KR102202189B1

KR102202189B1 - 초음파 센서의 막힌 상태 검출 방법, 초음파 센서 장치, 및 자동차

Info

Publication number: KR102202189B1
Application number: KR1020167006974A
Authority: KR
Inventors: 미첼 할렉; 미첼 루드비히
Original assignee: 발레오 샬터 운트 센소렌 게엠베아
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2021-01-13
Also published as: DE102013015410A1; US20160223658A1; CN105556336A; EP3047300B1; KR20160055815A; EP3047300A1; US10551487B2; WO2015039941A1

Abstract

본 발명은 자동차(1)의 초음파 센서(3)의 막힌 상태를 검출하는 방법에 관한 것으로, 이 방법에서는, 막힌 상태를 검출하기 위해 초음파 센서(3)의 적어도 하나의 진동 파라미터(fR)의 실제 값이 감지되고, 평가 장치(4)에 의해 기준 값(RV)과 비교되며, 초음파 센서(3)가 노출되는 현재 온도(T)가 온도 검출 장치(8)에 의해 검출되고, 상기 기준 값은 상기 평가 장치(4)에 의해 현재 온도(T)의 함수로서 결정된다.

Description

초음파 센서의 막힌 상태 검출 방법, 초음파 센서 장치, 및 자동차{METHOD FOR RECOGNIZING A BLOCKED STATE OF AN ULTRASONIC SENSOR, ULTRASONIC SENSOR DEVICE AND MOTOR VEHICLE}

본 발명은, 자동차의 초음파 센서의 막힌 상태(blocked state)를 검출하는 방법으로서, 막힌 상태를 검출하기 위해 초음파 센서의 적어도 하나의 진동 파라미터의 실제 값을 감지하고 평가 장치를 이용하여 기준 값과 비교하는, 자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기 위해 설계된 자동차용 초음파 센서 장치와, 그 초음파 센서 장치를 구비한 자동차에 관한 것이다.

초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법은 종래 기술로부터 이미 공지되어 있다. 이는 초음파 센서가 부가적인 덩어리(mass), 예를 들어 먼지 및/또는 눈 및/또는 얼음으로 덮이는 상황을 검출하는 것에 관한 것이다. 초음파 센서는 또한, 오늘날에는, 예를 들어 충돌 위험 감지 시에 능동적 제동 개입이 이루어지는 주행 지원 등과 같은, 실제 주차 지원 기능성 이외의 것을 위해 사용하는 빈도가 증가하고 있기 때문에, 자동차의 작동에 있어서, 자동차에 존재하는 초음파 센서는 자동차의 환경 내에 위치한 장애물을 확실하게 검출할 수 있으며 또한 사전에 결정된 범위까지의 거리도 확실히 감지할 수 있는 것이 보장되어야 한다. 초음파 센서가 부가적인 덩어리로 덮이는 경우, 이는 확실히 검출되어야 한다. 얼음 또는 먼지를 검출하는 공지된 방법은 원칙적으로 초음파 센서 상의 부가적인 덩어리에 의해 야기된 부작용을 평가하는 것에 기반을 두고 있다. 부가적인 덩어리는, 예를 들면, 초음파 센서의 진동판의 소위 최종 진동 시간에 영향을 미치거나, 혹은 가상 반향(virtual echo) 또는 거짓 반향(fraudulent echo)이 발생하는 데 영향을 미치는데, 이는 초음파 센서의 전기 수신 신호의 적절한 평가에 의해 검출될 수 있다. 최소로 바람직한 경우에 있어서, 부가적인 덩어리는 진동판의 최종 진동 시간이 변화하는 결과를 초래하지 않거나 추가 반향을 발생시키지 않을 수 있다. 이러한 상황에서는, 초음파 센서의 막힌 상태가 검출될 수 없고, 그 초음파 센서는 더 이상 실제 물체를 검출할 수 없거나 거리를 확실하게 감지할 수 없다.

또한, 그와 같은 불리한 상황에서 초음파 센서의 막힌 상태를 검출할 수 있도록 하기 위해 한 가지 방법이 이미 종래 기술에서 제안되었는데, 그 방법에 따르면, 초음파 센서가 점검 모드(check mode)로, 즉 초음파 센서의 민감도가 정상 작동 모드에 비해 실질적으로 증가되는 점검 모드로 전환되도록 유효성 검사(validation)가 수행된다. 이 점검 모드에서는, 약한 민감도로 인해 정상 작동 모드에서 통상적으로 차단되는 소위 지면 반사 또는 다른 물체 상에서의 반사를 초음파 센서가 받을 수 있는지 여부를 결정하기 위한 점검이 수행된다. 그러나 이러한 점검 모드의 단점은 초음파 센서를 일정한 시간 동안은 실제 측정에 사용할 수 없어서 센서의 유효성을 위한 시간 지연이 설정된다는 것이다.

한 가지 대안적인 방법은, 독일 특허 공개 DE 102 47 971 A1호에 기재된 바와 같이, 위와 같은 점과 관련하여 어느 정도의 향상을 제공한다. 이 경우에 있어서는, 초음파 센서의 특성 주파수나 공진 주파수를 측정하여 저장된 기준 값과 비교한다. 이 방법은, 초음파 센서의 공진 주파수가 오염이나 혹은 얼음 또는 눈의 층의 직접적인 지표가 되며 그 이유는 이러한 부가적인 층이 조화 진동의 질량에 영향을 미치기 때문이라는 사실에, 기반을 두고 있다. 그 이유는 오염이나 혹은 얼음 또는 눈의 층은 또한 진동 질량(oscillating mass)의 변화를 유발하고, 그에 따라 센서의 공진 주파수의 변화도 유발하기 때문이다.

먼지 및/또는 얼음 및/또는 눈으로 덮여 있는 초음파 센서의 상태를 검출할 수 있도록 하기 위해, 독일 특허 공개 DE 10 2009 040 992 A1호는 진동판의 여진(excitation) 후에 초음파 센서의 감쇠 주파수를 감지하여 그 감쇠 주파수를 여진 주파수와 비교하는 것을 제안하고 있다. 그 비교 결과에 따라, 초음파 센서가 막혀있는지 여부가 결정된다.

또한, 독일 특허 공개 DE 10 2010 021 960 A1호는 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하기 위해 진동판의 최종 진동 시간을 초음파 센서의 다수의 측정 사이클에 걸쳐 평가하는 방법을 기재하고 있다. 이 경우에 있어서 추가 유효성 검사는, 자동차의 환경 온도가 특정된 한계치 이하인 경우에만 막힌 상태의 검출이 이루어지는 것일 수 있다. 그 한계치는 예를 들면 0℃일 수 있다. 따라서 막힌 상태 검출에 있어서의 오차율이 줄어들 수 있다.

본 발명에서 다루어지는 과제는 초음파 센서의 막힌 상태를 어떻게 하면 서두에서 언급된 유형의 방법을 사용하여 특히 확실하게 검출할 수 있을 것인가에 대한 해결책을 제시하는 것이다.

이 과제는 본 발명에 따라 해결되는 바, 각 독립 청구항에 따른 특징을 갖는 방법, 초음파 센서 장치, 및 자동차에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항, 명세서의 설명, 및 도면의 대상이 된다.

본 발명에 따른 방법은 자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하기 위해 사용된다. 막힌 상태는 부가적인 덩어리에 의해 덮인 상태, 예컨대 특히 초음파 센서가 얼음 및/또는 눈 및/또는 먼지로 덮인 상태를 의미하는 것으로 의도되었다. 예를 들어 공진 주파수의 실제 값 및/또는 최종 진동 시간의 실제 값 및/또는 진동 진폭의 실제 값과 같은, 초음파 센서의 적어도 하나의 진동 파라미터의 실제 값이 감지된다. 진동 파라미터의 실제 값은 전자 평가 장치(evaluation unit)에 의해 기준 값과 비교되고, 이 비교에 따라, 초음파 센서가 막혀 있는지 여부를 결정하기 위한 점검이 수행된다. 본 발명에 따르면, 초음파 센서가 노출되는 현재 온도가 자동차의 검출 장치에 의해 검출되고, 상기 기준 값이 상기 평가 장치에 의해 현재 온도의 함수로서 결정되어서 작동 중에 한정 또는 설정되는 구성이 제공된다.

본 발명은, 초음파 센서의 막힌 상태는 진동 파라미터를 평가함으로써 원칙적으로 확실하게 검출할 수 있고, 특히 초음파 센서의 공진 주파수는 진동판 상의 부가적인 덩어리의 신뢰성 있는 척도이고, 반면에 종래 기술에 있어서 공진 주파수의 평가는 많은 상황에서 그저 불충분한 결과만을 가져왔다는 점을 발견한 것에, 기초하고 있다. 또 다른 발견으로는, 상기 불충분한 결과는 초음파 센서의 공진 주파수 및 다른 진동 파라미터들에 영향을 미치는 추가 요인들도 있다는 사실에 기인한다는 것이다. 사실, 초음파 센서의 공진 주파수는 진동판 자체 및/또는 인접한 부품들의 재료 강성(탄성 계수)의 온도 종속성으로 인해 발생할 수 있는 온도 변화의 결과로써 바뀌기도 한다. 재료 강성의 온도 종속성에 기인한 진동 파라미터의 변화를 보상하기 위해, 초음파 센서의 진동 파라미터의 실제 전류 값을 비교하는 데 사용되는 기준 값을, 초음파 센서가 노출되는 그 순간의 현재 온도의 함수로서 설정한다. 이런 식으로, 초음파 센서의 막힌 상태를 특히 확실하게 검출할 수 있고, 적절한 안전 대책, 예를 들어 운전자에게 경고 메시지를 발령하기 및/또는 자동차의 적어도 하나의 운전자 지원 시스템을 비활성화시키기 등의 적절한 안전 대책을 필요에 따라 구현할 수 있다.

초음파 센서는, 한편으로는, 진동판이 자동차의 외장 부품, 예를 들어 범퍼의 관통 구멍 안에 배치되고 그에 따라 자동차의 외부에서 볼 수 있는 센서일 수 있다. 다른 한편으로는, 초음파 센서를 외장 부품의 배면 측에 배치하되 진동판이 외장 부품의 배면 측에 놓이도록 해서 외장 부품의 소재를 통해서 초음파 신호를 송수신할 수 있도록 한 방식으로 배치하는 구성이 대안적 구성으로서 제공될 수도 있다. 구체적으로는, 초음파 센서를 외장 부품에 위와 같이 배치해서 초음파 센서가 외장 부품 안에서 덮여서 외부에서 볼 수 없게 된 경우, 초음파 센서의 진동 파라미터 또는 진동 특성에 있어서의 재료 강성의 온도 종속성에 기인하는 변화는 특히 중요하다.

평가 장치는 바람직하게는 자동차의 다수의 초음파 센서를 제어할 수 있는 중앙 제어 장치이다. 이 제어 장치는 예를 들어 범퍼에 배치된 한 그룹의 초음파 센서들을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 그 제어 장치는 전방 범퍼와 후방 범퍼에 배치된 모든 초음파 센서에 공통적인 제어 장치일 수도 있다.

따라서, 초음파 센서가 노출되는 현재의 온도가 검출된다. 온도 검출 장치에 의한 온도 검출과 관련하여, 아래와 같이 상이한 실시예들이 제공될 수 있다.

한편으로는, 현재 온도는 센서 상에서 및/또는 센서 내에서 직접 측정될 수 있다. 이것은 현재 온도가 초음파 센서 상에 및/또는 초음파 센서 안에 배치되거나 혹은 상기 초음파 센서의 하우징 상에 및/또는 하우징 안에 배치된 온도 검출 장치의 온도 센서에 의해 검출된다는 것을 의미한다. 이 실시예는, 자동차 자체의 주위 온도의 측정은 센서가 노출되는 실제 온도를 항상 반영하는 것은 아니라는 발견에 기초한다. 이것은 센서가 예를 들어 배기 시스템 또는 배기가스 흐름에 아주 근접해 있는 경우와 같이 열원 근방에 배치되어 있는 경우에 아주 흔한 일이다. 그러면 센서에 직접적인 온도는 자동차의 주위 온도에서 실질적으로 벗어난다. 따라서, 초음파 센서 상에서 및/또는 초음파 센서 안에서 직접적으로 온도를 검출함으로써 기준 값을 고도로 정밀하게 결정하는 것이 가능해지고, 그에 따라 초음파 센서의 막힌 상태를 특히 확실하게 검출하는 것이 가능해진다.

다른 한편으로는, 초음파 센서 구역이나 초음파 센서 바로 근방에 배치된 온도 검출 장치의 온도 센서를 이용하여 초음파 센서의 현재 주위 온도를 상기 현재 온도로서 검출할 수도 있다. 이 온도 센서는 바람직하게는 초음파 센서 바로 근방에, 즉 10 내지 20cm의 최대 거리에 배치된다. 이는 또한 작동 중에 기준 값을 정확하게 결정할 수 있게 한다.

바람직하게는, 초음파 센서의 공진 주파수의 실제 값이 진동 파라미터로서 검출된다. 그 다음 공진 주파수의 이상적인 값이 현재 온도의 함수로서 결정되되, 공진 주파수에 대한 기준 값으로서 결정될 수 있다. 바꾸어 말하자면, 이론적인 공진 주파수(공진 주파수의 이상적인 값)는 측정된 온도에 기초하여 결정된다. 이론적인 공진 주파수의 측정된 온도에 대한 종속 관계가 평가 장치에, 예를 들어 이 경우에서는 조견표 형태로 저장될 수 있고, 그 다음에 공진 주파수의 이상적인 값을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 초음파 센서가 막힌 상태에 관하여 점검될 때, 그에 따라 공진 주파수의 이상적인 값이 진동 파라미터로서의 공진 주파수의 실제로 측정된 실제 값과 비교된다. 공진 주파수는 바람직하기로는 진동판의 진동이 감소하는 동안의 진동판의 공진 주파수, 즉 일례로 압전 소자에 의한 진동판의 여진 직후의 진동판의 공진 주파수이다. 공진 주파수 또는 특성 주파수의 평가는 진동판 상의 부가적인 덩어리를 검출하는 것 및 그에 따라 초음파 센서의 덮인 상태를 검출하는 것과 관련하여 특히 유리하다는 것이 입증되었다.

그러나, 이에 대해서 부가적으로 또는 대안적으로, 진동판의 최종 진동 시간이 초음파 센서의 진동 파라미터로서 사용되는 구성도 또한 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 최종 진동 시간의 실제 값이 진동 파라미터로서 검출되고, 최종 진동 시간의 이상적인 값이 현재 온도의 함수로서 결정되되 최종 진동 시간의 기준 값으로서 결정된다. 최종 진동 시간은 여진 후에 진동판의 반향(reverberation)이 일어나는 반향 시간을 의미하는 것으로 의도된다. 구체적으로, 이러한 최종 진동 시간은 또한 초음파 센서의 온도의 함수로서 변화할 수 있고 게다가 진동판 상의 부가적인 덩어리에 의해 영향을 받는다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 본 실시예는 필요에 따라서는 공진 주파수의 평가와 함께 조합되어서 초음파 센서의 막힌 또는 덮인 상태를 신뢰성 있게 추론하는 것도 가능하게 한다.

이에 대해서 부가하여 또는 대안적으로, 진동판의 진동 진폭이 초음파 센서의 진동 파라미터로서 사용되는 구성도 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 진폭의 실제 값은 진동 파라미터로서 검출되고, 진폭의 이상적인 값은 현재 온도의 함수로서 결정되되 진폭의 기준치로서 결정된다. 진동 진폭은 바람직하게는 진동판의 진동이 감소하는 동안의, 즉 진동판의 여진 바로 후의 진동판 진동의 진폭이다.

바람직하게는, 진동 파라미터의 현재의 특정 실제 값과 현재의 특정 기준 값 사이의 비교가 반복적으로 수행된다. 진동 파라미터 측정과 센서 온도 검출 모두가 반복적으로, 예를 들어, 주기적으로 수행될 수 있다. 현재의 기준 값은 센서 온도의 측정 값에 따라서 그 각각의 경우에서 진동 파라미터의 실제 값과의 비교를 위해 결정될 수 있다. 바람직하기로는, 이렇게 해서, 평균 값이 예를 들어 사전에 결정된 횟수의 비교와 같은 비교 결과로부터 결정되고 이어서 그 평균 값은 막힌 상태를 검출하기 위해 평가되는 구성이 제공된다. 따라서, 다수의 측정치들의 평균값이 계산된다. 이는 공진 주파수 및/또는 센서 온도에 있어서의 일시적 변동이 여과되는 장점을 갖는다. 공진 주파수에 있어서의 그와 같은 변동은 예를 들면 아주 일시적으로 부착되는 오염으로 인해 발생할 수 있다. 그와 같은 일시적인 오염은, 예를 들면, 부딪친 후 바로 떨어져나가거나 차량 자체의 속도의 바람에 의해 날려가는 자갈, 잎, 또는 기타 재료들일 수 있다.

초음파 센서의 막힌 상태가 검출되면, 초음파 센서의 막힘(blockage) 범위 및/또는 유형 또는 원인을 진동 파라미터의 실제 값과 기준 값 사이의 비교에 따라 결정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 한편으로는 진동 파라미터의 실제 값과 다른 한편으로는 현재의 기준 값 사이의 편차 또는 차이가 막힘의 유형 및/또는 막힘의 강도의 직접적인 표지로서 결정되어 사용될 수 있다. 이 실시예는 다수의 기능성이 초음파 센서의 측정된 값들에 기초하여 자동차에 마련될 때나 혹은 그 측정된 값들이 예를 들어 주차 보조, 자동 제동 지원 시스템 등과 같은 다수의 운전자 지원 시스템에 의해 사용되는 경우에 특히 유리한 것으로 입증되고 있다. 막힘의 검출 유형 및/또는 정도에 따라, 예를 들어 지원 시스템의 기능성들 중 일부 기능성을 끄는 것이 가능하다.

이는, 막히지 않은 초음파 센서의 기준 검출 영역에 대한 초음파 센서의 검출 영역, 특히 그 검출 범위에 있어서의 막힘에 의해 야기되는 감소를 상기 비교에 의존하여, 특히 막힘의 범위 및/또는 정도에 의존하여 결정함으로써, 구현될 수도 있다. 검출 영역의 감소가 알려지고 그에 따라 초음파 센서의 현재 사용 가능한 검출 영역이 알려지면, 그에 따라 자동차의 어느 운전자 지원 시스템 또는 기능성이 초음파 센서의 이러한 현재의 검출 영역에서 아직은 사용될 수 있는지, 아니면 사용될 수 없는지를 평가할 수 있다. 따라서, 각각의 운전자 지원 시스템의 평가는 별도로 또는 개별적으로 수행될 수 있으며, 개별적인 운전자 지원 시스템이 필요에 따라 꺼질 수 있고, 그리고/또는 개별적인 기능성들에 관한 경고 메시지가 출력될 수 있다. 초음파 센서의 검출 영역 또는 범위의 소정의 감소는 예를 들어 주차 보조 기능성에 있어서는 허용될 수 있지만, 충돌 위험을 검출한 후 자동차를 자동으로 제동하기 위해 사용되는 운전자 지원 시스템이나, 혹은 주차 공간을 측정하고 자동차의 주차 궤적을 자동으로 계산하기 위해 사용되는 자동 주차 지원 시스템에 있어서는 허용될 수 없다. 개별적인 운전자 지원 시스템을 위한 시스템 특정 경고 메시지도 발생시킬 수 있다.

바람직하게는, 자동차의 적어도 두 개의 초음파 센서 각각이 막힌 상태와 관련하여 점검된다. 초음파 센서의 가능한 온도 차이가 고려될 수 있도록 하기 위해, 일 실시예에서는, 작동하는 동안에 현재 온도가 각각의 초음파 센서에 대해서 개별적으로 검출되고, 기준 값이 각각의 초음파 센서에 대해서 특정 온도의 함수로서 개별적으로 결정되는 구성이 제공된다. 따라서, 특정 초음파 센서가 노출되는 온도는 각각의 초음파 센서에 대해 측정되기 때문에, 다수의 초음파 센서들 간의 온도 구배는 개별적으로 고려될 수 있다.

또한, 본 발명은, 초음파 센서와 평가 장치를 포함하며, 상기 초음파 센서의 적어도 하나의 진동 파라미터의 실제 값을 검출하고, 상기 실제 값을 기준 값과 비교하고, 그 비교에 따라 상기 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는, 자동차용 초음파 센서 장치에 관한 것이다. 상기 평가 장치는 기준 값을, 초음파 센서가 노출되어 있는 현재의 검출 온도의 함수로서 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차, 특히 승용차는 본 발명에 따른 초음파 센서 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에 관하여 제공되는 양호한 실시예들과 그들의 장점들은 본 발명에 따른 자동차와 본 발명에 따른 초음파 센서 장치에도 마찬가지로 적용된다.

본 발명의 추가 특징들은 청구범위, 도면 및 도면의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 명세서의 위에서 언급된 모든 특징들 및 그 특징들의 조합과, 뒤에서 이어지는 도면의 설명에 언급되고 그리고/또는 도면에만 도시된 특징들 및 그 특징들의 조합은 표시된 특정 조합에서뿐만 아니라 그 밖의 다른 조합에서나 혹은 단독으로도 사용될 수 있다.

본 발명은 바람직한 예시적인 실시예에 기초하여, 첨부된 도면을 참조해서, 더욱더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 장치를 포함하는 자동차의 개략도이다.
도 2는 자동차에 초음파 센서를 설치하는 두 가지 상이한 유형에 있어서의, 초음파 센서의 공진 주파수의 온도에 대한 종속 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 플로우 차트이다.

도 1에 도시된 자동차(1)는 예를 들면 승용차이다. 자동차(1)는 복수의 초음파 센서(3)를 구비하는 초음파 센서 장치(2)와, 예를 들어 제어 장치 형태의 전자 평가 장치(4)를 포함한다. 초음파 센서(3)의 개수와 배치는 도 1에 단지 예로서 도시되어 있고, 실시예에 따라 달라질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복수의 초음파 센서(3)가 자동차(1)의 전방 범퍼(5)에 배치되고, 또한 복수의 초음파 센서(3)가 자동차(1)의 후방 범퍼(6)에 배치된다. 초음파 센서(3)의 설치 유형과 관련하여, 두 개의 대안적인 실시예가 제공될 수 있다. 한편으로는, 초음파 센서(3) 각각이 특정 범퍼(5, 6)의 구멍 내에 배치될 수 있고, 그에 따라 특정 초음파 센서(3)의 진동판이 범퍼(5, 6)의 특정 관통 구멍 내에 배치된다. 그러나, 다른 한편으로는, 초음파 센서(3)가 특정 범퍼(5, 6) 뒤에 덮이게 설치될 수 있고, 그에 따라 초음파 센서(3)의 진동판이 특정 범퍼(5, 6)의 배면 측에 대해 놓여서 범퍼(5, 6)의 소재를 통해 초음파 신호를 송수신한다.

초음파 센서(3) 각각은 자동차(1)의 환경에 위치된 장애물까지의 거리를 검출하도록 설계된다. 특정의 측정된 거리 값이 초음파 센서(3)에 의해서 중앙 평가 장치(4)로 전송되고, 이 중앙 평가 장치는 초음파 센서(3)의 측정 값을 처리한다. 자동차(1)의 상이한 기능성들을 제공하되, 구체적으로는 초음파 센서(3)의 측정 거리에 기초하여 제공하도록 설계된, 다수의 운전자 지원 시스템(7a 내지 7x)이 자동차(1)에 제공될 수 있다. 도 1에, 상이한 운전자 지원 시스템(7a 내지 7x)이 별도의 부품으로서 도시되었지만, 다수의 운전자 지원 시스템의 기능을 수행하는 하나의 공통된 제어 장치에 의해 다수의 기능성도 제공될 수 있다. 운전자 지원 시스템(7a 내지 7x)으로서, 예를 들어 다음의 시스템들, 즉 측정된 거리를 음향으로 및/또는 시각적으로 출력하는 주차 보조 시스템, 자동 주차를 위한 자동 주차 지원 시스템, 초음파 센서(3)의 측정 값에 기초하여 검출된 충돌 위험에 기인하여 자동차(1)를 자율적으로 제동하기 위해 사용되는 자동 제동 지원 시스템, 사각 지대 관찰 시스템, 거리 제어 시스템, 충돌 검출 시스템 등을 포함한다.

평가 장치(4)는 또한 초음파 센서(3)가 오염 및/또는 얼음 및/또는 눈 등의 부가적인 덩어리에 의해 덮여서 그에 따라 막혀 있는지 여부를 확인하기 위한 개별적인 점검을 각 초음파 센서(3)에 대해서 수행해서, 그 초음파 센서의 기능을 제공하는 것을 방지한다. 이를 위해, 초음파 센서(3)가 노출되는 실제 온도 T를 검출하도록 설계된 온도 검출 장치(8)가 각각의 초음파 센서(3)에 제공된다. 즉, 온도 검출 장치(8)는 특정 센서의 온도를 검출한다. 이를 위해, 각각의 온도 검출 장치(8)는, 특정의 초음파 센서(3)의 하우징 안에 및/또는 하우징 상에 배치되거나 혹은 초음파 센서(3) 바로 근방에, 예를 들어, 특정의 초음파 센서(3)의 홀더 상에 배치되는, 온도 센서를 포함한다. 특정 초음파 센서(3)의 현재 온도 T 또는 측정된 온도 값이 중앙 평가 장치(4)로 전송되어서 그 중앙 평가 장치에 의해 평가된다.

또한, 각각의 초음파 센서(3)의 경우에서, 현재의 공진 주파수 fR이 감지되어 중앙 평가 장치(4)로 전송된다. 공진 주파수 fR은 특정 진동판의 특성 주파수로서, 실제 진동 질량과 무관하게 변화하며 진동판의 여진 직후에, 즉 진동판의 진동이 감소하는 동안에 측정된다. 따라서, 공진 주파수 fR은 감쇠 주파수이다.

그 다음 평가 장치(4)는 수신된 온도 T 및 공진 주파수 fR의 측정 값에 의존해서, 초음파 센서(3)가 실제로 막혀 있는지 여부를 각각의 초음파 센서(3)에 대해 개별적으로 결정한다. 하나의 초음파 센서(3)의 이와 같은 막힌 상태를 검출하는 방법은 다음에서 더욱더 상세히 설명되는데, 이 방법은 또한 다른 초음파 센서(3)에도 유사한 방식으로 적용될 수 있다.

여기서, 본 발명은 진동 파라미터로서 공진 주파수 fR을 검출하는 것에 한정되지 않는다는 점이 주지되어야 한다. 진동 질량과 서로 관련된 다른 진동 파라미터들, 예를 들어 소위 최종 진동 시간 및/또는 진동 진폭 등도 사용될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 방법은 평가 장치(4)가 초음파 센서(3)의 현재 온도 T 및 현재 공진 주파수 fR을 수신하는 첫 번째 단계(S1)에서 시작한다. 더 진행한 단계(S2)에서, 평가 장치(4)는 기준 값 RV를 현재 온도 T의 함수로서 결정한다. 온도 종속성 기준 값 RV는 실제 온도 T에서 이론적으로 설정해야 하는, 초음파 센서(3)의 이론적인 공진 주파수이다. 이론적인 공진 주파수의 현재 온도 T에 대한 종속 관계 및 그에 따른 기준 값 RV의 현재 온도 T에 대한 종속 관계가 예를 들어 수학식이나 조견표로서 평가 장치(4)에 저장되고, 그 다음에 작동 중에 기준 값 RV를 결정하기 위해 사용된다. 예로서 제공되는 이론적인 공진 주파수의 현재 온도 T에 대한 종속 관계 및 그에 따른 기준치 RV의 현재 온도 T에 대한 종속 관계가 도 2에 도시되어 있고, 여기서 실온에는 RT라는 명칭을 붙이고 있다. 도 2에 두 개의 곡선이 도시되어 있는데, 구체적으로 초음파 센서(3)를 범퍼(5, 6) 뒤에 덮이게 설치한 경우에 있어서의 제 1 선형 종속 관계(9)와, 초음파 센서(3)를 범퍼(5, 6)의 관통 구멍 안에 통상적으로 설치한 경우에 있어서의 제 2 선형 종속 관계(10)가 도시되어 있다. 이론적 공진 주파수 RV의 온도 T에 대한 종속 관계는 초음파 센서(3)가 그의 진동판과 함께 범퍼(5, 6), 특히 플라스틱으로 만들어진 범퍼 뒤에 가려지도록 장착될 때에 특히 중요하다.

도 3을 다시 참조하면, 더 진행한 단계(S3)에서, 현재의 측정된 공진 주파수 fR의 기준 값 RV로부터의 편차 Δ가 결정된다. 편차 Δ는 예를 들면 차(difference)로서 계산될 수 있고, 그 다음 기준 값 RV에 관하여 설정될 수 있어서, 편차 Δ는 백분율로 계산된다. 더 진행한 단계(S4)에서, 평가 장치(4)는 충분한 수의 측정치 또는 편차 Δ가 존재하는지 여부를 결정하기 위한 점검을 할 수 있다. 만일 충분한 수가 존재하지 않는다면, 방법은 단계(S1)로 되돌아간다. 만일 그렇지 않다면, 단계(S5)에 따라서, 편차 Δ의 평균값 AV가 복수의 편차 Δ에 기초하여, 그리고 그에 따라 다수의 측정치들에 기초하여, 계산된다. 이 평균값 AV는 초음파 센서(3)가 막혀 있는지 여부에 관한 최종 평가에 사용된다.

원칙적으로, 초음파 센서(3)가 막혀 있는지 여부에 대한 이진수 결정에 먼저 도달할 수 있다. 이는, 예를 들면, 평균값 AV가 "0" 값 주변의 특정 값 범위에 놓여 있는지 여부를 결정하기 위한 점검을 평가 장치(4)가 행하도록 해서 수행될 수 있다. 평균값 AV가 영(0) 값 주변의 그러한 값 범위 내에 있는 경우, 초음파 센서(3)는 막혀 있는 것이 아니다. 평균값 AV가 그러한 값 범위 밖에 있는 경우, 초음파 센서(3)는 막혀 있다고 추정된다. 평균값 AV에 의존해서, 막힘의 범위 및/또는 유형 또한 결정될 수 있고, 필요한 경우, 초음파 센서(3)의 검출 영역 또는 검출 범위의 감소도 또한 추론될 수 있다. 한 예가 다음의 표 1에 도시된다.

AV(Δ)	가능한 오염 유형	검출 영역의 감소
-1%...-30%	눈	검출 영역 20% 감소
-31%...-70%	얇은 얼음 층	검출 영역 60% 감소
-71%...-100%	두꺼운 얼음 층	완전히 보이지 않음
+1%...+30%	물	검출 영역 20% 감소
+31%...+70%	얇은 진흙 층	검출 영역 60% 감소
+71%...+100%	두꺼운 진흙 층	완전히 보이지 않음

상이한 운전자 보조 시스템(7a 내지 7x)들은 또한 초음파 센서(3)의 상이한 검출 영역을 필요로 하므로, 검출 영역의 감소에 대한 평가가 각각의 운전자 지원 시스템(7x 내지 7a)에 대해서 개별적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 각각의 운전자 지원 시스템(7a 내지 7x)에 대해서 개별적인 결정, 예를 들어 경고 메시지가 출력되어야 하는지에 대한 결정 및/또는 특정 운전자 지원 시스템(7a 내지 7x)을 꺼야 하는지에 대한 결정이 행해질 수 있다.

Claims

자동차(1)의 초음파 센서(3)의 막힌 상태를 검출하는 방법에 있어서,
초음파 센서(3)의 적어도 하나의 진동 파라미터의 실제 값을 검출하고,
초음파 센서(3) 상 및 초음파 센서 안 중 적어도 하나에 배치된 온도 검출 장치(8)의 온도 센서에 의해, 초음파 센서(3)에 노출된 영역의 현재 온도(T)를 검출하고,
평가 장치(4)에 의해, 기준 값(RV)을 현재 온도(T)의 함수로서 결정하고,
평가 장치(4)에 의해, 검출된 실제 값을 기준 값(RV)과 반복적으로 비교하여, 기준 값(RV)으로부터 실제 값의 편차(Δ)를 다수 생성하고,
다수의 편차(Δ)를 생성한 후에, 다수의 편차의 평균 값(AV)을 결정하고,
다수의 편차의 평균 값(AV)에 근거하여, 초음파 센서(3)의 막힌 상태를 검출하고,
다수의 편차의 평균 값(AV)에 근거하여, 초음파 센서(3)의 막힘의 범위 및 유형 중 적어도 하나를 결정하는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
초음파 센서(3) 안에 배치된 온도 검출 장치(8)의 온도 센서에 의해, 초음파 센서(3)에 노출된 영역의 온도를 현재 온도(T)로서 검출하는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 진동 파라미터로서 초음파 센서(3)의 공진 주파수(fR)의 실제 값을 검출하고, 기준 값(RV)으로서 공진 주파수(fR)의 이론적인 값을 현재 온도(T)의 함수로서 결정하는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 진동 파라미터로서 초음파 센서(3)의 반향 시간(reverberation time)의 실제 값을 검출하고, 기준 값(RV)으로서 반향 시간의 이론적인 값을 현재 온도(T)의 함수로서 결정하는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
다수의 편차(Δ) 내에 충분한 수의 편차가 존재하는지를 결정하고,
상기 다수의 편차의 평균 값(AV)을 결정하는 것은, 다수의 편차(Δ) 내에 충분한 수의 편차가 존재하는지를 결정하는 것에 기초하여 수행하는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
삭제
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
다수의 편차의 평균 값(AV)에 근거하여, 막힘에 의해 야기된 초음파 센서(3)의 검출 영역의 감소를 결정하는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
자동차(1)의 적어도 두 개의 초음파 센서(3)가 각각 막힌 상태와 관련하여 점검되고, 현재 온도(T)는 각각의 초음파 센서(3)에 대해 개별적으로 검출되고, 기준 값(RV)은 특정 온도에 따라 각각의 초음파 센서(3)에 대해 개별적으로 결정되는
자동차의 초음파 센서의 막힌 상태를 검출하는 방법.
자동차(1)용 초음파 센서 장치(2)에 있어서,
적어도 하나의 초음파 센서(3)와 평가 장치(4)를 포함하고,
평가 장치(4)는,
상기 초음파 센서(3)의 적어도 하나의 진동 파라미터의 실제 값을 검출하고,
상기 실제 값을 기준 값(RV)과 반복적으로 비교하여, 기준 값(RV)으로부터 실제 값의 편차(Δ)를 다수 생성하고,
다수의 편차(Δ)를 생성한 후에, 다수의 편차의 평균 값(AV)을 결정하고,
다수의 편차의 평균 값(AV)에 근거하여, 초음파 센서(3)의 막힌 상태를 검출하고,
다수의 편차의 평균 값(AV)에 근거하여, 초음파 센서(3)의 막힘의 범위 및 유형 중 적어도 하나를 결정하고,
평가 장치(4)는 기준 값(RV)을, 초음파 센서(3)에 노출된 영역의 검출된 현재 온도(T)의 함수로서, 작동하는 동안에 결정하며, 검출된 현재 온도(T)는, 초음파 센서(3) 상 및 초음파 센서 안 중 적어도 하나에 배치된 온도 검출 장치(8)의 온도 센서에 의해 검출되도록 구성된
자동차용 초음파 센서 장치.
자동차(1)에 있어서,
제 10 항에 따른 초음파 센서 장치(2)를 포함하는
자동차.