrasonic sensor 1 goes into a temporal decay phase. In this decay phase, the ultrasonic sensor 1 is generally not able to receive reflected ultrasonic bursts 12 for the duration of a decay time, since the oscillation amplitude of the piezoelectric oscillating element 8 of the ultrasonic sensor 1 is still too high at the beginning of the decay phase. As in the transmission phase, the analog ultrasound continues Transmission stage 6 typically continues to convert the digital ultrasonic transmission signal 5 of the decay phase into a control signal 7 . The drive signal 7 of the decay phase, however, now takes mechanical vibration energy from the piezoelectric vibrating element 8 while the piezoelectric vibrating element 8 is decaying the decay phase so that this internal resistance converts a maximum of energy of the piezoelectric vibrating element 8 into thermal energy. These measures shorten the duration of the decay time of the oscillating element 8 after the end of the transmission phase. Nevertheless, the ultrasonic transducer 9 is not ready to receive during the decay time. In this decay time, however, the transmitted ultrasonic burst 10 already covers a not inconsiderable distance in the free space between the ultrasonic transducer 9 and the object 11 that may be present. Half of the distance covered by the transmitted ultrasonic burst 10 in the decay time is the close range of the ultrasonic sensor 1 in the sense of the document presented here. Objects 11 that are in this close range of ultrasonic sensor 1 cannot therefore be reliably detected by ultrasonic sensor 1 without special measures.

Nach dem zeitlichen Ende der Ausschwingphase erregen dann eintreffende reflektierte Ultraschallbursts 12 das piezoelektrische Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 wieder zu mechanischen Schwingungen an. Diese neuen mechanischen Schwingungen des piezoelektrischen Schwingelements 8 in der Empfangsphase führen zu einem elektrischen Ultraschallempfangssignal 13. Das piezoelektrische Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 erzeugt dabei das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 in Abhängigkeit von dem empfangenen, eintreffenden, reflektierten Ultraschallbursts 12. Ein Verstärker 14 des Ultraschallsensors 1 erfasst das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 und wandelt es in ein verstärktes elektrisches Ultraschallempfangssignal 15 um. Ggf. filtert und verstärkt der Verstärker 14 das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 in das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15. Bevorzugt umfasst das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 ein Hüllkurvensignal, das den Amplitudenverlauf des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 widergibt und das somit die Pulsfrequenz nicht mehr aufweist. Das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 umfasst in vielen bevorzugten Anwendungen darüber hinaus noch ein optionales analoges Phasensignal, dass die Phasenverschiebung zwischen dem Ansteuersignal 7 und dem mit Ansteuersignal 7 korrespondierenden Signalanteil des Ultraschallempfangssignals 13 wiedergibt. Der Verstärker 14 kann also beispielsweise einen Synchrondemodulator umfassen, der beispielsweise eine I/Q-Analyse des Ultraschallempfangssignals 13 durchführt. Das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 kann also im Sinne der hier vorgelegten Schrift auch mehrere Signale umfassen, die der Verstärker 14 aus dem Ultraschallempfangssignal 13 ableitet. Diese Signale sind im Sinne der hier vorgelegten Schrift nicht auf das Hüllkurvensignal und/oder das Phasensignal beschränkt. Bevorzugt tastet ein Analog-zu-Digital-Wandler 16 des Ultraschallsensors 1 diese Signale des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 mit einer Abtastfrequenz ab und wandelt das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 zu einem digitalisierten Ultraschallempfangssignal 17. Das digitalisierte Ultraschallempfangssignal 17 kann dementsprechend mehrere digitalisiere Ultraschalluntersignale umfassen. Bevorzugt tastet der Analog-zu-Digital-Wandler 16 des Ultraschallsensors 1 somit jeweils ein Signal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 mit der Abtastfrequenz ab und wandelt dieses Signal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 zu einem diesem Signal zugeordneten digitalisierten Ultraschalluntersignal des digitalisierten Ultraschallempfangssignals 17. Die digitalen Ultraschalluntersignale bilden somit zusammen das digitalisierte Ultraschallempfangssignal 17. Ggf. filtert eine im Signalpfad nachfolgende digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 das digitalisierte Ultraschallempfangssignal 17 in ein gefiltertes Ultraschallempfangssignal 19 um. Auch das gefilterte Ultraschallempfangssignal 19 kann mehrere Untersignale umfassen. Bevorzugt komprimieren die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 des Ultraschallsensors 1 das gefilterte Ultraschallempfangssignal 19 zu einem komprimierten Ultraschallempfangssignal. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Kompression um einen Schwellwertvergleich des Werts des Hüllkurvensignals mit einem Schwellwert. Der Rechnerkern 2 des Ultraschalsensors 1 überträgt das komprimierte Ultraschallempfangssignal über einen Datenbus 20 an ein Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22, das bevorzugt mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren 1 über diesen Datenbus 20 und/oder über weitere Datenbusse in Verbindung steht. Bei den Datenbussen kann es sich beispielsweise um einen DSI3 Datenbus oder einen PSI5 Datenbus oder dergleichen handeln.After the end of the decay phase, reflected ultrasonic bursts 12 that arrive then excite the piezoelectric oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 again to mechanical oscillations. These new mechanical oscillations of the piezoelectric oscillating element 8 in the reception phase lead to an electrical ultrasonic reception signal 13. The piezoelectric oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 generates the electrical ultrasonic reception signal 13 depending on the received, arriving, reflected ultrasonic burst 12. An amplifier 14 of the ultrasonic sensor 1 detects the electric ultrasound reception signal 13 and converts it into an amplified electric ultrasound reception signal 15 . If necessary, the amplifier 14 filters and amplifies the received electrical ultrasonic signal 13 into the amplified received electrical ultrasonic signal 15. The amplified received electrical ultrasonic signal 15 preferably includes an envelope signal which reflects the amplitude profile of the received electrical ultrasonic signal 13 and which therefore no longer has the pulse frequency. In many preferred applications, the amplified electrical ultrasound reception signal 15 also includes an optional analog phase signal that reproduces the phase shift between the drive signal 7 and the signal component of the ultrasound reception signal 13 that corresponds to the drive signal 7 . The amplifier 14 can thus include a synchronous demodulator, for example, which carries out an I/Q analysis of the received ultrasonic signal 13, for example. The amplified electric ultrasound received signal 15 can therefore also include a plurality of signals in the sense of the document presented here, which the amplifier 14 derives from the ultrasound received signal 13 . In the sense of the document presented here, these signals are not limited to the envelope signal and/or the phase signal. An analog-to-digital converter 16 of the ultrasonic sensor 1 preferably samples these signals of the amplified electrical ultrasonic reception signal 15 at a sampling frequency and converts the amplified electrical ultrasonic reception signal 15 to a digitized ultrasonic reception signal 17. The digitized ultrasonic reception signal 17 can accordingly comprise a plurality of digitized ultrasonic sub-signals. The analog-to-digital converter 16 of the ultrasonic sensor 1 preferably samples a signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 at the sampling frequency and converts this signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 to a digitized ultrasonic sub-signal of the digitized ultrasonic received signal 17 associated with this signal. The digital Ultrasonic sub-signals thus together form the digitized ultrasonic received signal 17 . The filtered ultrasound reception signal 19 can also include a number of sub-signals. The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 of the ultrasonic sensor 1 preferably compress the filtered received ultrasonic signal 19 to form a compressed received ultrasonic signal. In the simplest case, the compression is a threshold value comparison of the value of the envelope signal with a threshold value. The computer core 2 of the ultrasonic sensor 1 transmits the compressed ultrasonic received signal via a data bus 20 to a control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22, which is preferably connected to a plurality of ultrasonic sensors 1 via this data bus 20 and/or via other data buses. The data buses can be, for example, a DSI3 data bus or a PSI5 data bus or the like.

Wie bereits erwähnt besteht nun im Stand der Technik das Problem, reflektierte Ultraschallbursts 12 von Objekten 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 zu erfassen, wenn das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 noch nicht zur Ruhe gekommen ist.As already mentioned, there is the problem in the prior art of detecting reflected ultrasonic bursts 12 from objects 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 when the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 has not yet come to rest.

Aus dem Stand der Technik ist hierzu die Schrift DE 10 2015 002 269 B3 bekannt. In der praktischen Anwendung hat sich gezeigt, dass das Verfahren der technischen Lehre der DE 10 2015 002 269 B3 zur Erfassung reflektierter Ultraschallbursts 12 von Objekten 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 parameter- und temperaturabhängig ist. Daher findet dieses Verfahren heute noch keinen Einsatz in sicherheitsrelevanten Ultraschallsensoren 1 von Fahrzeugen.From the state of the art is the writing DE 10 2015 002 269 B3 known. In practical application it has been shown that the procedure of the technical teaching of DE 10 2015 002 269 B3 for detecting reflected ultrasonic bursts 12 from objects 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 is parameter and temperature dependent. This method is therefore not yet used in safety-relevant ultrasonic sensors 1 in vehicles.

Bei dem in der Schrift DE 10 2015 002 269 B3 beschriebenen Verfahren vergleicht ein erster Komparator 23 das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 des piezoelektrischen Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 mit einem ersten Schwellwert, beispielsweise dem Wert eines ersten Schwellwertsignals 24, und erzeugt ein erstes Komparatorausgangssignal 25. Bevorzugt werten der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 das erste Komparatorausgangssignal 25 aus.At the one in Scripture DE 10 2015 002 269 B3 In the method described above, a first comparator 23 compares the electrical ultrasonic reception signal 13 of the piezoelectric oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 with a first threshold value, for example the value of a first threshold value signal 24, and generates a first comparator output signal 25. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 the first comparator output signal 25 from.

Bei dem in der Schrift DE 10 2015 002 269 B3 beschriebenen Verfahren vergleicht ein zweiter Komparator 26 das verstärkte Ultraschallempfangssignal 15 des Verstärkers 14 mit einem zweiten Schwellwert, beispielsweise dem Wert eines zweiten Schwellwertsignals 27, und erzeugt ein zweites Komparatorausgangssignal 28. Der Verstärker 14 erzeugt dabei bereits das besagte, nun analoge Hüllkurvensignal. Bevorzugt vergleicht also der zweite Komparator 26 den Amplitudenwert des Hüllkurvensignals des Verstärkers 14 mit dem zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 und erzeugt so das zweite Komparatorausgangssignal 28. Die Verstärkung des Verstärkers 14 liegt dabei typischerweise im Bereich von 20dB bis 60dB. Bevorzugt werten der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 das zweite Komparatorausgangssignal 28 oder ein daraus abgeleitetes Signal 31 aus. Zunächst nehmen wir hierzu an, dass das EXOR-Gatter 30 transparent ist und dass das Ausgangssignal des EXOR-Gatters 30 dem zweiten Komparatorausgangssignal 28 entspricht. Später beschreibt die hier vorgelegte Schrift die Funktion des EXOR-Gatters 30, sodass diese Vereinfachung, die nur dem besseren Verständnis dient, dann nicht mehr gilt. Statt des EXOR-Gatters 30 kann die Vorrichtung auch eine kompliziertere Logikschaltung umfassen, die bevorzugt zeitweise einem EXOR Gatter funktionsäquivalent sein kann. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 kann das EXOR-Gatter 30 und das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 umfassen. Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können ggf. die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder das EXOR-Gatter 30 und das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 emulieren.At the one in Scripture DE 10 2015 002 269 B3 In the method described, a second comparator 26 compares the amplified ultrasound reception signal 15 of the amplifier 14 with a second threshold value, for example the value of a second threshold value signal 27, and generates a second comparator output signal 28. The amplifier 14 already generates the said, now analog envelope signal. The second comparator 26 therefore preferably compares the amplitude value of the envelope signal of the amplifier 14 with the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 and thus generates the second comparator output signal 28. The gain of the amplifier 14 is typically in the range from 20 dB to 60 dB. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably evaluate the second comparator output signal 28 or a signal 31 derived therefrom. For this purpose we first assume that the EXOR gate 30 is transparent and that the output signal of the EXOR gate 30 corresponds to the second comparator output signal 28 . The document presented here later describes the function of the EXOR gate 30, so that this simplification, which only serves to improve understanding, then no longer applies. Instead of the EXOR gate 30, the device can also comprise a more complicated logic circuit, which can preferably be functionally equivalent to an EXOR gate at times. The digital conditioning and filtering stage 18 can include the EXOR gate 30 and the output signal 31 of the EXOR gate 30 . The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 can optionally emulate the digital processing and filter stage 18 and/or the EXOR gate 30 and the output signal 31 of the EXOR gate 30 .

Das Verfahren der technischen Lehre der Schrift DE 10 2015 002 269 B3 schlägt vor, die erste Zeitdifferenz 101 zwischen dem ersten Zeitpunkt des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden zweiten Zeitpunkt des zweiten Flankenwechsels 103 des zweiten Komparatorausgangssignals 28 zu erfassen. Da der erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 aufgrund der Auswertung des nicht verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 ein sehr hoher erster Schwellwert ist und da der zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 aufgrund der Auswertung des verstärkten Ultraschallempfangssignals 15 ein sehr niedriger zweiter Schwellwert 105 ist, folgt der zweite Zeitpunkt des zweiten Flankenwechsels 103 immer dem ersten Zeitpunkt des ersten Flankenwechsels 102 zeitlich nach. Dies liegt daran, dass der zweite Zeitpunkt des zweiten Flankenwechsels 103 einen stärkeren Abfall der Schwingamplitude des piezoelektrischen Schwingelements 8 erfordert als der erste Zeitpunkt des ersten Flankenwechsels 102. Das Verfahren der technischen Lehre der Schrift DE 10 2015 002 269 B3 verwendet somit die erste Zeitdifferenz 101 zwischen zwei Zeitpunkten. Diese zwei Zeitpunkte kennzeichnet jeweils das Unterschreiten der Amplitude des Hüllkurvensignals unter zwei jeweilige, korrespondierende und sehr unterschiedliche Schwellwerte während des Ausschwingvorgangs. Zum einen benutzt das Verfahren den ersten Komparator 23, dessen Vergleichseingang bevorzugt direkt am Schwingelement 8 (hoher erster Schwellwert) über das elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 angeschlossen ist. Zum Anderen benutzt das Verfahren den Vergleichseingang des zweiten Komparator 26 zur Auswertung des nach der Verstärkung (40-60dB) generierten Hüllkurvensignals (niedriger Schwellwert) des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Diese erste Zeitdifferenz 101 hat sich in Versuchen bei der Ausarbeitung des Vorschlags als sehr temperaturabhängig herausgestellt und bisher die kommerzielle Anwendung leider verhindert.The procedure of the technical teaching of writing DE 10 2015 002 269 B3 proposes detecting the first time difference 101 between the first time of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 and the subsequent second time of the second edge change 103 of the second comparator output signal 28 . Since the first threshold value of the first threshold value signal 24 is a very high first threshold value based on the evaluation of the unamplified electrical ultrasonic received signal 13 and since the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is a very low second threshold value 105 based on the evaluation of the amplified ultrasonic received signal 15, the following follows second point in time of the second edge change 103 always follows the first point in time of the first edge change 102 in time. This is due to the fact that the second point in time of the second flank change 103 requires a greater drop in the oscillation amplitude of the piezoelectric oscillating element 8 than the first point in time of the first flank change 102. The method of the technical teaching of the document DE 10 2015 002 269 B3 thus uses the first time difference 101 between two points in time. Each of these two points in time indicates that the amplitude of the envelope curve signal has fallen below two respective, corresponding and very different threshold values during the decay process. On the one hand, the method uses the first comparator 23, the comparison input of which is preferably connected directly to the oscillating element 8 (high first threshold value) via the electrical ultrasound reception signal 13. On the other hand, the method uses the comparison input of the second comparator 26 to evaluate the envelope signal (low threshold value) generated after the amplification (40-60 dB) of the amplified electrical ultrasonic reception signal 15. This first time difference 101 has proved to be very temperature-dependent in tests when the proposal was being worked out exposed and unfortunately prevented the commercial application so far.

Nun ist jedoch eine Nahfeldmessung in automobilen Ultraschallsensorsystemen eine Anforderung, die unbedingt erfüllt werden sollte. Wie oben beschrieben ist jedoch das in der Schrift DE 10 2015 002 269 B3 beschriebene Nahbereichsverfahren auf Basis der temperaturabhängigen ersten Zeitdifferenz 101 parameter- und temperaturabhängig. Die bisher realisierten mikroelektronischen Schaltungen unterstützen das Verfahren der DE 10 2015 002 269 B3 daher nicht.However, a near-field measurement in automotive ultrasonic sensor systems is a requirement that should definitely be met. However, as described above, that is in Scripture DE 10 2015 002 269 B3 described close-range method based on the temperature-dependent first time difference 101 parameter and temperature-dependent. The previously realized microelectronic circuits support the process of DE 10 2015 002 269 B3 therefore not.

Aus der DE 10 2018 109 318 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem in einem ersten Betriebsmodus mit einem Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung fortlaufend Messungen durchgeführt werden. Bei einer Messung mit dem zumindest einen Ultraschallsensor wird gemäß der technischen Lehre der DE 10 2018 109 318 A1 ein Ultraschallsignal ausgesendet und das in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal wird empfangen. Gemäß der technischen Lehre der DE 10 2018 109 318 A1 werden in dem ersten Betriebsmodus sowohl codierte Messungen, bei welchen das Ultraschallsignal codiert ausgesendet wird, als auch uncodierte Messungen, bei welchen das Ultraschallsignal uncodiert ausgesendet wird, durchgeführt. Dabei wird entsprechend der technischen Lehre der DE 10 2018 109 318 A1 von dem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus gewechselt wird, falls erkannt wird, dass sich ein Objekt in einem vorbestimmten Nahbereichin der Umgebung befindet, wobei in dem zweiten Betriebsmodus mit dem zumindest einen Ultraschallsensor ausschließlich uncodierte Messungen durchgeführt werden.From the DE 10 2018 109 318 A1 a method for operating an ultrasonic sensor device for a motor vehicle is known, in which, in a first operating mode, an ultrasonic sensor of the ultrasonic sensor device is used continuously measurements are carried out. In a measurement with the at least one ultrasonic sensor is according to the technical teaching of DE 10 2018 109 318 A1 an ultrasonic signal is emitted and the ultrasonic signal reflected in an area surrounding the motor vehicle is received. According to the technical teachings of DE 10 2018 109 318 A1 Both coded measurements, in which the ultrasonic signal is transmitted in coded form, and uncoded measurements, in which the ultrasonic signal is transmitted in uncoded form, are carried out in the first operating mode. In this case, according to the technical teaching of DE 10 2018 109 318 A1 changing from the first operating mode to a second operating mode if it is detected that an object is located in a predetermined close range in the area, wherein only uncoded measurements are carried out with the at least one ultrasonic sensor in the second operating mode.

AufgabeTask

Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist. Ziel ist die Angabe einer Lösung zur Reduktion oder Vermeidung der Temperatur- und Parameterabhängigkeit des Verfahrens der DE 10 2015 002 269 B3 .The object of the proposal is therefore to create a solution that does not have the above disadvantages of the prior art and has other advantages. The aim is to provide a solution for reducing or avoiding the temperature and parameter dependency of the method DE 10 2015 002 269 B3 .

Diese Aufgabe wird durch die technische Lehre des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind ggf. Gegenstand von Unteransprüchen.This object is solved by the technical teaching of independent claim 1. Further refinements may be the subject of dependent claims.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Ein Ultraschallsensorsystem 22 der eingangs beschriebenen Art löst die Aufgabe vorschlagsgemäß dadurch, dass der Ultraschallsensor 1 vorschlagsgemäß im Gegensatz zum Stand der Technik eine zusätzliche Kompensationsmessung durchführt. Anwendungen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines Ultraschallmesssystems 22 finden sich insbesondere in Umfelderfassungsvorrichtungen. Beispielsweise können Fahrzeuge und/oder Roboter und/oder anderen mobile Vorrichtungen solche Umfelderfassungsvorrichtungen nutzen. Bei diesen Umfelderfassungsvorrichtungen kann es sich beispielsweise um Einparkhilfen und/oder Kollisionsverhinderungsvorrichtungen handeln. Im Falle von Robotern können die Umfelderfassungsvorrichtungen auch zur Erzeugung einer virtuellen Umfeldkarte in einem Rechnersystem des Roboters dienen. Beispielsweise kann eine solche Umfelderfassungsvorrichtung dem Erkennen und Klassifizieren von Hindernissen verschiedenster Art dienen. Mobile Vorrichtungen im Sinne der hier vorgelegten Schrift können insbesondere, aber nicht beschränkt darauf Vorrichtungen wie beispielsweise elektrische Transportkarren, Gabelstapler, Auslieferungsroboter, Transportroboter, aber auch Flugkörper wie Hubschrauber und/oder Drohnen sein.According to the proposal, an ultrasonic sensor system 22 of the type described at the beginning solves the problem in that the ultrasonic sensor 1 carries out an additional compensation measurement according to the proposal, in contrast to the prior art. Applications of the proposed method for operating an ultrasonic measurement system 22 can be found in particular in surroundings detection devices. For example, vehicles and/or robots and/or other mobile devices can use such environment detection devices. These environment detection devices can be parking aids and/or collision prevention devices, for example. In the case of robots, the environment detection devices can also be used to generate a virtual environment map in a computer system of the robot. For example, such an environment detection device can be used to identify and classify obstacles of all kinds. Mobile devices within the meaning of the document presented here can be, in particular but not limited to, devices such as electric transport carts, forklifts, delivery robots, transport robots, but also missiles such as helicopters and/or drones.

Stationäre Vorrichtungen können die hier vorgestellten Umfelderfassungsvorrichtungen für die Vermessung von Objekten verwenden, die innerhalb oder außerhalb der betreffenden stationären Vorrichtungen sich der Umfelderfassungsvorrichtung näher oder die Umfelderfassungsvorrichtung passieren oder sich von der Umfelderfassungsvorrichtung entfernen. Beispielsweise kann eine Paketsortieranlage eine hier vorgestellte Umfelderfassungsvorrichtung nutzen, um Sendungen, also Pakete, auf einem Förderband der Paketsortieranlage zur vermessen und ggf. zu klassifizieren. Auch ist der Einsatz in Sicherheitsschleusen denkbar.Stationary devices can use the surroundings detection devices presented here for the measurement of objects that are closer to the surroundings detection device or pass the surroundings detection device inside or outside the relevant stationary devices or move away from the surroundings detection device. For example, a parcel sorting system can use an environment detection device presented here in order to measure and possibly classify mail items, ie parcels, on a conveyor belt of the parcel sorting system. Use in security checkpoints is also conceivable.

Der Ultraschallsensor 1 erzeugt durch eine oder mehrere zusätzliche Kompensationsmessung 504 mit einem ausgesendeten Ultraschallburst 10 mit nur einem Puls einen Referenzmesswert bzw. mehrere Referenzmesswerte. Diesen erzeugten Referenzmesswert bzw. diese erzeugten Referenzmesswerte verrechnen beispielsweise der Rechnerkern 2 des Ultraschallsensors 1 und/oder das Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 mit dem Messwert einer zeitlich nachfolgenden Ultraschallhauptmessung 505 des Ultraschallsensors 1. Zum besseren Verständnis verweist die hier vorgelegte Schrift in diesem Zusammenhang auf 5. Sofern das Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 die Verrechnung durchführt, überträgt der Rechnerkern 2 des Ultraschallsensors 1 zuvor den Referenzmesswert bzw. die Referenzmesswerte an das Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22. Der Rechnerkern 2 und/oder das Steuergerät 21 erzeugen so einen jeweiligen Kompensationswert aus dem Referenzmesswert bzw. aus den mehreren Referenzmesswerten. Ggf. können der Rechnerkern 2 und/oder das Steuergerät 21 aus mehreren Referenzmesswerten einen gemeinsamen Referenzmesswert erzeugen.The ultrasonic sensor 1 generates a reference measured value or a plurality of reference measured values by means of one or more additional compensation measurements 504 with a transmitted ultrasonic burst 10 with only one pulse. The computer core 2 of the ultrasonic sensor 1 and/or the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22, for example, offset this generated reference measured value or these generated reference measured values against the measured value of a temporally subsequent main ultrasonic measurement 505 of the ultrasonic sensor 1. For better understanding, the document presented here refers to this in this context 5 . If the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 carries out the calculation, the computer core 2 of the ultrasonic sensor 1 first transmits the reference measured value or the reference measured values to the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22. The computer core 2 and/or the control unit 21 thus generate a respective compensation value from the reference measured value or from the several reference measured values. If necessary, the computer core 2 and/or the control device 21 can generate a common reference measured value from a plurality of reference measured values.

Der folgenden Text stellt den vorschlagsgemäßen Messablauf dar, den das vorgeschlagene Ultraschalsensorsystem 22 und dessen Ultraschallsensor 1 ausführen.The following text represents the proposed measurement sequence that the proposed ultrasonic sensor system 22 and its ultrasonic sensor 1 execute.

In einem ersten Schritt führt der Ultraschallsensor 1 des Ultraschalsensorsystems 22 eine erste Kompensationsmessung 504 mit einem kurzen ausgesendeten Ultraschallburst 10 durch. Bevorzugt umfasst der kurze ausgesendete Ultraschallburst 10 nur wenige Pulse. Bevorzugt umfasst der kurze ausgesendete Ultraschallburst 10 nur 5, besser 4, besser 3, besser 2, besser 1 Puls. Dabei ist ein ausgesendeter Ultraschallburst 10 mit genau einem Puls besonders für die Kompensationsmessung 504 bevorzugt. Dies hat u.a. auch den Vorteil, dass der Nahbereich für den zeitlich kurzen Ultraschallburst der Kompensationsmessung 504 besonders klein ist.In a first step, the ultrasonic sensor 1 of the ultrasonic sensor system 22 carries out a first compensation measurement 504 with a short emitted ultrasonic burst 10 . The short transmitted ultrasonic burst 10 preferably comprises only a few pulses. The short transmitted ultrasonic burst 10 preferably comprises only 5, better 4, better 3, better 2, better 1 pulse. In this case, a transmitted ultrasonic burst 10 has exactly one pulse particularly preferred for the compensation measurement 504. This also has the advantage, among other things, that the close range for the temporally short ultrasonic burst of the compensation measurement 504 is particularly small.

In einem zweiten, bevorzugt zeitlich nachfolgenden Schritt führt der Ultraschallsensor 1 eine zweite Ultraschallhauptmessung 505 mit einem zeitlich langen ausgesendeten Ultraschallburst 10 durch. Bevorzugt umfasst der lange ausgesendete Ultraschallburst 10 nur mehr Pulse als der kurze ausgesendete Ultraschallburst 10. Bevorzugt umfasst der lange ausgesendete Ultraschallburst 10 mehr als 1, besser mehr als 2, besser mehr als 3, besser mehr als 4, besser mehr als 5 Pulse. Dabei ist ein langer ausgesendeter Ultraschallburst 10 mit mehr als 5 Pulsen besonders bevorzugt.In a second, preferably subsequent step, the ultrasonic sensor 1 carries out a second main ultrasonic measurement 505 with an ultrasonic burst 10 emitted over a long period of time. The long ultrasonic burst 10 emitted preferably comprises only more pulses than the short ultrasonic burst 10 emitted. A long transmitted ultrasonic burst 10 with more than 5 pulses is particularly preferred.

Das hier offengelegte Verfahren schlägt vor, einen ersten kurzen Ultraschallburst 10 für eine Kompensationsmessung 504 auszusenden. Anschließend empfängt der Ultraschalltransducer 9 des Ultraschallsensorsystems 22 den kurzen reflektierten Ultraschallburst 12 und wandelt diesen wieder in das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 um. Das Ultraschallsensorsystem 22 empfängt einen ersten kurzen reflektierten Ultraschalburst 12, der sich im Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 als erstes Ultraschallhüllkurvensignal 504 äußert. Wie im Fall der technischen Lehre der DE 10 2015 002 269 B3 ermittelt das Ultraschallsensorsystem 22 aus dem Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 des ersten Ultraschallhüllkurvensignal 504 eine erste Zeitdifferenz 101 zwischen dem ersten Zeitpunkt des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden zweiten Zeitpunkt des zweiten Flankenwechsels 103 des zweiten Komparatorausgangssignals 28. Der erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 ist aufgrund der Auswertung des nicht verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 ein sehr hoher erster Schwellwert. Der zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 ist aufgrund der Auswertung des verstärkten Ultraschallempfangssignals 15 ein sehr niedriger zweiter Schwellwert 105. Daher folgt der zweite Zeitpunkt des zweiten Flankenwechsels 103 immer dem ersten Zeitpunkt des ersten Flankenwechsels 102 auch hier im Falle des ersten Ultraschallhüllkurvensignals 504 zeitlich nach. Dies liegt insbesondere daran, dass der zweite Zeitpunkt des zweiten Flankenwechsels 103 einen stärkeren Abfall der Schwingamplitude des piezoelektrischen Schwingelements 8 erfordert als der erste Zeitpunkt des ersten Flankenwechsels 102.The method disclosed here proposes sending out a first short ultrasonic burst 10 for a compensation measurement 504 . The ultrasonic transducer 9 of the ultrasonic sensor system 22 then receives the short reflected ultrasonic burst 12 and converts it back into the electric ultrasonic received signal 13 . The ultrasonic sensor system 22 receives a first short reflected ultrasonic burst 12, which is expressed in the amplitude curve 107 of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 as the first ultrasonic envelope signal 504. As in the case of the technical teaching of DE 10 2015 002 269 B3 the ultrasonic sensor system 22 uses the amplitude profile 107 of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 of the first ultrasonic envelope signal 504 to determine a first time difference 101 between the first point in time of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 and the subsequent second point in time of the second edge change 103 of the second comparator output signal 28 The first threshold value of the first threshold value signal 24 is a very high first threshold value due to the evaluation of the unamplified electrical ultrasound reception signal 13 . The second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is a very low second threshold value 105 due to the evaluation of the amplified ultrasonic received signal 15. Therefore, the second point in time of the second edge change 103 always follows the first point in time of the first edge change 102, also here in the case of the first ultrasonic envelope signal 504 . This is due in particular to the fact that the second point in time of the second edge change 103 requires a greater drop in the oscillation amplitude of the piezoelectric oscillating element 8 than the first point in time of the first edge change 102.

Das hier offengelegte Verfahren schlägt vor, dass das Ultraschallsystem 22 nach der Kompensationsmessung 504 mit dem Aussenden eines ersten kurzen Ultraschallburst 10 eine Ultraschallhauptmessung 505 mit dem Aussenden eines zweiten, langen Ultraschallbursts 10 durchzuführen. Anschließend empfängt der Ultraschalltransducer 9 des Ultraschallsensorsystems 22 den langen reflektierten Ultraschallburst 12 und wandelt diesen wieder in das elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 um. Das Ultraschallsensorsystem 22 empfängt diesen zweiten, langen reflektierten Ultraschalsensorburst 12. Der zweite, lange, reflektierte Ultraschalsensorburst 12 äußert sich im Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 als zweites Ultraschallhüllkurvensignal 505. Wie im Fall der technischen Lehre der DE 10 2015 002 269 B3 ermittelt das Ultraschallsensorsystem 22 aus dem Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 des zweiten Ultraschallhüllkurvensignal 505 nun eine zweite Zeitdifferenz 501. Dies ist die zweite Zeitdifferenz 501 zwischen dem dritten Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden vierten Zeitpunkt 503 des vierten Flankenwechsels 503 des zweiten Komparatorausgangssignals 28. Wieder ist der erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 aufgrund der Auswertung des nicht verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 ein sehr hoher erster Schwellwert. Ebenso ist wieder der zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 aufgrund der Auswertung des verstärkten Ultraschallempfangssignals 15 ein sehr niedriger zweiter Schwellwert 105. Daher folgt der vierte Zeitpunkt des vierten Flankenwechsels 503 immer dem dritten Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 auch hier im Falle des zweiten Ultraschallhüllkurvensignals 505 zeitlich nach. Dies liegt auch daran, dass der vierte Zeitpunkt des vierten Flankenwechsels 503 einen stärkeren Abfall der Schwingamplitude des piezoelektrischen Schwingelements 8 erfordert als der dritte Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502.The method disclosed here proposes that after the compensation measurement 504 with the transmission of a first short ultrasound burst 10 the ultrasound system 22 carry out an ultrasound main measurement 505 with the transmission of a second, long ultrasound burst 10 . The ultrasonic transducer 9 of the ultrasonic sensor system 22 then receives the long reflected ultrasonic burst 12 and converts it back into the electric ultrasonic received signal 13 . The ultrasonic sensor system 22 receives this second, long, reflected ultrasonic sensor burst 12. The second, long, reflected ultrasonic sensor burst 12 is expressed in the amplitude profile 107 of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 as a second ultrasonic envelope signal 505. As in the case of the technical teaching of DE 10 2015 002 269 B3 the ultrasonic sensor system 22 now determines a second time difference 501 from the amplitude profile 107 of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic reception signal 15 of the second ultrasonic envelope signal 505. This is the second time difference 501 between the third point in time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 and the subsequent fourth point in time 503 of the fourth edge change 503 of the second comparator output signal 28. Again, the first threshold value of the first threshold value signal 24 is a very high first threshold value due to the evaluation of the unamplified electrical ultrasound reception signal 13. Likewise, the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is again a very low second threshold value 105 due to the evaluation of the amplified ultrasonic received signal 15. Therefore, the fourth point in time of the fourth edge change 503 always follows the third point in time 502 of the third edge change 502, also here in the case of the second ultrasonic envelope signal 505 time after. This is also due to the fact that the fourth point in time of the fourth edge change 503 requires a greater drop in the oscillation amplitude of the piezoelectric oscillating element 8 than the third point in time 502 of the third edge change 502.

Die Ausarbeitung der technischen Lehre der hier vorgelegten Schrift ergab überraschend, dass der Verlauf der Temperaturabhängigkeit der ersten Zeitdifferenz 101 und der zweiten Zeitdifferenz 501 im Wesentlichen parallel verlaufen. Hierzu verweist der hier vorgelegte Text auf die beispielhafte, schematisch skizzierte 6, die das Ergebnis von Labormessungen ist.The elaboration of the technical teaching of the document presented here surprisingly showed that the course of the temperature dependency of the first time difference 101 and the second time difference 501 run essentially parallel. For this purpose, the text presented here refers to the example, schematically sketched 6 , which is the result of laboratory measurements.

Zunächst fokussiert sie die hier vorgelegte Beschreibung auf eine Ausprägung bei der ein Hüllkurvenfilter Teil eines analogen Eingangsverstärkers 14 ist. Diese Ausprägung ist in 1 schematisch und grob vereinfacht dargestellt.First of all, the description presented here focuses on an embodiment in which an envelope filter is part of an analog input amplifier 14 . This expression is in 1 shown schematically and in a simplified manner.

Der Kern des hier vorgeschlagenen Verfahrens ist nun, das Verfahren der DE 10 2015 002 269 B3 zu benutzen, aber als Eingangswert der DE 10 2015 002 269 B3 nicht die erste Zeitdifferenz 101 oder die zweite Zeitdifferenz 501 zu benutzen, sondern

  • • eine Differenz 601 aus erster Zeitdifferenz 101 minus der zweiten Zeitdifferenz 501 und/oder
  • • eine Differenz 601 aus zweiter Zeitdifferenz 501 minus der ersten Zeitdifferenz 101 und/oder
  • • das Verhältnis von zweiter Zeitdifferenz 501 geteilt durch die erste Zeitdifferenz 101 und/oder
  • • das Verhältnis von erster Zeitdifferenz 101 geteilt durch die zweite Zeitdifferenz 501 und/oder
  • • eine Verknüpfung der Werte der ersten Zeitdifferenz 101 und der zweiten Zeitdifferenz 501 mit funktionsäquivalenter Wirkung zu den drei vorausgehenden Vergleichsmetoden für den Vergleich der Werte der ersten Zeitdifferenz 101 mit denen der zweiten Zeitdifferenz 501
zu benutzen. Bevorzugt verwenden der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 diese Vergleichsmethode. Bevorzugt erfassen hierzu der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 die erste Zeitdifferenz 101 und/oder die zweite Zeitdifferenz 501.The core of the method proposed here is now the method of DE 10 2015 002 269 B3 to use, but as input value the DE 10 2015 002 269 B3 not to use the first time difference 101 or the second time difference 501, but
  • • a difference 601 from the first time difference 101 minus the second time difference 501 and/or
  • • a difference 601 from the second time difference 501 minus the first time difference 101 and/or
  • • the ratio of the second time difference 501 divided by the first time difference 101 and/or
  • • the ratio of the first time difference 101 divided by the second time difference 501 and/or
  • • a combination of the values of the first time difference 101 and the second time difference 501 with a functionally equivalent effect to the three previous comparison methods for comparing the values of the first time difference 101 with those of the second time difference 501
to use. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably use this comparison method. For this purpose, the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably record the first time difference 101 and/or the second time difference 501.

Die hier vorgestellt technische Lehre sieht in einer analog-lastigeren Ausprägung den besagten ersten Komparator 23 vor, der bevorzugt direkt mit dem elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 verbunden ist. Der besagte erste Komparator 23 vergleicht bevorzugt die Ausgangsspannungen des Ultraschall-Transducers 9 des elektrisches Ultraschallempfangssignals 13 direkt mit einem festen ersten Schwellwert eines ersten Schwellwertsignals 24. Das erste Komparatorausgangssignal 25 dieses ersten Komparators 23 ist in 1 beispielhaft eingezeichnet. Der erste Komparator 23 kann auch in einem Digitalteil in seiner Wirkung auf die Signalauswertung realisiert sein. Auch kann der Rechnerkern 2 den ersten Komparator 23 ggf. als eine Vergleichsoperation emulieren. In den beiden letzten Fällen, ist es zweckmäßig, wenn die Position des Analog-zu-Digital-Wandlers 16 im Signalpfad entsprechend früher positioniert ist. Die hier offengelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft auf 4. Im Folgenden beschreibt die hier vorgelegte Schrift beispielhaft eine Realisierung durch einen analogen ersten Komparator 23 ohne die technische Lehre der die hier vorgelegte Offenlegung auf die Realisierung des Vergleichs durch einen Analogschaltkreis als ersten Komparator 23 zu beschränken.The technical teaching presented here provides the said first comparator 23 in a more analogue form, which is preferably connected directly to the electric ultrasonic received signal 13 of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 . Said first comparator 23 preferably compares the output voltages of the ultrasonic transducer 9 of the electrical ultrasonic reception signal 13 directly with a fixed first threshold value of a first threshold value signal 24. The first comparator output signal 25 of this first comparator 23 is in 1 shown as an example. The first comparator 23 can also be implemented in a digital part in its effect on the signal evaluation. The computer core 2 can also emulate the first comparator 23, if necessary, as a comparison operation. In the last two cases, it is expedient if the position of the analog-to-digital converter 16 is positioned correspondingly earlier in the signal path. The document disclosed here refers to this by way of example 4 . In the following, the document presented here describes an example of an implementation using an analog first comparator 23 without restricting the technical teaching of the disclosure presented here to the implementation of the comparison using an analog circuit as the first comparator 23 .

Das erste Komparatorausgangssignal 25 dieses beispielhaften ersten Komparators 23 zeigt typischerweise eine digitale Oszillation solange die Amplitude des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschall-Transducers 9 noch eine erhebliche Höhe hat. Typischerweise hat der feste erste Schwellwert, den der beispielhafte erste Komparator 23 des Ultraschallsensorsystems 22 für den Vergleich mit der Transducer-Spannungsamplitude des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschall-Transducers 8 nutzt, dabei einen solchen Wert, dass sich der erste Zeitpunkt 102 bzw. der dritte Zeitpunkt 502 des Endes dieser Oszillation innerhalb einer Sendeperiode auch bei einem sehr nahen Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 beispielsweise bei Änderung der Temperatur des Ultraschallsensorsystems 22 nicht oder nur um wenige Oszillationstakte verschiebt. Damit können beispielsweise die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 durch digitale Glättung und Filterung des ersten Komparatorausgangssignal 25 dieses ersten Komparators 23 das zeitliche Ende der Ausschwingzeit zu einem ersten Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 bzw. zu einem dritten Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 innerhalb einer Sendeperiode sicher detektieren. Eine Sendeperiode im Sinne der hier vorgelegten Schrift beginnt dabei mit dem Beginn des ersten Pulses eines ersten Ultraschallbursts und endet mit dem Beginn des ersten Pulses des zeitlich unmittelbar nachfolgenden Ultraschallbursts. Dieser erste Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 liegt typischerweise um eine erste temperaturabhängige Zeitdifferenz 101 vor dem zweiten Zeitpunkt 103, zu dem das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 unterschreitet. Dieser zweite Zeitpunkt 103 ist aber aufgrund der großen Amplitude praktisch unabhängig von Rückwirkungen durch Schallreflektionen auf den Ultraschall-Transducer 9. Auch der dritte Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 liegt um eine temperaturabhängige, zweite Zeitdifferenz 501 zeitlich vor dem vierten Zeitpunkt 503 des Unterschreitens des zweiten Schwellwerts des zweiten Schwellwertsignals 27 durch das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15, ist aber aufgrund der großen Amplitude praktisch unabhängig von Rückwirkungen durch Schallreflektionen auf den Ultraschall-Transducer 9.The first comparator output signal 25 of this exemplary first comparator 23 typically shows a digital oscillation as long as the amplitude of the electric ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 still has a significant level. Typically, the fixed first threshold value, which the exemplary first comparator 23 of the ultrasonic sensor system 22 uses for the comparison with the transducer voltage amplitude of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 8, has such a value that the first point in time 102 or the third Point in time 502 of the end of this oscillation within a transmission period does not shift or only shifts by a few oscillation cycles, even with a very close object in the vicinity of ultrasonic sensor 1, for example when the temperature of ultrasonic sensor system 22 changes. In this way, for example, the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 can, by digitally smoothing and filtering the first comparator output signal 25 of this first comparator 23, determine the end of the decay time at a first point in time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 or at a third Safely detect the time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 within a transmission period. A transmission period within the meaning of the document presented here begins with the beginning of the first pulse of a first ultrasonic burst and ends with the beginning of the first pulse of the ultrasonic burst immediately following in time. This first point in time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 is typically a first temperature-dependent time difference 101 before the second point in time 103 at which the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic reception signal 15 falls below the second threshold value of the second threshold value signal 27. However, due to the large amplitude, this second point in time 103 is practically independent of repercussions from sound reflections on the ultrasonic transducer 9. The third point in time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 is also a temperature-dependent, second time difference 501 before the fourth point in time 503 falling below the second threshold value of the second threshold value signal 27 by the envelope signal of the amplified electrical ultrasound reception signal 15, but is practically independent of repercussions due to sound reflections on the ultrasound transducer 9 due to the large amplitude.

Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 lassen nun bevorzugt beispielsweise bezogen auf diesen ersten Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 bzw. bezogen auf diesen dritten Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 erst nach dem Verstreichen einer jeweils folgenden dritten Zeitdifferenz durch einen Zeitgeber 41 zu, dass das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 den Empfang eines Echos nach Auswertung des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 signalisiert. Der Zeitgeber 41 ist bevorzugt ein Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 steuert typischerweise den Zeitgeber 41 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 bzw. von dem Ausgangssignal einer dem Exor-Gatter 30 funktionsäquivalenten dritten Logikschaltung. Des Weiteren steuert die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 typischerweise den Zeitgeber 41 in Abhängigkeit von dem ersten Komparatorausgangssignal 25. Bevorzugt kann auch der Rechnerkern 2 den Zeitgeber 41 mittels einer oder mehreren, in der 4 eingezeichneten Signalleitungen steuern und/oder beeinflussen. Alternativ kann der Rechnerkern 2 die Funktion des Zeitgebers 41 beispielsweise durch Emulation realisieren und mittels einer Signalleitung das Hüllkurvenfilter 33 beeinflussen. Der zweite Komparator 26 startet bevorzugt den Zeitgeber 41 mit dem Erreichen des ersten Zeitpunktes 102 bzw. mit dem Erreichen des dritten Zeitpunktes 502 mittels einer Signalisierung, die beispielsweise über die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 laufen kann.The digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 can now preferably be based, for example, on this first point in time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 or based on this third point in time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 only after the elapse of a respective subsequent third time difference by a timer 41 that the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 signals the reception of an echo after evaluation of the amplified electrical ultrasonic reception signal 15. The timer 41 is preferably part of the digital processing and filter stage 18. The digital processing and filter stage 18 typically controls the timer 41 as a function of the output signal 31 of the EXOR gate 30 or of the output signal of an EXOR gate 30 that is functionally equivalent third logic circuit. Furthermore, the digital processing and filter stage 18 typically controls the timer 41 as a function of the first comparator output signal 25 4 Control and / or influence drawn signal lines. Alternatively, the computer core 2 can implement the function of the timer 41, for example by emulation, and influence the envelope filter 33 by means of a signal line. The second comparator 26 preferably starts the timer 41 when the first point in time 102 or when the third point in time 502 is reached by means of a signaling which can run via the digital processing and filter stage 18, for example.

Das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23 signalisiert den Beginn des Ausschwingvorgangs des Ultraschalltransducers 9 durch den ersten Flankenwechsel 102 zum ersten Zeitpunkt 102 bzw. durch den dritten Flankenwechsel 502 zum dritten Zeitpunkt 502. Das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 signalisiert das Ende des Ausschwingvorgangs des Ultraschalltransducers 9 durch den zweiten Flankenwechsel 103 zum zweiten Zeitpunkt 103 bzw. durch den vierten Flankenwechsel 503 zum vierten Zeitpunkt 503 Eine kleine Modifikation kann eine korrigierte Anzeige einer Reflektion durch das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 herbeiführen. Ein EXOR-Gatter 30 oder eine beispielsweise zeitweise funktionsäquivalente Logik kann beispielsweise das Ende des Ausschwingvorgangs des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 signalisieren. Das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 und bevorzugt ein EXOR-Steuersignal 32 der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder des Rechnerkerns 2 bilden die bevorzugten Eingänge des EXOR-Gatters 30 bzw. der besagten Logik. Der Ausgang 31 des EXOR-Gatters 30 bildet bevorzugt ein Eingangssignal der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18.The first comparator output signal 25 of the first comparator 23 signals the beginning of the decay process of the ultrasonic transducer 9 by the first edge change 102 at the first time 102 or by the third edge change 502 at the third time 502. The second comparator output signal 28 of the second comparator 26 signals the end of the decay process of the ultrasonic transducer 9 by the second edge change 103 at the second point in time 103 or by the fourth edge change 503 at the fourth point in time 503. A small modification can bring about a corrected display of a reflection by the second comparator output signal 28 of the second comparator 26. An EXOR gate 30 or a temporarily functionally equivalent logic can, for example, signal the end of the decay process of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 . The second comparator output signal 28 of the second comparator 26 and preferably an EXOR control signal 32 of the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 form the preferred inputs of the EXOR gate 30 or said logic. The output 31 of the EXOR gate 30 preferably forms an input signal for the digital processing and filter stage 18.

Das EXOR-Gatter 30 bzw. die besagte Logik schalten hierzu das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 auf einen ersten logischen Pegel. Dies geschieht bevorzugt am Ende der Sendephase des Ultraschalltransducers 9 für einen vordefinierten dritten Zeitraum bezogen auf den ersten Zeitpunkt 102 bzw. dritten Zeitpunkt 502. Das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 26 signalisierten dabei das Ende der Sendephase des Ultraschalltransducers 9. Der ersten Komparator 23 detektiert den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 des Ausschwingens des Ultraschall-Transducers 9. Die Länge dieses dritten Zeitraums entspricht dabei vorzugsweise der Länge der ersten Zeitdifferenz 101 ohne ein reflektierendes Objekt. Das Ultraschallsystem 22 ermittelt die zeitliche Dauer der ersten Zeitdifferenz 101 bevorzugt mittels eines kurzen Ultraschallpulses in der besagten beispielhaften Kompensationsmessung 504. Dies ist in 2 und 5 dargestellt. Bevorzugt richtet sich die Länge des dritten Zeitraums nicht nach der Länge der zweiten Zeitdifferenz 501. D.h. die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, die Länge des dritten Zeitraums in Abhängigkeit von einer erfassten ersten Zeitdifferenz 101 festzulegen, den das Ultraschallsensorsystem 22 mit einem kurzen Ultraschallburst 504 in einer beispielhaften Kompensationsmessung 504.ermittelt.For this purpose, the EXOR gate 30 or the said logic switch the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 to a first logic level. This preferably takes place at the end of the transmission phase of the ultrasonic transducer 9 for a predefined third time period based on the first point in time 102 or third point in time 502. The first comparator output signal 25 of the first comparator 26 signaled the end of the transmission phase of the ultrasonic transducer 9. The first comparator 23 detected the first point in time 102 or the third point in time 502 of the decay of the ultrasonic transducer 9. The length of this third time period preferably corresponds to the length of the first time difference 101 without a reflecting object. The ultrasound system 22 determines the duration of the first time difference 101, preferably by means of a short ultrasound pulse in the said exemplary compensation measurement 504. This is in 2 and 5 shown. The length of the third time period is preferably not based on the length of the second time difference 501. That is, the document presented here proposes defining the length of the third time period as a function of a detected first time difference 101, which the ultrasonic sensor system 22 detects with a short ultrasonic burst 504 in an exemplary compensation measurement 504.determined.

Befindet sich nun ein Objekt 11 räumlich nahe am Ultraschalltransducer 9, so hebt das früh eintreffende Echo des früh eintreffenden, reflektierten Ultraschallbursts 12 den Amplitudenverlauf 107 der Hüllkurve in dem entsprechenden Zeitbereich an. Damit verlagert sich nun aber der vierte Zeitpunkt 503 zeitlich nach hinten. Da der kurze Ultraschallpuls der Kompensationsmessung 504 einen kleineren Nahbereich aufweist, existiert ein Bereich, in dem der der zweite Zeitpunkt 103 sich noch nicht zeitlich nach hinten verlagert. Aufgrund der EXOR-Verknüpfung des EXOR-Gatters 30 bzw. bei geeigneter Auslegung der entsprechenden ersatzweisen Logik schaltet der Ausgang der EXOR-Schaltung 30 das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23, das bisher am Ausgang 31 des EXOR-Gatters 30 anlag, auf den invertierten logischen Wert, was einem Echo entspricht. Die hier offengelegte überraschende Erkenntnis ist nun, dass zum Ersten das Ultraschallsensorsystem 22 hier nun im Gegensatz zum Stand der Technik, in der Lage ist, ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensorsystems 22 zu erkennen, ohne jedoch den exakten Ort dieses Objekts 11 ermitteln zu können. Durch die Verwendung des Werts der ersten Zeitdifferenz 101 als Ladewert des Zählers des Zeitgebers 41 ist nun aber diese Erkennung nicht mehr temperaturabhängig und damit brauchbar. Erreicht der Zählerwert des Zeitzählers des Zeitgebers 41 diesen Ladewert, so betätigt der Zeitgeber 41 das EXOR-Steuersignal 32 des EXOR-Gatters bzw. der dritten Logikschaltung 30. Hierdurch erkennt die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich. Mit dieser vorschlagsgemäßen Methode ist somit nun zwar eine genaue Lagebestimmung des Objekts 11 im Nahbereich nicht möglich. Es ist aber für die meisten Anwendungsfälle vollkommen ausreichend, wenn bereits das Vorhandensein eines Objekts 11 in diesem Nahbereich detektierbar ist. Diese Maßnahmen bis zu diesen Punkt verbessern das Empfangsverhalten des Ultraschallsensorsystems 22 bereits im Nahbereich.If an object 11 is now spatially close to the ultrasonic transducer 9, the early-arriving echo of the early-arriving, reflected ultrasonic burst 12 raises the amplitude curve 107 of the envelope curve in the corresponding time range. However, the fourth point in time 503 is now shifted back in time. Since the short ultrasonic pulse of the compensation measurement 504 has a smaller near range, there is a range in which the second point in time 103 has not yet shifted back in time. Due to the EXOR operation of the EXOR gate 30 or with a suitable design of the corresponding alternative logic, the output of the EXOR circuit 30 switches the first comparator output signal 25 of the first comparator 23, which was previously present at the output 31 of the EXOR gate 30, to the inverted logical value, which corresponds to an echo. The surprising finding disclosed here is that, firstly, the ultrasonic sensor system 22, in contrast to the prior art, is able to detect an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor system 22, but without being able to determine the exact location of this object 11 . By using the value of the first time difference 101 as the loading value of the counter of the timer 41, however, this recognition is no longer temperature-dependent and therefore usable. If the counter value of the time counter of the timer 41 reaches this loading value, the timer 41 actuates the EXOR control signal 32 of the EXOR gate or of the third logic circuit 30. As a result, the digital processing and filter stage 18 detects the presence of an object 11 in the vicinity. With this proposed method, an exact determination of the position of the object 11 in the close range is not possible. However, it is completely sufficient for most applications if the presence of an object 11 can already be detected in this close range. These measures up to this point already improve the reception behavior of the ultrasonic sensor system 22 in the close range.

Es hat sich jedoch darüber hinaus gezeigt, dass die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 eine optimierte Anpassung der Filterung des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 und der Komparatorausgangssignale 28, 25 parallel zu den vorstehenden Maßnahmen durchführen sollten, um tatsächlich im automobilen Bereich brauchbare Ergebnisse zu erzielen. Beide Maßnahmen, die unmittelbar zuvor beschriebene und die im Folgenden beschriebene, ergeben für sich alleine genommen bereits eine Verbesserung. Diese beiden Maßnahmen sind erfahrungsgemäß typischerweise für automobile Anwendungen aber alleine eben nicht ausreichend.However, it has also been shown that the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 should carry out an optimized adaptation of the filtering of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic reception signal 15 and the comparator output signals 28, 25 in parallel with the above measures in order to actually area to achieve useful results. Both measures, the one described immediately above and the one described below, result in an improvement on their own. Experience has shown that these two measures are typically not sufficient on their own for automotive applications.

Der folgende Abschnitt beschäftigt sich mit der Parametrierung des Hüllkurven Filters insbesondere für die Zeit der Ultraschallhauptmessung 505. Im Gegensatz zum Stand der Technik hängen vorschlagsgemäß ein oder mehrere Parameter des Hüllkurven Filters von dem ersten Zeitpunkt 102 und/oder dem zweiten Zeitpunkt 103 und/oder dem Wert der ersten Zeitdifferenz 101 ab, die das Ultraschallsensorsystem 22 mittels einer bevorzugt unmittelbar zeitlich vorausgehenden Kompensationsmessung 504 bevorzugt ermittelt.The following section deals with the parameterization of the envelope filter, in particular for the time of the main ultrasound measurement 505. In contrast to the prior art, one or more parameters of the envelope filter depend on the first point in time 102 and/or the second point in time 103 and/or the value of the first time difference 101, which the ultrasonic sensor system 22 preferably determines by means of a compensation measurement 504 that preferably immediately precedes it.

Die hier vorgelegte Schrift schlägt daher außerdem vor, dass das Ultraschallsensorsystem 22 ein Verfahren zu einer Anpassung der Parameter des Hüllkurvenfilters im Verstärker 14 für die Filterung des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 anwendet. Im Sinne der hier vorgelegten Schrift kann der Verstärker 14 ein Hüllkurvenfilter mit einer Bandpasscharakteristik umfassen. Das vorgeschlagene Verfahren ermittelt wieder den zweiten Zeitpunkt 103, zu dem der Momentanwert des Betrags des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 unterschreitet. Die hier vorgelegte Schrift schlägt nun vor, dass ab diesem bestimmten zweiten Zeitpunkt 103 beispielsweise der Rechnerkern 2 oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 die Bandpasscharakteristik des Hüllkurvenfilters des Verstärkers 14 so umschalten, dass die Bandpasscharakteristik des Hüllkurvenfilters des Verstärkers 14 schmalbandiger wird. Dieses Unterschreiten des Momentanwerts des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 unter den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 findet zu dem besagten zweiten Zeitpunkt 103 während der Kompensationsmessung 504 bzw. zu einem vierten Zeitpunkt 503 während der Ultraschallhauptmessung 505 statt. Bevorzugt ist also die Bandpasscharakteristik des Hüllkurvenfilters des Verstärkers 14 in einem gewissen Zeitbereich unmittelbar zeitlich vor diesem Umschalten zu diesem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. zu diesem vierten Zeitpunkt 503 schmalbandiger. Am zeitlichen Ende einer Ultraschallpulsperiode setzen bevorzugt daher die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 die relevanten Parameter des Hüllkurvenfilters und/oder des Verstärkers 14 und/oder der anderen Vorrichtungsteile des Ultraschallsensorsystems 22 bzw. des Ultraschallsensors 1 auf für den Beginn einer Ultraschallpulsperiode vorgesehen Startwerte wieder zurück. Dies gilt typischerweise nicht für die erfasste Länge der ersten Zeitdifferenz 101, die bevorzugt bis zur nächsten Messung der zeitlichen Dauer dieser ersten Zeitdifferenz 101 mittels eines kurzen Ultraschallpulses in einer Kompensationsmessung 504 vorzugsweise beibehalten wird. In der Folge sinkt der Wert des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 mit einer langsameren Flanke ab. Bei einem solchen zweiten Schwellwertsignal 27 führt ein nahes Objekt 11 mit einem kurz nach Ultraschallburstaussendung eintreffenden, sogenannten „nahem Echo“ nicht mehr zu einer Unterschreitung des zweiten Schwellwerts 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 durch das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15. Das Ultraschallsensorsystem 22 kann dann den vierten Zeitpunkts 503 nicht mehr bestimmen. Bevorzugt greifen die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 und/oder das Ultraschallsensorsystem 22 und/oder der Ultraschallsensor dann als Ersatzwert auf den Wert der Sendeperiode zurück, die den Abstand zwischen zwei Pulsen entspricht. Bevorzugt verwenden diese diesen Wert dann als Ersatzwert für die zweite Zeitdifferenz 501. Ein nahes Objekt 11 mit einem kurz nach Ultraschallburstaussendung das ausgesendeten kurzen Ultraschallbursts 10 eintreffenden, sogenannten „sehr nahem Echo“ kann aber auch zu einer zeitlich späteren Unterschreitung des zweiten Schwellwerts 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 zu einem ersten Zeitpunkt 102 durch das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 führen. Der Grund ist, dass das Ausschwingen des Ultraschalltransducers 9 noch nicht beendet ist und das Objekt 11 dann so nah ist, dass dann auch der kurze Ultraschallburst der Kompensationsmessung 504 gestört ist.The document presented here therefore also proposes that the ultrasonic sensor system 22 uses a method for adapting the parameters of the envelope filter in the amplifier 14 for filtering the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 . For the purposes of the document presented here, the amplifier 14 can comprise an envelope filter with a bandpass characteristic. The proposed method again determines the second point in time 103 at which the instantaneous value of the magnitude of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 falls below the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 . The document presented here now proposes that from this specific second point in time 103, for example, the computer core 2 or the digital processing and filter stage 18 switch the bandpass characteristic of the envelope filter of the amplifier 14 in such a way that the bandpass characteristic of the envelope filter of the amplifier 14 becomes narrower. The instantaneous value of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 falling below the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 occurs at said second point in time 103 during the compensation measurement 504 or at a fourth point in time 503 during the main ultrasound measurement 505. The bandpass characteristic of the envelope filter of the amplifier 14 is therefore preferably narrower in a certain time period immediately before this switchover at this second point in time 103 or at this fourth point in time 503 . At the end of an ultrasonic pulse period, the digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 therefore preferably set the relevant parameters of the envelope filter and/or the amplifier 14 and/or the other device parts of the ultrasonic sensor system 22 or the ultrasonic sensor 1 for the beginning an ultrasonic pulse period provided start values back again. This typically does not apply to the detected length of the first time difference 101, which is preferably retained until the next measurement of the duration of this first time difference 101 by means of a short ultrasonic pulse in a compensation measurement 504. As a result, the value of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 falls with a slower edge. With such a second threshold value signal 27, a nearby object 11 with a so-called “near echo” arriving shortly after the emission of the ultrasonic burst no longer causes the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 to fall below the second threshold value 105. The ultrasonic sensor system 22 can then no longer determine the fourth point in time 503 . The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 and/or the ultrasonic sensor system 22 and/or the ultrasonic sensor then preferably use the value of the transmission period as a substitute value, which corresponds to the interval between two pulses. They then preferably use this value as a substitute value for the second time difference 501. A nearby object 11 with a so-called “very close echo” arriving shortly after the ultrasonic burst was emitted can also cause the second threshold value 105 to fall below the second Threshold signal 27 lead at a first point in time 102 through the envelope signal of the amplified electric ultrasound reception signal 15 . The reason is that the oscillation of the ultrasonic transducer 9 has not yet ended and the object 11 is then so close that the short ultrasonic burst of the compensation measurement 504 is also disrupted.

Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, dass die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 das Hüllkurvenfilter schrittweiseweise während einer Sendeperiode umgeschaltet. Bevorzugt ist das Hüllkurvenfilter ein Hüllkurvenfilter des Verstärkers 14. Dieses Umschalten kann im Extremfall so geschehen, dass die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 analoge, Kennfrequenz bestimmende Komponenten des Hüllkurvenfilters kontinuierlich mittels Signalisierungen an den Verstärker 14 über nicht in den Figuren eingezeichnete Steuerleitungen nachregeln. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 führen das Umschalten oder das Nachregeln des Hüllkurvenfilters typischerweise eines Bandpassfilters, bevorzugt in Abhängigkeit von der vergangenen Zeit seitdem ersten Zeitpunkt 102 durch. Typischerweise betrifft das Umschalten bzw. das Nachregeln die Kennfrequenzen und/oder Amplituden der Übertragungsfunktion des Hüllkurvenfilters. Verschiedene Möglichkeiten der Definition des Zeitwerts des Zeitraums der vergangenen Zeit sind möglich

  • • Der Zeitwert des Zeitraums der vergangenen Zeit kann dabei die Dauer des Zeitraums sein, der mit dem Ausschalten der Treiberstufen für den Ultraschall-Transducer 9 am Ende der Sendephase zu einem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. zu einem vierten Zeitpunkt 503 beginnt. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 führen bevorzugt das Umschalten und/oder das Nachregeln von Parametern des Hüllkurvenfilters in Abhängigkeit von der Zeit ab dem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. ab dem vierten Zeitpunkt 503 durch.
  • • Alternativ oder auch zeitlich parallel können die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 das Umschalten und/oder das Nachregeln von Parametern des Hüllkurvenfilters in Abhängigkeit von der Zeit ab dem bereits besprochenen ersten Zeitpunkt 102 bzw. ab dem dritten Zeitpunkt 503, ab dem das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23 keine Oszillationen mehr zeigt, durchführen.
  • • Alternativ oder auch zeitlich parallel können die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 auch das Umschalten und/oder das Nachregeln von Parametern des Hüllkurvenfilters in Abhängigkeit von dem Hüllkurvensignal des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 durchführen.
The paper presented here proposes that the digital conditioning and filtering stage 18 or the processor core 2 switches the envelope filter in steps during a transmission period. The envelope filter is preferably an envelope filter of the amplifier 14. In extreme cases, this switching can be done in such a way that the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 continuously transmits analog components of the envelope filter that determine the characteristic frequency by means of signaling to the amplifier 14 via signals not shown in the figures Adjust control lines. The digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 switch over or readjust the envelope filter, typically a bandpass filter, preferably as a function of the time that has elapsed since the first point in time 102 . Typically, the switching or readjustment relates to the characteristic frequencies and/or amplitudes of the transfer function of the envelope filter. Various ways of defining the time value of the period of time elapsed are possible
  • The time value of the period of time that has passed can be the duration of the period that begins when the driver stages for the ultrasonic transducer 9 are switched off at the end of the transmission phase at a second point in time 103 or at a fourth point in time 503 . The digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 preferably performs the switching and/or the readjustment of parameters of the envelope filter depending on the time from the second point in time 103 or from the fourth point in time 503.
  • Alternatively or at the same time, the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 can switch over and/or readjust parameters of the envelope filter depending on the time from the already discussed first point in time 102 or from the third point in time 503 which the first comparator output signal 25 of the first comparator 23 no longer shows any oscillations.
  • Alternatively or at the same time, the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 can also switch and/or readjust parameters of the envelope filter as a function of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 .

Im letzteren Fall erfordert eine schrittweise Umschaltung ggf. weitere Komparatoren oder zu diesen Komparatoren funktionsäquivalente Vorrichtungen, die in Abhängigkeit von entsprechenden weiteren Schaltschwellen mit entsprechenden weiteren Schaltschwellensignalen diese Umschaltungen durchführen.In the latter case, a step-by-step switchover may require further comparators or devices that are functionally equivalent to these comparators and that carry out these switchovers as a function of corresponding further switching thresholds with corresponding further switching threshold signals.

Bevorzugt erzeugt eine Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 die Schwellwertsignale 24 und 27 und ggf. weitere Schwellwertsignale. Bevorzugt steuern die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/der der Rechnerkern 2 die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 und die Erzeugung der Schwellwertsignale 24 und 27 und die Erzeugung ggf. weiterer Schwellwertsignale durch die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29. Bevorzugt erzeugt die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 die Schwellwertsignale 24 und 27 und ggf. die weiteren Schwellwertsignale in Abhängigkeit von der Zeit seit dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. der Zeit seit dem dritten Zeitpunkt 502 und/oder von der Zeit seit dem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. der zeit seit dem vierten Zeitpunkt 503 und/oder in Abhängigkeit von dem ersten Zeitdifferenz 101.A threshold-value generating device 29 preferably generates the threshold-value signals 24 and 27 and possibly further threshold-value signals. The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 preferably control the threshold value generation device 29 and the generation of the threshold value signals 24 and 27 and the generation of any further threshold value signals by the threshold value generation device 29. The threshold value generation device 29 preferably generates the threshold value signals 24 and 27 and, if necessary the further threshold value signals depending on the time since the first point in time 102 or the time since the third point in time 502 and/or on the time since the second point in time 103 or the time since the fourth point in time 503 and/or depending on the first time difference 101.

Im Ergebnis erhält man eine schnellere fallende Flanke des Amplitudenverlaufs 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 wodurch das Ultraschallsensorsystem 22 früher in der Lage ist, eine Reflektion von Objekten 11 im Nahbereich zu erkennen.As a result, a faster falling edge of the amplitude curve 107 of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic reception signal 15 is obtained, whereby the ultrasonic sensor system 22 is sooner able to detect a reflection of objects 11 in the close range.

Angepasst an diesen systemtypischen Hüllkurvenverlauf des Amplitudenverlaufs 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 kann nun zusätzlich noch ein exponentiell abfallendes zweites Schwellwertsignal 27 vorgegeben werden. Hierbei detektiert der zweite Komparator 26 beispielsweise wieder das Unterschreiten des zweiten Schwellwertsignals 27 durch den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15. Dies geschieht zum zweiten Zeitpunkt 103 bzw. zum vierten Zeitpunkt 503. Zeitverzögert um einen dritten Zeitraum gegenüber dem besagten ersten Zeitpunkt 102 innerhalb der Sendeperiode beginnt dann der exponentielle Abfall des Werts des zweiten Schwellwertsignals 27 auf einen vorgegebenen oder sonst wie ermittelten Restschwellwert mit einer vorgegebenen oder ermittelten ersten Zeitkonstante τ1. Bevorzugt hängt die zeitliche Dauer des dritten Zeitraums von der der Dauer des ersten Zeitdifferenz 101 oder der Differenz 601 aus zweiter Zeitdifferenz 501 und der ersten Zeitdifferenz 101 ab.Adapted to this system-typical envelope curve of the amplitude curve 107 of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15, an exponentially falling second threshold value signal 27 can now additionally be specified. In this case, the second comparator 26 again detects, for example, that the amplitude curve 107 of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 falls below the second threshold value signal 27. This occurs at the second point in time 103 or the fourth point in time 503. Time-delayed by a third period compared to the said first point in time 102 Within the transmission period, the exponential drop in the value of the second threshold value signal 27 then begins to a predetermined or otherwise determined residual threshold value with a predetermined or determined first time constant τ 1 . The duration of the third time period preferably depends on the duration of the first time difference 101 or the difference 601 from the second time difference 501 and the first time difference 101 .

Das Basisverfahren ist somit zum einen um ein Verfahren zur Auswertung des elektrisches Ultraschallempfangssignals 13 eines piezoelektrischen Ultraschalltransducers 9. Dabei vergleichen ein erster Komparator 23 oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung in einem ersten Schritt den Momentanwert des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 oder eines daraus abgeleiteten Signals mit einem ersten Schwellwert und bildet in Abhängigkeit von dem Ergebnis ein erstes Komparatorausgangssignal 25 oder dergleichen. Der Verstärker 14 bildet in einem zweiten Schritt des Basisverfahrens vorzugsweise unter Verstärkung und Filterung des es elektrisches Ultraschallempfangssignals 13 das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15, das bevorzugt ein Hüllkurvensignal umfasst. Bevorzugt umfasst der Verstärker 14 ein Hüllkurvenfilter das bevorzugt im Signalbildungspfad des Verstärkers 14 für die Bildung des Hüllkurvensignals eingefügt ist. Die Parameter der Filterung in dem Hüllkurvenfilter des Verstärkers 14 sind dabei bevorzugt umschaltbar bzw. regelbar gestaltet. In einem nächsten Schritt des Basisverfahren bildet eine Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 das erste Schwellwertsignal 24 und das das zweite Schwellwertsignal 27 sowie ggf. weitere Schwellwertsignale. Insbesondere kann die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 dies und andere Schwellwertsignale 24 und 27 durch Filterung aus dem Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignal 15 erzeugen. Auch kann die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 dies und andere Schwellwertsignale 24 und 27 durch Filterung aus dem elektrischen Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 erzeugen. Typischerweise liegt dabei das zweite Schwellwertsignal 27 im Vergleich zum ersten Schwellwertsignal 24 so, dass der erste Komparator 23 bei höheren Amplituden elektrischen Ultraschallempfangssignal 13 schaltet als der zweite Komparator 26. Der zweite Komparator 26 vergleicht sodann den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals mit dem zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27. Das Ausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 gibt die detektierten Echos wieder. Im Nahbereich gibt das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 die detektierten Echos wieder, wobei die Signalisierung im Nahbereich nur aussagt, dass ein Objekt sich im Nahbereich befindet. Daher kann der Rechnerkern 2 ggf. das Ausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 oder das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 direkt an das Steuergerät 21 signalisieren. Erfindungsgemäß von besonderer Bedeutung ist das Feststellen des ersten Zeitpunktes 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 502 des Ausschwingens des Ultraschalltransducers 9. Dies geschieht durch die Erfassung des ersten Zeitpunkts 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 502 zu dem der Ausgang 25 des ersten Komparators 23 nach dem Ausschalten der Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9 kein Signal mehr zeigt. Dieses Ereignis zum ersten Zeitpunkt 102 bzw. zum dritten Zeitpunkt 502 startet typischerweise den besagten Zeitgeber 41 über die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 stoppen den Zeitgeber 41 am Ende einer Sendeperiode und setzen den Zeitgeber 41 dann bevorzugt auf einen vordefiniertenThe basic method is therefore on the one hand a method for evaluating the electric ultrasonic received signal 13 of a piezoelectric ultrasonic transducer 9. A first comparator 23 or a functionally equivalent device compares the instantaneous value of the electric ultrasonic received signal in a first step 13 of the ultrasonic transducer 9 or a signal derived therefrom with a first threshold value and forms a first comparator output signal 25 or the like depending on the result. In a second step of the basic method, the amplifier 14 forms the amplified electrical ultrasonic received signal 15, which preferably includes an envelope signal, preferably by amplifying and filtering the electrical ultrasonic received signal 13. The amplifier 14 preferably includes an envelope filter which is preferably inserted in the signal formation path of the amplifier 14 for forming the envelope signal. The parameters of the filtering in the envelope filter of the amplifier 14 are preferably designed to be switchable or controllable. In a next step of the basic method, a threshold-value generation device 29 forms the first threshold-value signal 24 and the second threshold-value signal 27 and possibly further threshold-value signals. In particular, the threshold value generation device 29 can generate this and other threshold value signals 24 and 27 from the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 by filtering. The threshold value generation device 29 can also generate this and other threshold value signals 24 and 27 by filtering from the electric ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 . Typically, the second threshold value signal 27 is in comparison to the first threshold value signal 24 such that the first comparator 23 switches at higher amplitudes of the electrical ultrasonic reception signal 13 than the second comparator 26. The second comparator 26 then compares the amplitude profile 107 of the envelope signal with the second threshold value 105 of the second threshold signal 27. The output signal 28 of the second comparator 26 represents the detected echoes. In the close range, the output signal 31 of the EXOR gate 30 reproduces the detected echoes, with the signaling in the close range only saying that an object is in the close range. Therefore, the computer core 2 can optionally signal the output signal 28 of the second comparator 26 or the output signal 31 of the EXOR gate 30 directly to the control device 21 . According to the invention, the determination of the first point in time 102 or the third point in time 502 of the decay of the ultrasonic transducer 9 is of particular importance the activation of the ultrasonic transducer 9 no longer shows a signal. This event at the first point in time 102 or the third point in time 502 typically starts said timer 41 via the digital processing and filter stage 18. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 stop the timer 41 at the end of a transmission period and set it the timer 41 then preferably to a predefined one

Wert zurück. Der Zeitgeber 41 kann Teil der die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder des Rechnerkerns 2 sein. Der Rechnerkern 2 kann den Zeitgeber 41 emulieren. In dem Beispiel der 1 ist der Zeitgeber 41 beispielhaft kein Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18.value back. The timer 41 can be part of the digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 . The computer core 2 can emulate the timer 41 . In the example of 1 the timer 41 is, for example, not part of the digital processing and filter stage 18.

Dieser Zeitgeber 41 schaltet das zweite Ausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 für einen vorbestimmten ersten Zeitraum Δt1 nach dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. nach dem dritten Zeitpunkt 503 des Ausschwingens des Ultraschall-Transducers (TR) auf den jeweils anderen logischen Wert entsprechend dem Beispiel um. Also beispielsweise von 1 nach 0 und umgekehrt je nach Systemauslegung.This timer 41 switches the second output signal 28 of the second comparator 26 for a predetermined first time period Δt1 after the first point in time 102 or after the third point in time 503 of the decay of the ultrasonic transducer (TR) to the respective other logical value according to the example. So for example from 1 to 0 and vice versa depending on the system design.

Diesem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren entspricht eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines Ultraschallsensorsystems 22, die zumindest in Teilen das entsprechende Verfahren durchführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Erkennung der Anwesenheit von Objekten im Nahbereich eines erfindungsgemäßen Ultraschallmesssystems insbesondere im Automobil. Sie weist einem Ultraschalltransducer 9 auf, dessen Spannungssignal erfasst wird. Eine Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung, die Teil des Verstärkers 14 des Ultraschallsensors 1 der Vorrichtung ist, ermittelt aus dem elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 das besagte Hüllkurvensignal des verstärktes elektrisches Ultraschallempfangssignals 15. Eine Schwellwerterzeugung 29, die ebenfalls Teil der Vorrichtung ist, erzeugt ein zweites Schwellwertsignal 27 mit einem zweiten Schwellwert 105. Des Weiteren weist die Vorrichtung den besagten zweiten Komparator 26 auf, der den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 24 mit dem Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignals 15 vergleicht. Der zweite Komparator erzeugt als Ergebnis dieses Vergleiches ein zweites Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26. Typischerweise wird dabei das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 durch eine Logik - z.B. ein EXOR-Gatter 30 - mittels eines Steuersignals invertiert oder auf einen festen Wert, insbesondere entsprechend dem Beispiel auf logisch 1, gelegt. Darüber hinaus weist die Vorrichtung typischerweise einen ersten Komparator 23 auf, der den Werteverlauf des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 Ultraschall-Transducers 9 mit einem ersten Schwellwerteines ersten Schwellwertsignals 24 vergleicht, wobei dieser erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 im Vergleich zum zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 so gewählt ist, dass der erste Komparator 23 bei höheren Werten des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 schaltet als der zweite Komparator 26. Wie zuvor bereits beschrieben, weist die Vorrichtung eine Zeitpunktfeststellvorrichtung auf, die den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 nach dem Ende der aktiven Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9 bestimmt, ab dem der Werten des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 nicht mehr ausreicht, um den ersten Komparator 23 umzuschalten.This method according to the invention described above corresponds to a device according to the invention in the form of an ultrasonic sensor system 22, which carries out the corresponding method at least in part. The device according to the invention is used to detect the presence of objects in the close range of an ultrasonic measuring system according to the invention, in particular in an automobile. It has an ultrasonic transducer 9 whose voltage signal is recorded. An envelope generation device, which is part of the amplifier 14 of the ultrasonic sensor 1 of the device, determines the said envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 from the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9. A threshold value generator 29, which is also part of the device, also generates a second threshold value signal 27 a second threshold value 105. The device also has said second comparator 26, which compares the second threshold value 105 of the second threshold value signal 24 with the amplitude curve 107 of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15. As a result of this comparison, the second comparator generates a second comparator output signal 28 of the second comparator 26. Typically, the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 is inverted by logic - for example an EXOR gate 30 - by means of a control signal or to a fixed value, in particular according to the example to logical 1. In addition, the device typically has a first comparator 23, which compares the value profile of the electrical ultrasonic received signal 13 ultrasonic transducer 9 with a first threshold value of a first threshold value signal 24, this first threshold value of the first threshold value signal 24 compared to the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 so is selected so that the first comparator 23 switches at higher values of the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 than the second comparator 26. As already described above, the device has a point in time determining device that detects the first point in time 102 or the third point in time 502 after the The end of the active activation of the ultrasonic transducer 9 is determined, from which point the values of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 are no longer sufficient to switch the first comparator 23 over.

Diese Zeitpunktfeststellvorrichtung startet mittels eines Startsignals einen Zeitgeber 41, der Teil der Vorrichtung ist, der für einen ersten Zeitraum (Δt1) mittels des Steuersignals ab dem festgestellten ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 auf einen Zustand in der Art schaltet, der dem logischen Wert entspricht, als ob keine Reflektion vorliegen würde. Als Schaltvorrichtung dient bevorzugt eine Logik 30 oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung. Bevorzugt steuern der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 diese Umschaltung mittels einer Steuersignalisierung 32. Die Logik kann ein EXOR-Gatter 30 umfassen. In dem Fall kann ein EXOR-Steuersignal 32 dann die Signalisierung zum EXOR-Gatter 30 übertragen.This point in time determination device uses a start signal to start a timer 41, which is part of the device, which uses the control signal to set the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 to a state for a first time period (Δt1) from the determined first point in time 102 or the third point in time 502 switches in the manner corresponding to the logical value as if there were no reflection. A logic 30 or a functionally equivalent device is preferably used as the switching device. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably control this switchover by means of control signaling 32. The logic can include an EXOR gate 30. In that case, an EXOR control signal 32 can then transfer the signaling to the EXOR gate 30 .

Darüber hinaus weist eine vorgeschlagene Vorrichtung bevorzugt ein weiteres Merkmal auf, das für sich alleine bereits zu einer Verbesserung über den Stand der Technik hinausführt, jedoch für sich alleine genommen noch nicht die modernen Anforderungen des automobilen Marktes erfüllt. Eine solche Vorrichtung zur Erkennung der Anwesenheit von Objekten im Nahbereich eines Ultraschallmesssystems weist wieder einem Ultraschalltransducer 9 auf, dessen elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 erfasst wir. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung als Teil eines Verstärkers 14 auf, die aus dem elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 ein Hüllkurvensignal eines verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 ermittelt. Dabei umfasst diese Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung bevorzugt ein steuerbares Hüllkurvenfilter. Die vorgeschlagene Vorrichtung weist wieder eine Schwellwerterzeugung 29 auf, die ein zweites Schwellwertsignal 27 mit einem zweiten Schwellwert 105 erzeugt, und einen zweiten Komparator 26, der das zweite Schwellwertsignal 27 mit dem Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 vergleicht und ein zweites Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 erzeugt. Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 ändern mindestens eine Kennfrequenz des steuerbaren Hüllkurvenfilters des Verstärkers 14 während des Betriebes der Vorrichtung zu zumindest einem Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem zweiten Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 oder korreliert zu diesem zweiten Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26.In addition, a proposed device preferably has a further feature which alone already leads to an improvement over the prior art, but which alone does not yet meet the modern requirements of the automotive market. Such a device for detecting the presence of objects in the close range of an ultrasonic measuring system again has an ultrasonic transducer 9 whose electric ultrasonic reception signal 13 is recorded. The device preferably has an envelope generation device as part of an amplifier 14 which determines an envelope signal of an amplified electrical ultrasonic received signal 15 from the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 . In this case, this envelope generator device preferably includes a controllable envelope filter. The proposed device again has a threshold value generator 29, which generates a second threshold value signal 27 with a second threshold value 105, and a second comparator 26, which compares the second threshold value signal 27 with the amplitude profile 107 of the envelope signal of the amplified electric ultrasonic received signal 15 and a second comparator output signal 28 of the second comparator 26 is generated. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 change at least one characteristic frequency of the controllable envelope filter of the amplifier 14 during the operation of the device at least at one point in time as a function of the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 or correlated to this second comparator output signal 28 of the second comparator 26.

In einer weiteren Ausprägung weist die Vorrichtung darüber hinaus einen ersten Komparator 23 auf, der das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 mit einem ersten Schwellwert eines ersten Schwellwertsignals 24 vergleicht, wobei dieser erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 im Vergleich zum zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 bevorzugt wieder so gewählt ist, dass der erste Komparator 23 bei höheren Werten des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 schaltet als der zweite Komparator 26. Zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs weist die Vorrichtung wieder bevorzugt die besagte Zeitpunktfeststellvorrichtung auf. Diese bestimmt den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 nach dem zeitlichen Ende der aktiven Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9 ab dem der Wert des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 nicht mehr ausreicht, um den ersten Komparator 23 umzuschalten. Auf diese Weise wird ein fester zeitlicher Bezugspunkt geschaffen, der nun Steuerungsaufgaben ermöglicht. In Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit bezogen auf diesen ersten Zeitpunkt 102 bzw. diesen dritten Zeitpunkt 502 können nun Steuerungsaufgaben für das Hüllkurvenfilter des Verstärkers 14 und die Schwellwerterzeugung 29 zeitabhängig durchgeführt werden. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung typischerweise einen Zeitgeber 41 auf. Der Zeitgeber 41 kann Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 sein, der nach mindestens einem dritten Zeitraum (Δt3) und nach mindestens einem vierten Zeitraum (Δt4) bezogen auf den besagten ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 die Filtercharakteristik des Hüllkurvenfilters der Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung im Verstärker 14 bevorzugt mindestens zweimal ändert. Es ist natürlich denkbar, diese Änderung zu sehr vielen Zeitpunkten vorzunehmen, wodurch eine quasikontinuierliche Änderung des zweiten Schwellwertsignals 27 und/oder der Parameter des Hüllkurvenfilters ab dem besagten ersten Zeitpunkt 102 bzw. dem dritten Zeitpunkt 502 erfolgt. Im Extremfall kann es sich bei dem Zeitgeber 41 um eine analoge Vorrichtung handeln, die ein analoges Signal erzeugt, das beispielsweise durch einen Pegel den verstrichenen Zeitraum linear oder nichtlinear aber streng monoton fallend oder streng monoton steigend repräsentiert und das zweite Schwellwertsignal 24 und/oder einen oder mehrere der Parameter des Hüllkurvenfilters kontinuierlich steuert.In a further embodiment, the device also has a first comparator 23, which compares the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 with a first threshold value of a first threshold value signal 24, this first threshold value of the first threshold value signal 24 compared to the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is preferably again selected such that the first comparator 23 switches at higher values of the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 than the second comparator 26. To control the timing, the device again preferably has the said point in time determination device. This determines the first point in time 102 or the third point in time 502 after the end of the active activation of the ultrasonic transducer 9 from which the value of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 is no longer sufficient to switch over the first comparator 23 . In this way, a fixed time reference point is created, which now enables control tasks. Depending on the elapsed time in relation to this first point in time 102 or this third point in time 502, control tasks for the envelope filter of the amplifier 14 and the threshold value generation 29 can now be carried out as a function of time. The device typically has a timer 41 for this purpose. The timer 41 can be part of the digital processing and filter stage 18, which after at least a third time period (Δt3) and after at least a fourth time period (Δt4) based on the said first point in time 102 or the third point in time 502, the filter characteristic of the envelope filter of the Envelope generator in the amplifier 14 preferably changes at least twice. It is of course conceivable to make this change at many points in time, resulting in a quasi-continuous change in second threshold value signal 27 and/or the parameters of the envelope filter from said first point in time 102 or third point in time 502 . In the extreme case, the timer 41 can be an analog device that generates an analog signal that represents the elapsed period of time linearly or nonlinearly but strictly monotonically decreasing or strictly monotonically increasing through a level, for example, and the second threshold value signal 24 and/or a or continuously controls several of the parameters of the envelope filter.

Im Falle einer diskreten Steuerung beispielsweise durch einen digitalen Zeitgeber 41 kann dieser beispielsweise auch nach mindestens einem fünften Zeitraum (Δt5) bezogen auf den besagten ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 die Schwellwerterzeugung 29 derart steuern, dass der zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals ab diesem ersten Zeitpunkt 102 bzw. ab diesem dritten Zeitpunkt 502 exponentiell mit einer ersten Zeitkonstante τ1 auf einen Restschwellwert abfällt.In the case of discrete control, for example by a digital timer 41, this can also control threshold value generation 29 after at least a fifth time period (Δt5) in relation to said first point in time 102 or third point in time 502 in such a way that second threshold value 105 of the second threshold value signal from this first point in time 102 or from this third point in time 502 falls exponentially with a first time constant τ 1 to a residual threshold value.

Die analoge Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1 steuert den Ultraschalltransducer 9 mit dem Ansteuersignal 7 typischerweise zu Beginn einer Sendeperiode für die Dauer einer Sendephase an. Nach der Sendephase steuert die analoge Ultraschallsendestufe 6 den Ultraschalltransducer 9 für die Dauer einer Bremsphase so an, dass er möglich viel Energie in kurzer Zeit verliert, um möglichst schnell auszuschwingen. Nach dem Ende der Bremsphase schwingt der Ultraschalltransducer 9 noch für die Dauer einer Ausschwingphase weiter. Die analoge Ultraschallsendestufe 6 ist nach dem Ausschwingen des Ultraschalltransducers 9 in der Ausschwingphase für den Rest der Sendeperiode in einer Empfangsphase bevorzugt inaktiv. Der Rest der Sendeperiode nach Sendephase und Bremsphase gliedert sich in Ausschwingzeit und Empfangszeit. Die Sendeperioden werden typischerweise periodisch wiederholt. Ein erster Komparator 23 vergleicht den Wert des elektrischen Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 mit einem ersten Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24, der typischerweise von einer Schwellwerterzeugung 29 vorgegeben wird. Der erste Schwellwert wird dabei so gewählt, dass er von der Wirkung her über dem zweiten Schellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 liegt. Das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23 wird bevorzugt von einer Zeitpunktfeststellvorrichtung ausgewertet. Die Zeitpunktfeststellvorrichtung ist bevorzugt Teil der digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Auch der Rechnerkern 2 kann als Zeitpunktfeststellvorrichtung fungieren. Diese Zeitpunktfeststellvorrichtung bestimmt den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 nach dem Ende der aktiven Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9, ab dem der Wert des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 nicht mehr ausreicht, um den ersten Komparator 23 umzuschalten. Typischerweise liegen dieser erste Zeitpunkt 102 bzw. dieser dritte Zeitpunkt 502 jeweils in Form eines geeigneten jeweiligen Signals am Ausgang der Zeitpunktfeststellvorrichtung vor. Dieses Signal startet typischerweise den Zeitgeber 41. Der Zeitgeber 41 kann Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 sein. Der Rechnerkern 2 kann auch als Zeitgeber 41 arbeiten oder einen solchen Zeitgeber 41 umfassen. Das Erreichen des ersten Zeitpunkts 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 502 innerhalb einer Sendeperiode startet somit bevorzugt den Zeitgeber 41. Das Ende einer Sendeperiode oder der Beginn einer Sendeperiode setzen bevorzugt den Zeitgeber 41 zurück. Der Start des Zeitgebers 41 erfolgt typischerweise bei einer abgeschalteten analogen Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1. In einer ersten Ausprägung schaltet der Zeitgeber 41 für einen ersten Zeitraum (Δt1) mittels des Logiksteuersignals 32 ab dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. dritten Zeitpunkt 502 in der betreffenden Sendeperiode das zweite Komparatorausgangssignal 28 des zweiten Komparators 26 typischerweise mittels einer Logik 30 auf den Zustand, der einem solchen logischen Wert des zweiten Komparatorausgangssignals 28 des zweiten Komparators 26 entspricht, als ob keine Reflektion vorliegen würde. In einer zweiten weniger bevorzugten Ausprägung ändert der Zeitgeber 41 mittels weiterer Steuerleitungen nach mindestens einem dritten Zeitraum (Δt3) und nach mindestens einem vierten Zeitraum (Δt4) bezogen auf den ersten Zeitpunkt 102 bzw. dritten Zeitpunkt 502 in der Sendeperiode die Filtercharakteristik des Hüllkurvenfilters der Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung des Verstärkers 14 somit mindestens zweimal in der Sendeperiode. Eine quasikontinuierliche oder kontinuierliche Änderung mit einer Änderungsfunktion ab einem fünften Zeitpunkt, der gegenüber dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. dem dritten Zeitpunkt 502 um einen dritten Zeitraum Δt3 verschoben ist, ist ebenso denkbar. Besonders bevorzugt ist die Änderung der Filtercharakteristik des Hüllkurvenfilters der Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung innerhalb des Verstärkers 14 zu vier Zeitpunkten in zeitlicher Nachfolge des ersten Zeitpunkts 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 502. Gegenüber der Steuerung der Filtercharakteristik über den Zeitgeber 41 ist jedoch die Steuerung des Hüllkurvenfilters mittels der Filtersteuerung und auf Basis des zweiten Komparatorausgangssignals 28 des zweiten Komparators 26 bevorzugt. Die Filtersteuerung ist dabei bevorzugt ein Teil der digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Auch der Rechnerkern 2 kann als Filtersteuerung dienen. In einer dritten Ausprägung ändert der Zeitgeber 41 nach mindestens einem fünften Zeitraum (Δt5) bezogen auf den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 einer Sendeperiode die Schwellwerterzeugung der Schwellwertsignale 24 und/oder 27 und ggf. weiterer Schwellwertsignale mittels der Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 bevorzugt derart, dass der durch die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 generierte zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 ab diesem Zeitpunkt (Δt5) exponentiell mit einer ersten Zeitkonstante τ1 auf einen Restschwellwert abfällt.The analog ultrasonic transmission stage 6 of the ultrasonic sensor 1 controls the ultrasonic transducer 9 with the control signal 7 typically at the beginning of a transmission period for the duration of a transmission phase. After the transmission phase, the analog ultrasonic transmitter stage 6 controls the ultrasonic transducer 9 for the duration of a braking phase in such a way that it loses as much energy as possible in a short time in order to decay as quickly as possible. After the end of the braking phase, the ultrasonic transducer 9 continues to oscillate for the duration of a decay phase. The analog ultrasonic transmitter stage 6 is preferably inactive after the oscillation of the ultrasonic transducer 9 in the oscillation decay phase for the remainder of the transmission period in a reception phase. The remainder of the transmission period after the transmission phase and braking phase is divided into decay time and reception time. The transmission periods are typically repeated periodically. A first comparator 23 compares the value of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 with a first threshold value of the first threshold signal 24, which is typically specified by a threshold generator 29. The first threshold value is selected in such a way that its effect is above the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 . The first comparator output signal 25 of the first comparator 23 is preferably evaluated by a point in time determination device. The time determination device is preferably part of the digital processing and filter stage 18. The computer core 2 can also function as a time determination device. This point in time determination device determines the first point in time 102 or the third point in time 502 after the end of the active control of the ultrasonic transducer 9, after which the value of the electric ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 is no longer sufficient to switch the first comparator 23 over. Typically, this first point in time 102 and this third point in time 502 are each in the form of a suitable respective signal at the output of the point in time determination device. This signal typically starts the timer 41. The timer 41 may be part of the digital conditioning and filtering stage 18. The computer core 2 can also work as a timer 41 or include such a timer 41 . Reaching the first point in time 102 or the third point in time 502 within a transmission period preferably starts the timer 41. The end of a transmission period or the beginning of a transmission period preferably resets the timer 41. The timer 41 typically starts when the analog ultrasonic transmission stage 6 of the ultrasonic sensor 1 is switched off. In a first embodiment, the timer 41 switches for a first time period (Δt1) by means of the logic control signal 32 from the first point in time 102 or third point in time 502 in the relevant transmission period the second comparator output signal 28 of the second comparator 26, typically by means of logic 30, to the state corresponding to such a logical value of the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 as if there were no reflection. In a second, less preferred embodiment, the timer 41 uses additional control lines to change the filter characteristic of the envelope filter of the envelope generator device after at least a third period of time (Δt3) and after at least a fourth period of time (Δt4) in relation to the first point in time 102 or the third point in time 502 in the transmission period of the amplifier 14 thus at least twice in the transmission period. A quasi-continuous or continuous change with a change function from a fifth point in time, which is shifted by a third time period Δt3 compared to the first point in time 102 or the third point in time 502, is also conceivable. It is particularly preferred to change the filter characteristics of the envelope filter of the envelope generation device within the amplifier 14 at four points in time in the chronological sequence of the first point in time 102 and the third point in time 502. In contrast to the control of the filter characteristic via the timer 41, however, the control of the envelope filter by means of the filter control and based on the second comparator output signal 28 of the second comparator 26 preferred. The filter control is preferably part of the digital processing and filter stage 18. The computer core 2 can also serve as a filter control. In a third embodiment, timer 41 changes the threshold value generation of threshold value signals 24 and/or 27 and, if applicable, further threshold value signals by means of threshold value generation device 29 after at least a fifth time period (Δt5) in relation to first point in time 102 or third point in time 502 of a transmission period, preferably in this way that the generated by the threshold value generating device 29 second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 from this point in time (Δt5) falls exponentially with a first time constant τ 1 to a residual threshold value.

Dem Fachmann ist offensichtlich, dass die in diesem Blockschaltbild dargestellten Funktionalitäten zu großen Teilen auch als Software auf einem Signalprozessor ablaufen können. Insofern können ein oder mehrere Komponenten dieses Blockschaltbildes in einer Realisierung auch zu einer einzigen Vorrichtung zusammengefasst sein.It is obvious to a person skilled in the art that the functionalities shown in this block diagram can also run to a large extent as software on a signal processor. To that extent can one or more components of this block diagram can also be combined into a single device in one implementation.

Der nun folgende Abschnitt bezieht sich auf eine Vorrichtung ähnlich der 4. Der wesentliche Unterschied zur 1 ist nun, dass der Analog-zu-Digital-Wandlers 16 die Analog-zu-DigitalWandlung im Empfangssignalpfad nicht nach der Erzeugung des Hüllkurvensignals mittels eines Hüllkurvenfilters im Verstärker 14, sondern vor der Erzeugung des Hüllkurvensignals in einem später im Empfangssignalpfad liegenden, separaten Hüllkurvenfilter 33 durchführt. Das Hüllkurvenfilter 33 ist in dem Beispiel der 4 also separat von dem Verstärker 14 ausgeführt. Ansonsten ist das Verfahren in analoger Weise weitestgehend gleich.The following section refers to a device similar to that 4 . The main difference to 1 is now that the analog-to-digital converter 16 does the analog-to-digital conversion in the received signal path not after the generation of the envelope signal by means of an envelope filter in the amplifier 14, but before the generation of the envelope signal in a separate envelope filter 33 located later in the received signal path performs. The envelope filter 33 is in the example 4 ie executed separately from the amplifier 14. Otherwise, the procedure is largely the same in an analogous manner.

Im Sinne der hier vorgelegten Schrift umfasst ein Ultraschallsensorsystem 22 ein oder mehrere Ultraschallsensoren 1 und einen oder mehrere Datenbusse 20. Die Datenbusse 20 verbinden die Ultraschallsensoren 1 mit dem Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22, das in der Regel ein oder mehrere Rechnersysteme mit Speichern etc. umfasst. Die Ultraschallsysteme 22 umfassen im Sinne der hier vorgelegten Schrift jeweils zumindest einen Ultraschalltransducer 9 und einen Auswerteschaltkreis 37. Bevorzugt kann eine mögliche Realisierung eines vorgeschlagenen Auswerteschaltreises 37 ein Teil des Auswerteschaltkreises 37 des Ultraschallsensors 1 digital ausführen und einen anderen Teil analog ausführen. Bevorzugt umfasst daher der Auswerteschaltkreis 37 des vorschlagsgemäßen Ultraschallsensors 1 also einen Digitalteil 35 und einen Analogteil 36.Within the meaning of the document presented here, an ultrasonic sensor system 22 includes one or more ultrasonic sensors 1 and one or more data buses 20. The data buses 20 connect the ultrasonic sensors 1 to the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22, which usually includes one or more computer systems with memories, etc . Within the meaning of the document presented here, the ultrasound systems 22 each comprise at least one ultrasound transducer 9 and an evaluation circuit 37. One possible implementation of a proposed evaluation circuit 37 can preferably be a part of the evaluation circuit 37 of the ultrasonic sensor 1 in digital form and another part in analog form. The evaluation circuit 37 of the proposed ultrasonic sensor 1 therefore preferably comprises a digital part 35 and an analog part 36.

Bevorzugt weist der Ultraschalsensor 1 einen oder mehrere Spannungsregler 39 auf, die Vorrichtungsteile des Digitalteils 35 und/oder Vorrichtungsteile des Analogteils 36 mit elektrischer Energie aus einer oder mehreren Energiequellen versorgen. Bevorzugt versorgen eine positiver Versorgungsspannungsleitung 38 und eine negative Versorgungsspannungsleitung 40 die Spannungsregler 39 mit elektrischer Energie die diese wiederum an die anderen Vorrichtungsteile zumindest teilweise weitergeben. Diese Spannungsregler 39 sind zur Vereinfachung in den meisten Figuren nicht eingezeichnet. Ggf. steuert der Rechnerkern 2 diese Spannungsregler 39 ganz oder in Teilen. Die positive Versorgungsspannungsleitung 38 und die negative Versorgungsspannungsleitung 40 können auch Teil des Datenbusses 20 sein. Die positive Versorgungsspannungsleitung 38 und die negative Versorgungsspannungsleitung 40 können ggf. auch als Datenleitungen des Datenbusses 20 dienen.The ultrasonic sensor 1 preferably has one or more voltage regulators 39, which supply device parts of the digital part 35 and/or device parts of the analog part 36 with electrical energy from one or more energy sources. A positive supply voltage line 38 and a negative supply voltage line 40 preferably supply the voltage regulator 39 with electrical energy, which in turn at least partially passes this on to the other parts of the device. For the sake of simplicity, these voltage regulators 39 are not shown in most of the figures. If necessary, the computer core 2 controls these voltage regulators 39 in whole or in part. The positive supply voltage line 38 and the negative supply voltage line 40 can also be part of the data bus 20 . The positive supply voltage line 38 and the negative supply voltage line 40 can optionally also serve as data lines of the data bus 20 .

Bevorzugt umfasst der Digitalteil 35 des Ansteuerschaltkreises 37 den Rechnerkern 2, die Steuersignale 4 für die digitale Ultraschallbursterzeugung 2 des Ultraschallsensors 1, die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1, das digitalisierte Ultraschallempfangssignal 17, das Hüllkurvenfilter 33, das aufbereitete, digitale Ultraschallempfangssigna 34, das bevorzugt das Hüllkurvensignal ist oder umfasst, die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und das gefilterte Ultraschallempfangssignal 19. Bevorzugt umfasst der Digitalteil 35 des Ansteuerschaltkreises 37 eine zweite digitale Vergleichslogik, die funktionsäquivalent zu dem zweiten Komparator 26 ein zweites Schwellwertsignal 27 mit dem aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignal 34, das bevorzugt das Hüllkurvensignal ist oder umfasst, vergleicht. Die zweite digitale Vergleichslogik vergleicht dabei den Wert des zweiten Schwellwertsignals 27 mit dem Wert des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 und bildet den Wert des zweiten Komparatorausgangssignals 28. Bevorzugt ist bei dieser Realisierung das zweite Schwellwertsignal 27 ein digitales Signal, das die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 bildet. In diesem besonders einfachen Fall kann die entsprechende Teilvorrichtung der Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 beispielsweise ein Register sein, dass der Rechnerkern 2 über einen internen und zur besseren Übersicht nicht in den Figuren gezeichneten Datenbus des Digitalteils 35 mit einem Datenwert beschreiben und bevorzugt auch lesen kann.The digital part 35 of the control circuit 37 preferably includes the computer core 2, the control signals 4 for the digital ultrasonic burst generation 2 of the ultrasonic sensor 1, the digital ultrasonic burst generation 3 of the ultrasonic sensor 1, the digitized ultrasonic received signal 17, the envelope filter 33, the processed, digital ultrasonic received signal 34, which is preferred the envelope signal is or includes, the digital processing and filter stage 18 and the filtered received ultrasound signal 19. The digital part 35 of the control circuit 37 preferably includes a second digital comparison logic which, functionally equivalent to the second comparator 26, compares a second threshold value signal 27 with the processed, digital received ultrasound signal 34 , which is preferably the envelope signal or includes, compares. The second digital comparison logic compares the value of the second threshold value signal 27 with the value of the processed, digital ultrasound reception signal 34 and forms the value of the second comparator output signal 28. In this implementation, the second threshold signal 27 is preferably a digital signal that forms the threshold value generation device 29. In this particularly simple case, the corresponding sub-device of the threshold value generation device 29 can be a register, for example, that the computer core 2 can write a data value to and preferably also read via an internal data bus of the digital part 35 (not shown in the figures for the sake of clarity).

Bevorzugt umfasst der Analogteil 36 die analoge Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1. Die analoge Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1 wandelt das digitale Ultraschallsendesignal 5 in das analoge Ansteuersignal 7 des Ultraschallsensors 1. Das Ansteuersignal 7 des Ultraschallsensors 1 treibt das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 an. Bevorzugt ist die Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1 in der zeitlichen Empfangsphase nach der Sendephase und der Ausschwingphase hochohmig, um das Ausgangssignal des Schwingelements 8, das elektrische Ultraschallempfangssignal 13, nicht zu sehr zu belasten. Der Verstärker 14 verstärkt und filtert bevorzugt das elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 zum verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignal 15. Der Verstärker 14 und das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 sind bevorzugt Teil des Analogteils 36 des Ansteuerschaltkreises 37.The analog part 36 preferably includes the analog ultrasonic transmission stage 6 of the ultrasonic sensor 1. The analog ultrasonic transmission stage 6 of the ultrasonic sensor 1 converts the digital ultrasonic transmission signal 5 into the analog control signal 7 of the ultrasonic sensor 1. The control signal 7 of the ultrasonic sensor 1 drives the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9. The ultrasonic transmitter stage 6 of the ultrasonic sensor 1 is preferably high-impedance in the temporal reception phase after the transmission phase and the decay phase in order not to overload the output signal of the oscillating element 8, the electrical ultrasonic reception signal 13, too much. Amplifier 14 preferably amplifies and filters electrical ultrasonic reception signal 13 to form amplified electrical ultrasonic reception signal 15. Amplifier 14 and amplified electrical ultrasonic reception signal 15 are preferably part of analog part 36 of control circuit 37.

Der Analog-zu-Digital-Wandler 16 wandelt bevorzugt das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 zum digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17. Der Analog-zu-Digital-Wandler 16 wird typischerweise zum Analogteil 36 des Ansteuerschaltkreises 37 des Ultraschallsensors 1 gerechnet.The analog-to-digital converter 16 preferably converts the amplified electrical ultrasonic received signal 15 to the digitized ultrasonic received signal 17.

Im Gegensatz zu den zuvor vorgestellten Beispielen ist in diesem Beispiel das Hüllkurvenfilter 33 also nicht Teil das Verstärkers 14 im Analogteil 36 des Ansteuerschaltkreises 37 des Ultraschallsensors 1, sondern Teil des Digitalteils 35 des Ansteuerschaltkreises 37. Im Gegensatz zu den zuvor erwähnten Beispielen ist das Hüllkurvenfilter 33 als entlang des Signalpfads in Richtung auf die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 verschoben.In contrast to the examples presented above, in this example the envelope filter 33 is not part of the amplifier 14 in the analog part 36 of the control circuit 37 of the ultrasonic sensor 1, but part of the digital part 35 of the control circuit 37. In contrast to the examples mentioned above, the envelope filter 33 than shifted along the signal path towards the digital conditioning and filtering stage 18.

Der Kern des hier vorgeschlagenen Verfahrens ist nun, das Verfahren der DE 10 2015 002 269 B3 zu benutzen, aber als Eingangswert der DE 10 2015 002 269 B3 nicht die erste Zeitdifferenz 101 oder die zweite Zeitdifferenz 501 zu benutzen, sondern

  • • eine Differenz 601 aus erster Zeitdifferenz 101 minus der zweiten Zeitdifferenz 501 und/oder
  • • eine Differenz 601 aus zweiter Zeitdifferenz 501 minus der ersten Zeitdifferenz 101 und/oder
  • • das Verhältnis von zweiter Zeitdifferenz 501 geteilt durch die erste Zeitdifferenz 101 und/oder
  • • das Verhältnis von erster Zeitdifferenz 101 geteilt durch die zweite Zeitdifferenz 501 und/oder
  • • eine Verknüpfung der Werte der ersten Zeitdifferenz 101 und der zweiten Zeitdifferenz 501 mit funktionsäquivalenter Wirkung zu den drei vorausgehenden Vergleichsmetoden für den Vergleich der Werte der ersten Zeitdifferenz 101 mit denen der zweiten Zeitdifferenz 501
zu benutzen.The core of the method proposed here is now the method of DE 10 2015 002 269 B3 to use, but as input value the DE 10 2015 002 269 B3 not to use the first time difference 101 or the second time difference 501, but
  • • a difference 601 from the first time difference 101 minus the second time difference 501 and/or
  • • a difference 601 from the second time difference 501 minus the first time difference 101 and/or
  • • the ratio of the second time difference 501 divided by the first time difference 101 and/or
  • • the ratio of the first time difference 101 divided by the second time difference 501 and/or
  • • a combination of the values of the first time difference 101 and the second time difference 501 with a functionally equivalent effect to the three previous comparison methods for comparing the values of the first time difference 101 with those of the second time difference 501
to use.

Bevorzugt verwenden der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 diese Vergleichsmethode. Bevorzugt erfassen hierzu der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 die erste Zeitdifferenz 101 und/oder die zweite Zeitdifferenz 501.The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably use this comparison method. For this purpose, the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably record the first time difference 101 and/or the second time difference 501.

Die hier vorgestellt technische Lehre sieht in einer nun hier beschriebenen digital-lastigeren Ausprägung den besagten ersten Komparator 23 bevorzugt im Analogteil 36 vor, der bevorzugt in dieser digital-lastigen Version direkt mit dem analogen elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 verbunden ist. Der besagte erste Komparator 23 vergleicht bevorzugt wieder die analogen Ausgangsspannungen des Ultraschall-Transducers 9 des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 direkt mit einem festen analogen ersten Schwellwert eines ersten Schwellwertsignals 24. Der erste Komparator 23 liefert dabei aber bevorzugt ein binäres, bevorzugt digitales Signal. Das bevorzugt digitale erste Komparatorausgangssignal 25 dieses ersten Komparators 23 ist in 4 beispielhaft eingezeichnet. Der erste Komparator 23 kann auch in dem Digitalteil 35 in seiner Wirkung auf die Signalauswertung realisiert sein, wenn der Analog-zu-Digital-Wandler 16 im Signalpfad statt wie in 4 nach dem Verstärker 14 direkt nach dem Ultraschalltransducer 9 angeordnet ist. Typischerweise ist dies aber nicht sinnvoll, da eine solche Anordnung die Auflösungsanforderungen an den Analog-zu-Digitalwandler 16 erhöht. Auch kann der Rechnerkern 2 den ersten Komparator 23 ggf. als eine Vergleichsoperation emulieren. In den beiden letzten Fällen, ist es zweckmäßig, wenn die Position des Analog-zu-Digital-Wandlers 16 im Signalpfad entsprechend früher positioniert ist. Die hier offengelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft wieder auf 4. Im Folgenden beschreibt die hier vorgelegte Schrift beispielhaft eine Realisierung durch einen analogen ersten Komparator 23 ohne die technische Lehre der die hier vorgelegte Offenlegung auf die Realisierung des Vergleichs durch einen Analogschaltkreis als ersten Komparator 23 zu beschränken.The technical teaching presented here, in a more digitally-heavy form described here, provides for said first comparator 23 preferably in the analog part 36, which in this digital-heavy version is preferably connected directly to the analog electric ultrasonic received signal 13 of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9. Said first comparator 23 preferably again compares the analog output voltages of the ultrasonic transducer 9 of the electrical ultrasonic received signal 13 directly with a fixed analog first threshold value of a first threshold value signal 24. However, the first comparator 23 preferably supplies a binary, preferably digital signal. The preferably digital first comparator output signal 25 of this first comparator 23 is in 4 shown as an example. The first comparator 23 can also be implemented in the digital part 35 in terms of its effect on the signal evaluation if the analog-to-digital converter 16 is in the signal path instead of as in FIG 4 is arranged after the amplifier 14 directly after the ultrasonic transducer 9. However, this is typically not practical since such an arrangement increases the resolution requirements for the analog-to-digital converter 16 . The computer core 2 can also emulate the first comparator 23, if necessary, as a comparison operation. In the last two cases, it is expedient if the position of the analog-to-digital converter 16 is positioned correspondingly earlier in the signal path. The document disclosed here refers to this again by way of example 4 . In the following, the document presented here describes an example of an implementation using an analog first comparator 23 without restricting the technical teaching of the disclosure presented here to the implementation of the comparison using an analog circuit as the first comparator 23 .

Das digitale erste Komparatorausgangssignal 25 dieses beispielhaften ersten Komparators 23 zeigt typischerweise eine digitale Oszillation solange die Amplitude des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschall-Transducers 9 noch eine erhebliche Höhe hat. Typischerweise hat der feste erste Schwellwert, den der beispielhafte erste Komparator 23 des Ultraschallsensorsystems 22 für den Vergleich mit der Transducer-Spannungsamplitude des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschall-Transducers 9 nutzt, dabei einen solchen Wert, dass sich der erste Zeitpunkt 102 bzw. der dritte Zeitpunkt 502 des Endes dieser Oszillation innerhalb einer Sendeperiode auch bei einem sehr nahen Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 beispielsweise bei Änderung der Temperatur des Ultraschallsensorsystems 22 nicht oder nur um wenige Oszillationstakte verschiebt. Damit können beispielsweise die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 und/oder das Hüllkurvenfilter 33 durch digitale Glättung und Filterung des ersten Komparatorausgangssignal 25 dieses ersten Komparators 23 das zeitliche Ende der Ausschwingzeit zu einem ersten Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 bzw. zu einem dritten Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 innerhalb einer Sendeperiode sicher detektieren. Dieser erste Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 liegt typischerweise um eine erste temperaturabhängige Zeitdifferenz 101 vor dem zweiten Zeitpunkt 103, zu dem das Hüllkurvensignal aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignals 34 den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 unterschreitet. Dieser zweite Zeitpunkt 103 ist aber aufgrund der großen Amplitude wieder praktisch unabhängig von Rückwirkungen durch Schallreflektionen auf den Ultraschall-Transducer 9. Auch der dritte Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 liegt um eine temperaturabhängige, zweite Zeitdifferenz 501 zeitlich vor dem vierten Zeitpunkt 503 des Unterschreitens des zweiten Schwellwerts des zweiten Schwellwertsignals 27 durch das Hüllkurvensignal aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34, ist aber aufgrund der großen Amplitude praktisch unabhängig von Rückwirkungen durch Schallreflektionen auf den Ultraschall-Transducer 9.The digital first comparator output signal 25 of this exemplary first comparator 23 typically shows a digital oscillation as long as the amplitude of the electric ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 still has a significant level. Typically, the fixed first threshold value, which the exemplary first comparator 23 of the ultrasonic sensor system 22 uses for the comparison with the transducer voltage amplitude of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9, has a value such that the first point in time 102 or the third The point in time 502 of the end of this oscillation within a transmission period is not shifted or only shifted by a few oscillation cycles, even with a very close object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1, for example when the temperature of the ultrasonic sensor system 22 changes. In this way, for example, the digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 and/or the envelope filter 33 can, by digitally smoothing and filtering the first comparator output signal 25 of this first comparator 23, determine the end of the decay time at a first point in time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 or at a third point in time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 within a transmission period. This first point in time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 is typically a first temperature-dependent time difference 101 before the second point in time 103 at which the envelope signal of the processed digital ultrasound reception signal 34 falls below the second threshold value of the second threshold value signal 27. However, this second point in time 103 is due to the large Amplitude again practically independent of repercussions from sound reflections on the ultrasonic transducer 9. The third point in time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 is also a temperature-dependent, second time difference 501 in time before the fourth point in time 503 when the second threshold value of the second threshold signal is undershot 27 processed by the envelope signal, digital ultrasonic received signal 34, but due to the large amplitude is practically independent of repercussions due to sound reflections on the ultrasonic transducer 9.

Das digitale Hüllkurven Filter 33 ist in dem hier vorgestellten Beispiel (siehe 4) nicht innerhalb des analogen Verstärkers 14, sondern im Empfangssignalpfad (13,14,15,16,17,33,34,18,19,2) nach dem Analog-zu-Digital-Wandler 16 angeordnet. Das Hüllkurvenfilter 33 extrahiert in dem Beispiel der 4 aus dem digitalisierten Ultraschallempfangssignal 17 des Analog-zu-Digital-Wandlers 16 das Hüllkurvensignal, das bevorzugt Teil des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 ist oder das aufbereitete, digitale Ultraschallempfangssignal 34 ist.The digital envelope filter 33 is in the example presented here (see 4 ) is not arranged within the analog amplifier 14, but in the received signal path (13,14,15,16,17,33,34,18,19,2) after the analog-to-digital converter 16. The envelope filter 33 extracts in the example of the 4 from the digitized ultrasound reception signal 17 of the analog-to-digital converter 16 the envelope signal, which is preferably part of the processed, digital ultrasound reception signal 34 or is the processed, digital ultrasound reception signal 34 .

Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 lassen nun bevorzugt beispielsweise bezogen auf diesen ersten Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 bzw. bezogen auf diesen dritten Zeitpunkt 502 des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 erst nach dem Verstreichen einer jeweils folgenden dritten Zeitdifferenz durch einen Zeitgeber 41 zu, dass das zweite Komparatorausgangssignal 28 einer zweiten Vergleichslogik, die den Vergleich funktionsäquivalent zu dem zweiten Komparators 26 ausführt, den Empfang eines Echos nach Auswertung des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 signalisiert. Der Zeitgeber 41 kann auch ein Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 sein. Bevorzugt steuert der Rechnerkern 2 den Zeitgeber 41 mittels einer oder mehreren, in den 1 und 4 eingezeichneten Signalleitungen. Alternativ kann der Rechnerkern 2 die Funktion des Zeitgebers 41 und/oder der zweiten Vergleichslogik 26 beispielsweise durch Emulation realisieren. Die zweite Vergleichslogik 26, die die Funktion des zweiten Komparators 26 funktionsäquivalent realisiert, startet bevorzugt in dem Zeitgeber 41 einen Zählvorgang eines Zeitgebertakts des Zeitgebers 41 mit dem Erreichen des ersten Zeitpunktes 102 bzw. mit dem Erreichen des dritten Zeitpunktes 502.The digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 now preferably, for example, based on this first point in time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 or based on this third point in time 502 of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 only after the elapse of a following third time difference by a timer 41, that the second comparator output signal 28 a second comparison logic, which carries out the comparison functionally equivalent to the second comparator 26, signals the receipt of an echo after evaluation of the processed, digital ultrasound reception signal 34. The timer 41 can also be part of the digital conditioning and filtering stage 18 . Preferably, the computer core 2 controls the timer 41 by means of one or more in the 1 and 4 marked signal lines. Alternatively, the computer core 2 can implement the function of the timer 41 and/or the second comparison logic 26, for example by emulation. The second comparison logic 26, which implements the function of the second comparator 26 in a functionally equivalent manner, preferably starts a counting process of a clock cycle of the timer 41 in the timer 41 when the first point in time 102 or when the third point in time 502 is reached.

Das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23 signalisiert den Beginn des Ausschwingvorgangs des Ultraschalltransducers 9 durch den ersten Flankenwechsel 102 zum ersten Zeitpunkt 102 bzw. durch den dritten Flankenwechsel 502 zum dritten Zeitpunkt 502. Das zweite Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Vergleichslogik, die den zweiten Komparator 26 funktionsäquivalent emuliert, signalisiert das Ende des Ausschwingvorgangs des Ultraschalltransducers 9 durch den zweiten Flankenwechsel 103 zum zweiten Zeitpunkt 103 bzw. durch den vierten Flankenwechsel 503 zum vierten Zeitpunkt 503The first comparator output signal 25 of the first comparator 23 signals the beginning of the decay process of the ultrasonic transducer 9 by the first edge change 102 at the first point in time 102 or by the third edge change 502 at the third point in time 502. The second comparator output signal 28 of the second comparison logic, which controls the second comparator 26 emulated functionally equivalent, signals the end of the decay process of the ultrasonic transducer 9 by the second edge change 103 at the second point in time 103 or by the fourth edge change 503 at the fourth point in time 503

Eine kleine Modifikation kann auch hier eine korrigierte Anzeige einer Reflektion durch das zweite Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Vergleichslogik, die den zweiten Komparator 26 emuliert, herbeiführen. Ein EXOR-Gatter 30 oder eine beispielsweise zeitweise funktionsäquivalente dritte Logik kann beispielsweise das Ende des Ausschwingvorgangs des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 signalisieren. Das zweite Komparatorausgangssignal 28 und bevorzugt ein EXOR-Steuersignal 32 der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder des Rechnerkerns 2 bilden die bevorzugten Eingänge des EXOR-Gatters 30 bzw. der besagten dritten Logik. Der Ausgang 31 des EXOR-Gatters 30 bildet bevorzugt ein Eingangssignal der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18.Here too, a small modification can bring about a corrected indication of a reflection by the second comparator output signal 28 of the second comparison logic which emulates the second comparator 26 . An EXOR gate 30 or, for example, a temporarily functionally equivalent third logic can, for example, signal the end of the decay process of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 . The second comparator output signal 28 and preferably an EXOR control signal 32 of the digital processing and filter stage 18 or of the computer core 2 form the preferred inputs of the EXOR gate 30 or of said third logic. The output 31 of the EXOR gate 30 preferably forms an input signal for the digital processing and filter stage 18.

Das EXOR-Gatter 30 bzw. die besagte dritte Logik schalten hierzu das zweite Komparatorausgangssignal 28 auf einen ersten logischen Pegel. Dies geschieht bevorzugt am Ende der Sendephase des Ultraschalltransducers 9 für einen vordefinierten dritten Zeitraum bezogen auf den ersten Zeitpunkt 102 bzw. dritten Zeitpunkt 502. Das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 26 signalisiert dabei das Ende der Sendephase des Ultraschalltransducers 9. Der ersten Komparator 23 detektiert den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 des Ausschwingens des Ultraschall-Transducers 9. Die Länge dieses dritten Zeitraums entspricht dabei vorzugsweise der Länge der ersten Zeitdifferenz 101 ohne ein reflektierendes Objekt 11. Das Ultraschallsensorsystem 22 ermittelt die zeitliche Dauer der ersten Zeitdifferenz 101 bevorzugt mittels eines kurzen Ultraschallpulses in der besagten beispielhaften Kompensationsmessung 504. Dies ist in 2 und 5 dargestellt. Bevorzugt richtet sich die Länge des dritten Zeitraums nicht nach der Länge der zweiten Zeitdifferenz 501. D.h. die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, die Länge des dritten Zeitraums in Abhängigkeit von einer erfassten ersten Zeitdifferenz 101 festzulegen, den das Ultraschallsensorsystem 22 mit einem kurzen Ultraschallburst 504 in einer beispielhaften Kompensationsmessung 504.ermittelt.For this purpose, the EXOR gate 30 or the said third logic switch the second comparator output signal 28 to a first logic level. This preferably takes place at the end of the transmission phase of the ultrasonic transducer 9 for a predefined third time period based on the first point in time 102 or third point in time 502. The first comparator output signal 25 of the first comparator 26 signals the end of the transmission phase of the ultrasonic transducer 9. The first comparator 23 detects the first point in time 102 or the third point in time 502 of the decay of the ultrasonic transducer 9. The length of this third time period preferably corresponds to the length of the first time difference 101 without a reflecting object 11. The ultrasonic sensor system 22 preferably determines the duration of the first time difference 101 by means of a short ultrasonic pulse in said exemplary compensation measurement 504. This is in 2 and 5 shown. The length of the third time period is preferably not based on the length of the second time difference 501. That is, the document presented here proposes defining the length of the third time period as a function of a detected first time difference 101, which the ultrasonic sensor system 22 detects with a short ultrasonic burst 504 in an exemplary compensation measurement 504.determined.

Befindet sich nun ein Objekt 11 räumlich nahe am Ultraschalltransducer 9, so hebt das früh eintreffende Echo und früh eintreffenden. reflektierten Ultraschallbursts 12 den Amplitudenverlauf 107 der Hüllkurve in dem entsprechenden Zeitbereich an. Damit verlagert sich nun aber der vierte Zeitpunkt 503 zeitlich nach hinten. Da der kurze Ultraschallpuls der Kompensationsmessung 504 einen kleineren Nahbereich aufweist, existiert ein Bereich, in dem der der zweite Zeitpunkt 103 sich noch nicht zeitlich nach hinten verlagert. Aufgrund der EXOR-Verknüpfung des EXOR-Gatters 30 bzw. bei geeigneter Auslegung der entsprechenden ersatzweisen dritten Logik schaltet der Ausgang der EXOR-Schaltung 30 das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23, das bisher am Ausgang 31 des EXOR-Gatters 30 anlag, auf den invertierten logischen Wert, was einem Echo entspricht. Die hier offengelegte überraschende Erkenntnis ist nun, dass zum Ersten das Ultraschallsensorsystem 22 hier nun wie aus dem Stand der Technik bekannt, in der Lage ist ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensorsystems 22 zu erkennen, ohne jedoch den exakten Ort dieses Objekts 11 ermitteln zu können. Durch die Verwendung des Werts der ersten Zeitdifferenz 101 als Ladewert des Zählers des Zeitgebers 41 ist nun aber diese Erkennung nicht mehr temperaturabhängig und damit brauchbar. Erreicht der Zählerwert des Zeitzählers des Zeitgebers 41 diesen Ladewert, so betätigt der Zeitgeber 41 das EXOR-Steuersignal 32 des EXOR-Gatters bzw. der dritten Logikschaltung 30. Hierdurch erkennt die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich. Mit dieser vorschlagsgemäßen Methode ist somit nun zwar eine genaue Lagebestimmung des Objekts 11 im Nahbereich nicht möglich. Es ist aber für die meisten Anwendungsfälle vollkommen ausreichend, wenn bereits das Vorhandensein eines Objekts 11 in diesem Nahbereich detektierbar ist. Diese Maßnahmen bis zu diesen Punkt verbessern das Empfangsverhalten des Ultraschallsensorsystems 22 bereits im Nahbereich.If an object 11 is now spatially close to the ultrasonic transducer 9, then the early-arriving echo and early-arriving echo. reflected ultrasonic bursts 12 the amplitude course 107 of the envelope in the corresponding time range. However, the fourth point in time 503 is now shifted back in time. Since the short ultrasonic pulse of the compensation measurement 504 has a smaller near range, there is a range in which the second point in time 103 has not yet shifted back in time. Due to the EXOR operation of the EXOR gate 30 or with a suitable design of the corresponding alternative third logic, the output of the EXOR circuit 30 switches on the first comparator output signal 25 of the first comparator 23, which was previously present at the output 31 of the EXOR gate 30 the inverted logical value, which corresponds to an echo. The surprising finding disclosed here is that, firstly, the ultrasonic sensor system 22 here, as known from the prior art, is able to detect an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor system 22, but without being able to determine the exact location of this object 11 . By using the value of the first time difference 101 as the loading value of the counter of the timer 41, however, this recognition is no longer temperature-dependent and therefore usable. If the counter value of the time counter of the timer 41 reaches this loading value, the timer 41 actuates the EXOR control signal 32 of the EXOR gate or the third logic circuit 30. The digital processing and filter stage 18 thereby recognizes the presence of an object 11 in the close range. With this proposed method, an exact determination of the position of the object 11 in the close range is not possible. However, it is completely sufficient for most applications if the presence of an object 11 can already be detected in this close range. These measures up to this point already improve the reception behavior of the ultrasonic sensor system 22 in the close range.

Es hat sich jedoch darüber hinaus gezeigt, dass die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 eine optimierte Anpassung der Filterung des Hüllkurvensignals des digitalen aufbereiteten, digitales Ultraschallempfangssignals 34 und der Komparatorausgangssignale 28, 25 parallel zu den vorstehenden Maßnahmen durchführen sollten, um tatsächlich im automobilen Bereich brauchbare Ergebnisse zu erzielen. Beide Maßnahmen, die unmittelbar zuvor beschriebene und die im Folgenden beschriebene, ergeben für sich alleine genommen bereits eine Verbesserung. Diese beiden Maßnahmen sind erfahrungsgemäß typischerweise für automobile Anwendungen aber alleine eben nicht ausreichend.However, it has also been shown that the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 should carry out an optimized adaptation of the filtering of the envelope signal of the digitally processed, digital ultrasonic reception signal 34 and the comparator output signals 28, 25 in parallel to the above measures in order to actually achieve useful results in the automotive sector. Both measures, the one described immediately above and the one described below, result in an improvement on their own. Experience has shown that these two measures are typically not sufficient on their own for automotive applications.

Der folgende Abschnitt beschäftigt sich mit der Parametrierung des Hüllkurvenfilters 33 insbesondere für die Zeit der Ultraschallhauptmessung 505. Im Gegensatz zum Stand der Technik hängen vorschlagsgemäß ein oder mehrere Parameter des Hüllkurvenfilters 33 von dem ersten Zeitpunkt 102 und/oder dem zweiten Zeitpunkt 103 und/oder dem Wert der ersten Zeitdifferenz 101 ab, die das Ultraschallsensorsystem 22 mittels einer bevorzugt unmittelbar zeitlich vorausgehenden Kompensationsmessung 504 bevorzugt ermittelt.The following section deals with the parameterization of the envelope filter 33, in particular for the time of the main ultrasound measurement 505. In contrast to the prior art, one or more parameters of the envelope filter 33 depend on the first point in time 102 and/or the second point in time 103 and/or the value of the first time difference 101, which the ultrasonic sensor system 22 preferably determines by means of a compensation measurement 504 that preferably immediately precedes it.

Die hier vorgelegte Schrift schlägt daher außerdem vor, dass das Ultraschallsensorsystem 22 ein Verfahren zu einer Anpassung der Parameter des digitalen Hüllkurvenfilters 33 für die Filterung des digitalisierten Ultraschallempfangssignals 17 zu einem Hüllkurvensignal des aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignal 34 anwendet. Im Sinne der hier vorgelegten Schrift weist das digitale Hüllkurvenfilter 33 bevorzugt eine Bandpasscharakteristik auf. Das vorgeschlagene Verfahren ermittelt wieder den zweiten Zeitpunkt 103, zu dem der Momentanwert des Betrags des Hüllkurvensignals des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignal 34 den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 unterschreitet. Die hier vorgelegte Schrift schlägt nun vor, dass ab diesem bestimmten zweiten Zeitpunkt 103 beispielsweise der Rechnerkern 2 oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 die Bandpasscharakteristik des digitalen Hüllkurvenfilters 33 so umschalten, dass die Bandpasscharakteristik des Hüllkurvenfilters 33 schmalbandiger wird. Dieses Unterschreiten des Momentanwerts des Hüllkurvensignals des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 unter den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 findet zu dem besagten zweiten Zeitpunkt 103 während der Kompensationsmessung 504 bzw. zu einem vierten Zeitpunkt 503 während der Ultraschallhauptmessung 505 statt. Bevorzugt ist also die Bandpasscharakteristik des Hüllkurvenfilters 33 in einem gewissen Zeitbereich unmittelbar zeitlich vor diesem Umschalten zu diesem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. zu diesem vierten Zeitpunkt 503 schmalbandiger. Am zeitlichen Ende einer Ultraschallpulsperiode setzen bevorzugt daher die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 die relevanten Parameter des Hüllkurvenfilters 33 und/oder des Verstärkers 14 und/oder der anderen Vorrichtungsteile des Ultraschallsensorsystems 22 bzw. des Ultraschallsensors 1 auf für den Beginn einer Ultraschallpulsperiode vorgesehen Startwerte wieder zurück. Dies gilt typischerweise nicht für die erfasste Länge der ersten Zeitdifferenz 101, die bevorzugt bis zur nächsten Messung der zeitlichen Dauer dieser ersten Zeitdifferenz 101 mittels eines kurzen Ultraschallpulses in einer Kompensationsmessung 504 vorzugsweise beibehalten wird. In der Folge sinkt der Wert des Hüllkurvensignals des Hüllkurvenfilters 33 mit einer langsameren Flanke ab. Bei einem solchen zweiten Schwellwertsignal 27 führt ein nahes Objekt 11 mit einem kurz nach Ultraschallburstaussendung eintreffenden, sogenannten „nahem Echo“ nicht mehr zu einer Unterschreitung des zweiten Schwellwerts 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 durch das Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34. Das Ultraschallsensorsystem 22 kann dann den vierten Zeitpunkts 503 nicht mehr bestimmen. Bevorzugt greifen die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 und/oder das Ultraschallsensorsystem 22 und/oder der Ultraschallsensor 1 dann als Ersatzwert auf den Wert der Sendeperiode zurück, die den Abstand zwischen zwei Pulsen entspricht. Bevorzugt verwenden diese diesen Wert dann als Ersatzwert für die zweite Zeitdifferenz 501. Ein nahes Objekt 11 mit einem kurz nach Ultraschallburstaussendung des ausgesendeten kurzen Ultraschallbursts 10 eintreffenden, sogenannten „sehr nahem Echo“ kann aber auch zu einer zeitlich späteren Unterschreitung des zweiten Schwellwerts 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 zu einem ersten Zeitpunkt 102 durch das Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 führen. Der Grund ist, dass das Ausschwingen des Ultraschalltransducers 9 noch nicht beendet ist und das Objekt 11 dann so nah ist, dass dann auch der kurze Ultraschallburst der Kompensationsmessung 504 gestört ist.The document presented here therefore also proposes that the ultrasonic sensor system 22 use a method for adapting the parameters of the digital envelope filter 33 for filtering the digitized ultrasonic received signal 17 into an envelope signal of the processed, digital ultrasonic received signal 34 . In the sense of the document presented here, the digital envelope filter 33 preferably has a bandpass characteristic. The proposed method again determines the second point in time 103 at which the instantaneous value of the magnitude of the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34 falls below the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 . The document presented here now proposes that from this specific second point in time 103, for example, the computer core 2 or the digital processing and filter stage 18 switch the bandpass characteristic of the digital envelope filter 33 such that the bandpass characteristic of the envelope filter 33 becomes narrower. The instantaneous value of the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34 falling below the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 occurs at said second point in time 103 during the compensation measurement 504 or at a fourth point in time 503 during the main ultrasound measurement 505. The bandpass characteristic of the envelope filter 33 is therefore preferably narrower in a certain time range immediately before this switchover at this second point in time 103 or at this fourth point in time 503. At the end of an ultrasonic pulse period, the digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 therefore preferably set the relevant parameters of the envelope filter 33 and/or the amplifier 14 and/or the other device parts of the ultrasonic sensor system 22 or the ultrasonic sensor 1 for the At the beginning of an ultrasonic pulse period, starting values return again. This typically does not apply to the detected length of the first time difference 101, which is preferably retained until the next measurement of the duration of this first time difference 101 by means of a short ultrasonic pulse in a compensation measurement 504. As a result, the value of the envelope signal from the envelope filter 33 falls with a slower edge. With such a second threshold value signal 27, a nearby object 11 with a so-called “near echo” arriving shortly after the emission of the ultrasonic burst no longer results in the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 being undershot by the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34. The ultrasonic sensor system 22 can then no longer determine the fourth point in time 503. The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 and/or the ultrasonic sensor system 22 and/or the ultrasonic sensor 1 then preferably use the value of the transmission period as a substitute value, which corresponds to the interval between two pulses. They then preferably use this value as a substitute value for the second time difference 501. A nearby object 11 with a so-called “very close echo” arriving shortly after the ultrasonic burst emission of the short ultrasonic burst 10 emitted can also result in the second threshold value 105 being undershot later in time Threshold signal 27 lead at a first point in time 102 through the envelope signal of the processed digital ultrasonic reception signal 34 . The reason is that the oscillation of the ultrasonic transducer 9 has not yet ended and the object 11 is then so close that the short ultrasonic burst of the compensation measurement 504 is also disrupted.

Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, dass die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 das digitale Hüllkurvenfilter 33 schrittweiseweise während einer Sendeperiode umgeschaltet. Bevorzugt ist das Hüllkurvenfilter 33 ein Hüllkurvenfilter des Digitalteils 35. Dieses Umschalten kann im Extremfall so geschehen, dass die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 analoge, Kennfrequenz bestimmende Komponenten des Hüllkurvenfilters 33 kontinuierlich mittels Signalisierungen an das Hüllkurvenfilter 33 über nicht in den Figuren eingezeichnete Steuerleitungen nachregeln bzw. nachsteuern. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 führen das Umschalten oder das Nachregeln des digitalen Hüllkurvenfilters 33, typischerweise eines Bandpassfilters, bevorzugt in Abhängigkeit von der vergangenen Zeit seitdem ersten Zeitpunkt 102 durch. Typischerweise betrifft das Umschalten bzw. das Nachregeln die Kennfrequenzen und/oder Amplituden der Übertragungsfunktion des digitalen Hüllkurvenfilters 33. Verschiedene Möglichkeiten der Definition des Zeitwerts des Zeitraums der vergangenen Zeit sind möglich

  • • Der Zeitwert des Zeitraums der vergangenen Zeit kann dabei die Dauer des Zeitraums sein, der mit dem Ausschalten der Treiberstufen für den Ultraschall-Transducer 9 am Ende der Sendephase zu einem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. zu einem vierten Zeitpunkt 503 beginnt. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 führen bevorzugt das Umschalten und/oder das Nachregeln von Parametern des digitalen Hüllkurvenfilters 33 in Abhängigkeit von der Zeit ab dem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. ab dem vierten Zeitpunkt 503 durch.
  • • Alternativ oder auch zeitlich parallel können die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 das Umschalten und/oder das Nachregeln von Parametern des digitalen Hüllkurvenfilters 33 in Abhängigkeit von der Zeit ab dem bereits besprochenen ersten Zeitpunkt 102 bzw. ab dem dritten Zeitpunkt 502, ab dem das digitale erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23 keine Oszillationen mehr zeigt, durchführen.
  • • Alternativ oder auch zeitlich parallel können die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 oder der Rechnerkern 2 auch das Umschalten und/oder das Nachregeln von Parametern des digitalen Hüllkurvenfilters 33 in Abhängigkeit von dem Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 durchführen.
The document presented here proposes that the digital conditioning and filtering stage 18 or the computer core 2 switches the digital envelope filter 33 step by step during a transmission period. The envelope filter 33 is preferably an envelope filter of the digital part 35. In extreme cases, this switching can be done in such a way that the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 continuously sends analog components of the envelope filter 33 that determine the characteristic frequency by means of signaling to the envelope filter 33 via not in the Adjust or adjust the control lines shown in the figures. The digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 switch over or readjust the digital envelope filter 33, typically a bandpass filter, preferably as a function of the time that has elapsed since the first point in time 102. Typically, the switching or the readjustment relates to the characteristic frequencies and/or amplitudes of the transfer function of the digital envelope filter 33. Various options for defining the time value of the period of time that has elapsed are possible
  • The time value of the period of time that has passed can be the duration of the period that begins when the driver stages for the ultrasonic transducer 9 are switched off at the end of the transmission phase at a second point in time 103 or at a fourth point in time 503 . The digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 preferably performs the switching and/or readjustment of parameters of the digital envelope filter 33 depending on the time from the second point in time 103 or from the fourth point in time 503.
  • • Alternatively or at the same time, the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 can switch over and/or readjust parameters of the digital envelope filter 33 depending on the time from the already discussed first point in time 102 or from the third point in time 502 , from which the digital first comparator output signal 25 of the first comparator 23 no longer shows any oscillations, perform.
  • Alternatively or at the same time, the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2 can also switch over and/or readjust parameters of the digital envelope filter 33 depending on the envelope signal of the processed digital ultrasonic received signal 34 .

Im letzteren Fall erfordert eine schrittweise Umschaltung ggf. weitere Komparatoren und/oder Vergleichslogiken und/oder Vergleichsoperationen oder zu diesen funktionsäquivalenten Vorrichtungen, die in Abhängigkeit von entsprechenden weiteren Schaltschwellen mit entsprechenden weiteren Schaltschwellensignalen diese Umschaltungen durchführen.In the latter case, a step-by-step switchover may require further comparators and/or comparison logic and/or comparison operations or devices that are functionally equivalent to these and that carry out these switchovers as a function of corresponding further switching thresholds with corresponding further switching threshold signals.

Bevorzugt erzeugt eine Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 die Schwellwertsignale 24 und 27 und ggf. weitere Schwellwertsignale. Bevorzugt steuern die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/der der Rechnerkern 2 die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 und die Erzeugung der Schwellwertsignale 24 und 27 und die Erzeugung ggf. weiterer Schwellwertsignale durch die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29. Bevorzugt erzeugt die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 die Schwellwertsignale 24 und 27 und ggf. die weiteren Schwellwertsignale in Abhängigkeit von der Zeit seit dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. der Zeit seit dem dritten Zeitpunkt 502 und/oder von der Zeit seit dem zweiten Zeitpunkt 103 bzw. der zeit seit dem vierten Zeitpunkt 503 und/oder in Abhängigkeit von dem ersten Zeitdifferenz 101.A threshold-value generating device 29 preferably generates the threshold-value signals 24 and 27 and possibly further threshold-value signals. The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 preferably control the threshold value generation device 29 and the generation of the threshold value signals 24 and 27 and the generation of any further threshold value signals by the threshold value generation device 29. The threshold value generation device 29 preferably generates the threshold value signals 24 and 27 and, if necessary the further threshold value signals depending on the time since the first point in time 102 or the time since the third point in time 502 and/or on the time since the second point in time 103 or the time since the fourth point in time 503 and/or depending on the first time difference 101.

Im Ergebnis erhält man eine schnellere fallende Flanke des Amplitudenverlaufs 107 des Hüllkurvensignals des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 wodurch das Ultraschallsensorsystem 22 früher in der Lage ist, eine Reflektion von Objekten 11 im Nahbereich zu erkennen.As a result, a faster falling edge of the amplitude curve 107 of the envelope signal of the processed, digital ultrasonic received signal 34 is obtained, whereby the ultrasonic sensor system 22 is sooner able to detect a reflection of objects 11 in the close range.

Angepasst an diesen systemtypischen Hüllkurvenverlauf des Amplitudenverlaufs 107 des Hüllkurvensignals des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 kann nun zusätzlich noch ein zeitlich exponentiell abfallendes zweites Schwellwertsignal 27 vorgegeben werden. Hierbei detektiert die zweite Vergleichslogik, deren Funktion bevorzugt der eines zweiten Komparators 26 entspricht, beispielsweise wieder das Unterschreiten des zweiten Schwellwertsignals 27 durch den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34. Dies geschieht zum zweiten Zeitpunkt 103 bzw. zum vierten Zeitpunkt 503. Zeitverzögert um einen dritten Zeitraum gegenüber dem besagten ersten Zeitpunkt 102 innerhalb der Sendeperiode beginnt dann der exponentielle Abfall des Werts des zweiten Schwellwertsignals 27 auf einen vorgegebenen oder sonst wie ermittelten Restschwellwert mit einer vorgegebenen oder ermittelten ersten Zeitkonstante τ1. Bevorzugt hängt die zeitliche Dauer des dritten Zeitraums von der der Dauer des ersten Zeitdifferenz 101 oder der Differenz 601 aus zweiter Zeitdifferenz 501 und der ersten Zeitdifferenz 101 ab.Adapted to this system-typical envelope curve of the amplitude curve 107 of the envelope signal of the processed, digital Ultra sound reception signal 34, a second threshold value signal 27 falling exponentially over time can now additionally be specified. In this case, the second comparison logic, whose function preferably corresponds to that of a second comparator 26, detects, for example, when the amplitude profile 107 of the envelope signal of the processed, digital ultrasound reception signal 34 falls below the second threshold value signal 27. This occurs at the second point in time 103 or at the fourth point in time 503. The exponential drop in the value of second threshold value signal 27 to a predetermined or otherwise determined residual threshold value with a predetermined or determined first time constant τ 1 then begins with a time delay of a third time period compared to said first point in time 102 within the transmission period. The duration of the third time period preferably depends on the duration of the first time difference 101 or the difference 601 from the second time difference 501 and the first time difference 101 .

Das Basisverfahren ist somit zum einen um ein Verfahren zur Auswertung des elektrisches Ultraschallempfangssignals 13 eines piezoelektrischen Ultraschalltransducers 9. Dabei vergleichen ein erster Komparator 23 oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung in einem ersten Schritt den Momentanwert des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 oder eines daraus abgeleiteten Signals mit einem ersten Schwellwert und bildet in Abhängigkeit von dem Ergebnis ein digitales erstes Komparatorausgangssignal 25 oder dergleichen. Der Verstärker 14 bildet in einem zweiten Schritt des Basisverfahrens vorzugsweise unter Verstärkung und Filterung des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15. Der Analog-zu-Digital-Wandler 16 wandelt bevorzugt das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 in ein digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17. Ein Hüllkurvenfilter 33 bildet aus dem digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17 typischerweise ein aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignal 34. Das aufbereitete, digitale Ultraschallempfangssignal 34 umfasst bevorzugt ein Hüllkurvensignal oder ist ein Hüllkurvensignal. Die Parameter der Filterung in dem Hüllkurvenfilter 33 sind dabei bevorzugt umschaltbar bzw. regelbar gestaltet. In einem nächsten Schritt des Basisverfahren bildet eine Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 das bevorzugt analoge erste Schwellwertsignal 24 und das bevorzugt digitale zweite Schwellwertsignal 27 sowie ggf. weitere Schwellwertsignale. Insbesondere kann die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 dies und andere Schwellwertsignale 24 und 27 durch Filterung aus dem Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 erzeugen. Auch kann die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 dies und andere Schwellwertsignale 24 und 27 durch Filterung aus dem elektrischen Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 erzeugen. Typischerweise liegt dabei das zweite Schwellwertsignal 27 im Vergleich zum ersten Schwellwertsignal 24 so, dass der erste Komparator 23 bei höheren Amplituden elektrischen Ultraschallempfangssignal 13 schaltet als die zweite Vergleichslogik, die den zweite Komparator 26 emuliert. Diese zweite Vergleichslogik, die den zweiten Komparator 26 emuliert, vergleicht sodann den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 mit dem zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27. Das Ausgangssignal 28 der zweiten Vergleichslogik, die den zweiten Komparator 26 emuliert, gibt die detektierten Echos wieder. Im Nahbereich gibt das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 die detektierten Echos wieder, wobei die Signalisierung im Nahbereich nur aussagt, dass ein Objekt sich im Nahbereich befindet. Daher kann der Rechnerkern 2 ggf. das Ausgangssignal 28 der zweiten Vergleichslogik, die den zweiten Komparators 26 emulier, oder das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 direkt an das Steuergerät 21 signalisieren. Erfindungsgemäß von besonderer Bedeutung ist das Feststellen des ersten Zeitpunktes 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 503 des Ausschwingens des Ultraschalltransducers 9. Dies geschieht durch die Erfassung des ersten Zeitpunkts 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 503 zu dem der Ausgang 25 des ersten Komparators 23 nach dem Ausschalten der Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9 kein Signal mehr zeigt. Dieses Ereignis zum ersten Zeitpunkt 102 bzw. zum dritten Zeitpunkt 503 startet typischerweise den besagten Zeitgeber 41. Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 stoppen den Zeitgeber 41 am Ende einer Sendeperiode und setzen den Zeitgeber 41 dann bevorzugt auf einen vordefinierten Wert zurück.The basic method is therefore, on the one hand, a method for evaluating the electrical ultrasonic reception signal 13 of a piezoelectric ultrasonic transducer 9. In this process, a first comparator 23 or a functionally equivalent device compares in a first step the instantaneous value of the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 or a signal derived therefrom with a first threshold value and forms a digital first comparator output signal 25 or the like depending on the result. In a second step of the basic method, the amplifier 14 forms the amplified electrical ultrasonic reception signal 15, preferably with amplification and filtering of the electrical ultrasonic reception signal 13. The analog-to-digital converter 16 preferably converts the amplified electrical ultrasonic reception signal 15 into a digitized ultrasonic reception signal 17. An envelope filter 33 typically forms a processed, digital received ultrasound signal 34 from the digitized received ultrasound signal 17. The processed, digital received ultrasound signal 34 preferably includes an envelope signal or is an envelope signal. The parameters of the filtering in the envelope filter 33 are preferably designed to be switchable or controllable. In a next step of the basic method, a threshold value generating device 29 forms the preferably analog first threshold value signal 24 and the preferably digital second threshold value signal 27 and possibly further threshold value signals. In particular, the threshold value generation device 29 can generate this and other threshold value signals 24 and 27 by filtering from the envelope signal of the processed, digital ultrasound reception signal 34 . The threshold value generation device 29 can also generate this and other threshold value signals 24 and 27 by filtering from the electric ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 . Typically, the second threshold value signal 27 is in comparison to the first threshold value signal 24 such that the first comparator 23 switches electrical ultrasonic reception signal 13 at higher amplitudes than the second comparison logic, which emulates the second comparator 26 . This second comparison logic, which emulates the second comparator 26, then compares the amplitude profile 107 of the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34 with the second threshold value 105 of the second threshold signal 27. The output signal 28 of the second comparison logic, which emulates the second comparator 26, gives the detected echoes again. In the close range, the output signal 31 of the EXOR gate 30 reproduces the detected echoes, with the signaling in the close range only saying that an object is in the close range. Therefore, the computer core 2 can optionally signal the output signal 28 of the second comparison logic, which emulates the second comparator 26, or the output signal 31 of the EXOR gate 30 directly to the control device 21. According to the invention, the determination of the first point in time 102 or the third point in time 503 of the decay of the ultrasonic transducer 9 is of particular importance the activation of the ultrasonic transducer 9 no longer shows a signal. This event at the first point in time 102 or at the third point in time 503 typically starts said timer 41. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 stop the timer 41 at the end of a transmission period and then preferably set the timer 41 to a predefined one value back.

Dieser Zeitgeber 41 schaltet das zweite Ausgangssignal 28 der zweiten Vergleichslogik, die den zweiten Komparator 26 emuliert, für einen vorbestimmten ersten Zeitraum Δt1 nach dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. nach dem dritten Zeitpunkt 503 des Ausschwingens des Ultraschall-Transducers (TR) auf den jeweils anderen logischen Wert entsprechend dem Beispiel um. Also beispielsweise von 1 nach 0 und umgekehrt je nach Systemauslegung.This timer 41 switches the second output signal 28 of the second comparison logic, which emulates the second comparator 26, to the other for a predetermined first time period Δt1 after the first point in time 102 or after the third point in time 503 of the decay of the ultrasonic transducer (TR). logical value according to the example. So for example from 1 to 0 and vice versa depending on the system design.

Diesem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren entspricht eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines Ultraschallsensorsystems 22, die zumindest in Teilen das entsprechende Verfahren durchführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Erkennung der Anwesenheit von Objekten im Nahbereich eines erfindungsgemäßen Ultraschallmesssystems insbesondere im Automobil. Sie weist einem Ultraschalltransducer 9 auf, dessen Spannungssignal erfasst wird. Eine Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung, die Teil des digitalen Hüllkurvenfilters 33 des Ultraschallsensors 1 der Vorrichtung ist, ermittelt aus dem digitalisierten Ultraschallempfangssignal 17 des Ultraschalltransducers 9 das besagte Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34. Eine Schwellwerterzeugung 29, die ebenfalls Teil der Vorrichtung ist, erzeugt ein zweites Schwellwertsignal 27 mit einem zweiten Schwellwert 105. Des Weiteren weist die Vorrichtung die besagte zweite Logikschaltung, die den besagten zweiten Komparator 26 emuliert, auf. Die besagte zweite Logikschaltung vergleicht den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 24 mit dem Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals d des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34. Die zweite Logikschaltung erzeugt als Ergebnis dieses Vergleiches ein zweites Komparatorausgangssignal 28. Typischerweise wird dabei das zweite Komparatorausgangssignal 28 durch eine dritte Logik - z.B. ein EXOR-Gatter 30 - mittels eines Steuersignals invertiert oder auf einen festen Wert, insbesondere entsprechend dem Beispiel auf logisch 1, gelegt. Darüber hinaus weist die Vorrichtung typischerweise einen ersten Komparator 23 auf, der den Werteverlauf des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 Ultraschall-Transducers 9 mit einem ersten Schwellwerteines ersten Schwellwertsignals 24 vergleicht, wobei dieser erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 im Vergleich zum zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 so gewählt ist, dass der erste Komparator 23 bei höheren Werten des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 schaltet als die zweite Logikschaltung, die einen zweiten Komparator 26 emuliert. Wie zuvor bereits beschrieben, weist die Vorrichtung eine Zeitpunktfeststellvorrichtung auf, die den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 nach dem Ende der aktiven Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9 bestimmt, ab dem der Werten des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 nicht mehr ausreicht, um den ersten Komparator 23 umzuschalten.This method according to the invention described above corresponds to a device according to the invention in the form of an ultrasonic sensor system 22, which carries out the corresponding method at least in part. The device according to the invention is used to detect the presence of objects in the close range of an ultrasonic measuring system according to the invention, in particular in an automobile. It has an ultrasonic transducer 9 whose voltage signal is recorded. An envelope The generating device, which is part of the digital envelope filter 33 of the ultrasonic sensor 1 of the device, determines the said envelope signal of the processed, digital ultrasonic received signal 34 from the digitized ultrasonic received signal 17 of the ultrasonic transducer 9. A threshold generator 29, which is also part of the device, generates a second threshold signal 27 with a second threshold value 105. Furthermore, the device comprises said second logic circuit, which emulates said second comparator 26. Said second logic circuit compares the second threshold value 105 of the second threshold value signal 24 with the amplitude profile 107 of the envelope signal d of the processed, digital ultrasonic reception signal 34. The second logic circuit generates a second comparator output signal 28 as a result of this comparison Logic - eg an EXOR gate 30 - by means of a control signal inverted or set to a fixed value, in particular to logic 1 in accordance with the example. In addition, the device typically has a first comparator 23, which compares the value profile of the electrical ultrasonic received signal 13 ultrasonic transducer 9 with a first threshold value of a first threshold value signal 24, this first threshold value of the first threshold value signal 24 compared to the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is chosen such that the first comparator 23 switches at higher values of the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 than the second logic circuit, which emulates a second comparator 26 . As already described above, the device has a point in time determination device that determines the first point in time 102 or the third point in time 502 after the end of the active control of the ultrasonic transducer 9, from which the values of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 are no longer sufficient to to switch the first comparator 23.

Diese Zeitpunktfeststellvorrichtung startet mittels eines Startsignals einen Zeitgeber 41. Der Zeitgeber41 ist Teil der Vorrichtung. Der Zeitgeber 41 schaltet für einen ersten Zeitraum (Δt1) mittels des Steuersignals 32 und zeitlich ab dem festgestellten ersten Zeitpunkt 102 bzw. ab dem dritten Zeitpunkt 502 das zweite Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Logikschaltung, die den zweiten Komparator 26 emuliert, auf einen Zustand, der demjenigen logischen Wert entspricht, der signalisiert, dass keine Reflektion vorliegt. Als Schaltvorrichtung dient bevorzugt eine dritte Logik 30 oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung. Bevorzugt steuern der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 diese Umschaltung mittels einer Steuersignalisierung 32. Die dritte Logik kann ein EXOR-Gatter 30 umfassen. In dem Fall kann ein EXOR-Steuersignal 32 dann die Signalisierung zum EXOR-Gatter 30 übertragen.This time determination device starts a timer 41 by means of a start signal. The timer 41 is part of the device. Timer 41 uses control signal 32 to switch second comparator output signal 28 of second logic circuit, which emulates second comparator 26, to a state that corresponds to the logical value that signals that there is no reflection. A third logic 30 or a functionally equivalent device preferably serves as the switching device. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably control this switchover by means of control signaling 32 . The third logic can include an EXOR gate 30 . In that case, an EXOR control signal 32 can then transfer the signaling to the EXOR gate 30 .

Darüber hinaus weist eine vorgeschlagene Vorrichtung bevorzugt ein weiteres Merkmal auf, das für sich alleine bereits zu einer Verbesserung über den Stand der Technik hinausführt, jedoch für sich alleine genommen noch nicht die modernen Anforderungen des automobilen Marktes erfüllt. Eine solche Vorrichtung zur Erkennung der Anwesenheit von Objekten im Nahbereich eines Ultraschallmesssystems 22 weist wieder einem Ultraschalltransducer 9 auf, dessen elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 erfasst wird. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung 33 auf, digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17 ein aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignal 34 erzeugt, dass typischerweise das digitale Hüllkurvensignal umfasst. Dabei umfasst diese Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung 33 bevorzugt ein steuerbares Hüllkurvenfilter 33. Die vorgeschlagene Vorrichtung weist wieder eine Schwellwerterzeugung 29 auf, die ein bevorzugt nun digitales zweites Schwellwertsignal 27 mit einem zweiten Schwellwert 105 erzeugt, und eine zweite Logikschaltung, die die Funktion eines zweiten Komparators 28 emuliert. Die zweite Logikschaltung vergleicht das zweite Schwellwertsignal 27 mit dem Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34 und erzeugt ein zweites Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Logikschaltung 26. Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 ändern mindestens eine Kennfrequenz des steuerbaren Hüllkurvenfilters 33 während des Betriebes der Vorrichtung zu zumindest einem Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem zweiten Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Logikschaltung 26 oder korreliert zu diesem zweiten Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Logikschaltung 26.In addition, a proposed device preferably has a further feature which alone already leads to an improvement over the prior art, but which alone does not yet meet the modern requirements of the automotive market. Such a device for detecting the presence of objects in the close range of an ultrasonic measuring system 22 again has an ultrasonic transducer 9 whose electric ultrasonic received signal 13 is detected. The device preferably has an envelope generation device 33 that generates a processed, digital ultrasonic reception signal 34 from a digitized ultrasound reception signal 17, which typically includes the digital envelope curve signal. This envelope generator device 33 preferably includes a controllable envelope filter 33. The proposed device again has a threshold generator 29, which generates a second threshold signal 27, which is now preferably digital, with a second threshold value 105, and a second logic circuit, which emulates the function of a second comparator 28. The second logic circuit compares the second threshold value signal 27 with the amplitude curve 107 of the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34 and generates a second comparator output signal 28 of the second logic circuit 26. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 change at least one characteristic frequency of the controllable Envelope filter 33 during operation of the device at least at one point in time depending on the second comparator output signal 28 of the second logic circuit 26 or correlated to this second comparator output signal 28 of the second logic circuit 26.

In einer weiteren Ausprägung weist die Vorrichtung darüber hinaus einen ersten Komparator 23 auf, der das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 mit einem ersten Schwellwert eines ersten Schwellwertsignals 24 vergleicht, wobei dieser erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 im Vergleich zum zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 bevorzugt wieder so gewählt ist, dass der erste Komparator 23 bei höheren Werten des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 schaltet als die zweite Logikschaltung 26. Zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs weist die Vorrichtung wieder bevorzugt die besagte Zeitpunktfeststellvorrichtung auf. Diese bestimmt den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 nach dem zeitlichen Ende der aktiven Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9 ab dem der Wert des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 nicht mehr ausreicht, um den ersten Komparator 23 umzuschalten. Auf diese Weise wird ein fester zeitlicher Bezugspunkt geschaffen, der nun wieder Steuerungsaufgaben ermöglicht. In Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit bezogen auf diesen ersten Zeitpunkt 102 bzw. diesen dritten Zeitpunkt 502 können nun Steuerungsaufgaben für das Hüllkurvenfilter 33 und die Schwellwerterzeugung 29 zeitabhängig durchgeführt werden. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung typischerweise einen Zeitgeber 41 auf. Der Zeitgeber 41 kann Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 sein, der nach mindestens einem dritten Zeitraum (Δt3) und nach mindestens einem vierten Zeitraum (Δt4) bezogen auf den besagten ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 die Filtercharakteristik des Hüllkurvenfilters 33 der Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung bevorzugt mindestens zweimal ändert. Es ist natürlich denkbar, diese Änderung zu sehr vielen Zeitpunkten vorzunehmen, wodurch eine quasikontinuierliche Änderung des zweiten Schwellwertsignals 27 und/oder der Parameter des Hüllkurvenfilters 33 ab dem besagten ersten Zeitpunkt 102 bzw. dem dritten Zeitpunkt 502 erfolgt. In dem Beispiel der 4 handelt es sich bei dem Zeitgeber 41 bevorzugt um eine digitale Vorrichtung und/oder Logikschaltung, die ein digitales Signal erzeugt, das beispielsweise einen Wert der zeitlichen Dauer des verstrichenen Zeitraums linear oder nichtlinear aber streng monoton fallend oder streng monoton steigend mit dem Fortschreiten der Zeit repräsentiert und das zweite Schwellwertsignal 24 und/oder einen oder mehrere der Parameter des Hüllkurvenfilters 33 kontinuierlich steuert.In a further embodiment, the device also has a first comparator 23, which compares the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 with a first threshold value of a first threshold value signal 24, this first threshold value of the first threshold value signal 24 compared to the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is preferably again selected such that the first comparator 23 switches at higher values of the electrical ultrasonic reception signal 13 of the ultrasonic transducer 9 than the second logic circuit 26. To control the timing, the device again preferably has the said point in time determination device. This determines the first point in time 102 or the third point in time 502 after the end of the active control of the ultrasonic transducer 9 from which the value of the elec Technical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 is no longer sufficient to switch the first comparator 23. In this way, a fixed time reference point is created, which now enables control tasks again. Depending on the elapsed time in relation to this first point in time 102 or this third point in time 502, control tasks for the envelope filter 33 and the threshold value generation 29 can now be carried out in a time-dependent manner. The device typically has a timer 41 for this purpose. The timer 41 can be part of the digital processing and filter stage 18, which after at least a third time period (Δt3) and after at least a fourth time period (Δt4) based on the said first point in time 102 or the third point in time 502, the filter characteristic of the envelope filter 33 of the envelope generator preferably changes at least twice. It is of course conceivable to make this change at many points in time, resulting in a quasi-continuous change in second threshold value signal 27 and/or the parameters of envelope filter 33 from said first point in time 102 or third point in time 502 . In the example of 4 the timer 41 is preferably a digital device and/or logic circuit that generates a digital signal that represents, for example, a value of the duration of the elapsed period of time linearly or non-linearly but strictly monotonically decreasing or strictly monotonically increasing with the progression of time and continuously controls the second threshold signal 24 and/or one or more of the parameters of the envelope filter 33 .

Im Falle einer diskreten Steuerung beispielsweise durch einen digitalen Zeitgeber 41 kann dieser Zeitgeber 41 beispielsweise auch nach mindestens einem fünften Zeitraum (Δt5) bezogen auf den besagten ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 die Schwellwerterzeugung 29 derart steuern, dass der zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals ab diesem ersten Zeitpunkt 102 bzw. ab diesem dritten Zeitpunkt 502 exponentiell mit einer ersten Zeitkonstante τ1 auf einen Restschwellwert abfällt. In den 1 und 2 sind die eine oder mehreren Steuerleitungen, mit denen der Zeitgeber 41 die Schwellwerterzeugung 29 steuert zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Diese Leitungen würden bei dem Zeitgeber 41 beginnen und bei der Schwellwerterzeugung 29 enden.In the case of discrete control, for example by a digital timer 41, this timer 41 can, for example, also control threshold value generation 29 after at least a fifth time period (Δt5) in relation to said first point in time 102 or the third point in time 502 in such a way that the second threshold value 105 of the second threshold value signal falls exponentially with a first time constant τ 1 to a residual threshold value from this first point in time 102 or from this third point in time 502 . In the 1 and 2 the one or more control lines with which the timer 41 controls the threshold value generation 29 are not shown for a better overview. These lines would start at the timer 41 and end at the threshold generation 29 .

Die analoge Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1 steuert den Ultraschalltransducer 9 mit dem Ansteuersignal 7 typischerweise zu Beginn einer Sendeperiode für die Dauer einer Sendephase an. Nach der Sendephase steuert die analoge Ultraschallsendestufe 6 den Ultraschalltransducer 9 für die Dauer einer Bremsphase so an, dass er möglich viel Energie in kurzer Zeit verliert, um möglichst schnell auszuschwingen. Nach dem Ende der Bremsphase schwingt der Ultraschalltransducer 9 noch für die Dauer einer Ausschwingphase weiter. Die analoge Ultraschallsendestufe 6 ist nach dem Ausschwingen des Ultraschalltransducers 9 in der Ausschwingphase für den Rest der Sendeperiode in einer Empfangsphase bevorzugt inaktiv. Der Rest der Sendeperiode nach Sendephase und Bremsphase gliedert sich in Ausschwingzeit und Empfangszeit. Die Sendeperioden werden typischerweise periodisch wiederholt. Ein erster Komparator 23 vergleicht den Wert des elektrischen Ultraschallempfangssignal 13 des Ultraschalltransducers 9 mit einem ersten Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24, der typischerweise von einer Schwellwerterzeugung 29 vorgegeben wird. Der erste Schwellwert ist bevorzugt dabei so gewählt, dass er von der Wirkung her über dem zweiten Schellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 liegt. Das erste Komparatorausgangssignal 25 des ersten Komparators 23 wird bevorzugt von einer Zeitpunktfeststellvorrichtung ausgewertet. Die Zeitpunktfeststellvorrichtung ist bevorzugt Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Auch der Rechnerkern 2 kann als Zeitpunktfeststellvorrichtung fungieren. Diese Zeitpunktfeststellvorrichtung bestimmt den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 nach dem Ende der aktiven Ansteuerung des Ultraschalltransducers 9, ab dem der Wert des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 des Ultraschalltransducers 9 nicht mehr ausreicht, um den ersten Komparator 23 umzuschalten. Typischerweise liegen dieser erste Zeitpunkt 102 bzw. dieser dritte Zeitpunkt 502 jeweils in Form eines geeigneten jeweiligen Signals am Ausgang der Zeitpunktfeststellvorrichtung vor. Dieses Signal startet typischerweise den Zeitgeber 41. In dem Beispiel der 4 nimmt die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 die Funktion der Zeitpunktfeststellvorrichtung wahr. Der Zeitgeber 41 kann auch Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18 sein. Der Rechnerkern 2 kann auch als Zeitgeber 41 arbeiten oder einen solchen Zeitgeber 41 umfassen. Das Erreichen des ersten Zeitpunkts 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 502 innerhalb einer Sendeperiode startet somit bevorzugt den Zeitgeber41. Das Ende einer Sendeperiode oder der Beginn einer Sendeperiode setzen bevorzugt den Zeitgeber 41 zurück. Der Start des Zeitgebers 41 erfolgt typischerweise bei einer abgeschalteten analogen Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1. In einer ersten Ausprägung schaltet der Zeitgeber 41 für einen ersten Zeitraum (Δt1) mittels des Logiksteuersignals 32 ab dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. dritten Zeitpunkt 502 in der betreffenden Sendeperiode das zweite Komparatorausgangssignal 28 der zweiten Logikschaltung 26 typischerweise mittels einer dritten Logik 30 auf den Zustand, der einem solchen logischen Wert des zweiten Komparatorausgangssignals 28 der zweiten Logikschaltung 26 entspricht, als ob keine Reflektion vorliegen würde. In einer zweiten weniger bevorzugten Ausprägung ändert der Zeitgeber 41 mittels weiterer Steuerleitungen nach mindestens einem dritten Zeitraum (Δt3) und nach mindestens einem vierten Zeitraum (Δt4) bezogen auf den ersten Zeitpunkt 102 bzw. dritten Zeitpunkt 502 in der Sendeperiode die Filtercharakteristik des Hüllkurvenfilters 33 der Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung somit mindestens zweimal in der Sendeperiode. Eine quasikontinuierliche oder kontinuierliche Änderung mit einer Änderungsfunktion ab einem fünften Zeitpunkt, der gegenüber dem ersten Zeitpunkt 102 bzw. dem dritten Zeitpunkt 502 um einen dritten Zeitraum Δt3 verschoben ist, ist ebenso denkbar. Besonders bevorzugt ist die Änderung der Filtercharakteristik des Hüllkurvenfilters 33 der Hüllkurvenerzeugungsvorrichtung zu vier Zeitpunkten in zeitlicher Nachfolge des ersten Zeitpunkts 102 bzw. des dritten Zeitpunkts 502. Gegenüber der Steuerung der Filtercharakteristik über den Zeitgeber 41 ist jedoch die Steuerung des Hüllkurvenfilters 33 mittels der Filtersteuerung und auf Basis des zweiten Komparatorausgangssignals 28 der zweiten Logikschaltung 26 bevorzugt. Die Filtersteuerung ist dabei bevorzugt ein Teil der digitalen Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Auch der Rechnerkern 2 kann als Filtersteuerung dienen. In einer dritten Ausprägung ändert der Zeitgeber 41 nach mindestens einem fünften Zeitraum (Δt5) bezogen auf den ersten Zeitpunkt 102 bzw. den dritten Zeitpunkt 502 einer Sendeperiode die Schwellwerterzeugung der Schwellwertsignale 24 und/oder 27 und ggf. weiterer Schwellwertsignale mittels der Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 bevorzugt derart, dass der durch die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 generierte zweite Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 ab diesem Zeitpunkt (Δt5) exponentiell mit einer ersten Zeitkonstante τ1 auf einen Restschwellwert abfällt.The analog ultrasonic transmission stage 6 of the ultrasonic sensor 1 controls the ultrasonic transducer 9 with the control signal 7 typically at the beginning of a transmission period for the duration of a transmission phase. After the transmission phase, the analog ultrasonic transmitter stage 6 controls the ultrasonic transducer 9 for the duration of a braking phase in such a way that it loses as much energy as possible in a short time in order to decay as quickly as possible. After the end of the braking phase, the ultrasonic transducer 9 continues to oscillate for the duration of a decay phase. The analog ultrasonic transmitter stage 6 is preferably inactive after the oscillation of the ultrasonic transducer 9 in the oscillation decay phase for the remainder of the transmission period in a reception phase. The remainder of the transmission period after the transmission phase and braking phase is divided into decay time and reception time. The transmission periods are typically repeated periodically. A first comparator 23 compares the value of the electrical ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 with a first threshold value of the first threshold signal 24, which is typically specified by a threshold generator 29. The first threshold value is preferably selected in such a way that its effect is above the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 . The first comparator output signal 25 of the first comparator 23 is preferably evaluated by a point in time determination device. The time determination device is preferably part of the digital processing and filter stage 18. The computer core 2 can also function as a time determination device. This point in time determination device determines the first point in time 102 or the third point in time 502 after the end of the active control of the ultrasonic transducer 9, after which the value of the electric ultrasonic received signal 13 of the ultrasonic transducer 9 is no longer sufficient to switch the first comparator 23 over. Typically, this first point in time 102 and this third point in time 502 are each in the form of a suitable respective signal at the output of the point in time determination device. This signal typically starts the timer 41. In the example of FIG 4 the digital processing and filtering stage 18 performs the function of the point-in-time detection device. The timer 41 can also be part of the digital processing and filtering stage 18 . The computer core 2 can also work as a timer 41 or include such a timer 41 . Reaching the first point in time 102 or the third point in time 502 within a transmission period thus preferably starts the timer 41 . The end of a transmission period or the beginning of a transmission period preferably resets the timer 41 . The timer 41 typically starts when the analog ultrasonic transmission stage 6 of the ultrasonic sensor 1 is switched off. In a first embodiment, the timer 41 switches for a first time period (Δt1) by means of the logic control signal 32 from the first point in time 102 or third point in time 502 in the relevant transmission period the second comparator output signal 28 of the second logic circuit 26 typically by means of a third logic 30 to the state corresponding to such a logical value of the second comparator output signal 28 of the second Logic circuit 26 corresponds as if there were no reflection. In a second, less preferred embodiment, timer 41 uses additional control lines to change the filter characteristics of envelope filter 33 of the Envelope generator device thus at least twice in the transmission period. A quasi-continuous or continuous change with a change function from a fifth point in time, which is shifted by a third time period Δt3 compared to the first point in time 102 or the third point in time 502, is also conceivable. The change in the filter characteristic of the envelope filter 33 of the envelope generation device at four points in time in the chronological sequence of the first point in time 102 and the third point in time 502 is particularly preferred Base of the second comparator output signal 28 of the second logic circuit 26 preferred. The filter control is preferably part of the digital processing and filter stage 18. The computer core 2 can also serve as a filter control. In a third embodiment, timer 41 changes the threshold value generation of threshold value signals 24 and/or 27 and, if applicable, further threshold value signals by means of threshold value generation device 29 after at least a fifth time period (Δt5) in relation to first point in time 102 or third point in time 502 of a transmission period, preferably in this way that the generated by the threshold value generating device 29 second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 from this point in time (Δt5) falls exponentially with a first time constant τ 1 to a residual threshold value.

Dem Fachmann ist offensichtlich, dass die in diesem Blockschaltbild dargestellten Funktionalitäten zu großen Teilen auch als Software auf einem Signalprozessor ablaufen können. Insofern können ein oder mehrere Komponenten dieses Blockschaltbildes in einer Realisierung auch zu einer einzigen Vorrichtung zusammengefasst sein.It is obvious to a person skilled in the art that the functionalities shown in this block diagram can also run to a large extent as software on a signal processor. In this respect, one or more components of this block diagram can also be combined to form a single device in one implementation.

Da die Energie des 1 Puls-Echos, also des kurzen Ultraschallbursts 504 sehr gering ist, wird der Ausschwingvorgang kaum gestört. Bei extrem nahen Objekten 11 können sich durch hin- und herlaufende Wellen die Verhältnisse umkehren, so dass es sinnvoll ist, ggf. auch negative Zeitdifferenzen oder Zeitverhältnisse kleiner eines unterhalb eines gewissen Schwellwertes zuzulassen.Since the energy of the 1-pulse echo, ie the short ultrasonic burst 504, is very low, the decay process is hardly disturbed. In the case of extremely close objects 11, the conditions can be reversed by waves running back and forth, so that it makes sense to also allow negative time differences or time relationships smaller than a certain threshold value.

Die Bestimmung des ersten Schwellwerts und ggf. des zweiten Schwellwerts 105 des zweiten Schwellwertsignals 27 ist typischerweise temperaturabhängig.The determination of the first threshold value and possibly the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 is typically temperature-dependent.

Die erfinderische Lösung basiert zusammengefasst auf zwei Grunderkenntnissen:

  1. a) Die erste Zeitdifferenz 101 eines ausgesendeten Ultraschallbursts 10 mit einem Ultraschallpuls ist in etwa zeitlich gleich lang, wie die die zweite Zeitdifferenz 501 eines ausgesendeten Ultraschallbursts 10 mit 16 Ultraschallpulsen.
  2. b) Ein ausgesendeter Ultraschallburst 10 mit einem Ultraschallpuls kann als im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 noch nicht durch reflektierte Ultraschallbursts 12 des Objekts 11 gestört angenommen werden.
In summary, the inventive solution is based on two basic findings:
  1. a) The first time difference 101 of a transmitted ultrasonic burst 10 with one ultrasonic pulse is approximately the same length in time as the second time difference 501 of a transmitted ultrasonic burst 10 with 16 ultrasonic pulses.
  2. b) A transmitted ultrasonic burst 10 with an ultrasonic pulse can be assumed to have not yet been disturbed by reflected ultrasonic bursts 12 of the object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 .

Eine vorgeschlagene Lösung sieht dann so aus, dass von Zeit zu Zeit einzelne ausgesendete Ultraschallbursts 10 nur wenige Ultraschallpulse, bevorzugt nur genau einen Ultraschallpuls aufweisen. Der Ultraschallsensor 1 erfasst mit diesen kurzen ausgesendeten Ultraschallpulsen 10 in speziellen Kompensationsmessungen 504 die erste Zeitdifferenz 101. Der Ultraschallsensor 1 führt die Entfernungsmessungen jedoch normalerweise mit längeren ausgesendeten Ultraschallburst 10 währen der Ultraschallhauptmessungen 505 durch. Dies verleiht der Abstandsmessungen des Ultraschallsensors eine größere Reichweite. Diese Reichweite ist bei Objekten 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 aber gar nicht erforderlich, ja sogar kontraproduktiv, da sie den Totbereich, in dem der Ultraschallsensor 1 nichts detektieren kann, vergrößert.A proposed solution is such that from time to time individual ultrasonic bursts 10 emitted have only a few ultrasonic pulses, preferably only exactly one ultrasonic pulse. The ultrasonic sensor 1 detects the first time difference 101 with these short emitted ultrasonic pulses 10 in special compensation measurements 504 . This gives the distance measurements of the ultrasonic sensor a longer range. In the case of objects 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1, however, this range is not necessary at all, and is even counterproductive, since it increases the dead area in which the ultrasonic sensor 1 cannot detect anything.

Mit Hilfe der längeren ausgesendeten Ultraschallbursts 10 kann der Ultraschallsensor 1 eine zweite Zeitdifferenz 501 erfassen, die den Rückschluss auf ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 zulässt. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor 1 die zweite Zeitdifferenz 501 auf die Länge der ersten Zeitdifferenz 101 normieren und damit deren Verhältnis zueinander beurteilen. Hierdurch kann der Ultraschallsensor 1 Temperaturschwankungen herauskorrigieren.With the help of the longer emitted ultrasonic bursts 10 , the ultrasonic sensor 1 can detect a second time difference 501 , which allows conclusions to be drawn about an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1 . For example, the ultrasonic sensor 1 can normalize the second time difference 501 to the length of the first time difference 101 and thus assess their relationship to one another. As a result, the ultrasonic sensor 1 can correct out temperature fluctuations.

Durch zusätzliche Kompensationsmessung 504 mit bevorzugt nur genau einem Ultraschallpuls im ausgesendeten Ultraschallburst 10 kann eine Referenz in Form eines Messwerts der ersten Zeitdifferenz 101 hergestellt werden. Der Rechnerkern 2 des Ultraschallsensors 1 verrechnet diesen Messwert wird mit dem Messwert einer typischerweise nachfolgenden Ultraschallhauptmessung 505 und erzeugt so eine Kompensation. Der Messablauf ist also bevorzugt so, dass erst eine 1-Puls-Messung, die besagte Kompensationsmessung 504, erfolgt und dann bevorzugt die normale Messung, die besagte Ultraschallhauptmessung 505. Die Reihenfolge ist jedoch zwar bevorzugt, aber nicht ausdrücklich zwingend. Es genügt auch, die Kompensationsmessung 504 von Zeit zu Zeit durchzuführen. Der Ultraschallsensor 1 kann auch in einer weniger bevorzugten Ausprägung zuvor mit einer oder mehreren Ultraschallhauptmessungen 505 gemessene Werte der Dauer der zweiten Zeitdifferenzen 501 abspeichern und dann erst zeitlich nachfolgend mittels einer ersten Zeitdifferenz 101 einer zeitlich nachfolgenden Kompensationsmessung 504 rückschauend bewerten. Die hier vorgelegte Schrift empfiehlt dieses mögliche Verfahren nicht.A reference in the form of a measured value of the first time difference 101 can be established by additional compensation measurement 504 with preferably only exactly one ultrasonic pulse in the transmitted ultrasonic burst 10 . The computer core 2 of the ultrasonic sensor 1 calculates this measured value with the measured value of a typically subsequent main ultrasonic measurement 505 and thus generates a compensation. The measurement sequence is therefore preferably such that first a 1-pulse measurement, said compensation measurement 504, takes place and then preferably the normal measurement, said main ultrasound measurement 505. The rows sequence is preferred, but not expressly mandatory. It is also sufficient to carry out the compensation measurement 504 from time to time. In a less preferred embodiment, the ultrasonic sensor 1 can also store previously measured values for the duration of the second time differences 501 with one or more main ultrasonic measurements 505 and only then evaluate them retrospectively using a first time difference 101 of a subsequent compensation measurement 504. The paper presented here does not recommend this possible procedure.

VorteilAdvantage

Mit Hilfe der hier vorgestellten Verfahren und Vorrichtungen ist eine Erfassung der Anwesenheit von Objekten 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 möglich. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt. Das Messverfahren ist durch die hier vorgeschlagene Vorgehensweise deutlich parameter- und temperaturunabhängiger.The presence of objects 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 can be detected with the aid of the methods and devices presented here. However, the advantages are not limited to this. Due to the procedure proposed here, the measuring method is significantly more independent of parameters and temperature.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt eine vorschlagsgemäße, beispielhafte Vorrichtung. 1 shows a proposed, exemplary device.
  • 2 zeigt den beispielhaften zeitlichen Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals eines Ultraschallbursts. 2 shows the exemplary time amplitude profile 107 of the envelope signal of an ultrasonic burst.
  • 3 zeigt die bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Schrift erkannte Temperaturabhängigkeit der zeitlichen Dauer der ersten Zeitdifferenz 101 der 1 von der Temperatur. 3 shows the temperature dependency of the duration of the first time difference 101 of FIG 1 from the temperature.
  • 4 entspricht weitestgehend der 1, wobei das Hüllkurvenfilter 33 nun jedoch nicht Teil des Verstärkers 14 wie in 1 ist, sondern im Signalpfad hinter dem Analog-zu-Digital-Wandler 16 als digitales Hüllkurvenfilter 33 ausgeführt und angeordnet ist. 4 largely corresponds to the 1 , but with the envelope filter 33 now not part of the amplifier 14 as in FIG 1 is, but is implemented and arranged in the signal path behind the analog-to-digital converter 16 as a digital envelope filter 33 .
  • 5 entspricht der 1, wobei nun der Zeitgeber 41 das zweite Komparatorausgangssignal 28 nicht mehr invertiert. 5 equals to 1 , the timer 41 no longer inverting the second comparator output signal 28 .
  • 6 entspricht der 4, wobei nun der Zeitgeber 41 das zweite Komparatorausgangssignal 28 nicht mehr invertiert und die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 das zweite Komparatorausgangssignal 28 nun bevorzugt direkt auswerten. 6 equals to 4 , the timer 41 no longer inverting the second comparator output signal 28 and the digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 now preferably evaluating the second comparator output signal 28 directly.
  • 7 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals für einen ersten kurzen Ultraschallburst 504 und einen nachfolgenden langen Ultraschallburst 505. 7 shows an example of an amplitude curve 107 over time of the envelope signal for a first short ultrasonic burst 504 and a subsequent long ultrasonic burst 505.
  • 8 zeigt die bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Schrift erkannte Temperaturabhängigkeit der ersten Zeitdifferenz 101 der 1 und 4 bis 6 von der Temperatur und die bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Schrift erkannte Temperaturabhängigkeit der zweiten Zeitdifferenz 501 der 1 und 4 bis 6 von der Temperatur. 8th shows the temperature dependency of the first time difference 101 of FIG 1 and 4 until 6 of the temperature and the temperature dependency of the second time difference 501 of the recognized in the development of the technical teaching of this document 1 and 4 until 6 from the temperature.
  • 9 zeigt einen ersten beispielhaften Ablauf beispielhafter Messesequenzen. 9 shows a first exemplary sequence of exemplary measurement sequences.
  • 10 zeigt einen zweiten beispielhaften Ablauf beispielhafter Messesequenzen. 10 shows a second exemplary course of exemplary measurement sequences.
  • 11 entspricht der 5 mit dem Unterschied, dass sie keinen Zeitgeber 41 aufweist. 11 equals to 5 with the difference that it has no timer 41.
  • 12 entspricht der 3 mit dem Unterschied, dass sie keinen Zeitgeber 41 aufweist. 12 equals to 3 with the difference that it has no timer 41.
  • 13 entspricht der 9 mit dem Unterscheid, dass der Ultraschallsensor 1 nachdem er im vierten Schritt 903 auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 geschlossen hat, nun bis zum Verschwinden des Objekts 11 aus dem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 auf Ultraschallhauptmessungen 505 mit kurzen Ultraschallpulsen 10 umschaltet. 13 equals to 9 with the difference that the ultrasonic sensor 1, after having concluded in the fourth step 903 the presence of an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1, now switches to main ultrasonic measurements 505 with short ultrasonic pulses 10 until the object 11 disappears from the close range of the ultrasonic sensor 1.
  • 14 entspricht der 10 mit dem Unterscheid, dass der Ultraschallsensor 1 nachdem er im sechsten Schritt 1005 auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 geschlossen hat, nun bis zum Verschwinden des Objekts 11 aus dem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 auf Ultraschallhauptmessungen 505 mit kurzen ausgesendeten Ultraschallpulsen 10 umschaltet. 14 equals to 10 with the difference that the ultrasonic sensor 1, after it has concluded in the sixth step 1005 that an object 11 is present in the close range of the ultrasonic sensor 1, now switches to main ultrasonic measurements 505 with short transmitted ultrasonic pulses 10 until the object 11 has disappeared from the close range of the ultrasonic sensor 1 .

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

Figur 1figure 1

1 zeigt eine vorschlagsgemäße, beispielhafte Vorrichtung. Die Vorrichtung stellt ein Ultraschallsensorsystem 22 dar. Das Ultraschallsensorsystem 22 umfasst ein Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 und einen oder mehrere Ultraschallsensoren 1. Der Ultraschallsensor 1 umfasst einen Auswerteschaltkreis 37. Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst einen Rechnerkern 2. Ein Datenbus 20 verbindet den Rechnerkern 2 des Ultraschallsensors 1 mit dem Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22. Der Rechnerkern 2 erzeugt Steuersignale 2 für die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1. Es ist zweckmäßig, wenn der Rechnerkern 2 ggf. Statusinformationen digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 über einen internen Datenbus eines internen Ansteuerschaltkreises 37 abfragen kann. Die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 erzeugt ein digitales Ultraschallsendesignal 5. Die analoge Ultraschallsendestufe 6 des Ultraschallsensors 1 treibt mittels des Ansteuersignals 7 des Ultraschallsensors 1 das vorzugsweise piezoelektrische Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 an. Die die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 und die Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 sind mit den Steuersignalen für die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1 und mit dem digitalen Ultraschallsendesignal 5 und mit dem Ansteuersignal 7 des Ultraschallsensors 1 typischerweise Teil des Auswerteschaltkreises 37. Das Ansteuersignal 7 regt in der Sendephase typischerweise das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 zu ersten mechanischen Schwingungen an, die das Schwingelement 8 dann auf die umgebende Luft überträgt und als ausgesendeten Ultraschallburst 10 abstrahlt. 1 shows a proposed, exemplary device. The device represents an ultrasonic sensor system 22. The ultrasonic sensor system 22 comprises a control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 and one or more ultrasonic sensors 1. The ultrasonic sensor 1 comprises an evaluation circuit 37. The evaluation circuit 37 comprises a computer core 2. A data bus 20 connects the computer core 2 of the ultrasonic sensor 1 with the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22. The computer core 2 generates control signals 2 for the digital ultrasonic burst generation 3 of the ultrasonic sensor 1. It is expedient if the computer core 2 may request status information for the digital ultrasonic burst generation 3 of the ultrasonic sensor 1 via an internal data bus of an internal control circuit 37 can. The digital ultrasonic burst generation 3 of the ultrasonic sensor 1 generates a digital ultrasonic transmission signal 5. The analog ultrasonic transmission stage 6 of the Ultra The sound sensor 1 drives the preferably piezoelectric oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 by means of the control signal 7 of the ultrasonic sensor 1 . The digital ultrasonic burst generator 3 of the ultrasonic sensor 1 and the ultrasonic burst generator 3 of the ultrasonic sensor 1 are typically part of the evaluation circuit 37 with the control signals for the digital ultrasonic burst generator 3 of the ultrasonic sensor 1 and with the digital ultrasonic transmission signal 5 and with the control signal 7 of the ultrasonic sensor 1. The control signal 7 In the transmission phase, typically the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 excites the first mechanical oscillations, which the oscillating element 8 then transmits to the surrounding air and emits as an ultrasonic burst 10 emitted.

Das Ansteuersignal 7 dämpft bevorzugt in der zeitlich nachfolgenden Ausschwingphase die ersten mechanischen Schwingungen des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9.The control signal 7 preferably dampens the first mechanical oscillations of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 in the subsequent decay phase.

Ein durch ein Objekt 11 reflektierter Ultraschallburst 12 regt das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 zu zweiten mechanischen Schwingungen in der zeitlich nachfolgenden Empfangsphase an. Diese zweiten mechanischen Schwingungen des Schwingelements 8 wandelt das Schwingelement 8 aufgrund seiner typischerweise vorhandenen piezoelektrischen Eigenschaften in ein elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 um. Ein Verstärker 14 wandelt das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 in ein verstärktes elektrisches Ultraschallempfangssignal 15. Bevorzugt umfasst der Verstärker 14 in diesem Beispiel der 1 eine Hüllkurvenerzeugung mit einem Hüllkurvenfilter. Das Hüllkurvenfilter erzeugt beispielsweise aus dem typischerweise verstärkten elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 ein Hüllkurvensignal, das bevorzugt Teil des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 ist. Das verstärkte elektrisches Ultraschallempfangssignal 15 kann also im Sinne der hier vorgelegten Schrift auch ein Signalbündel sein. Typischerweise umfasst der Auswerteschaltkreis 37 das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 und den Verstärker 14 mit dem Hüllkurvenfilter und das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15.An ultrasonic burst 12 reflected by an object 11 excites the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 to perform second mechanical oscillations in the subsequent reception phase. The oscillating element 8 converts these second mechanical oscillations of the oscillating element 8 into an electrical ultrasonic reception signal 13 due to its typically present piezoelectric properties. An amplifier 14 converts the electrical ultrasound reception signal 13 into an amplified electrical ultrasound reception signal 15. In this example, the amplifier 14 preferably comprises the 1 an envelope generator with an envelope filter. The envelope filter generates, for example, an envelope signal from the typically amplified received electrical ultrasonic signal 13 , which is preferably part of the amplified received electrical ultrasonic signal 15 . The amplified electrical ultrasound reception signal 15 can therefore also be a signal bundle in the sense of the document presented here. Typically, the evaluation circuit 37 includes the electric ultrasonic received signal 13 and the amplifier 14 with the envelope filter and the amplified electric ultrasonic received signal 15.

Eine Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 erzeugt beispielsweise ein erstes Schwellwertsignal 24, dass einem ersten Komparator 23 einen ersten Schwellwert signalisiert. Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst bevorzugt die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 und das erste Schwellwertsignal 24 und den ersten Komparator 23.A threshold-value generation device 29 generates, for example, a first threshold-value signal 24 that signals a first threshold value to a first comparator 23 . The evaluation circuit 37 preferably comprises the threshold value generation device 29 and the first threshold value signal 24 and the first comparator 23.

Der erste Komparator 23 oder eine funktionsäquivalente Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 vergleichen diesen signalisierten ersten Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 mit dem Wert des elektrisches Ultraschallempfangssignal 13 oder eines daraus abgeleiteten Signals und erzeugen in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs ein erstes Komparatorausgangssignal 25. Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst typischerweise das erste Komparatorausgangssignal 25.The first comparator 23 or a functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 compares this signaled first threshold value of the first threshold value signal 24 with the value of the electrical ultrasound reception signal 13 or a signal derived therefrom and generates a first comparator output signal 25 depending on the result of this comparison. The evaluation circuit 37 comprises typically the first comparator output signal 25.

Ein Analog-zu-Digital-Wandler 16 wandelt bevorzugt das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 in ein digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17. Da das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 in dem Beispiel der 1 das Hüllkurvensignal umfasst oder ist, wandelt der Analog-zu-Digital-Wandler 16 bevorzugt das analoge Hüllkurvensignal im verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignal 15 in ein digitalisiertes Hüllkurvensignal um. Das digitalisierte Hüllkurvensignal ist dabei bevorzugt eine Abfolge digitalisierter Abtastwerte des analogen Hüllkurvensignals im verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignal 15. Diese Abfolge digitalisierter Abtastwerte des analogen Hüllkurvensignals ist bevorzugt eine Abfolge von Abtastwerten, die der Analog-zu-Digital-Wandler 16 zeitlich im Wesentlichen zu zeitlich äquidistanten Abtastzeitpunkten als zu diesen Abtastzeitpunkten vorliegende Werte des analogen Hüllkurvensignals im verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignal 15 ermittelt. Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst typischerweise den Analog-zu-Digitalwandler 16.An analog-to-digital converter 16 preferably converts the amplified electrical ultrasonic received signal 15 into a digitized ultrasonic received signal 17. Since the amplified electrical ultrasonic received signal 15 in the example of FIG 1 comprises or is the envelope signal, the analog-to-digital converter 16 preferably converts the analog envelope signal in the amplified electric ultrasonic received signal 15 into a digitized envelope signal. The digitized envelope signal is preferably a sequence of digitized sampled values of the analog envelope signal in the amplified electrical ultrasound reception signal 15. This sequence of digitized sampled values of the analog envelope signal is preferably a sequence of sampled values which the analog-to-digital converter 16 takes essentially at equidistant sampling times determined as the values of the analog envelope curve signal present at these sampling times in the amplified electric ultrasonic received signal 15 . The evaluation circuit 37 typically includes the analog-to-digital converter 16.

Der Auswerteschaltkreis 37 ermittelt mit Hilfe des ersten Komparators 23 und/oder einer funktionsäquivalenten Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 einen ersten Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25. Dieser erste Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 stellt den Zeitpunkt dar, ab dem der Auswerteschaltkreis 37 den Beginn der zeitlichen Empfangsphase und das zeitliche Ende der zeitlichen Ausschwingphase annimmt. Somit signalisiert der erste Flankenwechsels 102 des ersten Komparatorausgangssignals 25 den Zeitpunkt des Beginns der zeitlichen Empfangsphase und des zeitlichen Endes der zeitlichen Ausschwingphase.The evaluation circuit 37 uses the first comparator 23 and/or a functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 to determine a first time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25. This first time 102 of the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 represents the time from which the evaluation circuit 37 assumes the beginning of the reception phase and the end of the decay phase. Thus, the first edge change 102 of the first comparator output signal 25 signals the time of the start of the reception phase and the end of the decay phase.

Die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift schlägt vor, dass der Ultraschallsensor 1 zuerst einen oder mehrere kurze Ultraschallbursts 504 aussendet und dann einen oder mehrere lange Ultraschallbursts 505. Der Ultraschallsensor 1 erfasst den ersten Zeitpunkt 102 bevorzugt mit Hilfe eines kurzen Ultraschallbursts 504. Dem mit Hilfe eines oder mehrerer kurzer Ultraschallbursts 504 ermittelten ersten Zeitpunkt 102 entspricht ein dritter Zeitpunkt 502, den der Ultraschallsensor 1 mit Hilfe eines oder mehrerer langer Ultraschallbursts 505 in analoger Weise ermittelt.The technical teaching of the document presented here proposes that the ultrasonic sensor 1 first emits one or more short ultrasonic bursts 504 and then one or more long ultrasonic bursts 505. The ultrasonic sensor 1 detects the first point in time 102 preferably with the aid of a short ultrasonic burst 504 First point in time 102 determined from one or more short ultrasonic bursts 504 corresponds to a third point in time 502, which ultrasonic sensor 1 determines in an analogous manner with the aid of one or more long ultrasonic bursts 505.

Die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29 erzeugt beispielsweise ein zweites Schwellwertsignal 27, dass einem zweiten Komparator 26 einen zweiten Schwellwert signalisiert. Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst bevorzugt das zweite Schwellwertsignal 27 und den zweiten Komparator 26.The threshold-value generation device 29 generates, for example, a second threshold-value signal 27 that signals a second threshold value to a second comparator 26 . The evaluation circuit 37 preferably includes the second threshold value signal 27 and the second comparator 26.

Der zweite Komparator 26 oder eine funktionsäquivalente Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 vergleichen diesen signalisierten zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 mit dem Wert des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 oder eines daraus abgeleiteten Signals und erzeugen in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs ein zweites Komparatorausgangssignal 28. Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst typischerweise das zweite Komparatorausgangssignal 28.The second comparator 26 or a functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 compares this signaled second threshold value of the second threshold value signal 27 with the value of the amplified electrical ultrasound reception signal 15 or a signal derived therefrom and generates a second comparator output signal 28 depending on the result of this comparison. The evaluation circuit 37 typically includes the second comparator output signal 28.

Der Auswerteschaltkreis 37 ermittelt mit Hilfe des zweiten Komparators 26 und/oder einer funktionsäquivalenten Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 einen zweiten Zeitpunkt 103 des zweiten Flankenwechsels 103 des zweiten Komparatorausgangssignals 28. Dieser zweite Zeitpunkt 103 des zweiten Flankenwechsels 103 des zweiten Komparatorausgangssignals 28 stellt den Zeitpunkt dar, ab dem der Auswerteschaltkreis 37 das Eintreffen eines von einem Objekt 11 reflektierten Ultraschallbursts 12 annimmt. Somit signalisiert der zweite Flankenwechsels 103 des zweiten Komparatorausgangssignals 28 den Zeitpunkt eines Objektechos eines Objekts 11 im Sinne der hier vorgelegten Schrift.With the aid of the second comparator 26 and/or a functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37, the evaluation circuit 37 determines a second point in time 103 of the second edge change 103 of the second comparator output signal 28. This second point in time 103 of the second edge change 103 of the second comparator output signal 28 represents the point in time from which the evaluation circuit 37 assumes the arrival of an ultrasonic burst 12 reflected by an object 11 . The second edge change 103 of the second comparator output signal 28 thus signals the point in time of an object echo of an object 11 in the sense of the document presented here.

Die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift schlägt vor, dass der Ultraschallsensor 1 zuerst einen oder mehrere kurze Ultraschallbursts 504 aussendet und dann einen oder mehrere lange Ultraschallbursts 505. Der Ultraschallsensor 1 erfasst den zweiten Zeitpunkt 103 bevorzugt mit Hilfe eines kurzen Ultraschallbursts 504. Dem mit Hilfe eines oder mehrerer kurzer Ultraschallbursts 504 ermittelten zweiten Zeitpunkt 103 entspricht ein vierter Zeitpunkt 503, den der Ultraschallsensor 1 mit Hilfe eines oder mehrerer langer Ultraschallbursts 505 in analoger Weise ermittelt.The technical teaching of the document presented here proposes that the ultrasonic sensor 1 first emits one or more short ultrasonic bursts 504 and then one or more long ultrasonic bursts 505. The ultrasonic sensor 1 detects the second point in time 103 preferably with the aid of a short ultrasonic burst 504 Second point in time 103 ascertained from one or more short ultrasonic bursts 504 corresponds to a fourth point in time 503, which ultrasonic sensor 1 ascertains in an analogous manner with the aid of one or more long ultrasonic bursts 505.

Unmittelbar nach dem Ende der Ausschwingzeit zum ersten Zeitpunkt 102 bzw. zum dritten Zeitpunkt 502 unterschreitet der Wert des Hüllkurvensignals des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 nicht den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27, da das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 noch nicht vollständig ausgeschwungen ist.Immediately after the end of the decay time at the first point in time 102 or at the third point in time 502, the value of the envelope signal of the amplified electrical ultrasonic received signal 15 does not fall below the second threshold value of the second threshold value signal 27, since the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 has not yet fully settled.

Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlags ergab, dass die erste Zeitdifferenz 101 zwischen dem ersten Zeitpunkt 102 und dem zweiten Zeitpunkt 103 ohne ein reflektierendes Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 betragsmäßig gleich der zweiten Zeitdifferenz 501 zwischen dem dritten Zeitpunkt des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden vierten Zeitpunkt 503 des vierten Flankenwechsels des zweiten Komparatorausgangssignals 28 ist.The elaboration of the proposal presented here showed that the amount of the first time difference 101 between the first time 102 and the second time 103 without a reflecting object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 is equal to the second time difference 501 between the third time of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 and the subsequent fourth point in time 503 of the fourth edge change of the second comparator output signal 28 .

Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlags ergab ferner, dass die erste Zeitdifferenz 101 zwischen dem ersten Zeitpunkt 102 und dem zweiten Zeitpunkt 103 mit einem reflektierenden Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 betragsmäßig kleiner als die zweite Zeitdifferenz 501 zwischen dem dritten Zeitpunkt des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden vierten Zeitpunkt 503 des vierten Flankenwechsels des zweiten Komparatorausgangssignals 28 ist.The elaboration of the proposal presented here also revealed that the absolute value of the first time difference 101 between the first point in time 102 and the second point in time 103 with a reflecting object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 is smaller than the second time difference 501 between the third point in time of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 and the subsequent fourth point in time 503 of the fourth edge change of the second comparator output signal 28 .

Der Auswerteschaltkreis 37 umfasst eine digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 wertet bevorzugt das digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17 aus und erzeugt ein gefiltertes Ultraschallempfangssignal 19 und ggf. weitere Daten und/oder Signale. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 stellt bevorzugt das gefilterte Ultraschallempfangssignal 19 und die ggf. weiteren Daten und/oder Signale dem Rechnerkern 2 zur Weiterleitung an das Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 und/oder zur Weiterverarbeitung und/oder Kompression zur Verfügung.The evaluation circuit 37 includes a digital processing and filtering stage 18. The digital processing and filtering stage 18 preferably evaluates the digitized received ultrasound signal 17 and generates a filtered received ultrasound signal 19 and possibly further data and/or signals. The digital processing and filtering stage 18 preferably makes the filtered ultrasound reception signal 19 and any additional data and/or signals available to the computer core 2 for forwarding to the control unit 21 of the ultrasound sensor system 22 and/or for further processing and/or compression.

Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 ermitteln bevorzugt mit Hilfe eines oder mehrerer kurzer Ultraschallbursts 504 eine oder mehrere erste Zeitdifferenzen 101 zwischen jeweiligen ersten Zeitpunkten 102 und jeweiligen zweiten Zeitpunkten 103, die sich für eine Messung mit einem jeweiligen kurzen Ultraschallburst 504. ergeben. Bevorzugt ermitteln der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 aus mehreren ersten Zeitdifferenzen 101 beispielsweise durch Mittelung eine gemittelte erste Zeitdifferenz 101.The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably use one or more short ultrasonic bursts 504 to determine one or more first time differences 101 between the respective first points in time 102 and the respective second points in time 103, which are suitable for a measurement with a respective short ultrasonic burst 504. surrendered. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably determine an averaged first time difference 101 from a plurality of first time differences 101, for example by averaging.

Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 starten bei der Messung mittels eines langen Ultraschallbursts 505 bevorzugt zu einem dritten Zeitpunkt 502 einen Zeitgeber 41. Der Zeitgeber 41 zählt typischerweise nun mit einem Zähltakt einen Zeitwert hoch. Erreicht der Zeitwert des Zeitgebers 41 den Zeitwert der ersten Zeitdifferenz 101 bzw. der mittleren ersten Zeitdifferenz 101 plus einem kleinen vorgegebenen Toleranzwert, so invertiert der Zeitgeber 41 mittels der EXOR-Verknüpfung 30 oder einer funktionsäquivalenten Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 das zweite Komparatorausgangssignal 28. Bevorzugt blockieren die EXOR-Verknüpfung 30 bzw. die funktionsäquivalenten Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 in einem kleinen zeitlichen Toleranzfenster um den Zeitpunkt herum, zu dem der Zeitwert des Zeitgebers 41 den Wert der ersten Zeitdifferenz 101 bzw. der mittleren ersten Zeitdifferenz 101 erreicht eine Signalisierung über das zweite Komparatorausgangssignal 28, um Jitter und Rauschen dieses zweiten Komparatorausgangssignals 28 zu unterdrücken. Insofern ist die EXOR-Funktion der XOR-Verknüpfung 30 eine Idealisierung zur vereinfachten Darstellung, die einen Fachmann aber nicht hindern wird. Die EXOR-Verknüpfung 30 bzw. die funktionsäquivalente Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 sind Teil des Auswerteschaltkreises 37.The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably start a timer 41 at a third point in time 502 during the measurement by means of a long ultrasonic burst 505. The timer 41 typically now counts up a time value with a counting cycle. If the time value of the timer 41 reaches the time value of the first time difference 101 or the mean first time difference 101 plus a small predefined tolerance value, the timer 41 inverts by means of the EXOR link 30 or a function equivalent Sub-device of evaluation circuit 37 blocks second comparator output signal 28. EXOR link 30 or the functionally equivalent sub-device of evaluation circuit 37 preferably blocks in a small time tolerance window around the point in time at which the time value of timer 41 exceeds the value of first time difference 101 or the The mean first time difference 101 is signaled via the second comparator output signal 28 in order to suppress jitter and noise in this second comparator output signal 28 . In this respect, the EXOR function of the XOR link 30 is an idealization for the sake of simplified representation, but this will not prevent a person skilled in the art. The EXOR link 30 or the functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 are part of the evaluation circuit 37.

Die EXOR-Verknüpfung 30 bzw. die funktionsäquivalente Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 erzeugen das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30.The EXOR link 30 or the functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 generate the output signal 31 of the EXOR gate 30.

Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 werten das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30 und/oder das erste Komparatorausgangssignal 25 und/oder den Zeitwert des Zeitgebers 41 aus und steuern in Abhängigkeit davon bevorzugt den Zeitgeber 41. Mittels dieser Auswertung des Ausgangssignals 31 des EXOR-Gatters 30 und/oder des ersten Komparatorausgangssignals 25 ermitteln der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 den ersten Zeitpunkt 102 und den zweiten Zeitpunkt 103, sowie ggf. den dritten Zeitpunkt 502 und den vierten Zeitpunkt 503 und daraus die erste Zeitdifferenz 101 und ggf. die zweite Zeitdifferenz 501.The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 evaluate the output signal 31 of the EXOR gate 30 and/or the first comparator output signal 25 and/or the time value of the timer 41 and, depending on this, preferably control the timer 41 After evaluating the output signal 31 of the EXOR gate 30 and/or the first comparator output signal 25, the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 determine the first point in time 102 and the second point in time 103 and, if applicable, the third point in time 502 and the fourth Time 503 and from this the first time difference 101 and, if applicable, the second time difference 501.

Der Rechnerkern 2 und/oder der Zeitgeber 41 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 steuern bevorzugt in Abhängigkeit vom Zeitwert des Zeitgebers 41 die Parameter des Verstärkers 14 und des darin enthaltenen Hüllkurvenfilters sowie die Schwellwerterzeugungsvorrichtung 29. In der 1 sind entsprechend zwei Signalisierungsleitungen eingezeichnet. Statt spezieller Signalisierungsleitungen kommt auch beispielsweise die Verwendung eines gemeinsamen internen Datenbusses zur Einstellung und/oder Veränderung von Parametern von Vorrichtungsteilen des Auswerteschaltkreises 37 durch den Rechnerkern 2 und/oder andere Vorrichtungsteile in Frage.The computer core 2 and/or the timer 41 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably control the parameters of the amplifier 14 and the envelope filter contained therein and the threshold value generation device 29 as a function of the time value of the timer 41 1 two signaling lines are drawn accordingly. Instead of special signaling lines, the use of a common internal data bus for setting and/or changing parameters of device parts of the evaluation circuit 37 by the computer core 2 and/or other device parts is also possible.

Die gesteuerten Parameter können Filterfrequenzen des Hüllkurvenfilters und/oder Verstärkungen des Verstärkers 14 und/oder der erste Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24 und/oder der zweite Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 sein, die im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Sendeperiode gezielt verändert werden können.The controlled parameters can be filter frequencies of the envelope filter and/or gains of amplifier 14 and/or the first threshold value of first threshold signal 24 and/or the second threshold value of second threshold signal 27, which can be changed in a targeted manner over time within a transmission period.

Ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 führt zu einer zeitlichen Vergrößerung der Dauer der zweiten Zeitdifferenz 501 gegenüber der ersten Zeitdifferenz 101.An object 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1 leads to a temporal increase in the duration of the second time difference 501 compared to the first time difference 101.

Der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können auf vier verschiedene Arten somit aus der ersten Zeitdifferenz 101 im Verhältnis zur zweiten Zeitdifferenz 501 auf ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 schließen:

  1. i. Ist die Differenz des Betrags der ersten Zeitdifferenz 101 minus dem Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501 kleiner (da negativ) als ein minimaler Zeitdifferenzschwellwert, so schließen der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können auf ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
  2. ii. Ist die Differenz des Betrags der zweiten Zeitdifferenz 501 minus dem Betrag der ersten Zeitdifferenz 101 größer (da positiv) als ein maximaler Zeitdifferenzschwellwert, so schließen der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können auf ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
  3. iii. Ist der Bruch aus dem Betrag der ersten Zeitdifferenz 101 geteilt durch den Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501 kleiner als ein minimaler Zeitverhältnisschwellwert, so schließen der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können auf ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
  4. iv. Ist der Bruch aus dem Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501 geteilt durch den Betrag der ersten Zeitdifferenz 101 größer als ein maximaler Zeitverhältnisschwellwert, so schließen der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können auf ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 can thus infer an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 in four different ways from the first time difference 101 in relation to the second time difference 501:
  1. i. If the difference in the amount of the first time difference 101 minus the amount of the second time difference 501 is smaller (since it is negative) than a minimum time difference threshold value, then the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 can conclude that an object 11 is in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.
  2. ii. If the difference in the amount of the second time difference 501 minus the amount of the first time difference 101 is greater (because it is positive) than a maximum time difference threshold value, then the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 can conclude that an object 11 is in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.
  3. iii. If the fraction of the amount of the first time difference 101 divided by the amount of the second time difference 501 is less than a minimum time ratio threshold value, then the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 can conclude that an object 11 is in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.
  4. IV. If the fraction of the amount of the second time difference 501 divided by the amount of the first time difference 101 is greater than a maximum time ratio threshold value, then the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 can conclude that an object 11 is in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.

Stattdessen kann der Rechnerkern 2 auch den Zeitwert des ersten Zeitpunkts 102 und den Zeitwert des zweiten Zeitpunkts 103 und den Zeitwert des dritten Zeitpunkts 502 und den Zeitwert des vierten Zeitpunkts 503 über den Datenbus 20 an das Steuergerät 21 übertragen. In dem Fall führt das Steuergerät 21 die oben angegebenen Vergleiche i bis iv an Stelle des Rechnerkerns 2 bevorzugt aus.Instead, the computer core 2 can also transmit the time value of the first point in time 102 and the time value of the second point in time 103 and the time value of the third point in time 502 and the time value of the fourth point in time 503 to the control device 21 via the data bus 20 . In this case, the control unit 21 preferentially carries out the comparisons i to iv given above instead of the computer core 2 .

Stattdessen kann der Rechnerkern 2 auch den Zeitwert der ersten Zeitdifferenz 101 und den Zeitwert der zweiten Zeitdifferenz 501 über den Datenbus 20 an das Steuergerät 21 übertragen. In dem Fall führt das Steuergerät 21 die oben angegebenen Vergleiche i bis iv an Stelle des Rechnerkerns 2 ebenfalls bevorzugt aus.Instead, the computer core 2 can also transmit the time value of the first time difference 101 and the time value of the second time difference 501 to the control unit 21 via the data bus 20 . In that case, the controller 21 performs the above flat comparisons i to iv instead of the computer core 2 are also preferred.

Sofern der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 schließen, signalisiert der Rechnerkern 2 bevorzugt dieses Ergebnis bevorzugt über den Datenbus 20 an das Steuergerät 21.If the computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 conclude that an object 11 is present in the vicinity of the ultrasonic sensor 1, the computer core 2 preferably signals this result to the control unit 21, preferably via the data bus 20.

Dem Fachmann ist offensichtlich, dass im Falle einer Auswertung mittels der unmittelbar vorstehenden Alternativen i bis iv eine Auswertung mittels EXOR-Verknüpfung 30 oder einer funktionsäquivalenten Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 nicht mehr notwendig ist. In dem Fall kann ggf. auf den Zeitgeber 41 und die EXOR-Verknüpfung 30 bzw. die dazu funktionsäquivalente Teilvorrichtung des Auswerteschaltkreises 37 verzichtet werden. In dem Fall ersetzt das zweite Komparatorausgangssignal 28 das Ausgangssignal 31 des EXOR-Gatters 30; als Ansteuersignal der die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bzw. des Rechnerkerns 2.It is obvious to a person skilled in the art that, in the case of an evaluation using the immediately above alternatives i to iv, an evaluation using an EXOR link 30 or a functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 is no longer necessary. In that case, the timer 41 and the EXOR link 30 or the functionally equivalent sub-device of the evaluation circuit 37 can be dispensed with. In that case, the second comparator output signal 28 replaces the output signal 31 of the EXOR gate 30; as a control signal for the digital processing and filter stage 18 or the computer core 2.

Figur 2.figure 2

2 zeigt den beispielhaften zeitlichen Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals eines Ultraschallbursts. Im Fall der 1 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Im Fall der 4 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignals 34. Die y-Achse stellt den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals dar. Dieser Amplitudenverlauf 107 ist hier beispielhaft in LSB des Analog-zu-Digital-Wandlers 16 angegeben. Zu Beginn, während der Sendephase, weist der zeitliche Amplitudenverlauf 107 eine Übersteuerung des Analog-zu-Digital-Wandlers 16 und/oder des Verstärkers 14 durch den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals auf. Zu einem ersten Zeitpunkt 102 unterschreitet die Amplitude des elektrisches Ultraschallempfangssignals 13 den ersten Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24. Zu diesem ersten Zeitpunkt 102 ändert das erste Komparatorausgangssignal 25 seinen logischen Zustand und weist eine erste Flanke auf. Nach dem Vergehen einer ersten Zeitdifferenz 101 unterschreitet zu einem zweiten Zeitpunkt 103 den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals den zweiten Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27. 2 shows the exemplary time amplitude profile 107 of the envelope signal of an ultrasonic burst. In the case of 1 it is the envelope signal of the amplified electrical ultrasound reception signal 15. In the case of 4 the y-axis represents the amplitude profile 107 of the envelope signal. This amplitude profile 107 is specified here as an example in LSB of the analog-to-digital converter 16 At the beginning, during the transmission phase, the amplitude curve 107 over time has an overdrive of the analog-to-digital converter 16 and/or the amplifier 14 by the amplitude curve 107 of the envelope signal. At a first point in time 102, the amplitude of the electric ultrasound reception signal 13 falls below the first threshold value of the first threshold value signal 24. At this first point in time 102, the first comparator output signal 25 changes its logic state and has a first edge. After a first time difference 101 has passed, the amplitude curve 107 of the envelope signal falls below the second threshold value 105 of the second threshold value signal 27 at a second point in time 103.

Figur 3figure 3

3 zeigt die bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Schrift erkannte Temperaturabhängigkeit der zeitlichen Dauer der der ersten Zeitdifferenz 101 der 1 von der Temperatur des Ultraschalltransducers 9. 3 shows the temperature dependency of the time duration of the first time difference 101 of the recognized in the development of the technical teaching of this document 1 from the temperature of the ultrasonic transducer 9.

Figur 4figure 4

4 entspricht weitestgehend der 1. Das Hüllkurvenfilter 33 ist nun jedoch nicht Teil des Verstärkers 14 wie in 1, sondern im Signalpfad hinter dem Analog-zu-Digital-Wandler 16 als digitales Hüllkurvenfilter 33 ausgeführt und angeordnet. Die zum zweiten Komparator 26 funktionsäquivalente zweite Vergleichslogik vergleicht den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 mit dem Wert des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34. In dem Beispiel der 4 verstärkt und/oder filtert der Verstärker 14 das elektrische Ultraschallempfangssignal 13 zum verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignal 15. In dem Beispiel der 4 umfasst typischerweise der Verstärker 14 kein Hüllkurvenfilter. Das Hüllkurvenfilter 33 ist in dem Beispiel der 4 anders als im Beispiel der 1 bevorzugt digital ausgeführt. Daher ist in dem Beispiel der 4 das Hüllkurvenfilter 33 im Digitalteil 35 im Signalpfad hinter dem Analog-zu-Digital-Wandler 16 beispielhaft angeordnet. In dem Beispiel der 4 umfasst daher das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 typischerweise nicht das Hüllkurvensignal. In dem Beispiel der 4 wandelt der Analog-Zu-Digital-Wandler 16 das verstärkte elektrische Ultraschallempfangssignal 15 zum digitalisiertes Ultraschallempfangssignal 17. Das Hüllkurvenfilter 33 filtert in dem Beispiel der 4 das digitalisierte Ultraschallempfangssignal 17 zum aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignal 34. Bevorzugt umfasst das aufbereitete, digitale Ultraschallempfangssignal 34 das Hüllkurvensignal ist oder das aufbereitete, digitale Ultraschallempfangssignal 34 ist bevorzugt das digitalisierte Hüllkurvensignal. Der Analog-zu-Digital-Wandler 16 ist somit in dem Beispiel der 4 vor dem aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignal 34 im Signalpfad angeordnet. Die zum zweiten Komparator 26 funktionsäquivalente zweite Vergleichslogik vergleicht den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 mit dem Wert des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34. Und erzeugt in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs das bereits beschriebene zweite Komparatorausgangssignal 28. In der 4 ist die zweite Vergleichslogik mit dem Symbol für den zweiten Komparator 26 eingezeichnet, um die Funktionsäquivalenz zu verdeutlichen. 4 largely corresponds to the 1 . However, the envelope filter 33 is now not part of the amplifier 14 as in FIG 1 , but implemented and arranged in the signal path behind the analog-to-digital converter 16 as a digital envelope filter 33 . The second comparison logic, which is functionally equivalent to the second comparator 26, compares the second threshold value of the second threshold value signal 27 with the value of the processed, digital ultrasound reception signal 34. In the example of FIG 4 amplifies and / or filters the amplifier 14, the electrical ultrasound reception signal 13 to the amplified electrical ultrasound reception signal 15. In the example of 4 Typically, the amplifier 14 does not include an envelope filter. The envelope filter 33 is in the example 4 unlike in the example 1 preferably done digitally. Therefore in the example the 4 the envelope filter 33 in the digital part 35 in the signal path behind the analog-to-digital converter 16 is arranged by way of example. In the example of 4 therefore, the amplified ultrasonic received electrical signal 15 typically does not include the envelope signal. In the example of 4 the analog-to-digital converter 16 converts the amplified electrical ultrasonic received signal 15 to the digitized ultrasonic received signal 17. The envelope filter 33 filters in the example of FIG 4 the digitized ultrasonic received signal 17 to the processed, digital ultrasonic received signal 34. The processed, digital ultrasonic received signal 34 preferably comprises the envelope signal or the processed, digital ultrasonic received signal 34 is preferably the digitized envelope signal. The analog-to-digital converter 16 is thus in the example 4 arranged in front of the processed, digital ultrasound reception signal 34 in the signal path. The second comparison logic, which is functionally equivalent to the second comparator 26, compares the second threshold value of the second threshold value signal 27 with the value of the processed, digital ultrasonic reception signal 34. And depending on the result of this comparison, generates the second comparator output signal 28 already described 4 the second comparison logic is drawn in with the symbol for the second comparator 26 in order to clarify the functional equivalence.

Die übrige Signalverarbeitung der 4 entspricht der der 1.The rest of the signal processing 4 corresponds to the 1 .

Figur 5figure 5

5 entspricht der 1, wobei nun der Zeitgeber 41 das zweite Komparatorausgangssignal 28 nicht mehr invertiert. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 werten das zweite Komparatorausgangssignal 28 nun bevorzugt direkt aus. 5 equals to 1 , where now the timer 41 the second comparator output signal 28 no longer inverted. The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 now evaluate the second comparator output signal 28, preferably directly.

Figur 6figure 6

6 entspricht der 4, wobei nun der Zeitgeber 41 das zweite Komparatorausgangssignal 28 nicht mehr invertiert. Die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 und/oder der Rechnerkern 2 werten das zweite Komparatorausgangssignal 28 nun bevorzugt direkt aus. 6 equals to 4 , the timer 41 no longer inverting the second comparator output signal 28 . The digital processing and filter stage 18 and/or the computer core 2 now evaluate the second comparator output signal 28, preferably directly.

Figur 7figure 7

7 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals für einen ersten kurzen Ultraschallburst 504 und einen nachfolgenden langen Ultraschallburst 505hier beispielhaft in LSB des Analog-zu-Digital-Wandlers 16. Im Fall der 1 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Im Fall der 4 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignals 34. Für das angewandte Verfahren ist es unerheblich, ob das Hüllkurvensignal analog (1) oder digital (4) vorliegt. Der erste Komparator 23 vergleicht typischerweise den Wert der Amplitude des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 mit dem ersten Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24. Unterschreitet die Amplitude des elektrischen Ultraschallempfangssignals 13 mit dem ersten Schwellwert des ersten Schwellwertsignals 24, so signalisiert der erste Komparator 23 den ersten Zeitpunkt 102 durch einen ersten Flankenwechsel seines ersten 7 shows an example of an amplitude curve 107 over time of the envelope signal for a first short ultrasonic burst 504 and a subsequent long ultrasonic burst 505, here by way of example in LSB of the analog-to-digital converter 16. In the case of 1 it is the envelope signal of the amplified electrical ultrasound reception signal 15. In the case of 4 it is the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34. It is irrelevant for the method used whether the envelope signal is analog ( 1 ) or digital ( 4 ) exists. The first comparator 23 typically compares the value of the amplitude of the electrical ultrasonic reception signal 13 with the first threshold value of the first threshold signal 24. If the amplitude of the electrical ultrasonic reception signal 13 falls below the first threshold value of the first threshold signal 24, the first comparator 23 signals the first point in time 102 a first flank change of his first

Komparatorausgangssignals 25. Dieser Flankenwechsel des ersten Komparatorausgangssignals 25 ist in der 7 eingezeichnet. Die Skala der Y-Achse bezieht sich dabei nicht auf das erste Komparatorausgangssignals 25. Der Leser kann davon ausgehen, dass der Wert des ersten Komparatorausgangssignals 25 von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert zum ersten Zeitpunkt 102 wechselt. Beginnt die Aussendung eines neuen Ultraschallpulses nach Ablauf der Sendeperiode 506 nach dem letzten Beginn der Aussendung des letzten Ultraschallpulses so wechselt bevorzugt der Wert des ersten Komparatorausgangssignals 25 von dem zweiten logischen Wert bevorzugt zurück zu einem ersten logischen Wert.Comparator output signal 25. This edge change of the first comparator output signal 25 is in the 7 drawn. The scale of the Y-axis does not refer to the first comparator output signal 25. The reader can assume that the value of the first comparator output signal 25 changes from a first logical value to a second logical value at the first point in time 102. If the transmission of a new ultrasonic pulse begins after the end of the transmission period 506 after the last start of the transmission of the last ultrasonic pulse, the value of the first comparator output signal 25 preferably changes from the second logical value, preferably back to a first logical value.

Das Beispiel der 7 zeigt ein erstes Ultraschallhüllkurvensignal 504 gefolgt von einem zweiten Ultraschallhüllkurvensignal 505 als Teile des Amplitudenverlaufs 107 der Amplitude 106 des Hüllkurvensignals. In dem Beispiel der 7 geht eine beispielhafte Kompensationsmessung in Form des ersten Ultraschallhüllkurvensignals 504 einer beispielhaften Ultraschallhauptmessung in Form eines zweiten Ultraschallhüllkurvensignals 505 voraus. Der Ultraschallsensor 1 verwendet bevorzugt für die Kompensationsmessung 504 einen Ultraschallburst mit nur wenigen, vorzugsweise nur einem, Ultraschallpuls. Der Ultraschallsensor 1 verwendet bevorzugt für die Ultraschallhauptmessung 505 einen Ultraschallburst mit mehreren, vorzugsweise mehr als zwei, Ultraschallpulsen.The example of 7 shows a first ultrasonic envelope signal 504 followed by a second ultrasonic envelope signal 505 as parts of the amplitude profile 107 of the amplitude 106 of the envelope signal. In the example of 7 An exemplary compensation measurement in the form of the first ultrasonic envelope signal 504 precedes an exemplary main ultrasonic measurement in the form of a second ultrasonic envelope signal 505 . The ultrasonic sensor 1 preferably uses an ultrasonic burst with only a few, preferably only one, ultrasonic pulse for the compensation measurement 504 . The ultrasonic sensor 1 preferably uses an ultrasonic burst with a plurality of, preferably more than two, ultrasonic pulses for the main ultrasonic measurement 505 .

Mit dem Erreichen des ersten Zeitpunkts 102 erreicht der Ultraschallsensor 1 das Ende der Sendephase für die Kompensationsmessung 504. Mit dem weiteren Ausschwingen des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 unterschreitet der Amplitudenverlauf 106 des Hüllkurvensignals den ersten Schwellwert 105 des ersten Schwellwertsignals 27 zu einem zweiten Zeitpunkt 103. Der Zeitwert der Zeitdifferenz aus dem zweiten Zeitpunkt 103 minus dem ersten Zeitpunkt 102 stellt die erste Zeitdifferenz 101 dar. Diese erste Zeitdifferenz 101 ist der Referenzwert, mit dessen Hilfe der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bei nachfolgenden Ultraschallhauptmessungen 505 mit längeren Ultraschallbursts 10 mit mehreren Ultraschallpulsen beurteilen, ob die dann erfassten zweiten Zeitdifferenzen 501 soweit von dieser ersten Zeitdifferenz 101 betragsmäßig abweichen, dass der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 davon ausgehen müssen, dass sich ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 befindet. Mit dem Erreichen des dritten Zeitpunkts 502 erreicht der Ultraschallsensor 1 das Ende der Sendephase für die betreffende Ultraschallhauptmessung 505. Mit dem dann folgenden weiteren Ausschwingen des Schwingelements 8 des Ultraschalltransducers 9 unterschreitet wieder der Amplitudenverlauf 106 des Hüllkurvensignals den ersten Schwellwert 105 des ersten Schwellwertsignals 27 zu einem vierten Zeitpunkt 503. Der Zeitwert der Zeitdifferenz aus dem vierten Zeitpunkt 503 minus dem dritten Zeitpunkt 502 stellt die zweite Zeitdifferenz 501 dar.When the first point in time 102 is reached, the ultrasonic sensor 1 reaches the end of the transmission phase for the compensation measurement 504. As the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 continues to oscillate, the amplitude curve 106 of the envelope signal falls below the first threshold value 105 of the first threshold value signal 27 at a second point in time 103. The time value of the time difference from the second point in time 103 minus the first point in time 102 represents the first time difference 101. This first time difference 101 is the reference value which the ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 uses for subsequent Main ultrasound measurements 505 with longer ultrasound bursts 10 with multiple ultrasound pulses, assess whether the second time differences 501 then detected deviate so much from this first time difference 101 in terms of absolute value that the ultrasound sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 must assume that an object 11 is in the vicinity of the ultrasonic sensor 1. When the third point in time 502 is reached, the ultrasonic sensor 1 reaches the end of the transmission phase for the relevant main ultrasonic measurement 505. With the subsequent further oscillation of the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9, the amplitude profile 106 of the envelope signal again falls below the first threshold value 105 of the first threshold value signal 27 at once fourth point in time 503. The time value of the time difference from the fourth point in time 503 minus the third point in time 502 represents the second time difference 501.

Befindet sich kein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1, so kann das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 ungehindert ausschwingen. Dies ist im Folgenden der erste Betriebsfall. Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlagsergab, dass unter dieser Voraussetzung die erste Zeitdifferenz 101 von der zweiten Zeitdifferenz 501 nicht wesentlich abweicht. Abweichungen zwischen der ersten Zeitdifferenz 101 und der zweiten Zeitdifferenz 501 lassen sich in diesem ersten Betriebsfall in der Regel auf unerhebliche Störungen zurückführen.If there is no object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1, the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 can oscillate unhindered. This is the first operating case below. The elaboration of the proposal presented here showed that under this condition the first time difference 101 does not deviate significantly from the second time difference 501 . In this first operating case, discrepancies between the first time difference 101 and the second time difference 501 can generally be attributed to insignificant disturbances.

Befindet sich jedoch ein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1, so kann das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 nur im Falle der Kompensationsmessung 504 ungehindert ausschwingen. In dem Fall ist der Ultraschallburst 10 zeitlich noch kurz genug, dass das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 ausschwingen kann, bevor der reflektierte Ultraschallburst 12 das Schwingelement 8 wieder erreicht. Befindet sich somit das Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1, so kann das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 im Falle der Ultraschallhauptmessung 505 nicht mehr ungehindert ausschwingen. In dem Fall ist der Ultraschallburst 10 zeitlich zu lang, sodass das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 noch nicht ausschwingen ist, wenn der reflektierte Ultraschallburst 12 das Schwingelement 8 wieder erreicht. Dies ist im Folgenden der zweite Betriebsfall. Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlagsergab, dass unter dieser Voraussetzung die erste Zeitdifferenz 101 von der zweiten Zeitdifferenz 501 wesentlich abweicht. Die erste Zeitdifferenz 101 ist in diesem zweiten Betriebsfall betragsmäßig kleiner, d.h. zeitlich kürzer, als die zweite Zeitdifferenz 501. Der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 werten diese unterschiedliche zeitliche Länge der ersten Zeitdifferenz 101 und der zweiten Zeitdifferenz 501 nun aus. Hierzu reicht es aus, wenn der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 von Zeit zu Zeit eine Kompensationsmessung 504 durchführen und ansonsten mit Ultraschallhauptmessungen 505 arbeiten.However, if an object 11 is in the vicinity of the ultrasonic sensor 1, the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 can only oscillate unhindered in the case of the compensation measurement 504. In this case, the ultrasonic burst 10 is still short enough in time that the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 can oscillate before the reflected ultrasonic burst 12 reaches the oscillating element 8 again. If the object 11 is therefore located in the vicinity of the ultrasonic sensor 1, the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 can no longer oscillate unhindered in the case of the main ultrasonic measurement 505. In this case, the duration of the ultrasonic burst 10 is too long, so that the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 has not yet decayed when the reflected ultrasonic burst 12 reaches the oscillating element 8 again. This is the second operating case below. The elaboration of the proposal presented here revealed that the first time difference 101 differs significantly from the second time difference 501 under this condition. In this second operating case, the first time difference 101 is smaller in absolute terms, i.e. shorter in time, than the second time difference 501. The ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 evaluates this different time length of the first time difference 101 and the second Time difference 501 now off. It is sufficient for this if the ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 carry out a compensation measurement 504 from time to time and otherwise work with main ultrasonic measurements 505 .

Der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 können beispielsweise auf folgende Weisen vorgehen:

  1. i. Der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bilden die Differenz aus dem Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501 minus dem Betrag der ersten Zeitdifferenz 101. Ist der Betrag größer Null plus einem optionalen ersten Vorhalt, so Schließen der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bevorzugt aus die Anwesenheit eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
  2. ii. Der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bilden die Differenz aus dem Betrag der ersten Zeitdifferenz 101 minus dem Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501. Ist der Betrag kleiner Null minus einem optionalen zweiten Vorhalt, so Schließen der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bevorzugt aus die Anwesenheit eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
  3. iii. Der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 teilen den Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501 durch den Betrag der ersten Zeitdifferenz 101. Ist der Betrag größer 1 (eins) plus einem optionalen dritten Vorhalt, so Schließen der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bevorzugt aus die Anwesenheit eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
  4. iv. Der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 teilen den Betrag der ersten Zeitdifferenz 101 durch den Betrag der zweiten Zeitdifferenz 501. Ist der Betrag kleiner 1 (eins) minus einem optionalen dritten Vorhalt, so Schließen der Ultraschallsensor 1 bzw. dessen Rechnerkern 2 oder dessen digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 bevorzugt aus die Anwesenheit eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
The ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 can, for example, proceed in the following ways:
  1. i. The ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 form the difference between the amount of the second time difference 501 minus the amount of the first time difference 101. If the amount is greater than zero plus an optional first offset, the ultrasonic sensor 1 closes or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 preferably from the presence of an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.
  2. ii. The ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 form the difference between the amount of the first time difference 101 minus the amount of the second time difference 501. If the amount is less than zero minus an optional second lead, the ultrasonic sensor 1 closes or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 preferably from the presence of an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.
  3. iii. The ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 divides the amount of the second time difference 501 by the amount of the first time difference 101. If the amount is greater than 1 (one) plus an optional third offset, the ultrasonic sensor 1 closes or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 preferably from the presence of an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.
  4. IV. The ultrasonic sensor 1 or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 divides the amount of the first time difference 101 by the amount of the second time difference 501. If the amount is less than 1 (one) minus an optional third offset, the ultrasonic sensor 1 closes or its computer core 2 or its digital processing and filter stage 18 preferably from the presence of an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.

Der erste bis vierte Vorhalt sind bevorzugt positiv. Der erste bis vierte Vorhalt können zu Null gewählt werden. Die hier vorgelegte Schrift empfiehlt diese Vorhalte größer zu wählen.The first through fourth leads are preferably positive. The first to fourth leads can be chosen to be zero. The publication presented here recommends choosing larger amounts for these projections.

Die Y-Achse der 7 zeigt im Übrigen eine beispielhafte Skalierung für den Amplitudenverlauf 106 des Hüllkurvensignals, hier beispielhaft in LSB des Analog-zu-Digital-Wandlers 16. Im Fall der 1 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Im Fall der 4 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34.The Y axis of the 7 shows an example of scaling for the amplitude curve 106 of the envelope signal, here by way of example in LSB of the analog-to-digital converter 16. In the case of 1 it is the envelope signal of the amplified electrical ultrasound reception signal 15. In the case of 4 is the envelope signal of the processed, digital ultrasonic reception signal 34.

Die Zeitachse (X-Achse) gibt die Zeit in Anzahl an vergangenen Abtastzeitpunkten des Analog-zu-Digitalwandlers 16 (Englisch: Counts) wieder.The time axis (X-axis) represents the time in number of past sampling times of the analog-to-digital converter 16 (English: counts).

Figur 8figure 8

8 zeigt die bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Schrift erkannte Temperaturabhängigkeit der ersten Zeitdifferenz 101 der 1 und 4 bis 6 von der Temperatur und die bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Schrift erkannte Temperaturabhängigkeit der zweiten Zeitdifferenz 501 der 1 und 4 bis 6 von der Temperatur. Dabei liegt hier der erste Betriebsfall vor, bei dem sich kein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 befindet. Wie leicht erkenntlich ist, unterscheiden sich die erste Zeitdifferenz 101 und die zweite Zeitdifferenz 501 für gleiche Temperaturen nur unwesentlich. Der Kern des Vorschlags ist somit, nur von Zeit zu Zeit eine Kompensationsmessung 504 mit einem zeitlich kurzen Ultraschallburst 10 mit wenigen Ultraschallpulsen, bevorzugt mit nur einem Ultraschallpuls, durchzuführen, damit dann die erste Zeitdifferenz 101 zu erfassen und dann nachfolgende die Ultraschallhauptmessungen 505 mit zeitlich längeren Ultraschallbursts 505 mit mehreren Ultraschallpulsen durchzuführen, die zweite Zeitdifferenz 501 zu erfassen und auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 zu schließen, wenn die erste Zeitdifferenz 101 betragsmäßig zeitlich signifikant kürzer als die zweite Zeitdifferenz 501 ist. 8th shows the temperature dependency of the first time difference 101 of FIG 1 and 4 until 6 of the temperature and the temperature dependency of the second time difference 501 of the recognized in the development of the technical teaching of this document 1 and 4 until 6 from the temperature. This is the first operating case in which there is no object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 . As can easily be seen, the first time difference 101 and the second time difference 501 differ for the same temperatures insignificant. The core of the proposal is therefore to carry out a compensation measurement 504 only from time to time with a temporally short ultrasonic burst 10 with few ultrasonic pulses, preferably with only one ultrasonic pulse, in order to then detect the first time difference 101 and then the subsequent main ultrasonic measurements 505 with temporally longer ones Carry out ultrasonic bursts 505 with a plurality of ultrasonic pulses, to detect the second time difference 501 and to infer the presence of an object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1 if the first time difference 101 is significantly shorter in terms of absolute value than the second time difference 501.

Figur 9figure 9

9 zeigt einen ersten beispielhaften Ablauf beispielhafter Messesequenzen. 9 shows a first exemplary sequence of exemplary measurement sequences.

In einem ersten Schritt 900 führt der Ultraschallsensor 1 eine Kompensationsmessung 504 mit Hilfe eines kurzen ausgesendeten Ultraschallbursts 10 mit wenigen Ultraschallpulsen, bevorzugt mit nur einem Ultraschallpuls, durch. Der Ultraschallsensor bestimmt im ersten Schritt 900 den Wert der zeitlichen Länge der ersten Zeitdifferenz 101. Bevorzugt speichern der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 den Wert der zeitlichen Länge der ersten Zeitdifferenz 101 in einem Speicher des Ultraschallsensors 1 ab. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen ersten Schritt 900 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen ersten Schritt 900 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem ersten Schritt 900 teilweise übernehmen.In a first step 900, the ultrasonic sensor 1 carries out a compensation measurement 504 using a short transmitted ultrasonic burst 10 with a few ultrasonic pulses, preferably with only one ultrasonic pulse. In the first step 900, the ultrasonic sensor determines the value of the temporal length of the first time difference 101. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably store the value of the temporal length of the first time difference 101 in a memory of the ultrasonic sensor 1. Typically, the computer core 2 controls this first step 900 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this first step 900 and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this first step 900.

In einem zweiten Schritt 901 führt der Ultraschallsensor 1 eine Ultraschallhauptmessung 505 mit Hilfe eines langen ausgesendeten Ultraschallbursts 10 mit mehreren Ultraschallpulsen durch. Der Ultraschallsensor 1 bestimmt im zweiten Schritt 901 den Wert der zeitlichen Länge der zweiten Zeitdifferenz 501. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen zweiten Schritt 901 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen zweiten Schritt 901 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem zweiten Schritt 901 teilweise übernehmen.In a second step 901, the ultrasonic sensor 1 carries out a main ultrasonic measurement 505 using a long emitted ultrasonic burst 10 with a plurality of ultrasonic pulses. In the second step 901, the ultrasonic sensor 1 determines the value of the temporal length of the second time difference 501. Typically, the computer core 2 controls this second step 901 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also carry out this second step 901 control and / or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this second step 901.

In einem dritten Schritt 902 vergleicht der Ultraschallsensor 1 den Wert der zeitlichen Länge der zweiten Zeitdifferenz 501 mit dem Wert der zeitlichen Länge der ersten Zeitdifferenz 101. Dies kann beispielsweise durch Differenzbildung oder Bildung eines Verhältnisses geschehen, wie oben beschrieben. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen dritten Schritt 902 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen dritten Schritt 902 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen dritten Schritt 902 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem dritten Schritt 902 teilweise übernehmen.In a third step 902, the ultrasonic sensor 1 compares the value of the length of time of the second time difference 501 with the value of the length of time of the first time difference 101. This can be done, for example, by forming the difference or forming a ratio, as described above. Typically, computer core 2 controls this third step 902 with the participation of other parts of the ultrasonic sensor 1. Typically, the computer core 2 controls this third step 902 with the participation of other parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also carry out this third step 902 control and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this third step 902 .

Es folgt je nach Vergleichsergebnis ggf. der vierte Schritt 903. Ist die zeitliche Länge der zweiten Zeitdifferenz 501 größer als die zeitliche Länge der ersten Zeitdifferenz 101, so schließt der Ultraschallsensor 1 in einem vierten Schritt 903 auf ein Objekt 11 in seinem Nahbereich. Bevorzugt signalisiert in diesem vierten Schritt 903 der Rechnerkern 2 dem Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22; die Anwesenheit dieses Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen vierten Schritt 903 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen vierten Schritt 903 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem vierten Schritt 903 teilweise übernehmen.Depending on the result of the comparison, the fourth step 903 may follow. If the duration of the second time difference 501 is greater than the duration of the first time difference 101, then in a fourth step 903 the ultrasonic sensor 1 concludes that there is an object 11 in its close range. In this fourth step 903, the computer core 2 preferably signals the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22; the presence of this object 11 in the vicinity of ultrasonic sensor 1. Typically, computer core 2 controls this fourth step 903 with the cooperation of other device parts of ultrasonic sensor 1. Instead of computer core 2, control unit 21 of ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this fourth step 903 and/or functions of the Partially take over ultrasonic sensor 1 in this fourth step 903 .

Es folgt nach dem dritten Schritt 902 je nach Vergleichsergebnis ggf. der fünfte Schritt 904. Ist die zeitliche Länge der zweiten Zeitdifferenz 501 kleiner als die zeitliche Länge der ersten Zeitdifferenz 101, so schließt der Ultraschallsensor 1 in dem fünften Schritt 904 auf das Nichtvorhandensein eines Objekts 11 in seinem Nahbereich. Bevorzugt überprüft der Ultraschallsensor 1 in diesem fünften Schritt 904 dann, ob die Anzahl der Ultraschallhauptmessungen 505 seit der letzten Kompensationsmessung 504 eine Maximalanzahl überschritten oder erreicht hat. Ist dies der Fall, so führt der Ultraschallsensor 1 bevorzugt wieder eine Kompensationsmessung 504 in einem ersten Schritt 900 durch, womit der Zyklus typischerweise neu beginnt. Ist dies nicht der Fall, so führt der Ultraschallsensor 1 bevorzugt die nächste Ultraschallhauptmessung 505 durch. Vor dem Durchführen der nächsten Kompensationsmessung 504 bzw. der nächsten Ultraschallhauptmessung 505 wartet der Ultraschallsensor 1 typischerweise ab, bis die Sendeperiode 506 seit dem Start der Aussendung des zeitlich unmittelbar vorausgegangenen Ultraschallbursts 10 verstrichen ist. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen fünften Schritt 904 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen fünften Schritt 904 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem fünften Schritt 904 teilweise übernehmen.The third step 902 is followed by the fifth step 904, depending on the result of the comparison. If the time length of the second time difference 501 is less than the time length of the first time difference 101, the ultrasonic sensor 1 concludes in the fifth step 904 that an object is not present 11 in its close range. In this fifth step 904, the ultrasonic sensor 1 then preferably checks whether the number of main ultrasonic measurements 505 since the last compensation measurement 504 has exceeded or reached a maximum number. If this is the case, the ultrasonic sensor 1 preferably carries out a compensation measurement 504 again in a first step 900, with which the cycle typically begins anew. If this is not the case, then the ultrasonic sensor 1 preferably carries out the next main ultrasonic measurement 505 . Before carrying out the next compensation measurement 504 or the next main ultrasound measurement 505, the ultrasound sensor 1 typically waits until the transmission period 506 has elapsed since the start of the transmission of the ultrasound burst 10 immediately preceding in time. Typically, the computer core 2 controls this fifth step 904 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also carry out this fifth step 904 control and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this fifth step 904 .

Figur 10figure 10

10 zeigt einen zweiten beispielhaften Ablauf beispielhafter Messesequenzen. 10 shows a second exemplary course of exemplary measurement sequences.

In einem ersten Schritt 1000 führt der Ultraschallsensor 1 eine Kompensationsmessung 504 mit Hilfe eines kurzen ausgesendeten Ultraschallbursts 10 mit wenigen Ultraschallpulsen, bevorzugt mit nur einem Ultraschallpuls, durch. Der Ultraschallsensor 1 bestimmt im ersten Schritt 1000 den Wert der zeitlichen Länge der ersten Zeitdifferenz 101. Bevorzugt speichern der Rechnerkern 2 und/oder die digitale Aufbereitungs- und Filterstufe 18 den Wert der zeitlichen Länge der ersten Zeitdifferenz 101 in einem Speicher des Ultraschallsensors 1 ab. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen ersten Schritt 1000 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen ersten Schritt 1000 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem ersten Schritt 1000 teilweise übernehmen.In a first step 1000, the ultrasonic sensor 1 carries out a compensation measurement 504 using a short transmitted ultrasonic burst 10 with a few ultrasonic pulses, preferably with only one ultrasonic pulse. In the first step 1000, the ultrasonic sensor 1 determines the value of the length of time of the first time difference 101. The computer core 2 and/or the digital processing and filter stage 18 preferably store the value of the length of time of the first time difference 101 in a memory of the ultrasonic sensor 1. Typically, the computer core 2 controls this first step 1000 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this first step 1000 and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this first step 1000.

In einem zweiten Schritt 1001 führt der Ultraschallsensor 1 eine Ultraschallhauptmessung 505 mit Hilfe eines langen ausgesendeten Ultraschallbursts 10 mit mehreren Ultraschallpulsen durch. Der Ultraschallsensor 1 bestimmt im zweiten Schritt 1001 jedoch nun nicht wie in 9 den Wert der zeitlichen Länge der zweiten Zeitdifferenz 501. Stattdessen bestimmt der Ultraschallsensor 1 den dritten Zeitpunkt 502 und startet den Zeitgeber 41. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen zweiten Schritt 901 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen zweiten Schritt 1001 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen zweiten Schritt 1001 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem zweiten Schritt 1001 teilweise übernehmen.In a second step 1001, the ultrasonic sensor 1 carries out an ultrasonic main measurement 505 using a long transmitted ultrasonic burst 10 with a plurality of ultrasonic pulses. However, in the second step 1001, the ultrasonic sensor 1 does not determine as in 9 the value of the length of time of the second time difference 501. Instead, the ultrasonic sensor 1 determines the third point in time 502 and starts the timer 41. Typically, the computer core 2 controls this second step 901 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Typically, the computer core 2 controls this second step 1001 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this second step 1001 and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this second step 1001.

In einem dritten Schritt 1002 ändert vorzugsweise der Ultraschallsensor 1 den Wert seines Zeitgebers 41 um den Wert einer Zeitgeberschrittweite. Bevorzugt inkrementiert der Ultraschallsensor 1 den Wert des Zeitgebers 41 in diesem dritten Schritt 1002. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen dritten Schritt 1002 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen dritten Schritt 1002 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem dritten Schritt 1002 teilweise übernehmen.In a third step 1002, the ultrasonic sensor 1 preferably changes the value of its timer 41 by the value of a timer increment. The ultrasonic sensor 1 preferably increments the value of the timer 41 in this third step 1002. Typically, the computer core 2 controls this third step 1002 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this third step 1002 and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this third step 1002 .

In einem vierten Schritt 1003 vergleicht der Ultraschallsensor 1 den Wert des Zeitgebers 41 mit dem Wert der ersten Zeitdifferenz 101. Ist der Wert der Wert des Zeitgebers 41 kleiner als die erste Zeitdifferenz 101 plus einem vorzugsweise verwendeten Vorhalts, so kann das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 des Ultraschallsensors 1 noch nicht ausgeschwungen sein. In dem Fall springt das Verfahren, das der Ultraschallsensor 1 durchführt, wieder zum dritten Schritt 1002 zurück. Ist der Wert der Wert des Zeitgebers 41 größer als die erste Zeitdifferenz 101 plus einem vorzugsweise verwendeten Vorhalts, so sollte das Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9 des Ultraschallsensors 1 ausgeschwungen sein, wenn sich kein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 befindet. In dem Fall springt das Verfahren, das der Ultraschallsensor 1 durchführt, weiter zum fünften Schritt 1004. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen vierten Schritt 1003 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen vierten Schritt 1003 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem vierten Schritt 1003 teilweise übernehmen.In a fourth step 1003, the ultrasonic sensor 1 compares the value of the timer 41 with the value of the first time difference 101. If the value of the timer 41 is less than the first time difference 101 plus a lead that is preferably used, the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 of the ultrasonic sensor 1 must not have swung out yet. In that case, the method that ultrasonic sensor 1 carries out jumps back to third step 1002 again. If the value of the timer 41 is greater than the first time difference 101 plus a lead that is preferably used, the oscillating element 8 of the ultrasonic transducer 9 of the ultrasonic sensor 1 should have swung out if there is no object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1. In this case, the method that the ultrasonic sensor 1 carries out jumps to the fifth step 1004. Typically, the computer core 2 controls this fourth step 1003 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this fourth Control step 1003 and/or partially take over functions of ultrasonic sensor 1 in this fourth step 1003 .

Im fünften Schritt 1004 vergleicht der Ultraschallsensor den Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals mit einem zweiten Schwellwert 105. Liegt der Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals betragsmäßig unter dem zweiten Schwellwert 105., so schließt der Ultraschallsensor 1 auf das Nichtvorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1. In diesem Fall setzt der Ultraschallsensor 1 die Durchführung des Verfahrens mit dem siebten Schritt 1006 fort. Liegt der Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals betragsmäßig über dem zweiten Schwellwert 105., so schließt der Ultraschallsensor 1 auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1. In diesem Fall setzt der Ultraschallsensor 1 die Durchführung des Verfahrens mit dem sechsten Schritt 1005 fort. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen fünften Schritt 1004 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen fünften Schritt 1004 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem fünften Schritt 1004 teilweise übernehmen.In the fifth step 1004, the ultrasonic sensor compares the amplitude profile 107 of the envelope signal with a second threshold value 105. If the magnitude of the amplitude profile 107 of the envelope signal is below the second threshold value 105, the ultrasonic sensor 1 concludes that an object 11 is not present in the vicinity of the ultrasonic sensor 1. In In this case, the ultrasonic sensor 1 continues to carry out the method with the seventh step 1006 . If the magnitude of the amplitude curve 107 of the envelope signal is above the second threshold value 105, then the ultrasonic sensor 1 concludes that an object 11 is present in the vicinity of the ultrasonic sensor 1. In this case, the ultrasonic sensor 1 continues to carry out the method with the sixth step 1005. Typically, computer core 2 controls this fifth step 1004 with the cooperation of other parts of the device of ultrasonic sensor 1. Instead of computer core 2, control unit 21 of ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this fifth step 1004 and/or partially take over functions of ultrasonic sensor 1 in this fifth step 1004.

In dem sechsten Schritt 1005 steuert vorzugsweise der Rechnerkern 2 diesen sechsten Schritt 1005 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Bevorzugt signalisiert der Rechnerkern 2 dem Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 die Anwesenheit dieses Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen sechsten Schritt 1005 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns 2 kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen sechsten Schritt 1005 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem sechsten Schritt 1005 teilweise übernehmen.In the sixth step 1005, the computer core 2 preferably controls this sixth step 1005 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Preferably signals computer core 2 tells the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 the presence of this object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1. Typically, the computer core 2 controls this sixth step 1005 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core 2, the control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this Control sixth step 1005 and / or take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this sixth step 1005 partially.

Im siebten Schritt 1006 überprüft der Ultraschallsensor 1 vorzugsweise, ob die Anzahl der Ultraschallhauptmessungen 505 seit der letzten Kompensationsmessung 504 eine Maximalanzahl überschritten oder erreicht hat. Ist dies der Fall, so führt der Ultraschallsensor 1 bevorzugt wieder eine Kompensationsmessung 504 in einem ersten Schritt 1000 durch, womit der Zyklus typischerweise neu beginnt. Ist dies nicht der Fall, so führt der Ultraschallsensor 1 bevorzugt die nächste Ultraschallhauptmessung 505 in einem zweiten Schritt 1001 durch. Vor dem Durchführen der nächsten Kompensationsmessung 504 bzw. der nächsten Ultraschallhauptmessung wartet der Ultraschallsensor 1 typischerweise ab, bis die Sendeperiode 506 seit dem Start der Aussendung des zeitlich unmittelbar vorausgegangenen Ultraschallbursts 10 verstrichen ist. Typischerweise steuert der Rechnerkern 2 diesen siebten Schritt 1006 unter Mitwirkung anderer Vorrichtungsteile des Ultraschallsensors 1. Statt des Rechnerkerns kann theoretisch auch Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22 diesen siebten Schritt 1006 steuern und/oder Funktionen des Ultraschallsensors 1 in diesem siebten Schritt 1006 teilweise übernehmen.In the seventh step 1006, the ultrasonic sensor 1 preferably checks whether the number of main ultrasonic measurements 505 since the last compensation measurement 504 has exceeded or reached a maximum number. If this is the case, the ultrasonic sensor 1 preferably carries out a compensation measurement 504 again in a first step 1000, with which the cycle typically begins anew. If this is not the case, the ultrasonic sensor 1 preferably carries out the next main ultrasonic measurement 505 in a second step 1001 . Before carrying out the next compensation measurement 504 or the next main ultrasound measurement, the ultrasound sensor 1 typically waits until the transmission period 506 has elapsed since the start of the transmission of the ultrasound burst 10 immediately preceding in time. Typically, the computer core 2 controls this seventh step 1006 with the cooperation of other device parts of the ultrasonic sensor 1. Instead of the computer core, control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22 can theoretically also control this seventh step 1006 and/or partially take over functions of the ultrasonic sensor 1 in this seventh step 1006.

Figur 11figure 11

11 entspricht der 5 mit dem Unterschied, dass sie keinen Zeitgeber 41 aufweist. Sie kann daher nur ein Verfahren entsprechend 9 durchführen. 11 equals to 5 with the difference that it has no timer 41. You can therefore only do one procedure accordingly 9 carry out.

Figur 12figure 12

12 entspricht der 3 mit dem Unterschied, dass sie keinen Zeitgeber 41 aufweist. Sie kann daher nur ein Verfahren entsprechend 9 durchführen. 12 equals to 3 with the difference that it has no timer 41. You can therefore only do one procedure accordingly 9 carry out.

Figur 13figure 13

13 entspricht der 9 mit dem Unterscheid, dass der Ultraschallsensor 1 nachdem er im vierten Schritt 903 auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 geschlossen hat, nun bis zum Verschwinden des Objekts 11 aus dem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 auf Ultraschallhauptmessungen 505 mit kurzen Ultraschallpulsen 10 umschaltet. Im Extremfall führt der Ultraschallsensor 1 also bis zum Verschwinden des Objekts 11 aus dem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 nur noch Kompensationsmessungen 504 mit vorzugsweise nur noch einem Ultraschallpuls je ausgesendetem Ultraschallburst 10 durch. Der Ultraschallsensor 1 schließt also auf ein Objekt 11 in seinem Nahbereich und verkürzt dann, wenn ein solches Objekt 11 sich im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 befindet, die zeitliche Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts 10. Hierdurch versetzt sich der Ultraschallsensor 1 sich damit in die Lage, den Abstand des Objekts 11 in seinem Nahbereich zu erfassen. In diesem Fall eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 wäre der Ultraschallsensor 1 ohne diese zeitliche Verkürzung der ausgesendeten Ultraschallbursts 10 nicht in der Lage, den Abstand zwischen Ultraschallsensor 1 und Objekt 11 zu erfassen, da der reflektierte Ultraschallburst 12 bei einen nicht verkürzten ausgesendeten Ultraschallbursts 10 zu einem Zeitpunkt eintreffen würde, in dem das Schwingelement 8 des Ultraschallsensors 1 noch nicht ausgeschwungen wäre. 13 equals to 9 with the difference that the ultrasonic sensor 1, after having concluded in the fourth step 903 the presence of an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1, now switches to main ultrasonic measurements 505 with short ultrasonic pulses 10 until the object 11 disappears from the close range of the ultrasonic sensor 1. In the extreme case, the ultrasonic sensor 1 therefore only carries out compensation measurements 504 with preferably only one ultrasonic pulse per ultrasonic burst 10 emitted until the object 11 disappears from the close range of the ultrasonic sensor 1 . Ultrasonic sensor 1 therefore concludes that an object 11 is in its close range and, if such an object 11 is in the close range of ultrasonic sensor 1, shortens the length of time of the transmitted ultrasonic bursts 10 To detect distance of the object 11 in its vicinity. In this case of an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1, the ultrasonic sensor 1 would not be able to detect the distance between the ultrasonic sensor 1 and the object 11 without this temporal shortening of the emitted ultrasonic bursts 10, since the reflected ultrasonic burst 12 in the case of an unshortened emitted ultrasonic burst 10 would arrive at a time when the oscillating element 8 of the ultrasonic sensor 1 would not have swung out.

In einem sechsten Schritt 905 sendet der Ultraschallsensor 1 einen verkürzten Ultraschallburst 10 mit einer zweiten zeitlichen Länge aus, die vorzugsweise kürzer ist als die erste zeitliche Länge des ausgesendeten Ultraschallbursts 10, die der Ultraschallsensor 1 im zweiten Schritt 901 aussendet. Bevorzugt ist die zweite zeitliche Länge des ausgesendeten Ultraschallbursts 10 in diesem sechsten Schritt 905 gleich der Zeitlichen Länge der kurzen ausgesendeten Ultraschallbursts 10, die der Ultraschallsensor 1 im ersten Schritt 900 für die Kompensationsmessung 504 aussendet. Typischerweise entsprechen also in einer bevorzugten Ausführung die ausgesendeten Ultraschalbursts 10 des sechsten Schritts 905 den Ultraschallbursts, die der Ultraschallsensor 1 für die Kompensationsmessung 504 im ersten Schritt 900 verwendet. Der Ultraschallsensor 1 erfasst in diesem sechsten Schritt 905 den Abstand zum Objekt 11 in seinem Nahbereich.In a sixth step 905, the ultrasonic sensor 1 emits a shortened ultrasonic burst 10 with a second length of time, which is preferably shorter than the first length of time of the emitted ultrasonic burst 10, which the ultrasonic sensor 1 emits in the second step 901. The second temporal length of the transmitted ultrasonic burst 10 in this sixth step 905 is preferably equal to the temporal length of the short transmitted ultrasonic bursts 10 that the ultrasonic sensor 1 transmits in the first step 900 for the compensation measurement 504 . Thus, in a preferred embodiment, the transmitted ultrasonic bursts 10 of the sixth step 905 typically correspond to the ultrasonic bursts that the ultrasonic sensor 1 uses for the compensation measurement 504 in the first step 900 . In this sixth step 905, the ultrasonic sensor 1 detects the distance to the object 11 in its close range.

In einem siebten Schritt 906 überprüft der Ultraschallsensor 1, ob sich das Objekt 11 noch in seinem Nahbereich befindet. Hierzu vergleicht der Ultraschallsensor 1 den mit dem kurzen ausgesendeten Ultraschallburst 10 erfassten Abstand des Objekts 11 zum Ultraschallsensor 1 mit einem Abstandsschwellwert. Ist dieser erfasste Abstand kleiner als dieser Abstandsschwellwert, so befindet sich das Objekt 11 noch im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 und der Ultraschallsensor 1 fährt mit dem sechsten Schritt 905 fort. Ist dieser erfasste Abstand größer als dieser Abstandsschwellwert, so befindet sich das Objekt 11 nicht mehr im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 und der Ultraschallsensor 1 fährt mit dem ersten Schritt 900 fort. Sofern der erste Schritt 900 dem sechsten Schritt 905 entspricht und der Ultraschallsensor 1 eine erste Zeitdifferenz 101 im sechsten Schritt 905 ermittelt, kann der Ultraschallsensor 1 auch direkt mit dem zweiten Schritt 901 fortfahren.In a seventh step 906, the ultrasonic sensor 1 checks whether the object 11 is still in its close range. For this purpose, the ultrasonic sensor 1 compares the distance between the object 11 and the ultrasonic sensor 1, which is detected with the short emitted ultrasonic burst 10, with a distance threshold value. If this detected distance is less than this distance threshold value, object 11 is still in the close range of ultrasonic sensor 1 and ultrasonic sensor 1 continues with sixth step 905 . If this detected distance is greater than this distance threshold value, then object 11 is no longer in the vicinity of ultrasonic sensor 1 and ultrasonic sensor 1 moves with it first step 900. If the first step 900 corresponds to the sixth step 905 and the ultrasonic sensor 1 determines a first time difference 101 in the sixth step 905, the ultrasonic sensor 1 can also continue directly with the second step 901.

Figur 14figure 14

14 entspricht der 10 mit dem Unterscheid, dass der Ultraschallsensor 1 nachdem er im sechsten Schritt 1005 auf das Vorhandensein eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 geschlossen hat, nun bis zum Verschwinden des Objekts 11 aus dem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 auf Ultraschallhauptmessungen 505 mit kurzen ausgesendeten Ultraschallpulsen 10 umschaltet. Im Extremfall führt der Ultraschallsensor 1 also bis zum Verschwinden des Objekts 11 aus dem Nahbereich des Ultraschallsensors 1 nur noch Kompensationsmessungen 504 mit vorzugsweise nur noch einem Ultraschallpuls je ausgesendetem Ultraschallburst 10 durch. Der Ultraschallsensor 1 schließt also auf ein Objekt 11 in seinem Nahbereich und verkürzt dann, wenn ein solches Objekt 11 sich im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 befindet, die zeitliche Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts 10. Der Ultraschallsensor 1 versetzt sich damit in die Lage, den Abstand des Objekts 11 in seinem Nahbereich zu erfassen. In diesem Fall eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 wäre der Ultraschallsensor 1 ohne diese zeitliche Verkürzung der ausgesendeten Ultraschallbursts 10 nicht in der Lage, den Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 1 und dem Objekt 11 zu erfassen, da der reflektierte Ultraschallburst 12 bei einen nicht verkürzten ausgesendeten Ultraschallbursts 10 zu einem Zeitpunkt eintreffen würde, in dem das Schwingelement 8 des Ultraschallsensors 1 noch nicht ausgeschwungen wäre. 14 equals to 10 with the difference that the ultrasonic sensor 1, after it has concluded in the sixth step 1005 that an object 11 is present in the close range of the ultrasonic sensor 1, now switches to main ultrasonic measurements 505 with short transmitted ultrasonic pulses 10 until the object 11 has disappeared from the close range of the ultrasonic sensor 1 . In the extreme case, the ultrasonic sensor 1 therefore only carries out compensation measurements 504 with preferably only one ultrasonic pulse per ultrasonic burst 10 emitted until the object 11 disappears from the close range of the ultrasonic sensor 1 . The ultrasonic sensor 1 therefore concludes that there is an object 11 in its close range and then, if such an object 11 is in the close range of the ultrasonic sensor 1, shortens the length of time of the transmitted ultrasonic bursts 10. The ultrasonic sensor 1 is thus in a position to determine the distance of the To detect object 11 in its vicinity. In this case of an object 11 in the close range of the ultrasonic sensor 1, the ultrasonic sensor 1 would not be able to detect the distance between the ultrasonic sensor 1 and the object 11 without this temporal shortening of the transmitted ultrasonic bursts 10, since the reflected ultrasonic burst 12 would not be shortened at a emitted ultrasonic bursts 10 would arrive at a point in time at which the oscillating element 8 of the ultrasonic sensor 1 would not have swung out.

In einem achten Schritt 1007 sendet der Ultraschallsensor 1 einen verkürzten Ultraschallburst 10 mit einer zweiten zeitlichen Länge aus, die vorzugsweise kürzer ist als die erste zeitliche Länge des Ultraschallbursts 10, die der Ultraschallsensor 1 im zweiten Schritt 1001 aussendet. Bevorzugt ist die zweite zeitliche Länge des ausgesendeten Ultraschallbursts 10 in diesem achten Schritt 1007 gleich der Zeitlichen Länge der kurzen ausgesendeten Ultraschallbursts 10, die der Ultraschallsensor 1 im ersten Schritt 1000 für die Kompensationsmessung 504 aussendet. Typischerweise entsprechen also in einer bevorzugten Ausführung die ausgesendeten Ultraschalbursts 10 des achten Schritts 1007 den Ultraschallbursts, die der Ultraschallsensor 1 für die Kompensationsmessung 504 im ersten Schritt 1000 verwendet. Der Ultraschallsensor 1 erfasst in diesem sechsten Schritt 905 den Abstand zum Objekt 11 in seinem Nahbereich.In an eighth step 1007, the ultrasonic sensor 1 emits a shortened ultrasonic burst 10 with a second time length, which is preferably shorter than the first time length of the ultrasonic burst 10, which the ultrasonic sensor 1 emits in the second step 1001. The second temporal length of the transmitted ultrasonic burst 10 in this eighth step 1007 is preferably equal to the temporal length of the short transmitted ultrasonic bursts 10 that the ultrasonic sensor 1 transmits in the first step 1000 for the compensation measurement 504 . In a preferred embodiment, the transmitted ultrasonic bursts 10 of the eighth step 1007 typically correspond to the ultrasonic bursts that the ultrasonic sensor 1 uses for the compensation measurement 504 in the first step 1000 . In this sixth step 905, the ultrasonic sensor 1 detects the distance to the object 11 in its close range.

In einem neunten Schritt 1008 überprüft der Ultraschallsensor 1, ob sich das Objekt 11 noch in seinem Nahbereich befindet. Hierzu vergleicht der Ultraschallsensor 1 den mit dem kurzen Ultraschallburst 10 im achten Schritt 1007 erfassten Abstand des Objekts 11 zum Ultraschallsensor 1 mit einem Abstandsschwellwert. Ist dieser erfasste Abstand kleiner als dieser Abstandsschwellwert, so befindet sich das Objekt 11 noch im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 und der Ultraschallsensor 1 fährt mit dem achten Schritt 1007 fort. Ist dieser erfasste Abstand größer als dieser Abstandsschwellwert, so befindet sich das Objekt 11 nicht mehr im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 und der Ultraschallsensor 1 fährt mit dem ersten Schritt 1000 fort. Sofern der erste Schritt 1000 dem achten Schritt 1007 entspricht und der Ultraschallsensor 1 eine erste Zeitdifferenz 101 im achten Schritt 1007 ermittelt, kann der Ultraschallsensor 1 auch mit dem zweiten Schritt 1001 direkt fortfahren.In a ninth step 1008, the ultrasonic sensor 1 checks whether the object 11 is still in its close range. For this purpose, the ultrasonic sensor 1 compares the distance of the object 11 to the ultrasonic sensor 1 detected with the short ultrasonic burst 10 in the eighth step 1007 with a distance threshold value. If this detected distance is less than this distance threshold value, object 11 is still in the close range of ultrasonic sensor 1 and ultrasonic sensor 1 continues with the eighth step 1007 . If this detected distance is greater than this distance threshold value, then object 11 is no longer in the close range of ultrasonic sensor 1 and ultrasonic sensor 1 continues with first step 1000 . If the first step 1000 corresponds to the eighth step 1007 and the ultrasonic sensor 1 determines a first time difference 101 in the eighth step 1007, the ultrasonic sensor 1 can also continue with the second step 1001 directly.

Das Verfahren der 13 und 14 kann dann so zusammengefasst werden:

  1. i. Verwenden von ausgesendeten Ultraschallbursts 10 einer ersten zeitlichen Länge für Ultraschallhauptmessungen 505, sofern sich kein Objekt 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1 aufhält, und Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschalsensors 1 sofern das Objekt 11 sich dort befindet.
  2. ii. Verkürzen der ersten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts 10 zu einer zweiten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts 10 und Erfassen eines Abstands zwischen Ultraschallsensor 1 und Objekt 11 für die Dauer des Aufenthalts des Objekts 11 im Nahbereich des Ultraschallsensors 1.
The procedure of 13 and 14 can then be summarized like this:
  1. i. Use of transmitted ultrasonic bursts 10 of a first temporal length for main ultrasonic measurements 505, provided that there is no object 11 in the vicinity of ultrasonic sensor 1, and detecting the presence of an object 11 in the vicinity of ultrasonic sensor 1 if object 11 is there.
  2. ii. Shortening the first length of time of the transmitted ultrasonic bursts 10 to a second length of the transmitted ultrasonic bursts 10 and detecting a distance between the ultrasonic sensor 1 and the object 11 for the duration of the stay of the object 11 in the vicinity of the ultrasonic sensor 1.

SonstigesMiscellaneous

Die obige Beschreibung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränkt diese Offenbarung nicht auf die gezeigten Beispiele. Andere Variationen zu den offengelegten Beispielen können von denjenigen, die über gewöhnliche Fachkenntnisse auf dem Gebiet verfügen, anhand der Zeichnungen, der Offenbarung und der Ansprüche verstanden und ausgeführt werden. Die unbestimmten Artikel „ein“ oder „eine“ und dessen Flexionen schließen eine Vielzahl nicht aus, während die Erwähnung einer bestimmten Anzahl von Elementen nicht die Möglichkeit ausschließt, dass mehr oder weniger Elemente vorhanden sind. Eine einzige Einheit kann die Funktionen mehrerer in der Offenbarung genannter Elemente erfüllen, und umgekehrt können mehrere Elemente die Funktion einer Einheit erfüllen. Zahlreiche Alternativen, Äquivalente, Variationen und Kombinationen sind möglich, ohne dass der Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung verlassen wird.
Soweit nichts anders angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung frei miteinander kombiniert werden. Dies betrifft die gesamte hier vorgelegte Schrift. Auch die in der
Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Eine Beschränkung einzelner Merkmale der Ausführungsbeispiele auf die Kombination mit anderen Merkmalen der Ausführungsbeispiele ist dabei ausdrücklich nicht vorgesehen. Außerdem können gegenständliche Merkmale der Vorrichtung umformuliert auch als Verfahrensmerkmale Verwendung finden und Verfahrensmerkmale umformuliert als gegenständliche Merkmale der Vorrichtung. Eine solche Umformulierung ist somit automatisch mit offenbart.
In der vorausgehenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen. Die Beispiele in der Beschreibung und den Zeichnungen sollten als illustrativ betrachtet werden und sind nicht als einschränkend für das beschriebene spezifische Beispiel oder Element zu betrachten. Aus der vorausgehenden Beschreibung und/oder den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen können durch Abänderung, Kombination oder Variation bestimmter Elemente mehrere Beispiele abgeleitet werden. Darüber hinaus können Beispiele oder Elemente, die nicht wörtlich beschrieben sind, von einer fachkundigen Person aus der Beschreibung und/oder den Zeichnungen abgeleitet werden.
The above description is not exhaustive and does not limit this disclosure to the examples shown. Other variations to the disclosed examples may be understood and practiced by those of ordinary skill in the art given the drawings, disclosure, and claims. The indefinite article "a" or "an" and its inflections do not exclude a plurality, while the mention of a definite number of elements does not exclude the possibility of there being more or fewer elements. A single entity may perform the functions of multiple elements recited in the disclosure, and conversely, multiple elements may perform the function of one entity. Numerous alternatives, equivalents, variations Functions and combinations are possible without departing from the scope of the present disclosure.
Unless otherwise stated, all features of the present invention can be freely combined with one another. This applies to the entire document presented here. Also the one in the
The features described in the description of the figures can, unless otherwise stated, be freely combined with the other features as features of the invention. A limitation of individual features of the exemplary embodiments to the combination with other features of the exemplary embodiments is expressly not intended. In addition, physical features of the device can also be reworded as method features and method features can be reworded as physical features of the device. Such a reformulation is thus automatically disclosed.
In the foregoing detailed description, reference is made to the accompanying drawings. The examples in the specification and drawings should be considered as illustrative and not limiting on the specific example or element described. Several examples can be derived from the foregoing description and/or the drawings and/or the claims by modifying, combining or varying certain elements. Furthermore, examples or elements that are not literally described can be derived from the description and/or the drawings by a person skilled in the art.

BezugszeichenlisteReference List

11
Ultraschallsensor;ultrasonic sensor;
22
Rechnerkern des Ultraschallsensors 1;Computer core of the ultrasonic sensor 1;
33
digitale Ultraschallbursterzeugung des Ultraschallsensors 1;digital ultrasonic burst generation of the ultrasonic sensor 1;
44
Steuersignale für die digitale Ultraschallbursterzeugung 3 des Ultraschallsensors 1;Control signals for the digital ultrasonic burst generation 3 of the ultrasonic sensor 1;
55
digitales Ultraschallsendesignal;digital ultrasonic transmission signal;
66
analoge Ultraschallsendestufe des Ultraschallsensors 1;analog ultrasonic transmission stage of the ultrasonic sensor 1;
77
Ansteuersignal des Ultraschallsensors 1;Control signal of the ultrasonic sensor 1;
88th
Schwingelement 8 des Ultraschalltransducers 9;vibrating element 8 of the ultrasonic transducer 9;
99
Ultraschalltransducer 9;ultrasonic transducer 9;
1010
ausgesendeter Ultraschallburst;transmitted ultrasonic burst;
1111
Objekte 11 im Umfeld des Fahrzeugs;objects 11 in the vicinity of the vehicle;
1212
reflektierter Ultraschallburst;reflected ultrasonic burst;
1313
elektrisches Ultraschallempfangssignal;electrical ultrasound reception signal;
1414
Verstärker;Amplifier;
1515
verstärktes elektrisches Ultraschallempfangssignal;amplified electrical ultrasound reception signal;
1616
Analog-zu-Digital-Wandler des Ultraschallsensors 1;analog-to-digital converter of the ultrasonic sensor 1;
1717
digitalisiertes Ultraschallempfangssignal;digitized ultrasound reception signal;
1818
digitale Aufbereitungs- und Filterstufe;digital processing and filter stage;
1919
gefiltertes Ultraschallempfangssignal;filtered ultrasound reception signal;
2020
Datenbus;data bus;
2121
Steuergerät 21 des Ultraschallsensorsystems 22;Control unit 21 of the ultrasonic sensor system 22;
2222
Ultraschallsensorsystem;ultrasonic sensor system;
2323
erster Komparator;first comparator;
2424
erstes Schwellwertsignal;first threshold signal;
2525
erstes Komparatorausgangssignal;first comparator output signal;
2626
zweiter Komparator. In 4 ersetzt eine zweite Vergleichslogik den zweiten Komparator. Die zweite Vergleichslogik ist eine digitale, funktionsäquivalente Entsprechung des zweiten Komparators. Der zweite Komparator vergleicht den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 mit dem Wert des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Dabei ist der Analog-zu-Digital-Wandler 16 nach dem verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15 im Signalpfad angeordnet. (siehe auch 1). Die funktionsäquivalente zweite Vergleichslogik vergleicht den zweiten Schwellwert des zweiten Schwellwertsignals 27 mit dem Wert des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34, das bevorzugt das Hüllkurvensignal ist oder umfasst. Dabei ist der Analog-zu-Digital-Wandler 16 vor dem aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignal 34 im Signalpfad angeordnet. (siehe auch 4);second comparator. In 4 a second comparison logic replaces the second comparator. The second comparison logic is a digital, functionally equivalent counterpart of the second comparator. The second comparator compares the second threshold value of the second threshold value signal 27 with the value of the amplified electrical ultrasound reception signal 15. The analog-to-digital converter 16 is arranged after the amplified electrical ultrasound reception signal 15 in the signal path. (see also 1 ). The functionally equivalent second comparison logic compares the second threshold value of the second threshold value signal 27 with the value of the processed, digital ultrasonic received signal 34, which is preferably the envelope signal or includes it. In this case, the analog-to-digital converter 16 is arranged in front of the conditioned, digital ultrasonic received signal 34 in the signal path. (see also 4 );
2727
zweites Schwellwertsignal;second threshold signal;
2828
zweites Komparatorausgangssignal;second comparator output signal;
2929
Schwellwerterzeugungsvorrichtung;threshold generating device;
3030
EXOR Verknüpfung;EXOR link;
3131
Ausgangssignal des EXOR-Gatters 30;output of EXOR gate 30;
3232
EXOR-Steuersignal;EXOR control signal;
3333
Hüllkurvenfilter;envelope filter;
3434
aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignal, das bevorzugt das Hüllkurvensignal ist oder umfasst;processed, digital ultrasonic received signal, which is preferably the envelope signal or includes;
3535
Digitalteil;digital part;
3636
Analogteil;analog part;
3737
Auswerteschaltkreis;evaluation circuit;
3838
positive Versorgungsspannungsleitung;positive supply voltage line;
3939
Spannungsregler;voltage regulator;
4040
negativer Versorgungsspannungsleitung;negative supply voltage line;
4141
Zeitgeber;timer;
101101
erste Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden zweiten Zeitpunkt 103 des zweiten Flankenwechsels des zweiten Komparatorausgangssignals 28;first time difference between the first time 102 of the first edge change of the first comparator output signal 25 and the subsequent second time 103 of the second edge change of the second comparator output signal 28;
102102
erster Zeitpunkt 102 des ersten Flankenwechsels des ersten Komparatorausgangssignals 25;first point in time 102 of the first edge change of the first comparator output signal 25;
103103
zweite Zeitpunkt 103 des zweiten Flankenwechsels des zweiten Komparatorausgangssignals 28;second point in time 103 of the second edge change of the second comparator output signal 28;
105105
zweiter Schwellwert 105 des zweiten Schwellwertsignals 27;second threshold 105 of the second threshold signal 27;
106106
Amplitude 106 des Hüllkurvensignals, hier beispielhaft in LSB des Analog-zu-Digital-Wandlers 16. Im Fall der 1 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Im Fall der 4 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des aufbereiteten, digitalen Ultraschallempfangssignals 34;Amplitude 106 of the envelope signal, here as an example in LSB of the analog-to-digital converter 16. In the case of 1 it is the envelope signal of the amplified electrical ultrasound reception signal 15. In the case of 4 it is the envelope signal of the processed, digital ultrasonic received signal 34;
107107
Amplitude des Hüllkurvensignals. Im Fall der 1 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des verstärkten elektrischen Ultraschallempfangssignals 15. Im Fall der 4 handelt es sich um das Hüllkurvensignal des aufbereitetes, digitales Ultraschallempfangssignals 34;Amplitude of the envelope signal. In the case of 1 it is the envelope signal of the amplified electrical ultrasound reception signal 15. In the case of 4 it is the envelope signal of the processed, digital ultrasonic received signal 34;
108108
Übersteuerung durch die Amplitudenverlauf 107 des Hüllkurvensignals;Overdrive by the amplitude curve 107 of the envelope signal;
501501
zweite Zeitdifferenz zwischen dem dritten Zeitpunkt des dritten Flankenwechsels 502 des ersten Komparatorausgangssignals 25 und dem nachfolgenden vierten Zeitpunkt des vierten Flankenwechsels 503 des zweiten Komparatorausgangssignals 28;second time difference between the third point in time of the third edge change 502 of the first comparator output signal 25 and the subsequent fourth point in time of the fourth edge change 503 of the second comparator output signal 28;
502502
dritter Zeitpunkt des dritten Flankenwechsels des ersten Komparatorausgangssignals 25;third point in time of the third edge change of the first comparator output signal 25;
503503
vierter Zeitpunkt des vierten Flankenwechsels des zweiten Komparatorausgangssignals 28;fourth point in time of the fourth edge change of the second comparator output signal 28;
504504
erstes Ultraschallhüllkurvensignal (beispielhafte Kompensationsmessung);first ultrasound envelope signal (example compensation measurement);
505505
zweites Ultraschallhüllkurvensignal (beispielhafte Ultraschallhauptmessung);second ultrasound envelope signal (example main ultrasound measurement);
506506
Sendeperiode;transmission period;
507507
Anzahl der Abtastzeitpunkte des Analog-zu-Digital-Wandlers 16;number of sampling times of the analog-to-digital converter 16;
900900
erster Schritt;first step;
901901
zweiter Schritt;second step;
902902
dritter Schritt;Third step;
903903
vierter Schritt;fourth step;
904904
fünfter Schritt;fifth step;
905905
sechster Schritt;sixth step;
906906
siebter Schritt;seventh step;
10001000
erster Schritt;first step;
10011001
zweiter Schritt;second step;
10021002
dritter Schritt;Third step;
10031003
vierter Schritt;fourth step;
10041004
fünfter Schritt;fifth step;
10051005
sechster Schritt;sixth step;
10061006
siebter Schritt;seventh step;
10071007
achter Schritt;eighth step;
10081008
neunter Schritt;ninth step;
SdTSdT
Stand der Technik;State of the art;
TT
Temperatur in °C;temperature in °C;
tt
Zeit;Time;

Claims (1)

Ultraschallmesssystem (22) für Umfelderfassungsvorrichtungen, wobei das Ultraschallmesssystem einen Ultraschallsensor (1) umfasst und wobei der Ultraschallsensor (1) einen Nahbereich aufweist, in dem er den Abstand vom Ultraschallsensor (1) zu Objekten (11) mit ausgesendeten Ultraschallbursts 10 einer ersten zeitlichen Länge nicht mehr erfassen kann, wobei der Ultraschallsensor (1) zumindest zeitweise einen Ultraschallburst (10) einer ersten zeitlichen Länge für eine Ultraschallhauptmessung (505) aussendet, sofern sich kein Objekt (11) im Nahbereich des Ultraschallsensors (1) aufhält, und wobei der Ultraschallsensor (1) das Vorhandensein eines Objekts (11) im Nahbereich des Ultraschalsensors (1) erfasst sofern das Objekt (11) sich dort befindet und wobei der Ultraschallsensor (1) für die Dauer des Aufenthalts des Objekts (11) im Nahbereich des Ultraschallsensors (1) die erste zeitliche Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts (10) zu einer zweiten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts (10) verkürzt und wobei der Ultraschallsensor (1) einen Abstand zwischen Ultraschallsensor (1) und Objekt (11) für die Dauer des Aufenthalts des Objekts (11) im Nahbereich des Ultraschallsensors (1) erfasst und wobei der Ultraschallsensor (1) nach dem Ende des Aufenthalts des Objekts (11) im Nahbereich des Ultraschallsensors (1) die zweite zeitliche Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts (10) zu einer dritten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts (10) verlängert und wobei die dritte zeitliche Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts (10) mit der zweiten zeitlichen Länge der ausgesendeten Ultraschallbursts (10) gleich sein kann.Ultrasonic measuring system (22) for environment detection devices, wherein the ultrasonic measuring system comprises an ultrasonic sensor (1) and wherein the ultrasonic sensor (1) has a close range in which it can no longer detect the distance from the ultrasonic sensor (1) to objects (11) with emitted ultrasonic bursts 10 of a first temporal length, wherein the ultrasonic sensor (1) at least temporarily generates an ultrasonic burst (10 ) emits a first length of time for an ultrasonic main measurement (505), provided that there is no object (11) in the vicinity of the ultrasonic sensor (1), and wherein the ultrasonic sensor (1) detects the presence of an object (11) in the vicinity of the ultrasonic sensor (1) detects if the object (11) is located there and the ultrasonic sensor (1) for the duration of the presence of the object (11) in the vicinity of the ultrasonic sensor (1) the first temporal length of the transmitted ultrasonic bursts (10) at a second temporal length of the emitted ultrasonic bursts (10) and wherein the ultrasonic sensor (1) detects a distance between the ultrasonic sensor (1) and the object (11) for the duration of the stay of the object (11) in the vicinity of the ultrasonic sensor (1) and wherein the ultrasonic sensor (1) after the end of the stay of the object (11) in the vicinity of the ultrasonic sensor (1), the second length of time of the emitted ultrasonic bursts (10) is extended to a third length of time of the emitted ultrasonic bursts (10), and the third length of time of the emitted ultrasonic bursts (10 ) can be the same as the second temporal length of the transmitted ultrasonic bursts (10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102015002269B3 (en) 2015-02-13 2016-02-04 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Method and device for detecting an object by means of ultrasound during the decaying process of an ultrasonic transducer for automotive applications
DE102018109318A1 (en) 2018-04-19 2019-10-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for operating an ultrasonic sensor device for a motor vehicle with change between coded and uncoded measurements, ultrasonic sensor device and driver assistance system

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