DE4035215C2 - Ultraschallsensor zur Hinderniserfassung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor zur Hinderniserfassung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die JP-Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 1-30 436 zeigt ein Beispiel eines solchen konventionellen Ultraschallsen­ sors, der Unregelmäßigkeiten bzw. Behinderungen um ein Fahrzeug herum unter Anwendung von Ultraschallwellen erfaßt.

Die JP-OS (Kokai) Nr. 62-1 31 813 zeigt ein weiteres Beispiel eines Sensors, der den Zustand der Fahrbahn vor einem Fahr­ zeug aufnimmt, um auf die Karosserie infolge von Fahrbahn­ unregelmäßigkeiten bzw. -schäden einwirkende Stöße zu ver­ mindern.

Zur Erfassung eines Objekts wie etwa eines Hindernisses bzw. einer Unregelmäßigkeit um ein fahrendes Fahrzeug herum unter Anwendung von Ultraschallwellen ist es bisher üblich, die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt unter Nutzung von Ultraschallwellen zu berechnen, und zu diesem Zweck wurden verschiedene Vorschläge zum genauen Messen der Entfernung zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt, das sich innerhalb einiger Zentimeter oder einiger Meter vom Fahrzeug befindet, gemacht. Bei diesem Verfahren nimmt jedoch ein Ultraschallsensor zusätzlich zu vom Objekt re­ flektierten Wellen solche von einer vorbestimmten, vor dem Sensor befindlichen Fahrbahn auf, und um dies zu vermeiden, ist es allgemein üblich, einem Schalltrichter eine geeig­ nete Orientierung zu geben, so daß keine von der Fahrbahn reflektierten unerwünschten Wellen aufgenommen werden. In diesem Fall wurde also allgemein noch kein praktikabler Versuch mit Signalverarbeitung durchgeführt, um in positi­ ver Weise nur die von der Fahrbahn reflektierten Ultra­ schallwellen aufzunehmen und somit auf der Fahrbahn vor­ handene Hindernisse in wirksamer Weise zu erfassen.

Andererseits wurde bereits ein Vorschlag gemacht, bei dem kontinuierliche Ultraschallwellen in Richtung der vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn projiziert und davon reflek­ tierte Wellen kontinuierlich überwacht werden, um Hinder­ nisse auf der Fahrbahn zu erfassen. In diesem Fall gibt es jedoch eine Reihe von Nachteilen, die nachstehend aufge­ führt sind.

• 1) Die Überhitzung eines Ultraschallwellensenders schließt aus, daß die Energie der ausgesandten Ultraschallwellen auf einen für die Praxis geeigneten Pegel angehoben werden kann.
• 2) Eine Überlagerung zwischen den projizierten und den reflektierten Wellen findet statt, und nachteilige Auswir­ kungen ergeben sich durch die Ausbildung von stehenden Wellen.
• 3) Es ist nicht möglich, zwischen von der Fahrbahn reflek­ tierten Wellen und von anderen Orten oder Objekten reflek­ tierten Wellen zu unterscheiden.
• 4) Es gibt keine wirksame Maßnahme zur Beseitigung der Ein­ flüsse von Faktoren, die nichts mit Fahrbahnunregelmäßig­ keiten zu tun haben, z. B. der Einflüsse von Wind, Tempe­ raturänderungen usw., die die Intensität reflektierter Wellen ändern können.

Die vorgenannten konventionellen Ultraschallsensoren sind also mit einer Reihe von Problemen behaftet und für den praktischen Einsatz weder befriedigend noch brauchbar.

Aus der GB 21 40 918 ist ein Abstandsdetektor auf Ultraschallbasis bekannt, mit Hilfe dessen der Abstand zweier Gegenstände oder Körper festgestellt werden kann, die sich mit geringer Relativgeschwindigkeit zueinander bewegen. Eine derartige Abstandsbestimmung ist zeitunkritisch. Demnach kann die dort gezeigte Lösung für die Erfassung von Hindernissen auf der Fahrbahn in Echtzeitbetrieb nicht herangezogen werden.

Der in der DE 31 49 256 A1 beschriebene Ultraschallentfernungsmesser erfordert die Bereitstellung von zwei Spitzenwertdetektoren zur Ableitung bzw. Überlagerung von Schwellwertsignalen. Dort wird zwar ein annähernd dynamisches Schwellwertsignal durch die Spitzenwertdetektoren bereitgestellt, so daß eine entsprechende Amplitudenanpassung erreicht wird, d. h. die Schwelle ist auf die jeweilige Empfangsamplitude anpaßbar. Durch die vorhandenen Zeitkonstanten der Spitzenwertdetektoren ergibt sich jedoch das Problem, daß eine Trägheit des gesamten Ultraschallentfernungsmessers entsteht, wodurch dessen Anwendung oder Übertragung auf den Kraftfahrzeugsektor ausgeschlossen ist.

Die GB 11 55 321 zeigt eine elektronische Regelung der Empfindlichkeit eines Empfängers für eine Ultraschall-Echoeinrichtung. Die elektronische Empfindlichkeitsregelung bzw. die Veränderung des Verstärkungsgrades des Empfängers erfolgt dadurch, daß ein Gleichspannungskontrollsignal bereitgestellt wird, dessen Pegel von der Amplitude des jeweils empfangenden Echos abhängt. Dieser Pegel wird mit einem Sägezahnimpuls verglichen, wobei im Ergebnis dessen ein Signal zur vorerwähnten Verstärkungsregelung abgeleitet wird. Die Möglichkeit des Ausschaltens von Störungen, d. h. von Echosignalen, welche nicht auf zu erfassende Hindernisse zurückzuführen sind, ist mit der Lehre nach der GB 11 55 321 nicht möglich.

Die Distanzmeßvorrichtung auf Ultraschallbasis gemäß US-PS 42 25 950 dient der Erhöhung der Meßgenauigkeit bezüglich der Lage des Kraftfahrzeugs zur Straßenoberfläche, um Nick- und Wankbewegungen bzw. einen plötzlichen Luftdruckverlust der Reifen eines Kraftfahrzeugs erkennen zu können. Mit Hilfe vorgegebener Schwellwerte werden nur die Echosignale einer weiteren Auswertung unterzogen, die einen bestimmten Signalpegel überschreiten. Dabei wird vorausgesetzt, daß unerwünschte Reflexionen oder Störungen einen bestimmten Mindestpegel nicht überschreiten und daher leicht eliminiert werden können. Eine derartige Lösung ist zwar zur Lagebestimmung des Kraftfahrzeugs in diskreten Zeitabschnitten gegenüber der Fahrbahn ausreichend, kann jedoch im Falle der Notwendigkeit der Echtzeiterkennung eines Hindernisses auf der Fahrbahn in Fahrtrichtung voraus nicht mit Erfolg angewendet werden. Dies deshalb, weil einerseits durch die Schwellwertvorgabe eine Dynamikbegrenzung des Meßbereichs gegeben ist und andererseits u. U. mehrere Meßzyklen vergehen, bevor ein signifikant verwertbares Ergebnis vorliegt. Letztendlich ist durch die gemäß der US-PS 42 25 950 gewählte Art der Schwellwertfestlegung und dem Auszählen einzelner Impulse zur Ermittlung des Lageabstands eine aufwendige Auswerte-Hardware erforderlich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die An- und Abwesenheit eines Hindernisses bzw. einer Unregelmäßigkeit auf einer Fahrbahn präzise, schnell und effektiv zu erfassen, wobei diese Erfassung ohne nachteilige Einflüsse bedingt durch periodische Änderungen des Spannungspegels aufgrund der von der Fahrbahn reflektierten, nicht hindernisrelevanten Ultraschallwellen möglich sein soll.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands in den Unteransprüchen gezeigt sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der allgemeinen Auslegung eines Ausführungsbeispiels des Ultraschall­ sensors nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild einer Zeitdauerbefehlseinrich­ tung in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild eines Ultraschallsignalgebers des Ausführungsbeispiels von Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Signalverarbeitungsein­ richtung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1;

Fig. 5 ein Schaltbild eines Zeitdauerrechners und eines Diskriminiersignalgebers des Ausfüh­ rungsbeispiels von Fig. 1; und

Fig. 6 ein Impulsdiagramm, das Verläufe von Signalen an verschiedenen Teilen des Ausführungsbei­ spiels von Fig. 1 zeigt.

Fig. 1 zeigt schematisch die allgemeine Auslegung des Ultraschallsensors Hinderniserfassung. Der Ultraschallsen­ sor umfaßt eine Taktbefehlseinrichtung 1, einen damit ver­ bundenen Ultraschallsignalgenerator 2, einen nahe dem vor­ deren Stoßfänger eines Fahrzeugs angeordneten Ultraschall­ sender 3, der mit dem Ultraschallsignalgenerator 2 verbun­ den ist, einen nahe dem vorderen Stoßfänger angeordneten Ultraschallempfänger 4 in Form eines Ultraschallmikrofons, eine mit dem Ultraschallsender 4 verbundene Signalverarbei­ tungseinrichtung 5, einen mit der Taktbefehlseinrichtung 1 verbundenen Zeitdauerrechner 6, einen mit diesem verbunde­ nen Diskriminiersignalgeber 7 und einen Vergleicher 8, der mit der Signalverarbeitungseinrichtung 5 und dem Diskrimi­ niersignalgeber 7 verbunden ist.

Nach Fig. 2 umfaßt die Taktbefehlseinrichtung 1 einen Mikrocomputer 10 (beispielsweise ein Hitachi-Modell HD63B01Y von Hitachi Co., Ltd.), einen damit gekoppelten Quarzschwinger 11 und einen ebenfalls mit dem Mikrocomputer 10 gekoppelten Einschaltkreis 12. Dieser umfaßt einen als Ruheschalter ausgelegten selbstrückstellenden Einschalter 13, der im Fahrgastraum des Fahrzeugs am Instrumentenbrett montiert ist, und einen Wellenformer 14, der mit dem Ein­ schalter 13 verbunden ist.

Wie Fig. 3 deutlich zeigt, umfaßt der Ultraschallsignal­ generator 2 einen Ultraschallschwinger 20, ein mit diesem und dem Mikrocomputer 10 der Taktbefehlseinrichtung 1 ge­ koppeltes NAND-Glied 21, ein mit dem NAND-Glied 21 gekop­ peltes Nichtglied 22, einen mit dem Nichtglied 22 gekoppel­ ten Verstärker 23 und einen mit dem Verstärker 23 gekop­ pelten Spannungs-Aufwärtstransformator 24.

Nach Fig. 4 umfaßt die Signalverarbeitungseinrichtung 5 einen mit dem Ultraschallempfänger gekoppelten Verstärker­ kreis 50 und einen damit gekoppelten Amplitudendemodulations­ kreis 51.

Nach Fig. 5 umfaßt der Zeitdauerrechner 6 einen ersten monostabilen Multiimpulsgeber 60, der mit dem Mikrocomputer 10 der Taktbefehlseinrichtung 1 gekoppelt ist, und einen mit dem monostabilen Multiimpulsgeber 60 gekoppelten zwei­ ten monostabilen Multiimpulsgeber 61.

Der Diskriminiersignalgeber 7 umfaßt einen Ladekreis 70, der mit dem monostabilen Multiimpulsgeber 61 gekoppelt ist, einen dem Ladekreis 70 parallelgeschalteten Entladekreis 71 und einen mit dem Ladekreis 70 und dem Entladekreis 71 gekoppelten Kondensator 72.

Unter Bezugnahme auf das Impulsdiagramm von Fig. 6 wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels im einzelnen beschrie­ ben. Dabei ist V0 ein Befehlssignal, V1 ist ein Treiber- Signal, V2 ist ein Empfangssignal, das die von einer Fahr­ bahn ohne große Hindernisse reflektierten Wellen repräsen­ tiert, V2* ist ein Empfangssignal, das die von einer Fahr­ bahn mit einem Hindernis reflektierten Wellen repräsen­ tiert, V3 ist ein Amplitudendemodulationssignal, V4a und V4b sind Taktimpulssignale, V5 und V6 sind ein Diskriminiersi­ gnal, und V7 ist ein Detektiersignal. Ein Teil des Emp­ fangssignals V2 während einer Periodendauer t1 resultiert aus direkten oder nichtreflektierten Wellen oder abgelenk­ ten Wellen und ist für die Zwecke der Erfindung unnötig. Ein Teil des Empfangssignals V2 während der Periodendauer tb entspricht einer Hin- und Rücklaufzeitdauer entlang einer kleinsten Detektierbahn Sb in Fig. 1, wenn der Ultra­ schallsender und der Ultraschallempfänger nahe beieinander mit im wesentlichen der gleichen Richtungsbündelung ange­ ordnet sind. Gleichermaßen entspricht ein Teil des Emp­ fangssignals V2 während der Periodendauer ta einer Hin- und Rücklaufzeitdauer entlang einer mittleren Bahn Sa in Fig. 1, und ein Teil des Empfangssignals V2 während der Perio­ dendauer tc entspricht einer Hin- und Rücklaufzeitdauer entlang einer größten Bahn Sc in Fig. 1. Diese Perioden­ dauern ta, tb und tc werden wie folgt ausgedrückt:

ta = 2Sa/C,
tb = 2Sb/C,
tc = 2Sc/C

wobei C die Schallwellengeschwindigkeit ist.

Die Taktbefehlseinrichtung 1 liefert ein Befehlssignal V0 gemäß Fig. 6 an den Ultraschallsignalgenerator 2, der auf­ grund dieses Befehlssignals V0 einen Ultraschallwellenim­ puls mit vorbestimmter Impulsdauer für jedes vorbestimmte Zeitintervall erzeugt. Die Taktbefehlseinrichtung 1 kann durch einen in den Mikrocomputer 10 eingebauten program­ mierbaren Taktgeber oder durch eine handelsübliche inte­ grierte Taktgeberschaltung gebildet sein. Der Einschalter 13 der Taktbefehlseinrichtung 1 erzeugt beim vorübergehen­ den Schließen ein Niedrigpegelsignal. Der Wellenformer 14 formt das Niedrigpegelsignal in solcher Weise, daß seine Wellenform umgekehrt wird, so daß ein Einschaltsignal erzeugt wird. Der Mikrocomputer 10 empfängt aufgrund der ihm von einer Gleichstromversorgung zugeführten Energie eine Konstantspannung von einem Konstantspannungskreis und beginnt zu arbeiten. Auf der Basis der Schwingungen des Quarzschwingers 11 erzeugt der Mikrocomputer 10 somit eine Serie von Taktsignalen und führt aufgrund jedes der Takt­ signale ein in ihm gespeichertes Rechnerprogramm aus und liefert ein Befehlssignal V0.

Auf der Basis des Befehlssignals V0 steuert der Ultra­ schallsignalgenerator 2 den Ultraschallsender 3 für eine vorbestimmte Zeitdauer mit einem Treibersignal V1 an, das eine vorbestimmte Spannung und eine vorbestimmte Frequenz hat. Während der Erzeugung des Befehlssignals V0 durch den Mikrocomputer 10 liefert der Ultraschallsignalgenerator 2 über das NAND-Glied 21 an das Nichtglied 22 eine Serie von Ultraschallschwingungsimpulsen mit vorbestimmter Frequenz, die von dem Ultraschallschwinger 20 erzeugt werden. Das Nichtglied 22 erzeugt sukzessive Ultraschallimpulse, die dann vom Verstärker 23 unter Bildung einer Serie von Schwingungsimpulsen verstärkt werden. Die Spannung der Schwingungsimpulse wird vom Spannungs-Aufwärtstransformator angehoben, und die Impulse werden dem Ultraschallsender 3 zugeführt.

Der Ultraschallsender 3 strahlt Ultraschallimpulse auf eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnoberfläche nach vorn und Schräg nach unten ab, und ein Teil der Ultraschallimpulse V2 (oder V2*), die von der Fahrbahn reflektiert werden, wird vom Ultraschallempfänger 4 empfangen.

Infolge der Richtungsbündelung des Ultraschallsenders 3 und des Ultraschallempfängers 4 beginnt die Intensität der von der Fahrbahn reflektierten Ultraschallimpulswellen ausge­ hend von der Zeit tb anzusteigen, erreicht einen Höchstwert zur Zeit ta und nimmt dann ab und verschwindet zur Zeit tc. Die wesentlichen Faktoren zur Bestimmung der Intensitäts­ änderung der Ultraschallimpulswellen während des Zeitinter­ valls zwischen tb und tc sind die Richtungsbündelung und die geometrische Auslegung des Ultraschallsenders 3 und des Ultraschallempfängers 4, aber die Intensität der Ultra­ schallimpulswellen ändert sich allgemein dreieckförmig, wobei ein Höchstwert zur Zeit ta auftritt.

Das Empfangssignal V2* von Fig. 6 zeigt die Wellenform von Ultraschallimpulswellen, die von einer Fahrbahn mit einem Hindernis O reflektiert werden. Dieses Signal V2* hat eine Wellenform, die eine Kombination aus einer ersten Kompo­ nente mit allgemein Dreiecksform, die von einer Fahrbahn ohne jedes Hindernis resultiert, und einer der ersten Kom­ ponente überlagerten zweiten Komponente infolge des Hinder­ nisses O ist. Die Zeitdauer t2 entspricht einer Hin- und Rücklaufzeitdauer entlang der kleinsten Bahn vom Ultra­ schallsender 3 zum Ultraschallempfänger 4 durch das Hin­ dernis O.

Es sei angenommen, daß das Hindernis O auf der Fahrbahn stationär bleibt und daß ein mit dem Ultraschallsensor für Hindernisse ausgerüstetes Fahrzeug auf der Straße zu dem Hindernis O und an diesem vorbei fährt. In diesem Fall beginnt der Sensor das Hindernis O zum Zeitpunkt tc zu erfassen und hört zum Zeitpunkt tb, der nach dem Zeitpunkt ta liegt, mit der Erfassung auf, und danach fährt das Fahr­ zeug über das Hindernis O bzw. daran vorbei. Während dieses Vorgangs geht die Zeitdauer t2 von tc zu tb durch ta.

Der Höchstwert der dem Hindernis O entsprechenden reflek­ tierten Wellen entspricht der Intensität der zur Zeit t2 von der Fahrbahn reflektierten Wellen, multipliziert mit einer vorbestimmten Multiplikationsrate, so daß die Ver­ folgung des Höchstwerts der aufgrund des Hindernisses O reflektierten Wellen über die Zeit t2 eine im wesentlichen dreieckige Form wie im Fall der Intensitätsänderung der von einer Fahrbahn ohne Hindernis reflektierten Wellen ergibt.

Die Empfangssignalverarbeitungseinrichtung 5 verstärkt das Empfangssignal V2 (V2*), um die Verarbeitung des Signalemp­ fangspegels zu erleichtern, und führt eine Amplitudendemodu­ lation durch unter Erzeugung eines Ausgangssignals in Form eines Amplitudendemodulationssignals V3. Wenn die Fahrbahn eben ist, besteht das Amplitudendemodulationssignal V3 nur aus einer Empfangssignalkomponente V3(A) infolge der ebenen Fahrbahn. Wenn dagegen auf der Fahrbahn das Hindernis O vorhanden ist, ist die aus dem Hindernis O resultierende Komponente V3(B) der Empfangssignalwellen der Empfangssi­ gnalkomponente V3(A) überlagert, so daß das folgende Ampli­ tudendemodulationssignal V3 erhalten wird:

V3 = V3(A) + V3(B).

Die Empfangssignalverarbeitungseinrichtung 5 maskiert den Teil des Empfangssignals V2 (V2*), der während der Zeit t2 vorliegt, während der Durchführung der Amplitudendemodula­ tion, so daß nur der notwendige Empfangssignalteil zwischen tb und tc amplitudendemoduliert wird unter Bildung eines Amplitudendemodulationssignals V3.

Andererseits wird der Zeitdauerrechner 6 von dem Befehls­ signal V0 angestoßen zum Berechnen einer Zeitdauer, die einer Zeit zwischen tb und tc entspricht, bis der nächste Zyklus beginnt, oder er erzeugt Taktimpulse V4a und V4b (Fig. 6), die ihrerseits den Diskriminiersignalgeber 7 aktivieren.

Der Zeitdauerrechner 6 kann ein programmierbarer Zeitgeber entsprechend demjenigen sein, der in den Mikrocomputer 10 eingebaut ist, und liefert ein dem Befehlssignal V0 ähn­ liches Befehlssignal, oder er kann von einem monostabilen Multivibrator gebildet sein, der einen integrierten Takt­ geberkreis umfaßt, der von dem Befehlssignal V0 angestoßen wird und ein Impulssignal einer vorbestimmten Zeitdauer liefert. Die so gebildeten Taktimpulssignale V4a und V4b haben Zeitdauern, die den Zeitdauern tb bzw. ta-tb entspre­ chen.

Der Diskriminiersignalgeber 7 erzeugt aufgrund einer Ände­ rung des Taktimpulssignals V4b vom Niedrig- zum Hochpegel ein Diskriminiersignal (d. h. ein Ladespannungssignal) V5, das bis zum Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ansteigt, die durch den Ladekreis 70 und den Kondensator 72 bestimmt ist. Das Diskriminiersignal V5 erreicht zum Zeit­ punkt ta seinen Höchstwert, und bei einer Änderung des Taktimpulssignals V4b vom Hoch- zum Niedrigpegel erzeugt der Diskriminiersignalgeber 7 ein weiteres Diskriminier­ signal (d. h. ein Entladespannungssignal) V6 mit einem Entladeverlauf, der zur Zeit tc einen Minimalwert erreicht, der durch den Entladekreis 71 und den Kondensator 72 be­ stimmt ist.

Der Vergleicher 8 vergleicht das Amplitudendemodulationssi­ gnal V3 von der Empfangssignalverarbeitungseinrichtung 5 mit den Diskriminiersignalen V5 und V6 vom Diskriminiersi­ gnalgeber 7 und erzeugt ein Detektier-Ausgangssignal V7.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die An- oder Abwesenheit eines Hindernisses bzw. einer Unregelmäßigkeit auf einer Fahrbahn sehr präzise, schnell und effektiv erfaßt werden kann, ohne daß irgendwelche nachteiligen Einflüsse aufgrund von periodischen Änderungen des Spannungspegels von von der Fahrbahn reflektierten Ultraschallwellen auftreten. Somit kann ein Hindernis auf der Fahrbahn wirksam diskriminiert werden unter Nutzung der empfangenen Wellen, die einen Diskriminierpegel oder -verlauf in Form eines Dreiecks als Funktion der Laufzeit (d. h. der Hin- und Rücklaufzeit) der Wellen vom Sender zum Empfänger haben.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel umfaßt die Taktbefehls­ einrichtung 1 einen Mikrocomputer 10, und der Zeitdauer­ rechner 6 und der Diskriminiersignalgeber 7 bestehen je­ weils aus gesonderten elektrischen Schaltkreisen; alle diese Elemente können aber in einem Mikrocomputer imple­ mentiert sein, wobei praktisch die gleichen Auswirkungen erzielt werden.

Ferner umfaßt bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Dis­ kriminiersignalgeber 7 einen Ladekreis unter Verwendung eines Analogkreises und einen Entladekreis und erzeugt ein Diskriminiersignal (eine Vergleichsspannung) mit Dreiecks­ wellenform, die monoton auf einen Höchstwert ansteigt und dann monoton abnimmt. Um den gewünschten Zweck zu errei­ chen, kann aber der Diskriminiersignalgeber 7 auch einen Digitalkreis oder einen Mikrocomputer umfassen, der ein Diskriminiersignal mit stufenförmigem Verlauf erzeugt, das stufenförmig ansteigt und abfällt. Bei dem obigen Ausfüh­ rungsbeispiel umfaßt ferner der Diskriminiersignalgeber 7 zwei elektronische Schaltkreise, er kann aber auch anders aufgebaut sein; z. B. kann er aus einem einzigen Schalt­ kreis bestehen, der verschiedene vorbestimmte Diskriminier­ signale vor und nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit­ dauer erzeugen kann.

Ferner sind zwar der Ultraschallsender 3 und der Ultra­ schallempfänger 4 bei dem Ausführungsbeispiel voneinander getrennt ausgeführt, aber sie können natürlich ein einziges Ultraschallmikrofon sein, das im Time-sharing-Betrieb ge­ nutzt wird.

Claims (3)

1. Ultraschallsensor zur Hinderniserfassung, umfassend eine Taktbefehlseinrichtung (1), die ein Befehlssignal zur intermittierenden Erzeugung von Ultraschallwellen bereitstellt;
einen Ultraschallsensor (3), welcher Ultraschallwellen auf eine Fahrbahn abstrahlt;
einen Ultraschallempfänger (4), der die von der Fahrbahn reflektierten Ultraschallwellen empfängt und ein Empfangs­ signal erzeugt;
eine Empfangssignalverarbeitungseinrichtung (5), die das Empfangssignal amplitudendemoduliert unter Bildung eines Amplitudendemodulationssignals und
einen Vergleicher (8), dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zeitdauerermittlungseinheit (6) auf der Basis des Befehlssignals eine Echosignaldauer berechnet und eine Vergleichsspannungseinheit (7) ansteuert, die ein Spannungssignal erzeugt, das vor dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit innerhalb der Echosignaldauer ansteigt und danach abfällt;
und daß der Vergleicher (8) das Amplitudendemodulationssignal und das Spannungssignal miteinander vergleicht unter Erzeugung eines Ausgangssignals, das die An- und Abwesenheit eines Hindernisses auf der Fahrbahn bezeichnet.

2. Ultraschallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauerermittlungseinheit (6) einen mit der Taktbefehlseinrichtung (1) gekoppelten ersten monostabilen Multivibrator (60) sowie einen mit diesem verbundenen zweiten monostabilen Multivibrator (61) aufweist.

3. Ultraschallsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauerermittlungseinheit (6) einen mit dem zweiten monostabilen Multivibrator (61) gekoppelten Ladekreis (70), einen dem Ladekreis (70) parallel geschalteten Entladekreis (71) und einen mit dem Ladekreis (70) und dem Entladekreis (71) gekoppelten Kondensator (72) umfaßt.