EP2936200A1 - Verfahren zur detektion eines störsignalanteils in einem elektrischen empfangssignal eines ultraschallsensors, ultraschallsensorvorrichtung und kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur detektion eines störsignalanteils in einem elektrischen empfangssignal eines ultraschallsensors, ultraschallsensorvorrichtung und kraftfahrzeug

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EP2936200A1
EP2936200A1 EP13815435.6A EP13815435A EP2936200A1 EP 2936200 A1 EP2936200 A1 EP 2936200A1 EP 13815435 A EP13815435 A EP 13815435A EP 2936200 A1 EP2936200 A1 EP 2936200A1
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EP
European Patent Office
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signal
time interval
received signal
electrical
echoes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13815435.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Hallek
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Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP2936200A1 publication Critical patent/EP2936200A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/932—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for parking operations

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a Störsignalanteils an electrical received signal, which by means of an ultrasonic sensor of a
  • Motor vehicle is provided in response to an ultrasonic received by the ultrasonic sensor signal. After sending out a
  • Ultrasonic transmission signal - at the beginning of a measurement cycle - a measurement time interval is defined within which target echoes are evaluated in the electrical received signal and thus target objects can be detected in the environment of the motor vehicle.
  • the invention also relates to an ultrasonic sensor device for
  • Ultrasonic sensor devices for motor vehicles are already state of the art. It is already known to attach a plurality of ultrasonic sensors to the front and the rear bumper of a motor vehicle. By means of the ultrasonic sensors distances to obstacles can be measured, which are located in the environment of the motor vehicle. Such a device is also referred to in the art as a "parking aid".
  • An ultrasonic sensor is known to emit ultrasonic waves and receives reflected ultrasonic waves, ie at least a portion of the emitted and reflected in the surrounding ultrasonic waves.
  • a membrane - typically made of aluminum - is used, which is excited by means of a piezoelectric element to a mechanical vibration.
  • the piezoelectric element Upon receiving the reflected ultrasonic waves, the piezoelectric element provides an electrical received signal (electrical voltage), which is then evaluated. If target echoes are detected in the received signal, then the distance to the obstacle can be determined from the transit time of the signal.
  • Ultrasonic sensors are used in a motor vehicle by means of an electronic
  • Controlled control unit determines the times at which the ultrasonic waves are to be sent. It is also typically the
  • Control unit that calculates the distance to the obstacle based on the received electrical signal.
  • this communication can be carried out via separate data lines, wherein each sensor is assigned its own data line, which connects this sensor to the control unit.
  • all the ultrasonic sensors may be coupled to the control unit via a common communication bus.
  • the LIN bus is used.
  • Topology is the data communication according to the master-slave principle. This means that the control unit is a master, while the ultrasonic sensors are slaves. Each communication is initiated by the master, while the slaves
  • a particular challenge with ultrasonic sensor devices is to detect interference signals in the received signal, which originate, for example, from an external source of interference.
  • the ultrasound sensors are extremely sensitive to other, extraneous ultrasound sources, which are very common in conventional road traffic, e.g. against compressed air brakes of a truck,
  • Kehrge syndromeschen a street sweeper, noise in a tunnel and the like.
  • a particular challenge is the distinction between a noise signal on the one hand and target echoes on the other hand, which of actual
  • Target objects or obstacles come.
  • the interest in the present case thus applies to the detection of a noise signal component in the received signal of an ultrasonic sensor, so that after detection of such a noise component, the received signal may optionally be subjected to filtering in order to be able to evaluate real target echoes of real obstacles in this received signal.
  • the first received destination echoes can be subjected to a check and plausibility check as to whether the runtime of these destination echoes is shorter than the physical bases allow. If this question is answered in the affirmative, an additional ultrasound source is most likely present in the environment of the motor vehicle.
  • Another very common method is the pure auditory cycle, which dispenses with one measurement cycle and one or more ultrasound sensors are merely switched to "receive" without an ultrasound transmit signal being transmitted through the sensors, so ultrasonic waves received in that auditory cycle can not
  • the results are derived from our own ultrasound sensors, which in turn indicates an external perturbation, but both methods have drawbacks: either one additional latency for the auditory cycle is required, which has a very negative effect on the reaction time of the entire system, or the system is unable to distinguish a strong external disturbance from the so-called multiple reflections of its own ultrasound signal, which in the surrounding area occurs several times between the target object and the own system is reflected and thereby received in a subsequent measurement cycle.
  • Receive signal for the detection of signal echoes is compared.
  • the procedure involves certain disadvantages:
  • the interference level measurement is carried out here in a time interval in which no reflection signal is expected any more. This means an additional extension of the duration of a single measurement cycle, which in turn causes an increase in the reaction time of the entire system.
  • Threshold function made. In the case of a superimposition between real target echoes and a noise signal component, this could mean that the real target object can no longer be detected due to the initiated increase in the threshold value. In other words, it is not taken into account that in the time interval in which the interference level is measured, it may also be possible to have target echoes originating from actual, real target objects.
  • This object is achieved by a method by a
  • Ultrasonic sensor device and solved by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.
  • a noise signal component in an electrical received signal of an ultrasonic sensor of a motor vehicle is detected.
  • the received electrical signal is detected by means of the ultrasonic sensor in response to a
  • Ultrasonic sensor or else by means of another ultrasonic sensor of the motor vehicle (cross measurement) are emitted - a measurement time interval or the so-called measurement window is defined within the target echo evaluated in the electrical received signal and thus target objects can be detected.
  • Measuring time interval is defined a detection time interval, and depending on an evaluation of the electrical received signal within the detection time interval, it is determined whether or not the received signal has a Störsignalanteil, for example, can come from an external ultrasonic source.
  • Ultrasonic source is included or not, such as air brakes of a truck, sweeping noise of a street sweeper and the like.
  • Noise signal component can be reliably detected in the received signal.
  • This detection preferably takes place "binary": Either the electrical received signal is classified in the current measuring cycle as having an interference signal component, or it is classified as a "clean" receiving signal, which has exclusively target echoes of real target objects. If an interference signal component is detected by an external interference source, the received signal can optionally be subjected to additional filtering in order to be able to distinguish the real target echoes of real target objects from the signal echoes of a source of interference.
  • a further advantage is that within the detection time interval-unlike in the prior art according to document EP 1 562 050 B1-target echoes originating from real target objects can also be detected. Namely, it is preferable to dispense with an adaptation of the threshold curve as a function of the detected interference signal component, so that by means of the Threshold curve even relatively weak target echoes of real, distant targets can be detected.
  • target echoes in the electrical received signal are evaluated within the measuring time interval. This means that within the
  • Measurement time interval is searched for target echoes that can come from real target objects.
  • the detection of the target echoes is preferably carried out by means of said
  • Threshold curve which represents a distance-dependent and therefore delay-dependent threshold value function.
  • the determination time interval is defined at the end of the measurement time interval. This means that the respective end times of the determination time interval on the one hand and the measurement time interval on the other hand coincide.
  • This embodiment makes use of the fact that, at the end of the measurement window, real target echoes from actual target objects typically have a comparatively low intensity, so that they are either no longer received or occur only sporadically. These target echoes can also be detected on the one hand; On the other hand, it can be determined based on the received signal within the determination time interval, whether a noise signal component is present or not.
  • the evaluation of the electrical received signal within the detection time interval comprises that signal echoes are detected within the detection time interval and, depending on the signal echoes, it is determined whether or not the echo is detected
  • Receive signal has the interference signal component or not.
  • a signal echo is detected when the height of the received signal exceeds the threshold curve.
  • the evaluation of the received electrical signal within the detection time interval comprises that the number of signal echoes in the electrical
  • Receive signal is determined within the detection time interval. Depending on the number of signal echoes within the determination time interval, it can then be determined whether the received signal has the interference signal component or not. Depending on the evaluation of the number of signal echoes, it is possible in particular to reliably detect interference signal components which originate from a pulsed external interference source. This may in particular be such that the interference signal component is then detected or the electrical reception signal is classified as "disturbed” if the number of signal echoes within the determination time interval is greater than a predetermined one
  • This limit value can be, for example, in a value range of 2 to 10 and, for example, 4. If a pulsed interference source is located in the surroundings of the motor vehicle, then this interference source typically emits several ultrasonic waves in succession, which can be detected very precisely on the basis of the number of signal echoes within the detection time interval.
  • the evaluation of the electrical received signal within the detection time interval may include determining a sum of durations of all the signal echoes in the received electrical signal within the detection time interval. Depending on the sum can then be determined whether the received signal has the Störsignalanteil or not. By determining the
  • the interference signal component is then detected or the electrical received signal is classified as "disturbed” if the sum of the time durations is greater than a predefined limit value
  • the method can basically be applied to ultrasound sensors having a wide variety of sensitivities or different configurations of the threshold curve. Because sensitive systems (low threshold curve) usually generate few echoes with very long echo durations, while insensitive systems (high threshold curve) subdivide the few echoes with a long echo duration into many echoes with a low echo duration. Of course, however, the embodiments mentioned can also be implemented individually.
  • the invention additionally relates to an ultrasonic sensor device for a motor vehicle, having an ultrasonic sensor for providing an electrical received signal as a function of a received ultrasonic signal, and having a control unit for evaluating the electrical received signal. After sending out a
  • Ultrasound transmit signal is set a measurement time interval.
  • the control unit is designed to evaluate target echoes in the electrical reception signal within the measurement time interval and also to define a determination time interval and in dependence on an evaluation of the electrical reception signal within the reception period
  • the control unit may be either an internal control unit of the ultrasonic sensor or a separate control unit.
  • a motor vehicle according to the invention in particular a passenger car, comprises an ultrasonic sensor device according to the invention.
  • Ultrasonic sensor device and for the motor vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a motor vehicle with a
  • Fig. 2 to 6 exemplary waveforms of a communication signal between a
  • FIGS. 7 and 8 show exemplary courses of an electrical received signal with associated communication signals.
  • the motor vehicle 1 is for example a passenger car.
  • the motor vehicle 1 comprises an ultrasonic sensor device 2, which has an electronic control unit 3 (control unit) and a plurality of ultrasonic sensors 4, which are arranged distributed on the motor vehicle 1.
  • a plurality of ultrasonic sensors 4 on the front bumper 5 and a plurality of ultrasonic sensors 4 on the rear bumper 6 can be arranged.
  • the number and arrangement of the ultrasonic sensors 4 are shown in FIG. 1 by way of example only.
  • Both the number and the arrangement of the ultrasonic sensors 4 may vary depending on the embodiment.
  • the control unit 3 communicates with the ultrasonic sensors 4.
  • the ultrasonic sensors 4 For this purpose or for the purpose of controlling the ultrasonic sensors 4 are two alternative
  • control unit 3 may each be coupled via a separate data line 7 with the respective ultrasonic sensor 4.
  • the ultrasonic sensors 4 and the control unit 3 can also be connected to a common communication bus 8, for example the LIN bus.
  • a communication signal K is shown as an example, as it is transmitted between the control unit 3 and the ultrasonic sensor 4 via the associated data line 7.
  • FIG. 2 shows a course of the communication signal K over the time t.
  • the communication signal K is an electrical voltage which is applied to the data line 7, namely with respect to a reference potential.
  • the communication between the control unit 3 and the ultrasonic sensor 4 is based on the master-slave principle, so that the control unit 3 outputs control signals to the ultrasonic sensor 4, while the ultrasonic sensor 4 may respond exclusively.
  • Communication signal K between two voltage values U1, U2 is varied, whereby voltage pulses (here negative pulses or voltage dips) are provided.
  • voltage pulses here negative pulses or voltage dips
  • the electrical voltage of a default value U1 is reduced to a lower voltage value U2, which can be done for example by short-circuiting against the reference potential. There are thus voltage pulses (voltage dips).
  • Each measuring cycle of the ultrasonic sensor 4 is initiated by means of the control unit 3.
  • the control unit 3 sends out a trigger pulse 8, which is received by the ultrasonic sensor 4.
  • a diaphragm of the ultrasonic sensor 4 is excited to mechanical vibration, and it is emitted an ultrasonic transmission signal.
  • the ultrasonic sensor 4 After receiving the trigger pulse 8, the ultrasonic sensor 4 is allowed to respond.
  • the answers also contain voltage pulses. The duration of this
  • Voltage pulses corresponds to the time duration for which an electrical reception signal, which is provided by means of a piezoelectric element of the ultrasonic sensor 4, is higher than a threshold curve.
  • This threshold curve is usually needed to hide ground reflections.
  • the trigger pulse 8 by the ultrasonic sensor 4 its membrane is excited to mechanical vibration. Because electrical voltage is applied to the piezoelectric element during this excitation, the duration of the excitation and the so-called decay time of the membrane become constant
  • This voltage pulse 9 thus means that the membrane of the ultrasonic sensor 4 swings.
  • the ultrasound sensor 4 transmits a message as to whether this ultrasound sensor 4 should emit ultrasound waves in the current measuring cycle or should receive it exclusively.
  • direct measurements are possible in which an ultrasonic sensor 4 emits ultrasonic waves and also receives the reflected waves;
  • indirect measurements are possible in which one ultrasonic sensor 4 emits and receives ultrasonic waves, while another ultrasonic sensor 4 can only receive. This information is coded by modulating the length of the trigger pulse 8. While in Fig. 2, a shorter trigger pulse 8 is shown, in which the ultrasonic sensor 4 emit ultrasonic waves and then to receive, which by the
  • Voltage pulse 9 is confirmed, a trigger pulse 8 is shown in Fig. 3 with a greater length at which the ultrasonic sensor 4 is to receive exclusively. In the case of the communication signal K according to FIG. 3, therefore, no voltage pulse 9 is transmitted because the diaphragm is not excited to emit a transmission signal.
  • a measuring time interval 10 or the so-called measurement window in which the ultrasonic sensor 4 is to receive ultrasonic reception signals and to transmit corresponding voltage pulses to the control unit 3 after detection of signal echoes.
  • the length of the voltage pulses is equal to the time duration for which the received electrical signal exceeds the threshold curve.
  • Measuring time interval 10 begins a new measurement cycle, which is illustrated in Figs. 2 and 3 with further trigger pulses 8.
  • FIGS. 4 to 6 Further exemplary courses of the communication signal K are shown in FIGS. 4 to 6. These examples relate to a direct measurement in which the ultrasonic sensor 4 both transmits and receives, which is illustrated by the voltage pulse 9.
  • FIGS. 4 to 6 While no signal echoes are present in FIGS. 2 and 3, a communication signal K is shown in FIGS. 4 to 6, in which additional voltage pulses 11 are present, which each symbolize a signal echo in the electrical received signal.
  • the communication signal K contains voltage pulses 1 1, which basically lie at the beginning of the measurement time interval 10.
  • These target echoes are typically due to real target objects or obstacles.
  • Fig. 5 voltage pulses 1 1 are shown, which are at the end of the measuring time interval 10. These target echoes thus come from a target object which is located at a greater distance from the motor vehicle 1.
  • Voltage pulses 1 1 shown Such a variety of signal echoes indicate an external source of interference. With such a large number of voltage pulses 11, a possible real target object can no longer be identified. Therefore, it should now be detected whether an interference signal component is present in the received signal or not If necessary, perform additional filtering and possibly also be able to distinguish existing target echoes from false echoes.
  • a determination time interval 12 whose length is shorter than that of the measurement time interval 10 is defined by the control unit 3 within the measurement time interval 10.
  • the determination time interval 12 is set at the end of the measurement time interval 10.
  • the length of the determination time interval 12 may, for example, be in a value range of 1 to 3 ms, for example 2 ms.
  • the control unit 3 detects the number of signal echoes within the detection time interval 12 and the
  • Total tech duration i. the sum of the durations of all signal echoes within the detection time interval 12. For this purpose, the number of voltage pulses 1 1 within the determination time interval 12 and the total duration of the voltage pulses 1 1 is determined.
  • the control unit 3 If it is detected by the control unit 3 that the number of signal echoes within the detection time interval 12 is greater than a predetermined limit value, e.g. 4, it is determined that it is a noise from an external source. In addition or as an alternative, it is also checked whether the total tech duration is greater than one
  • the two criteria can be implemented in such a way that it is sufficient for the detection of a noise signal component that only one of the two criteria is fulfilled.
  • Threshold curves are detected, both in sensitive systems as well as in less sensitive systems.
  • Fig. 7a a time course of an electrical received signal S with an associated threshold curve 13 is shown.
  • Fig. 7b shows the associated communication signal K.
  • the threshold curve 13 is set relatively high, so that a relatively low sensitivity of
  • Receive signal S the threshold curve 13, and it is the voltage pulse 9 is generated. Further voltage pulses 1 1 are generated when the height of the
  • Receive signal S (and more precisely the envelope after filtering the
  • Received signal S exceeds the threshold curve 13. As is apparent from FIGS. 7a and 7b, in a less sensitive ultrasonic sensor 4 more
  • Signal echoes 14 and thus a plurality of voltage pulses 1 1 present have a relatively small period of time.
  • an interference signal component is optionally detected by evaluating the number of signal echoes 14.
  • FIGS. 8a, 8b an example is shown in which the threshold curve 13 has lower threshold values, so that, with the same received signal S, fewer total signal echoes 14 are detected and thus less voltage pulses 11 are generated.
  • the duration of the voltage pulses 1 1 is significantly greater, so that the noise component by evaluating the
  • Total duration of the voltage pulses 1 1 can be detected.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines Störsignalanteils in einem elektrischen Empfangssignal (S), welches mittels eines Ultraschallsensors (4) eines Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit von einem durch den Ultraschallsensor (4) empfangenen Ultraschallempfangssignal bereitgestellt wird, wobei nach Aussenden eines Ultraschallsendesignals ein Messzeitintervall (10) definiert wird, innerhalb dessen Zielechos (11, 14) in dem elektrischen Empfangssignal (S) ausgewertet werden, wobei innerhalb des Messzeitintervalls (10) ein Ermittlungszeitintervall (12) definiert wird und in Abhängigkeit von einer Auswertung des elektrischen Empfangssignals (S) innerhalb des Ermittlungszeitintervalls (12) festgestellt wird, ob das Empfangssignal (S) den Störsignalanteil aufweist oder nicht.

Description

Verfahren zur Detektion eines Störsignalanteils in einem elektrischen Empfangssignal eines Ultraschallsensors, Ultraschallsensorvorrichtung und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines Störsignalanteils ein einem elektrischen Empfangssignal, welches mittels eines Ultraschallsensors eines
Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem durch den Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallempfangssignal bereitgestellt wird. Nach Aussenden eines
Ultraschallsendesignals - zu Beginn eines Messzyklus - wird ein Messzeitintervall definiert, innerhalb dessen Zielechos in dem elektrischen Empfangssignal ausgewertet werden und somit Zielobjekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs detektiert werden können. Die Erfindung betrifft au ßerdem eine Ultraschallsensorvorrichtung zum
Durchführen eines solchen Verfahrnes sowie ein Kraftfahrzeug mit einer
Ultraschallsensorvorrichtung.
Ultraschallsensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind bereits Stand der Technik. Es ist bereits bekannt, eine Vielzahl von Ultraschallsensoren an dem vorderen und dem hinteren Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs anzubringen. Mittels der Ultraschallsensoren können dann Abstände zu Hindernissen gemessen werden, die sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befinden. Eine solche Vorrichtung wird im Stand der Technik auch als „Einparkhilfe" bezeichnet.
Ein Ultraschallsensor sendet bekanntlich Ultraschallwellen aus und empfängt reflektierte Ultraschallwellen, also zumindest einen Anteil der ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Ultraschallwellen. Zum Aussenden und Empfangen der Ultraschallwellen wird eine Membran - typischerweise aus Aluminium - verwendet, welche mittels eines Piezoelements zu einer mechanischen Schwingung angeregt wird. Beim Empfangen der reflektierten Ultraschallwellen stellt das Piezoelement ein elektrisches Empfangssignal (elektrische Spannung) bereit, welches dann ausgewertet wird. Werden Zielechos in dem Empfangssignal detektiert, so kann aus der Laufzeit des Signals der Abstand zum Hindernis bestimmt werden.
Ultraschallsensoren werden in einem Kraftfahrzeug mittels einer elektronischen
Steuereinheit angesteuert. Die Steuereinheit bestimmt dabei die Zeitpunkte, zu denen die Ultraschallwellen ausgesendet werden sollen. Es ist typischerweise auch die
Steuereinheit, die anhand des elektrischen Empfangssignals den Abstand zum Hindernis berechnet. Hinsichtlich der Kommunikation zwischen den Ultraschallsensoren einerseits und der Steuereinheit andererseits können grundsätzlich zwei Alternativen vorgesehen sein: Zum einen kann diese Kommunikation über separate Datenleitungen durchgeführt werden, wobei jedem Sensor eine eigene Datenleitung zugeordnet ist, welche diesen Sensor mit der Steuereinheit verbindet. Gemäß der zweiten Alternative können alle Ultraschallsensoren über einen gemeinsamen Kommunikationsbus mit der Steuereinheit gekoppelt sein. Beispielsweise wird der LIN-Bus verwendet. Unabhängig von der
Topologie erfolgt die Datenkommunikation nach dem Master-Slave-Prinzip. Dies bedeutet, dass die Steuereinheit ein Master ist, während die Ultraschallsensoren Slaves sind. Jede Kommunikation wird durch den Master initiiert, während die Slaves
ausschließlich antworten können.
Eine besondere Herausforderung bei Ultraschallsensorvorrichtungen besteht darin, Störsignale in dem Empfangssignal zu detektieren, welche beispielsweise von einer externen Störquelle stammen. Die Ultraschallsensoren reagieren äußerst empfindlich gegenüber anderen, fremden Ultraschallquellen, wie sie sehr häufig im herkömmlichen Straßenverkehr zu finden sind, wie z.B. gegenüber Druckluftbremsen eines Lkw,
Kehrgeräuschen einer Straßenkehrmaschine, Geräuschen in einem Tunnel und dergleichen. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Unterscheidung zwischen einem Störsignal einerseits und Zielechos andererseits, welche von tatsächlichen
Zielobjekten bzw. Hindernissen stammen. Das Interesse gilt vorliegend somit der Detektion eines Störsignalanteils in dem Empfangssignal eines Ultraschallsensors, so dass nach Detektion eines solchen Störsignalanteils das Empfangssignal gegebenenfalls einer Filterung unterzogen werden kann, um in diesem Empfangssignal noch vorhandene Zielechos von echten Hindernissen auswerten zu können.
Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedlichste Methoden bekannt, welche zur Detektion einer Störung im Empfangssignal eines Ultraschallsensors dienen.
Beispielsweise können die ersten empfangenen Zielechos einer Überprüfung und Plausibilisierung unterworfen werden, ob die Laufzeit dieser Zielechos kürzer ist als die physikalischen Grundlagen es erlauben. Wird diese Frage bejaht, so ist in der Umgebung des Kraftfahrzeugs höchstwahrscheinlich eine zusätzliche Ultraschallquelle vorhanden. Eine weitere, sehr verbreitete Methode stellt der reine Hörzyklus dar. Hierbei wird auf einen Messzyklus verzichtet, und ein oder mehrere Ultraschallsensoren werden lediglich auf „Empfangen" geschaltet, ohne dass ein Ultraschallsendesignal durch die Sensoren ausgesendet wird. In diesem Hörzyklus empfangene Ultraschallwellen können somit nicht von den eigenen Ultraschallsensoren stammen, was wiederum auf eine externe Störung hindeutet. Beide Methoden sind jedoch mit Nachteilen verbunden: Es wird entweder eine zusätzliche Latenzzeit für den Hörzyklus benötigt, was sich äußerst negativ auf die Reaktionszeit des gesamten Systems auswirkt, oder das System ist nicht in der Lage, eine starke externe Störung von den sogenannten Mehrfachreflexionen des eigenen Ultraschallsignals zu unterscheiden, welches in dem Umgebungsbereich mehrmals zwischen dem Zielobjekt und dem eigenen System reflektiert wird und hierbei in einem darauffolgenden Messzyklus empfangen wird.
In dem Dokument EP 1 562 050 B1 wird vorgeschlagen, nach Ablauf des sogenannten Messzeitintervalls ein zusätzliches Zeitintervall vorzusehen, in welchem der Störpegel in dem Empfangssignal bestimmt wird. In Abhängigkeit von dem gemessenen Störpegel wird dann eine Schwellwertfunktion angepasst, mit welcher die Höhe des
Empfangssignals zur Detektion von Signalechos verglichen wird. Auch diese
Vorgehensweise ist mit gewissen Nachteilen verbunden: Die Störpegelmessung wird hier in einem Zeitintervall durchgeführt, in welchem kein Reflexionssignal mehr erwartet wird. Dies bedeutet eine zusätzliche Verlängerung der Zeitdauer eines einzelnen Messzyklus, was wiederum eine Erhöhung der Reaktionszeit des gesamten Systems bewirkt.
Außerdem wird abhängig von dem gemessenen Störpegel eine Anpassung der
Schwellwertfunktion vorgenommen. Dies könnte bei einer Überlagerung zwischen echten Zielechos und einem Störsignalanteil dazu führen, dass aufgrund der veranlassten Schwellwertanhebung das reale Zielobjekt nicht mehr detektiert werden kann. Es wird mit anderen Worten nicht berücksichtigt, dass in dem Zeitintervall, in welchem der Störpegel gemessen wird, gegebenenfalls auch Zielechos vorhanden sein können, die von tatsächlichen, realen Zielobjekten stammen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung der Störsignalanteil und somit ein Störsignal einer externen Störquelle in dem elektrischen Empfangssignal des Ultraschallsensors zuverlässig detektiert werden kann, insbesondere ohne dass die Reaktionszeit des gesamten Systems negativ beeinflusst wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine
Ultraschallsensorvorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Störsignalanteil in einem elektrischen Empfangssignal eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs detektiert. Das elektrische Empfangssignal wird mittels des Ultraschallsensors in Abhängigkeit von einem
empfangenen Ultraschallempfangssignal bereitgestellt. Beim Aussenden eines
Ultraschallsendesignals - dieses kann entweder mittels des genannten
Ultraschallsensors oder aber mittels eines anderen Ultraschallsensors des Kraftfahrzeugs (Kreuzmessung) ausgesendet werden - wird ein Messzeitintervall bzw. das sogenannte Messfenster definiert, innerhalb dessen Zielechos in dem elektrischen Empfangssignal ausgewertet und somit Zielobjekte detektiert werden können. Innerhalb des
Messzeitintervalls wird ein Ermittlungszeitintervall definiert, und in Abhängigkeit von einer Auswertung des elektrischen Empfangssignals innerhalb des Ermittlungszeitintervalls wird festgestellt, ob das Empfangssignal einen Störsignalanteil aufweist oder nicht, der beispielsweise von einer externen Ultraschallquelle stammen kann.
Anstatt die Zeitdauer eines einzelnen Messzyklus des Ultraschallsensors zu verlängern, wird somit erfindungsgemäß vorgeschlagen, innerhalb des bereits vorhandenen
Messfensters ein, insbesondere kürzeres, Ermittlungszeitintervall festzulegen und das elektrische Empfangssignal innerhalb des Ermittlungszeitintervalls daraufhin zu überprüfen, ob in dem Empfangssignal ein Störsignal einer externen, fremden
Ultraschallquelle enthalten ist oder nicht, wie beispielsweise von Druckluftbremsen eines Lkws, von Kehrgeräuschen einer Straßenkehrmaschine und dergleichen. Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die sogenannte Latenzzeit des gesamten Systems nicht erhöht wird und somit die Reaktionszeit der
Ultraschallsensorvorrichtung nicht negativ beeinflusst wird. Dennoch kann der
Störsignalanteil zuverlässig in dem Empfangssignal detektiert werden. Diese Detektion erfolgt bevorzugt„binär": Entweder wird das elektrische Empfangssignal in dem aktuellen Messzyklus dahingehend klassifiziert, dass es einen Störsignalanteil aufweist, oder es wird als„sauberes" Empfangsignal klassifiziert, welches ausschließlich Zielechos von realen Zielobjekten aufweist. Wird ein Störsignalanteil von einer externen Störquelle detektiert, kann das Empfangssignal optional einer zusätzlichen Filterung unterzogen werden, um die echten Zielechos von realen Zielobjekten von den Signalechos einer Störquelle unterscheiden zu können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass innerhalb des Ermittlungszeitintervalls - anders als im Stand der Technik gemäß Dokument EP 1 562 050 B1 - auch Zielechos detektiert werden können, die von realen Zielobjekten stammen. Es wird nämlich vorzugsweise auf eine Anpassung der Schwellwertkurve in Abhängigkeit von dem detektierten Störsignalanteil verzichtet, so dass mittels der Schwellwertkurve auch relativ schwache Zielechos von realen, entfernten Zielobjekten detektiert werden können.
Wie bereits ausgeführt, werden innerhalb des Messzeitintervalls Zielechos in dem elektrischen Empfangssignal ausgewertet. Dies bedeutet, dass innerhalb des
Messzeitintervalls nach Zielechos gesucht wird, die von realen Zielobjekten stammen können. Die Detektion der Zielechos erfolgt vorzugsweise mittels der genannten
Schwellwertkurve, welche eine entfernungsabhängige und somit laufzeitabhängige Schwellwertfunktion darstellt.
Bevorzugt wird das Ermittlungszeitintervall am Ende des Messzeitintervalls definiert. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Endzeitpunkte des Ermittlungszeitintervalls einerseits und des Messzeitintervalls andererseits zusammenfallen. Diese Ausführungsform macht sich die Tatsache zunutze, dass am Ende des Messfensters reale Zielechos von tatsächlichen Zielobjekten typischerweise eine vergleichsweise geringe Intensität aufweisen, so dass diese entweder nicht mehr empfangen werden oder aber nur noch vereinzelt auftreten. Auch diese Zielechos können einerseits detektiert werden; andererseits kann anhand des Empfangssignals innerhalb des Ermittlungszeitintervalls festgestellt werden, ob ein Störsignalanteil vorhanden ist oder nicht.
Bevorzugt umfasst die Auswertung des elektrischen Empfangssignals innerhalb des Ermittlungszeitintervalls, dass Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls detektiert werden und abhängig von den Signalechos festgestellt wird, ob das
Empfangssignal den Störsignalanteil aufweist oder nicht. Ein Signalecho wird dann detektiert, wenn die Höhe des Empfangssignals die Schwellwertkurve überschreitet. Durch Auswertung der Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls lassen sich Störsignale externer Störquellen präzise und zuverlässig detektieren.
Bevorzugt umfasst die Auswertung des elektrischen Empfangssignals innerhalb des Ermittlungszeitintervalls, dass die Anzahl von Signalechos in dem elektrischen
Empfangssignal innerhalb des Ermittlungszeitintervalls bestimmt wird. Abhängig von der Anzahl der Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls kann dann festgestellt werden, ob das Empfangssignal den Störsignalanteil aufweist oder nicht. Abhängig von der Auswertung der Anzahl der Signalechos lassen sich insbesondere Störsignalanteile zuverlässig detektieren, die von einer gepulsten externen Störquelle stammen. Dies kann insbesondere so aussehen, dass der Störsignalanteil dann detektiert wird bzw. das elektrische Empfangssignal dann als„gestört" klassifiziert wird, wenn die Anzahl der Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls größer als ein vorgegebener
Grenzwert ist. Dieser Grenzwert kann beispielsweise in einem Wertebereich von 2 bis 10 liegen und beispielsweise 4 betragen. Befindet sich eine gepulste Störquelle in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, so sendet diese Störquelle typischerweise mehrere Ultraschallwellen hintereinander aus, was anhand der Anzahl der Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls sehr präzise detektiert werden kann.
Ergänzend oder alternativ kann die Auswertung des elektrischen Empfangssignals innerhalb des Ermittlungszeitintervalls umfassen, dass eine Summe von Zeitdauern aller Signalechos in dem elektrischen Empfangssignal innerhalb des Ermittlungszeitintervalls bestimmt wird. In Abhängigkeit von der Summe kann dann festgestellt werden, ob das Empfangssignal den Störsignalanteil aufweist oder nicht. Durch Ermittlung der
Gesamtechodauer innerhalb des Ermittlungszeitintervalls gelingt es, Störsignalanteile auch mit einem sehr empfindlichen Ultraschallsensor (bei einer vergleichsweise niedrigen Schwellwertkurve) zu detektieren, denn bei empfindlichen Ultraschallsensoren werden meistens nur wenige Signalechos detektiert, die jedoch eine sehr lange Echodauer aufweisen können. Durch Auswertung der Zeitdauer der Signalechos können somit auch solche Störsignalanteile zuverlässig detektiert werden.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Störsignalanteil dann detektiert wird bzw. das elektrische Empfangssignal als„gestört" klassifiziert wird, wenn die Summe der Zeitdauern größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Dieser Grenzwert kann
beispielsweise in einem Wertebereich von 1 bis 2 ms liegen, beispielsweise 1 ,5 ms betragen.
Werden die genannten Ausführungsformen miteinander kombiniert und wird sowohl die Anzahl der Signalechos als auch die Gesamtechodauer ausgewertet, so kann das Verfahren grundsätzlich auf Ultraschallsensoren mit verschiedensten Empfindlichkeiten bzw. unterschiedlichen Konfigurationen der Schwellwertkurve angewendet werden. Denn empfindliche Systeme (niedrige Schwellwertkurve) erzeugen meistens wenige Echos mit sehr langen Echodauern, während unempfindliche Systeme (hohe Schwellwertkurve) die wenigen Echos mit langer Echodauer in viele Echos mit geringer Echodauer unterteilen. Selbstverständlich können die genannten Ausführungsformen jedoch auch einzeln implementiert werden. Die Erfindung betrifft au ßerdem eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Ultraschallsensor zum Bereitstellen eines elektrischen Empfangssignals abhängig von einem empfangenen Ultraschallsignal, und mit einer Steuereinheit zum Auswerten des elektrischen Empfangssignals. Nach Aussenden eines
Ultraschallsendesignals wird ein Messzeitintervall festgelegt. Die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, innerhalb des Messzeitintervalls Zielechos in dem elektrischen Empfangsignal auszuwerten und außerdem ein Ermittlungszeitintervall festzulegen und in Abhängigkeit von einer Auswertung des elektrischen Empfangssignals innerhalb des
Ermittlungszeitintervalls festzustellen, ob das Empfangssignal einen Störsignalanteil aufweist oder nicht. Die Steuereinheit kann entweder eine interne Steuereinheit des Ultraschallsensors oder aber ein separates Steuergerät sein.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die gemäße
Ultraschallsensorvorrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer
Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 bis 6 beispielhafte Verläufe eines Kommunikationssignals zwischen einer
Steuereinheit und einem Ultraschallsensor; und Fig. 7 und 8 beispielhafte Verläufe eines elektrischen Empfangssignals mit zugehörigen Kommunikationssignalen.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Ultraschallsensorvorrichtung 2, welche eine elektronische Steuereinheit 3 (Steuergerät) sowie eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 4 aufweist, welche an dem Kraftfahrzeug 1 verteilt angeordnet sind. Es können beispielsweise eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 4 am vorderen Stoßfänger 5 sowie eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 4 am hinteren Stoßfänger 6 angeordnet sein. Die Anzahl sowie die Anordnung der Ultraschallsensoren 4 sind in Fig. 1 lediglich beispielhaft dargestellt.
Sowohl die Anzahl als auch die Anordnung der Ultraschallsensoren 4 kann je nach Ausführungsbeispiel unterschiedlich sein.
Die Steuereinheit 3 kommuniziert mit den Ultraschallsensoren 4. Zu diesem Zwecke bzw. zum Zwecke der Ansteuerung der Ultraschallsensoren 4 sind zwei alternative
Ausführungsformen vorgesehen: Vorzugsweise kann die Steuereinheit 3 jeweils über eine separate Datenleitung 7 mit dem jeweiligen Ultraschallsensor 4 gekoppelt sein. Optional können die Ultraschallsensoren 4 und die Steuereinheit 3 jedoch auch an einen gemeinsamen Kommunikationsbus 8 angebunden sein, beispielsweise den LIN-Bus.
Nachfolgend wird der Betrieb eines einzelnen Ultraschallsensors 4 näher erläutert, wobei das beschriebene Verfahren selbstverständlich auch auf andere Ultraschallsensoren 4 des Kraftfahrzeugs 1 angewendet werden kann.
In Fig. 2 ist ein Kommunikationssignal K beispielhaft dargestellt, wie es zwischen der Steuereinheit 3 und dem Ultraschallsensor 4 über die zugeordnete Datenleitung 7 übertragen wird. In Fig. 2 ist dabei ein Verlauf des Kommunikationssignals K über der Zeit t dargestellt. Das Kommunikationssignal K ist eine elektrische Spannung, welche an der Datenleitung 7 anliegt, nämlich bezüglich eines Bezugspotentials. Die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 3 und dem Ultraschallsensor 4 erfolgt nach dem Master- Slave-Prinzip, so dass die Steuereinheit 3 Steuersignale an den Ultraschallsensor 4 abgibt, während der Ultraschallsensor 4 ausschließlich antworten darf. Die
Kommunikation erfolgt derart, dass die elektrische Spannung bzw. das
Kommunikationssignal K zwischen zwei Spannungswerten U1 , U2 variiert wird, wodurch Spannungsimpulse (hier negative Impulse bzw. Spannungseinbrüche) bereitgestellt werden. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die elektrische Spannung von einem Standardwert U1 auf einen geringeren Spannungswert U2 reduziert wird, was beispielsweise durch Kurzschließen gegen das Bezugspotential erfolgen kann. Es entstehen somit Spannungsimpulse (Spannungseinbrüche).
Jeder Messzyklus des Ultraschallsensors 4 wird mittels der Steuereinheit 3 eingeleitet. Zu diesem Zwecke sendet die Steuereinheit 3 einen Triggerimpuls 8 aus, der durch den Ultraschallsensor 4 empfangen wird. Infolge dieses Triggerimpulses 8 wird eine Membran des Ultraschallsensors 4 zur mechanischen Schwingung angeregt, und es wird ein Ultraschallsendesignal ausgesendet.
Nach Empfangen des Triggerimpulses 8 darf der Ultraschallsensor 4 antworten. Die Antworten beinhalten ebenfalls Spannungsimpulse. Die Zeitdauer dieser
Spannungsimpulse entspricht der Zeitdauer, für welche ein elektrisches Empfangssignal, das mittels eines Piezoelements des Ultraschallsensors 4 bereitgestellt wird, höher als eine Schwellwertkurve ist. Diese Schwellwertkurve wird üblicherweise dazu benötigt, um Bodenreflexionen auszublenden. Überschreitet die Höhe des Empfangssignals die Schwellwertkurve, so liegt ein Signalecho vor, dessen Zeitdauer der Zeitdauer der Spannungsimpulse entspricht, die von dem Ultraschallsensor 4 an die Steuereinheit 3 übertragen werden. Wie bereits ausgeführt, wird nach Empfangen des Triggerimpulses 8 durch den Ultraschallsensor 4 seine Membran zur mechanischen Schwingung angeregt. Weil bei dieser Anregung an dem Piezoelement elektrische Spannung anliegt, wird für die Zeitdauer der Anregung und die sogenannte Ausschwingzeit der Membran ein
Spannungsimpuls 9 in dem Kommunikationssignal K erzeugt. Dieser Spannungsimpuls 9 bedeutet also, dass die Membran des Ultraschallsensors 4 ausschwingt.
Mit dem Triggerimpuls 8 wird dem Ultraschallsensor 4 au ßerdem eine Nachricht übermittelt, ob dieser Ultraschallsensor 4 in dem aktuellen Messzyklus Ultraschallswellen aussenden soll oder aber ausschließlich empfangen soll. Es sind nämlich einerseits direkte Messungen möglich, bei denen ein Ultraschallsensor 4 Ultraschallwellen aussendet und die reflektierten Wellen auch empfängt; andererseits sind auch indirekte Messungen möglich, bei denen ein Ultraschallsensor 4 Ultraschallwellen aussendet und empfängt, während ein anderer Ultraschallsensor 4 lediglich empfangen kann. Diese Information wird durch Modulation der Länge des Triggerimpulses 8 codiert. Während in Fig. 2 ein kürzerer Triggerimpuls 8 dargestellt ist, bei welchem der Ultraschallsensor 4 Ultraschallwellen aussenden und dann auch empfangen soll, was durch den
Spannungsimpuls 9 bestätigt wird, ist in Fig. 3 ein Triggerimpuls 8 mit einer größeren Länge dargestellt, bei welchem der Ultraschallsensor 4 ausschließlich empfangen soll. Bei dem Kommunikationssignal K gemäß Fig. 3 wird somit kein Spannungsimpuls 9 übermittelt, weil die Membran nicht zum Aussenden eines Sendesignals angeregt wird.
Unabhängig von dem Betriebsmodus des Ultraschallsensors 4 beginnt mit dem Ende des Triggerimpulses 8 ein Messzeitintervall 10 bzw. das sogenannte Messfenster, in welchem der Ultraschallsensor 4 Ultraschallempfangssignale empfangen soll und nach Detektion von Signalechos entsprechende Spannungsimpulse an die Steuereinheit 3 übermitteln soll. Die Länge der Spannungsimpulse ist dabei gleich der Zeitdauer, für welche das elektrische Empfangssignal die Schwellwertkurve überschreitet. Nach Ablauf des
Messzeitintervalls 10 beginnt ein neuer Messzyklus, was in den Fig. 2 und 3 mit weiteren Triggerimpulsen 8 veranschaulicht ist.
Weitere beispielhafte Verläufe des Kommunikationssignals K sind in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. Diese Beispiele beziehen sich auf eine direkte Messung, bei welcher der Ultraschallsensor 4 sowohl sendet als auch empfängt, was durch den Spannungsimpuls 9 veranschaulicht ist.
Während in den Fig. 2 und 3 keine Signalechos vorhanden sind, ist in den Fig. 4 bis 6 ein Kommunikationssignal K dargestellt, bei welchem zusätzliche Spannungsimpulse 1 1 vorhanden sind, welche jeweils ein Signalecho in dem elektrischen Empfangssignal symbolisieren.
In Fig. 4 ist eine„herkömmliche" Messung mit realen Zielechos dargestellt. Dies bedeutet, dass das Kommunikationssignal K Spannungsimpulse 1 1 beinhaltet, die grundsätzlich zu Beginn des Messzeitintervalls 10 liegen. Diese Zielechos sind typischerweise auf echte Zielobjekte bzw. Hindernisse zurückzuführen.
In Fig. 5 sind Spannungsimpulse 1 1 dargestellt, welche am Ende des Messzeitintervalls 10 liegen. Diese Zielechos stammen somit von einem Zielobjekt, das sich in einer größeren Entfernung vom Kraftfahrzeug 1 befindet.
Demgegenüber ist in Fig. 6 ein Kommunikationssignal K mit einer Vielzahl von
Spannungsimpulsen 1 1 dargestellt. Eine solche Vielzahl von Signalechos deutet auf eine externe Störquelle hin. Bei einer solchen Vielzahl von Spannungsimpulsen 1 1 kann ein mögliches reales Zielobjekt nicht mehr identifiziert werden. Deshalb soll nun detektiert werden, ob in dem Empfangssignal ein Störsignalanteil vorhanden ist oder nicht, um gegebenenfalls eine zusätzliche Filterung vornehmen und möglicherweise auch vorhandene Zielechos von Störechos unterscheiden zu können.
Zu diesem Zwecke wird durch die Steuereinheit 3 innerhalb des Messzeitintervalls 10 ein Ermittlungszeitintervall 12 definiert, dessen Länge kürzer als die des Messzeitintervalls 10 ist. Das Ermittlungszeitintervall 12 wird am Ende des Messzeitintervalls 10 festgelegt. Die Länge des Ermittlungszeitintervalls 12 kann beispielsweise in einem Wertebereich von 1 bis 3 ms liegen, beispielsweise 2 ms betragen. Die Steuereinheit 3 erfasst dann die Anzahl der Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls 12 sowie die
Gesamtechodauer, d.h. die Summe der Zeitdauern aller Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls 12. Dazu wird die Anzahl der Spannungsimpulse 1 1 innerhalb des Ermittlungszeitintervalls 12 sowie die Gesamtdauer der Spannungsimpulse 1 1 bestimmt.
Wird durch die Steuereinheit 3 detektiert, dass die Anzahl der Signalechos innerhalb des Ermittlungszeitintervalls 12 größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, z.B. 4, so wird festgestellt, dass es sich um einen Störschall einer externen Quelle handelt. Ergänzend oder alternativ wird auch überprüft, ob die Gesamtechodauer größer als ein
vorgegebener Grenzwert ist, z.B. 1500 με. Ist dies der Fall, so ist ein Störsignal gegeben. Die beiden Kriterien können so implementiert werden, dass für die Detektion eines Störsignalanteils ausreicht, dass lediglich eines der beiden Kriterien erfüllt ist.
Durch diese beiden Auswertungsarten können Störsignale bei verschiedenen
Schwellwertkurven detektiert werden, nämlich sowohl bei empfindlichen Systemen als auch bei weniger empfindlichen Systemen. In Fig. 7a ist nun ein zeitlicher Verlauf eines elektrischen Empfangssignals S mit einer dazugehörigen Schwellwertkurve 13 dargestellt. Fig. 7b zeigt dabei das zugehörige Kommunikationssignal K. Die Schwellwertkurve 13 ist relativ hoch eingestellt, so dass eine relativ geringe Empfindlichkeit des
Ultraschallsensors 4 gegeben ist. Nach Anregen der Membran überschreitet das
Empfangssignal S die Schwellwertkurve 13, und es wird der Spannungsimpuls 9 erzeugt. Weitere Spannungsimpulse 1 1 werden dann erzeugt, wenn die Höhe des
Empfangssignals S (und genauer die Einhüllende nach einer Filterung des
Empfangssignals S) die Schwellwertkurve 13 überschreitet. Wie aus den Fig. 7a und 7b hervorgeht, sind bei einem weniger empfindlichen Ultraschallsensor 4 mehrere
Signalechos 14 und somit mehrere Spannungsimpulse 1 1 vorhanden, die jedoch eine relativ geringe Zeitdauer aufweisen. Hier wird ein Störsignalanteil gegebenenfalls durch Auswertung der Anzahl der Signalechos 14 detektiert. Demgegenüber ist in den Fig. 8a, 8b ein Beispiel dargestellt, bei welchem die Schwellwertkurve 13 geringere Schwellwerte aufweist, so dass bei demselben Empfangssignal S insgesamt weniger Signalechos 14 detektiert und somit weniger Spannungsimpulse 1 1 erzeugt werden. Die Zeitdauer der Spannungsimpulse 1 1 ist jedoch deutlich größer, so dass der Störsignalanteil durch Auswertung der
Gesamtzeitdauer der Spannungsimpulse 1 1 detektiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Detektion eines Störsignalanteils in einem elektrischen
Empfangssignal (S), welches mittels eines Ultraschallsensors (4) eines
Kraftfahrzeugs (1 ) in Abhängigkeit von einem durch den Ultraschallsensor (4) empfangenen Ultraschallempfangssignal bereitgestellt wird, wobei nach Aussenden eines Ultraschallsendesignals ein Messzeitintervall (10) definiert wird, innerhalb dessen Zielechos (1 1 , 14) in dem elektrischen Empfangssignal (S) ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb des Messzeitintervalls (10) ein Ermittlungszeitintervall (12) definiert wird und in Abhängigkeit von einer Auswertung des elektrischen Empfangssignals (S) innerhalb des Ermittlungszeitintervalls (12) festgestellt wird, ob das Empfangssignal (S) den Störsignalanteil aufweist oder nicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ermittlungszeitintervall (12) am Ende des Messzeitintervalls (10) definiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswertung des elektrischen Empfangssignals (S) innerhalb des
Ermittlungszeitintervalls (12) umfasst, dass Signalechos (1 1 , 14) in dem
elektrischen Empfangssignal (S) innerhalb des Ermittlungszeitintervalls (12) detektiert werden, wobei abhängig von den Signalechos (1 1 , 14) festgestellt wird, ob das Empfangssignal (S) den Störsignalanteil aufweist oder nicht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswertung des elektrischen Empfangssignals (S) innerhalb des
Ermittlungszeitintervalls (12) umfasst, dass die Anzahl von Signalechos (1 1 , 14) in dem elektrischen Empfangssignal (S) innerhalb des Ermittlungszeitintervalls (12) bestimmt wird, wobei abhängig von der Anzahl festgestellt wird, ob das
Empfangssignal (S) den Störsignalanteil aufweist oder nicht.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Störsignalanteil dann detektiert wird, wenn die Anzahl der Signalechos (1 1 , 14) größer als ein vorgegebener Grenzwert ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswertung des elektrischen Empfangssignals (S) innerhalb des
Ermittlungszeitintervalls (12) umfasst, dass eine Summe von Zeitdauern aller Signalechos (1 1 , 14) in dem elektrischen Empfangssignal (S) innerhalb des Ermittlungszeitintervalls (12) bestimmt wird, wobei abhängig von der Summe festgestellt wird, ob das Empfangssignal (S) den Störsignalanteil aufweist oder nicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Störsignalanteil dann detektiert wird, wenn die Summe der Zeitdauern größer als ein vorgegebener Grenzwert ist.
8. Ultraschallsensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ), mit einem
Ultraschallsensor (4) zum Bereitstellen eines elektrischen Empfangssignals (S) abhängig von einem empfangenen Ultraschallsignal, und mit einer Steuereinheit zum Auswerten des elektrischen Empfangssignals (S), wobei nach Aussenden eines Ultraschallsendesignals durch die Ultraschallsensorvorrichtung ein
Messzeitintervall (10) festlegbar ist und die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, innerhalb des Messzeitintervalls (10) Zielechos (1 1 , 14) in dem elektrischen Empfangssignal (S) auszuwerten,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, innerhalb des Messzeitintervalls (10) ein Ermittlungszeitintervall (12) festzulegen und in Abhängigkeit von einer Auswertung des elektrischen Empfangssignals (S) innerhalb des Ermittlungszeitintervalls (12) festzustellen, ob das Empfangssignal (S) einen Störsignalanteil aufweist oder nicht.
9. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Ultraschallsensorvorrichtung (2) nach Anspruch 8.
EP13815435.6A 2012-12-19 2013-12-13 Verfahren zur detektion eines störsignalanteils in einem elektrischen empfangssignal eines ultraschallsensors, ultraschallsensorvorrichtung und kraftfahrzeug Withdrawn EP2936200A1 (de)

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