WO2005116688A2 - Verfahren und vorrichtung zum ansteuern mehrerer ultraschallwandler mit einer situationsabhängigen schwellwertanpassung für die anwendung in fahrzeugen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ansteuern mehrerer ultraschallwandler mit einer situationsabhängigen schwellwertanpassung für die anwendung in fahrzeugen Download PDF

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    • G01S2013/93275—Sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the invention relates to a method, a device and a sensor module for measuring the distance between a vehicle and an obstacle with the aid of an ultrasound transducer device attached to the vehicle.
  • Ultrasound transducer devices in particular those based on piezo, are generally known.
  • An example of such a converter device is disclosed, for example, in German patent DE 195 12 417 C2.
  • the transducer device disclosed there is characterized in that it has an independently self-oscillating cover plate, the surface of which has the function of a sound-radiating and / or receiving surface.
  • the cover plate is excited with the aid of lamellae for sound emission, the lamellae each being coupled to the cover plate with one of their narrow sides and being designed as a piezo oscillator.
  • the natural resonance frequencies of the individual slats and the cover plate can be different.
  • Slats can Ultrasonic transducer device and in particular its surface can also be used to generate radiation characteristics in the form of cross-lobes.
  • a method and a device for operating an ultrasonic transducer device for measuring the distance from a vehicle is known in the prior art, for example from EP 0 935 765 B1.
  • the method disclosed there is based on the principle that a transmission signal is first transmitted to an obstacle in order to subsequently receive and evaluate an echo signal resulting from the reflection of the transmission signal at the obstacle.
  • the evaluation is carried out in particular in such a way that the amplitude of the echo signal is compared with a threshold value which is changed over time during a time listening window as a function of various vehicle parameters.
  • the said European patent only provides for the control of a piezoelectric transducer element.
  • Ultrasonic transducer device with several piezo elements are suitable, as well as an inexpensive and flexible distance measuring device.
  • This object is achieved by the method claimed in claim 1. More precisely, the object is achieved by a method for measuring the distance between a vehicle and an obstacle with the aid of an ultrasound transducer device which is attached to the vehicle and which has a naturally self-oscillating cover plate with a surface, the surface being coupled to the cover plate via a plurality of and slats designed as piezo oscillators are operated to emit or receive sound; comprising the following steps: sending a transmission signal over the surface to the obstacle; Receiving at least a part of the transmission signal as an echo signal reflected on the obstacle from the surface; and evaluating, in particular, the amplitude of the received echo signal during a time listening window with respect to a threshold value, the time profile of which is changed during the listening window in accordance with data from the vehicle.
  • the claimed invention enables the described method to be applied to an ultrasonic transducer device with a plurality of lamellae designed as piezo oscillators.
  • the output impedance of a transmitting device and the input impedance of a receiving device within the distance measuring device are electronically connected to the mechanical or acoustic impedance of the
  • Ultrasound transducer device 110 adapted.
  • the natural resonance frequency of the mechanical impedance is in accordance with or depending on the
  • Distance measuring device that means a particularly effective generation of the transmission signal and a highly sensitive reception of the echo signal.
  • a plurality of ultrasound transducer devices are provided in a sensor module for distance measurement using ultrasound, which is provided with a housing and with at least one connection for connecting the sensor module, in particular to a control unit and / or a bus system.
  • a plurality of ultrasound transducer devices in the same sensor module enables an improved detection of an environment to be monitored by means of ultrasound Simultaneous reduction in assembly effort, for example in a bumper of a motor vehicle, compared to a plurality of sensor modules, each of which has only one ultrasound transducer.
  • Ultrasonic transducer devices can be monitored a larger solid angle simultaneously.
  • the various ultrasound transducer devices can also perform different functions and / or be designed as a redundant system, so that if one ultrasound transducer device fails, at least the remaining ultrasound transducer devices of the sensor module according to the invention can maintain an emergency function of the sensor module.
  • ultrasonic transducer devices of the same type are very particularly advantageous, which simplifies the construction of the sensor module, the assembly of the ultrasonic transducer devices in the sensor module, and control of the ultrasonic transducer devices, so that corresponding development and production costs are reduced.
  • ultrasonic transducer devices of the same type generally also have a comparable temperature characteristic, for example.
  • several of the ultrasound transducer devices have a common electrical connection, so that a group of ultrasound transducer devices formed in this way can be connected directly to an existing control circuit, which means that no additional circuitry complexity is involved.
  • a further advantageous embodiment of the sensor module according to the invention is characterized in that the ultrasound transducer devices each have a cover plate with an essentially rectangular surface, the surface preferably having different edge lengths. That is, the surfaces are preferably not square. This results in the possibility of a particularly small arrangement of several ultrasonic transducer devices, e.g. side by side in the sensor module.
  • the ultrasonic transducer devices are arranged in the sensor module in such a way that their longitudinal axes are essentially perpendicular to one another, the longitudinal axis of a first ultrasonic transducer device preferably being the longitudinal axis of a second ultrasonic transducer device approximately in the middle of the surface of the first
  • Ultrasonic transducer device cuts, resulting in a "T" -shaped arrangement of the two ultrasonic transducer devices.
  • This further increases the versatility of the proposed sensor module, because with the above-mentioned “T” -shaped arrangement, the sensor module has a particularly wide monitoring range in the vertical and in the horizontal direction. Due to the fact that in this variant of the invention, several separate ones Ultrasonic transducer devices are used, there is the further advantage that the signals of the respective ultrasonic transducer devices do not influence one another at least directly, ie before hitting and reflecting on an obstacle, as is the case, for example, with ultrasound transducer devices which have a plurality of piezo-shaped slats -Have transducers with a common membrane.
  • the ultrasound transducer devices it is also possible for the ultrasound transducer devices to have a plurality of lamellae, as a result of which greater flexibility of the
  • Ultrasonic transducer devices - and thus the sensor module - with regard to e.g. a directional characteristic can be achieved.
  • Ultrasonic transducer devices are arranged in the sensor module such that planes formed by the surfaces of the cover plates lie parallel to one another and / or coincide, which results in particular in a simple construction of the sensor module.
  • An arrangement of the ultrasonic transducer devices in the sensor module is also particularly advantageous such that the planes formed by the surfaces intersect. Such a configuration makes it possible to expand the monitoring range of the sensor module.
  • the above-mentioned inclination of the planes is particularly expedient, for example, in the case where the sensor according to the invention is located on an outer end of a bumper of a motor vehicle, i.e. is attached to a corner of the vehicle.
  • the above-mentioned inclination of the planes around an axis essentially parallel to the vertical axis of the motor vehicle firstly results in an expanded monitoring area “around the vehicle corner” because, for example, a first ultrasonic transducer device predominantly illuminates an area to the side of the motor vehicle and a second ultrasonic transducer device of the sensor module predominantly one Illuminates the area behind the motor vehicle.
  • a further advantageous embodiment of the sensor module according to the invention is characterized in that an adaptation circuit is provided for one of the ultrasound transducer devices and / or for a group of ultrasound transducer devices.
  • an adaptation circuit can e.g. an impedance matching between a transmitting device or a receiving device and the ultrasonic transducer devices can be effected.
  • Ultrasonic transducer devices are accordingly e.g. impedance matching possible for each individual ultrasonic transducer device.
  • the sensor module according to the invention very particularly advantageously has a control circuit for controlling the ultrasound transducer device (s) and / or for evaluating signals from the ultrasound transducer device (s).
  • the control circuit is preferably designed according to one of claims 14 to 17.
  • a control circuit according to claim 14 is specified as a further solution to the problem of the present invention.
  • Figure 1 shows the structure of an ultrasonic transducer device
  • Figure 2 shows the structure of a distance measuring device
  • FIG. 3 shows an electronic equivalent circuit diagram for the mechanical or acoustic impedance of the ultrasonic transducer device
  • FIG. 4 shows the course of the mechanical impedance of the ultrasonic transducer device
  • FIG. 5 shows a method according to the invention
  • FIG. 6a shows an embodiment of a sensor module according to the invention
  • Figure 6b is a plan view of a surface of an ultrasonic transducer device according to the invention.
  • FIG. 7a shows an adaptation circuit according to the invention in operative connection with a plurality of ultrasonic transducer devices
  • FIG. 7b shows a further embodiment of the invention, which enables multi-frequency operation.
  • FIG. 7c a control circuit according to the invention. illustrated.
  • FIG. 1 shows the structure of an ultrasound transducer device 110 as used in the context of the present invention.
  • the ultrasound transducer device comprises a cover plate 111 with a purple surface that is capable of vibrating independently.
  • the purple surface serves as a sound-emitting and sound-receiving surface.
  • a plurality of lamellae 112a, 112b are coupled to the cover plate, each of which is designed as a piezo oscillator.
  • the slats stimulate the cover plate to emit sound; on the other hand, they also serve to detect the vibrations of the cover plate when the echo signal is received.
  • FIG. 2 shows the construction of a distance measuring device 100 for measuring the distance between a vehicle (not shown here) and an obstacle (also not shown here).
  • the distance measuring device 100 comprises a transmission device 121 for operating the ultrasound transducer device 110 shown by way of example in FIG. 1, the distance measuring device 100 comprises a transmission device 121 for operating the ultrasound transducer device 110 shown by way of example in FIG. 1, the distance measuring device 100 comprises a transmission device 121 for operating the
  • the distance measuring device comprises a receiving device 123 for Operating the ultrasound transducer device 110 in a receiving mode, i.e. for receiving at least part of the transmission signal S as an echo signal E reflected on the obstacle. Furthermore, the distance measuring device comprises an evaluation device 126 to 129 for evaluating in particular the amplitude of the echo signal during a time listening window (T1 -T2) (see Figure 5) with respect to a threshold.
  • T1 -T2 time listening window
  • the output impedance of the transmitting device 121 is adapted to the mechanical or acoustic impedance Z M of the ultrasonic transducer device, for example with the aid of a first matching circuit 121a.
  • FIG. 3 shows an electronic equivalent circuit diagram for the mechanical impedance Z M.
  • the mechanical impedance can be represented in the form of a parallel connection of a first capacitor C o with a series connection.
  • the series circuit comprises a resistor Rs, an inductance L s and a second capacitor Cs.
  • the course of this mechanical impedance Z M over the frequency ⁇ is shown in FIG.
  • the output impedance of the transmitting device 121 is preferably adjusted using the first matching device 121a and / or the input impedance of the receiving device 123 preferably using the matching device 123a Impedance Z M of each used
  • Ultrasonic transducer device 110 is formed. It should be noted here that the natural resonance frequency of the mechanical impedance depends on the natural resonance frequencies of the slats and the natural resonance frequency of the cover plate 111. The natural resonance frequency of the slats 112a, 112b among one another and the natural resonance frequency of the cover plate 111 can be different.
  • the distance measuring device shown in FIG. 2 functions as follows.
  • a suitable frequency f for the transmission signal is supplied to the transmission device 121 during the transmission operation of the ultrasound transducer device 110.
  • the transmission device 121 is switched on as a function of a first control signal C1 of a control unit 122, so that the ultrasound transducer device 110 begins to transmit for a certain transmission time. It should be taken into account here that the transmission time does not completely match the oscillation time of the converter device 110, since the converter device has a settling time and a decay time.
  • the transmission device 121 is switched off.
  • the receiving device 123 After the end of the decay time of the converter device 110, the receiving device 123 is then switched on, which receives the echo signal E and feeds it to a comparator 129.
  • the receiving device 123 is open during a so-called listening window; the audible window is the time range in which the echo signal is expediently expected to be received.
  • the time period of the listening window in FIG. 5 the time period between the times T1 and T2, is in turn controlled by the control unit 122, specifically via a second control signal C2.
  • the control unit 122 uses a third control signal C3 to switch a memory 126 step by step, in the individual memory locations of which 127 different threshold values for the amplitude of the input signal are stored.
  • the threshold value is changed over time during the listening window with the aid of the third control signal, specifically in accordance with vehicle data which are evaluated by the control unit 122.
  • the data represent the spatial dimensions and / or the movement and / or the condition (loading, inclination ...) of the vehicle.
  • the different, preferably digital, threshold values are each converted into an analog threshold value signal via a digital / analog converter 128 and, like the output signal of the receiving device 123, fed to the comparator 129.
  • the comparator 129 only generates an output signal serving as a warning signal if the output value of the receiving device 123 is greater than the threshold value represented by the threshold value signal at the output of the digital / analog converter 128.
  • the warning signal therefore indicates that one represented by the threshold value Distance between the vehicle and the obstacle was not reached. It can be seen from the statements made above that the mode of operation of the distance measuring device 100 is determined both by the transmission time and by the reception time, that is to say the duration of the listening window, and by the size of the threshold values in the memory 126. On the basis of these numerous adjustable parameters, the mode of operation of the distance measuring device 100 can largely be adapted to all requirements or environmental situations, such as occur in particular when parking a vehicle.
  • FIG. 5 shows an example of the dependence of the amplitude of the echo signal E received by the receiving device 123 on the transit time. It is assumed that the time T0 at which the transmission of the transmission device 121, that is to say the transmission time, ends. Then it is necessary to wait until the time T1 until the transmission signal S has decayed. The auditory window then begins at time T1, which extends to time T2. The audible window represents the period during which the receiving device 123 is switched on with the aid of the second control signal C2 generated by the control device 122.
  • the procedure is now such that, as can be seen from curve 18, the threshold no longer only rises monotonously, but also drops, in order to be able to detect even weaker signals in an important section of the overall range range observed.
  • This can be seen, for example, from the echo 15 at time T5, which would not have been recognized with the previously used threshold value curve 17.
  • this obstacle is now recognized on the basis of the course of the threshold value curve 18 according to the invention.
  • the curve 18 also suppresses the echoes 15 and 16 which are undesirable for the evaluation by correspondingly raising the threshold values.
  • FIGS. 6a and 6b An embodiment of a sensor module 200 according to the invention is described below with reference to FIGS. 6a and 6b.
  • the sensor module 200 (FIG. 6a) has a housing 201 which is provided with a connection 202 on its rear side.
  • the connection 202 serves for the electrical connection of the sensor module 200 to a control device or bus system, not shown.
  • the connection 202 can be designed such that, in addition to the electrical connection of the Sensor module 200 also enables its attachment in a bumper of a motor vehicle.
  • the sensor module 200 has two ultrasound transducer devices 210a, 210b, the construction of which is essentially identical to the construction of the ultrasound transducer device 110 described above
  • Ultrasonic transducer devices 210a, 210b each have only one surface purple of the cover plate, cf. Fig. 1, and possibly a border or seal recognizable.
  • Both ultrasound transducer devices 210a, 210b have a rectangular surface purple with a length a and a width b and are arranged in the sensor module 200 such that a longitudinal axis c (FIG. 6b) of the first
  • FIG. 7a schematically shows the lamellae 112a, 112b in the form of a piezo oscillator Ultrasonic transducer devices 210a, 210b connected to a matching circuit 220a.
  • the matching circuit 220a carries out an impedance transformation in order to match an impedance Z 'of the parallel connection of the slats 112a, 112b of the two ultrasonic transducer devices 210a, 210b to an output impedance of the transmitting device 121 (cf. FIG. 2).
  • the matching circuit 220a is typically an electrical network that has capacitive, inductive and resistive elements, i.e. a so-called RLC network.
  • the impedance Zm ' would have to be transformed into the conjugate complex value of the predetermined output impedance by the matching circuit 220a. It is also possible to operate the ultrasonic transducer devices 210a, 210b or their individual lamellae 112a, 112b at different frequencies, for example at 40 kHz and at 60 kHz. In the embodiment according to FIG.
  • both ultrasound transducer devices 210a, 210b are fed by a common transmitter device (not shown) with a signal S which has signal components with a frequency of 40 kHz and signal components with a frequency of 60 kHz.
  • a signal S which has signal components with a frequency of 40 kHz and signal components with a frequency of 60 kHz.
  • Such a signal can be generated, for example, by synthesizer circuits known from the prior art, a digital signal processor (DSP) or an ASIC (application-specific integrated circuit).
  • DSP digital signal processor
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the adaptation circuits 220a and 220b are provided, which each pass only one of the two signal components to the ultrasound transducer device 210a, 210b concerned.
  • the monitoring area can be enlarged in that the ultrasound transducer devices 210a, 210b are arranged in the sensor module 200 in such a way that the planes, which are formed by the respective surfaces in purple, intersect, so that the ultrasound transducer devices 210a, 210b already radiate in different spatial directions due to their mechanical arrangement.
  • a sensor module is particularly well suited for mounting on an end section of a bumper of a motor vehicle, ie on a corner of the motor vehicle.
  • the inventive "T - shaped arrangement of the ultrasonic transducer devices 210a, 210b making it a particularly large surveillance area can be achieved.
  • FIG. 7c A variant of a control circuit 300 according to the invention is shown in FIG. 7c.
  • the control circuit 300 has a transmitting device 310 and a receiving device 320, which are essentially digital and are implemented in an ASIC (application-specific integrated circuit).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the adaptation circuits 220a, 220b are also provided in the control circuit 300, which is built on a single circuit board and is integrated in the sensor module 200 from FIG. 6a.
  • the adaptation circuits 220a, 220b can also be constructed in a modular and / or switchable manner, so that a change from an adaptation to an ultrasound transducer device or, for example, to two ultrasound transducer devices can be carried out easily.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abstandsmessvorrichtung, ein Sensormodul und ein Verfahren zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis mit Hilfe einer Ultraschallwandlereinrichtung. Die Wandlereinrichtung umfasst eine selbständig eigenschwingungsfähige Deckplatte mit einer Oberfläche, welche schallabstrahlend oder schallempfangend betrieben wird. Sowohl der Sende- wie auch der Empfangsbetrieb wird mit Hilfe einer Mehrzahl von an die Deckplatte angekoppelten und als Piezo-Schwinger ausgebildeten Lamellen realisiert. Erfindungsgemäß wird eine derartige Ultraschallwandlereinrichtung wie folgt betrieben: Aussenden eines Sendesignals über die Oberfläche auf das Hindernis; Empfangen eines zugeordneten Echosignals und Auswerten des Echosignals während eines zeitlichen Hörfensters in Bezug auf einen Schwellenwert, dessen zeitlicher Verlauf während des Hörfensters nach Maßgabe von Fahrzeugdaten veränderbar ist.

Description

Verfahren, Vorrichtung und Sensormodul zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Sensormodul zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis mit Hilfe einer an dem Fahrzeug angebrachten Ultraschallwandlervorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind
Ultraschallwandlervorrichtungen, insbesondere solche auf Piezobasis, grundsätzlich bekannt. Ein Beispiel für eine derartige Wandlereinrichtung ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 195 12 417 C2 offenbart. Die dort offenbarte Wandlereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine selbständig eigenschwingungsfähige Deckplatte aufweist, deren Oberfläche die Funktion einer schallabstrahlenden und/oder -empfangenden Fläche hat. Die Deckplatte wird mit Hilfe von Lamellen zur Schallemission angeregt, wobei die Lamellen jeweils mit einer ihrer Schmalseiten an die Deckplatte angekoppelt sind und als Piezo- Schwinger ausgebildet sind. Die Eigenresonanzfrequenzen der einzelnen Lamellen und der Deckplatte können unterschiedlich sein. Bei geeigneter Anordnung und bei geeignetem Betrieb der an die. Deckplatte angekoppelten. Lamellen kann die Ultraschallwandlereinrichtung und insbesondere deren Oberfläche auch zur Generierung von Abstrahlcharakteristiken in Kreuzkeulenform verwendet werden.
Weiterhin ist im Stand der Technik zum Beispiel aus der EP 0 935 765 Bl ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Ultraschallwandlereinrichtung zur Abstandsmessung aus einem Fahrzeug bekannt. Das dort offenbarte Verfahren basiert auf dem Prinzip, dass zunächst ein Sendesignal auf ein Hindernis ausgesendet wird, um nachfolgend ein aus der Reflektion des Sendesignals an dem Hindernis resultierendes Echosignal zu empfangen und auszuwerten. Die Auswertung erfolgt insbesondere in der Weise, dass die Amplitude des Echosignals mit einem Schwellenwert verglichen wird, der während eines zeitlichen Hörfensters in Abhängigkeit diverser Fahrzeugparameter zeitlich verändert wird. Die besagte europäische Patentschrift sieht lediglich die Ansteuerung eines piezoelektrischen Wandlerelementes vor.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aus der genannten europäischen Patentschrift bekanntes Verfahren und eine von dort bekannte Abstandsmesseinrichtung derart weiterzubilden, dass sie auch für die Ansteuerung einer
Ultraschallwandlereinrichtung mit mehreren Piezoelementen geeignet sind, sowie eine kostengünstige und flexible Abstandsmesseinrichtung anzugeben . Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Genauer gesagt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis mit Hilfe einer an dem Fahrzeug angebrachten Ultraschallwandlereinrichtung gelöst, welche eine selbstverständlich eigenschwingungsfähige Deckplatte mit einer Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche über eine Mehrzahl von an die Deckplatte angekoppelten und als Piezo-Schwinger ausgebildeten Lamellen schallabstrahlend oder -empfangend betrieben wird; umfassend die folgenden Schritte: Aussenden eines Sendesignals über die Oberfläche auf das Hindernis; Empfangen von zumindest einem Teil des Sendesignals als an dem Hindernis reflektiertes Echosignal von der Oberfläche; und Auswerten von insbesondere der Amplitude des empfangenen Echosignals während eines zeitlichen Hörfensters in Bezug auf einen Schwellenwert, dessen zeitlicher Verlauf während des Hörfensters nach Maßgabe von Daten des Fahrzeugs verändert wird.
Vorteilhafterweise ermöglicht die beanspruchte Erfindung eine Anwendung des beschriebenen Verfahrens auf eine Ultraschallwandlereinrichtung mit einer Mehrzahl von als Piezo-Schwinger ausgebildeten Lamellen.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Abstandsmessvorrichtung zum Durchführen des beanspruchten Verfahrens gelöst. Die Vorteile dieser Abstandsmessvorrichtung entsprechen im Wesentlichen dem oben in Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsimpedanz einer Sendeeinrichtung und die Eingangsimpedanz einer Empfangseinrichtung innerhalb der Abstandsmessvorrichtung elektronisch an die mechanische beziehungsweise akustische Impedanz der
Ultraschallwandlereinrichtung 110 angepasst. Dabei ist die Eigenresonanzfrequenz der mechanischen Impedanz nach Maßgabe beziehungsweise in Abhängigkeit von den
Eigenresonanzfrequenzen der Lamellen und der Deckplatte definiert. Die beanspruchte Impedanzanpassung bewirkt eine deutlich verbesserte Funktionsweise der
Abstandsmessvorrichtung, das heißt eine besonders effektive Generierung des Sendesignals und einen hochsensiblen Empfang des Echosignals .
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist bei einem Sensormodul zur Abstandsmessung mittels Ultraschall, das mit einem Gehäuse versehen ist und mit mindestens einem Anschluss zur Verbindung des Sensormoduls insbesondere mit einem Steuergerät und/oder einem Bussystem, eine Mehrzahl von Ultraschallwandlereinrichtungen vorgesehen. Eine Mehrzahl von Ultraschallwandlereinrichtungen in demselben Sensormodul ermöglicht eine verbesserte Erfassung einer mittels Ultraschall zu überwachenden Umgebung bei gleichzeitiger Reduktion eines Montageaufwandes z.B. in einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs verglichen mit mehreren Sensormodulen die jeweils nur einen Ultraschallwandler aufweisen.
Beispielsweise kann durch die mehreren
Ultraschallwandlereinrichtungen ein größerer Raumwinkel gleichzeitig überwacht werden. Alternativ können die verschiedenen Ultraschallwandlereinrichtungen auch unterschiedliche Funktionen erfüllen und/oder als redundantes System ausgelegt sein, so dass bei Ausfall einer Ultraschallwandlereinrichtung zumindest die verbleibenden Ultraschallwandlereinrichtungen des erfindungsgemäßen Sensormoduls eine Notfunktion des Sensormoduls aufrechterhalten können.
Ganz besonders vorteilhaft ist der Einbau mehrerer Ultraschallwandlereinrichtungen desselben Typs in das Sensormodul, wodurch sich der Aufbau des Sensormoduls, die Montage der Ultraschallwandlereinrichtungen in dem Sensormodul und eine Ansteuerung der Ultraschallwandlereinrichtungen vereinfacht, so dass sich entsprechende Entwicklungs- und Produktionskosten reduzieren. Darüberhinaus ergibt sich eine gesteigerte Messgenauigkeit des Sensormoduls, da Ultraschallwandlereinrichtungen desselben Typs in der Regel z.B. auch eine vergleichbare Temperaturcharakteristik haben. Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensormoduls weisen mehrere der Ultraschallwandlereinrichtungen einen gemeinsamen elektrischen Anschluss auf, so dass eine auf diese Weise gebildete Gruppe von Ultraschallwandlereinrichtungen direkt an eine bestehende Ansteuerschaltung angeschlossen werden kann wodurch kein weiterer Schaltungstechnischer Aufwand entsteht.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensormoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen jeweils eine Deckplatte mit im wesentlichen rechteckförmiger Oberfläche aufweisen, wobei die Oberfläche vorzugsweise unterschiedliche Kantenlängen besitzen. D.h., die Oberflächen sind vorzugsweise nicht quadratisch ausgebildet. Damit ergibt sich die Möglichkeit einer besonders kleinbauenden Anordnung mehrer Ultraschallwandlereinrichtungen z.B. nebeneinander in dem Sensormodul .
Eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen derart in dem Sensormodul angeordnet sind, dass ihre Längsachsen im wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, wobei vorzugsweise die Längsachse einer ersten Ultraschallwandlereinrichtung die Längsachse einer zweiten Ultraschallwandlereinrichtung etwa in der Mitte der Oberfläche der ersten
Ultraschallwandlereinrichtung schneidet, woraus sich eine „T" - förmige Anordnung der beiden Ultraschallwandlereinrichtungen ergibt. Hierdurch wird eine vielfältige Einsetzbarkeit des vorgeschlagenen Sensormoduls weiter gesteigert, denn mit der vorstehend genannten ,,T" - förmigen Anordnung weist das Sensormodul einen besonders breiten Überwachungsbereich in vertikaler sowie in horizontaler Richtung auf. Aufgrund der Tatsache, dass bei dieser Variante der Erfindung mehrere separate Ultraschallwandlereinrichtungen verwendet werden, ergibt sich der weitere Vorteil, dass sich die Signale der jeweiligen Ultraschallwandlereinrichtungen zumindest nicht direkt, d.h. vor einem Auftreffen auf und einer Reflektion an einem Hindernis, gegenseitig beeinflussen wie es beispielsweise bei Ultraschallwandlereinrichtungen der Fall ist, die mehrere als Lamellen ausgebildete Piezo-Schwinger mit einer gemeinsamen Membran haben.
Andererseits ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch möglich, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen mehrere Lamellen aufweisen, wodurch eine höhere Flexibilität der
Ultraschallwandlereinrichtungen - und damit des Sensormoduls - hinsichtlich z.B. einer Richtcharakteristik erzielbar ist.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Sensormoduls ist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ultraschallwandlereinrichtungen derart in dem Sensormodul angeordnet sind, dass durch die Oberflächen der Deckplatten gebildete Ebenen parallel zueinander liegen und/oder zusammenfallen, wodurch sich insbesondere ein einfacher Aufbau des Sensormoduls ergibt.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Anordnung der Ultraschallwandlereinrichtungen in dem Sensormodul derart, dass sich die durch die Oberflächen gebildeten Ebenen schneiden. Durch eine solche Konfiguration ist eine Erweiterung des Überwachungsbereiches des Sensormoduls möglich.
Ganz besonders zweckmäßig ist die vorstehend genannte Neigung der Ebenen beispielsweise in dem Fall, bei dem der erfindungsgemäße Sensor an einem äußeren Ende eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs, d.h. an einer Fahrzeugecke, angebracht ist. Hierbei ergibt sich durch die erwähnte Neigung der Ebenen um eine zur Hochachse des Kraftfahrzeugs im wesentlichen parallele Achse erstens ein erweiterter Überwachungsbereich „um die Fahrzeugecke herum", weil beispielsweise eine erste Ultraschallwandlereinrichtung vorwiegend einen Bereich seitlich des Kraftfahrzeugs ausleuchtet und eine zweite Ultraschallwandlereinrichtungen des Sensormoduls vorwiegend einen Bereich hinter dem Kraftfahrzeug ausleuchtet.
Zweitens ist es durch den Einsatz der oben beschriebenen „T" - förmigen Anordnung möglich, den seitlichen Bereich bzw. den hinteren Bereich hinsichtlich einer Ausleuchtung in vertikaler Richtung unterschiedlich zu überwachen. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensormoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungsschaltung für jeweils eine der Ultraschallwandlereinrichtungen und/oder für eine Gruppe von Ultraschallwandlereinrichtungen vorgesehen ist.
Falls mehrere Ultraschallwandlereinrichtungen einen gemeinsamen elektrischen Anschluss aufweisen, kann über eine derartige Anpassungsschaltung z.B. eine Impedanzanpassung zwischen einer Sendeeinrichtung bzw. einer Empfangseinrichtung und den Ultraschallwandlereinrichtungen bewirkt werden.
Bei einer Einzelansteuerung der
Ultraschallwandlereinrichtungen ist entsprechend z.B. eine Impedanzanpassung für jede einzelne Ultraschallwandlereinrichtung möglich.
Ganz besonders vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Sensormodul eine Ansteuerschaltung zur Ansteuerung der Ultraschallwandlereinrichtung (en) und/oder zur Auswertung von Signalen der Ultraschallwandlereinrichtung (en) auf. Die Ansteuerschaltung ist vorzugsweise nach einem der Ansprüche 14 bis 17 ausgebildet.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 14 angegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Abstandsmessvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche. Der Beschreibung sind insgesamt neun Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 den Aufbau einer Ultraschallwandlereinrichtung;
Figur 2 den Aufbau einer Abstandsmessvorrichtung;
Figur 3 ein elektronisches Ersatzschaltbild für die mechanische beziehungsweise akustische Impedanz der Ultraschallwandlereinrichtung;
Figur 4 den Verlauf der mechanischen Impedanz der Ultraschallwandlereinrichtung;
Figur 5 ein erfindungsgemäßes Verfahren;
Figur 6a eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensormoduls;
Figur 6b eine Draufsicht auf eine Oberfläche einer erfindungsgemäßen Ultraschallwandlereinrichtung; und
Figur 7a eine erfindungsgemäße Anpassungsschaltung in Wirkverbindung mit mehreren Ultraschallwandlereinrichtungen;
Figur 7b eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die einen Mehrfrequenzbetrieb ermöglicht; und
Figur 7c eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung; veranschaulicht .
Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.
Figur 1 zeigt den Aufbau einer Ultraschallwandlereinrichtung 110, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Ultraschallwandlereinrichtung umfasst eine selbständig eigenschwingungsfähige Deckplatte 111 mit einer Oberfläche lila. Die Oberfläche lila dient als schallemittierende und schallempfangende Fläche. An die Deckplatte sind eine Mehrzahl von Lamellen 112a, 112b angekoppelt, welche jeweils als Piezo-Schwinger ausgebildet sind. Die Lamellen regen die Deckplatte einerseits zur Schallemission an; sie dienen aber andererseits auch zur Erfassung der Schwingungen der Deckplatte bei Empfang des Echosignals .
Figur 2 zeigt den Aufbau einer Abstandsmessvorrichtung 100 zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug (hier nicht gezeigt) und einem Hindernis (hier ebenfalls nicht gezeigt) . Die Abstandsmessvorrichtung 100 umfasst neben der beispielhaft in Figur 1 gezeigten Ultraschallwandlereinrichtung 110 eine Sendeeinrichtung 121 zum Betreiben der
Ultraschallwandlereinrichtung 110 in einem Sendebetrieb, das heißt zum Aussenden eines Sendesignals S über die Oberfläche lila auf das Hindernis hin. Weiterhin umfasst die Abstandsmessvorrichtung eine Empfangseinrichtung 123 zum Betreiben der Ultraschallwandlereinrichtung 110 in einem Empfangsbetrieb, das heißt zum Empfangen von zumindest einem Teil des Sendesignals S als an dem Hindernis reflektiertes Echosignal E. Weiterhin umfasst die Abstandsmessvorrichtung eine Auswerteeinrichtung 126 bis 129 zum Auswerten von insbesondere der Amplitude des Echosignals während eines zeitlichen Hörfensters (T1-T2) (siehe Figur 5) in Bezug auf einen Schwellenwert.
Erfindungsgemäß ist die Ausgangsimpedanz der Sendeeinrichtung 121 zum Beispiel mit Hilfe einer ersten Anpassungsschaltung 121a an die mechanische beziehungsweise akustische Impedanz ZM der Ultraschallwandlereinrichtung angepasst.
Figur 3 zeigt ein elektronisches Ersatzschaltbild für die mechanische Impedanz ZM- Demnach ist die mechanische Impedanz darstellbar in Form einer Parallelschaltung eines ersten Kondensators Co mit einer Reihenschaltung. Die Reihenschaltung umfasst einen Widerstand Rs, eine Induktivität Ls und einen zweiten Kondensator Cs. Der Verlauf dieser mechanischen Impedanz ZM über der Frequenz ω ist in Figur 4 dargestellt.
Im Rahmen der oben unter Bezugnahme auf Figur 2 erwähnten Impedanzanpassung wird die Ausgangsimpedanz der Sendeeinrichtung 121 vorzugsweise mit Hilfe der ersten Anpassungseinrichtung 121a und/oder die Eingangsimpedanz der Empfangseinrichtung 123 vorzugsweise mit Hilfe der Anpassungseinrichtung 123a entsprechend der mechanischen Impedanz ZM der jeweils verwendeten
Ultraschallwandlereinrichtung 110 ausgebildet. Dabei ist zu beachten: Die Eigenresonanzfrequenz der mechanischen Impedanz hängt ab von den Eigenresonanzfrequenzen der Lamellen und der Eigenresonanzfrequenz der Deckplatte 111. Die Eigenresonanzfrequenz der Lamellen 112a, 112b untereinander sowie die Eigenresonanzfrequenz der Deckplatte 111 können unterschiedlich sein.
Die in Figur 2 gezeigte Abstandsmessvorrichtung funktioniert wie folgt.
Der Sendeeinrichtung 121 wird während des Sendebetriebs der Ultraschallwandlereinrichtung 110 eine geeignete Frequenz f für das Sendesignal zugeführt. In Abhängigkeit von einem ersten Steuersignal Cl eines Steuergerätes 122 wird die Sendeeinrichtung 121 eingeschaltet, so dass die Ultraschallwandlereinrichtung 110 für eine gewisse Sendezeit zu senden beginnt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Sendezeit mit der Schwingzeit der Wandlereinrichtung 110 nicht vollkommen übereinstimmt, da die Wandlereinrichtung eine Einschwingzeit und eine Ausschwingzeit besitzt. Nachdem das Sendesignal S von der sowohl in Sende- als auch in Empfangsrichtung arbeitenden Ultraschallwandlereinrichtung 110 ausgesandt wurde, wird die Sendeeinrichtung 121 abgeschaltet. Nach dem Ende der Ausschwingzeit der Wandlereinrichtung 110 wird dann die Empfangseinrichtung 123 eingeschaltet, welche das Echosignal E empfängt und einem Vergleicher 129 zuführt. Die Empfangseinrichtung 123 ist während eines sogenannten Hörfensters geöffnet; das Hörfenster ist jener Zeitbereich, in dem sinnvollerweise der Empfang des Echosignals erwartet wird. Die Zeitdauer des Hörfensters, in Figur 5 die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten Tl und T2, wird wiederum durch das Steuergerät 122 gesteuert, und zwar über ein zweites Steuersignal C2. Gleichzeitig schaltet das Steuergerät 122 mit Hilfe eines dritten Steuersignals C3 schrittweise einen Speicher 126 weiter, in dessen einzelnen Speicherplätzen 127 verschiedene Schwellenwerte für die Amplitude des Eingangssignals abgespeichert sind. Auf diese Weise wird der Schwellenwert mit Hilfe des dritten Steuersignals während des Hörfensters zeitlich verändert und zwar nach Maßgabe von Fahrzeugdaten, die von dem Steuergerät 122 ausgewertet werden. Die Daten repräsentieren die räumlichen Abmessungen und/oder die Bewegung und/oder den Zustand (Beladung, Neigung ... ) des Fahrzeugs. Die unterschiedlichen, vorzugsweise digitalen Schwellenwerte werden über einen Digital/Analog-Wandler 128 jeweils in ein analoges Schwellenwertsignal umgewandelt und ebenso wie das Ausgangssignal der Empfangseinrichtung 123 dem Vergleicher 129 zugeführt. Der Vergleicher 129 generiert nur dann ein als Warnsignal dienendes Ausgangssignal, wenn der Ausgangswert der Empfangseinrichtung 123 größer ist als der durch das Schwellenwertsignal repräsentierte Schwellenwert am Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 128. Das Warnsignal deutet demnach darauf hin, dass ein durch den Schwellenwert repräsentierter Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis unterschritten wurde. Aus den zuvor gemachten Ausführungen ist erkennbar, dass die Wirkungsweise der Abstandsmessvorrichtung 100 sowohl durch die Sendezeit als auch durch die Empfangszeit, das heißt die Dauer des Hörfensters, sowie durch die Größe der Schwellenwerte in dem Speicher 126 bestimmt ist. Aufgrund dieser zahlreichen einstellbaren Parameter ist die Arbeitsweise der Abstandsmessvorrichtung 100 weitgehend an alle Erfordernisse oder Umgebungssituationen, wie sie insbesondere beim Einparken eines Fahrzeugs auftreten, anpassbar.
Figur 5 zeigt ein Beispiel für die Abhängigkeit der von der Empfangseinrichtung 123 empfangenen Amplitude des Echosignals E von der Laufzeit. Es wird dabei von dem Zeitpunkt T0 ausgegangen, bei dem der Sendebetrieb der Sendeeinrichtung 121, das heißt die Sendezeit endet. Anschließend muss bis zu dem Zeitpunkt Tl gewartet werden, bis zu dem das Sendesignal S abgeklungen ist. Anschließend beginnt mit dem Zeitpunkt Tl das Hörfenster, welches bis zu dem Zeitpunkt T2 reicht. Das Hörfenster repräsentiert den Zeitraum, währenddessen die Empfangseinrichtung 123 mit Hilfe des von dem Steuergerät 122 generierten zweiten Steuersignals C2 eingeschaltet wird. Es wird angenommen, dass zum Zeitpunkt T4 das Echosignal E ein Echo 14 einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs, zum Zeitpunkt T5 das Echo 15 eines Hindernisses und zum Zeitpunkt T6 ein Bodenecho von der Wandlereinrichtung 110 von der Empfangseinrichtung 123 empfangen werden. Dabei bleibt die Laufzeit der Echos 14 und 16 im Wesentlichen gleich, während der Zeitpunkt T5 von dem Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis abhängt. Die Kurve 17 zeigt einen traditionellen Verlauf des Schwellenwertes in Abhängigkeit der Laufzeit. Demnach nimmt der Schwellenwert mit sinkender Laufzeit, also von T2 nach Tl monoton ab. Nach dem Zeitpunkt T2 ist das Hörfenster zu Ende, da die noch zu erwartenden Echos nur noch sehr schwach und außerhalb des wichtigen Warnbereiches liegen. Gemäß der Erfindung wird nun so vorgegangen, dass, wie aus Kurve 18 ersichtlich, die Schwelle nicht mehr nur monoton steigt, sondern auch fällt, um in einem wichtigen Abschnitt des insgesamt beobachteten Entfernungsbereiches auch noch schwächere Signale detektieren zu können. Dies lässt sich beispielsweise an dem Echo 15 zum Zeitpunkt T5 erkennen, welches mit der früher benutzten Schwellenwertkurve 17 nicht erkannt worden wäre . Aufgrund des erfindungsgemäßen Verlaufes der Schwellenwertkurve 18 wird dieses Hindernis nun jedoch erkannt. Gleichwohl werden aber auch durch die Kurve 18 die für die Auswertung unerwünschten Echos 15 und 16 durch entsprechende Anhebung der Schwellenwerte ausgeblendet.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensormoduls 200 ist nachfolgend in Bezug auf Fig. 6a und Fig. 6b beschrieben.
Das Sensormodul 200 (Fig. 6a) weist ein Gehäuse 201 auf, das auf seiner Rückseite mit einem Anschluss 202 versehen ist. Der Anschluss 202 dient zur elektrischen Verbindung des Sensormoduls 200 mit einem nicht abgebildeten Steuergerät bzw. Bussystem. Gleichzeitig kann der Anschluss 202 so ausgebildet sein, dass er neben der elektrischen Verbindung des Sensormoduls 200 auch dessen Befestigung in einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Wie aus Fig. 6a ersichtlich, weist das Sensormodul 200 zwei Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b auf, deren Aufbau im wesentlichen identisch ist zum dem weiter oben beschriebenen Aufbau der Ultraschallwandlereinrichtung 110. Im eingebauten Zustand ist von den
Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b jeweils nur eine Oberfläche lila der Deckplatte, vgl. Fig. 1, und ggf. eine Einfassung bzw. Dichtung erkennbar.
Beide Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b weisen eine rechteckförmige Oberfläche lila mit einer Länge a und einer Breite b auf und sind in dem Sensormodul 200 so angeordnet, dass eine Längsachse c (Fig. 6b) der ersten
Ultraschallwandlereinrichtung 210a in Fig. 6a etwa vertikal ausgerichtet ist, während die Längsachse c der zweiten Ultraschallwandlereinrichtungen 210b etwa horizontal ausgerichtet ist und die Längsachse c der ersten Ultraschallwandlereinrichtung 210a etwa in der Mitte ihrer Oberfläche lila schneidet. Daraus ergibt sich die dargestellte „T" - förmige Anordnung, durch die das Sensormodul 200 einen besonders großen Überwachungsbereich sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung aufweist.
Fig. 7a zeigt schematisch die als Piezo-Schwinger ausgebildeten Lamellen 112a, 112b der Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b, die mit einer Anpassungsschaltung 220a verbunden sind. Die Anpassungsschaltung 220a führt eine Impedanztransformation durch, um eine Impedanz Z ' der Parallelschaltung der Lamellen 112a, 112b der beiden Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b an eine Ausgangsimpedanz der Sendeeinrichtung 121 (vgl. Fig. 2) anzupassen.
Dadurch kann auch eine herkömmliche Sendeeinrichtung, die an sich nur zur Ansteuerung einer Ultraschallwandlereinrichtung ausgelegt ist, mit dem beschriebenen Sensormodul 200 und den darin vorgesehenen Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b verwendet werden.
Wie in Fig. 7a durch die gestrichelte Linie angedeutet, ist es auch möglich, noch weitere Ultraschallwandlereinrichtungen an die bestehende Parallelschaltung anzuschließen. Eine entsprechende Verringerung der Impedanz Zm' wird durch eine geeignete Anpassungsschaltung 220a ausgeglichen.
Die Anpassungsschaltung 220a ist üblicherweise ein elektrisches Netzwerk das kapazitive, induktive und resistive Elemente aufweist, d.h. ein sog. RLC - Netzwerk.
Um beispielsweise Leistungsanpassung zu erzielen, müsste im Fall von Fig. 7a bei einer vorgegebenen Ausgangsimpedanz der Sendeeinrichtung 121 (Fig. 2) die Impedanz Zm' durch die Anpassungsschaltung 220a in den konjugiert komplexen Wert der vorgegebenen Ausgangsimpedanz transformiert werden. Es ist ferner möglich, die Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b oder auch deren einzelne Lamellen 112a, 112b bei unterschiedlichen Frequenzen zu betreiben, z.B. bei 40kHz und bei 60kHz. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7b werden beide Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b von einer gemeinsamen Sendeeinrichtung (nicht gezeigt) mit einem Signal S gespeist, das Signalanteile mit einer Frequenz von 40kHz und Signalanteile mit einer Frequenz von 60kHz aufweist. Ein derartiges Signal kann beispielsweise durch aus dem Stand der Technik bekannte synthesizer-Schaltungen, einen digitalen Signalprozessor (DSP) oder auch einen ASIC (application specific integrated circuit) erzeugt werden.
Zur Filterung des Signals S sind die Anpassungsschaltungen 220a und 220b vorgesehen, die jeweils nur einen der beiden Signalanteile zu der betreffenden Ultraschallwandlereinrichtung 210a, 210b durchlassen.
Ebenso ist es möglich, die einzelnen Lamellen 112a, 112b bei unterschiedlichen Frequenzen zu betreiben, bzw. auch jeder Lamelle eine eigene Anpassungsschaltung zuzuordnen.
Eine Vergrößerung des Überwachungsbereichs ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch ermöglicht, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b derart in dem Sensormodul 200 angeordnet werden, dass die Ebenen, die durch die jeweiligen Oberflächen lila gebildet sind, sich schneiden, sodass die Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b bereits aufgrund ihrer mechanischen Anordnung in unterschiedliche Raumrichtungen abstrahlen. Ein solches Sensormodul eignet sich besonders gut zur Montage an einem Endabschnitt eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs, d.h. an einer Ecke des Kraftfahrzeugs. Zusammen mit der erfindungsgemäßen „T, - förmigen Anordnung der Ultraschallwandlereinrichtungen 210a, 210b ist damit ein besonders großer Überwachungsbereich erzielbar.
Generell ist es auch möglich, die
Ultraschallwandlereinrichtungen und/oder deren Lamellen mit verschiedenen Signalen anzusteuern, die zueinander eine vorgebbare variable Phasenlage haben. Dadurch ist es möglich, eine Abstrahlcharakteristik im Raum und damit einen entsprechenden Überwachungsbereich durch Einstellung der Phasenlage der verschiedenen Signale zu beeinflussen.
Eine Variante einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 300 ist in Fig. 7c abgebildet. Die Ansteuerschaltung 300 weist eine Sendeeinrichtung 310 und eine Empfangseinrichtung 320 auf, die im wesentlichen digital ausgebildet und in einem ASIC (application specific integrated circuit) realisiert sind.
Die Anpassungsschaltungen 220a, 220b sind ebenfalls in der Ansteuerschaltung 300 vorgesehen, die auf einer einzigen Platine aufgebaut und in das Sensormodul 200 von Fig. 6a integriert ist. Die Anpassungsschaltungen 220a, 220b können auch modular und/oder umschaltbar aufgebaut sein, so dass ein Wechsel von einer Anpassung an eine Ultraschallwandlereinrichtung oder an beispielsweise zwei Ultraschallwandlereinrichtungen leicht durchgeführt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis mit Hilfe einer an dem Fahrzeug angebrachten Ultraschallwandlereinrichtung (100) , welche eine selbständig eigenschwingungsfähige Deckplatte (111) mit einer Oberfläche (lila) aufweist, wobei die Oberfläche (lila) über eine Mehrzahl von an die Deckplatte angekoppelte und als Piezo-Schwinger ausgebildete Lamellen (112a, 112b) schallabstrahlend oder -empfangend betrieben wird; umfassend die folgenden Schritte: Aussenden eines Sendesignals (S) über die Oberfläche (lila) auf das Hindernis; Empfangen von zumindest einem Teil des Sendesignals als an dem Hindernis reflektiertem Echosignal (E) von der Oberfläche (lila) ; und Auswerten von insbesondere der Amplitude des empfangenen Echosignals (E) während eines zeitlichen Hörfensters (Tl- T2) in Bezug auf einen Schwellenwert, dessen zeitlicher Verlauf (18) während des Hörfensters (T1-T2) nach Maßgabe von Daten des Fahrzeugs verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten die räumlichen Abmessungen und/oder die Bewegung und/oder den Zustand (Beladung, Neigung, ... ) des Fahrzeugs repräsentieren.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warnsignal dann ausgesendet wird, wenn insbesondere die Amplitude des Echosignals (E) den Schwellenwert überschreitet.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 13 und/oder eine Ansteuerschaltung (300) nach einem der Ansprüche 14 bis 17 verwendet wird.
5. Sensormodul (200) zur Abstandsmessung mittels Ultraschall mit einem Gehäuse (201) und mindestens einem Anschluss (202) zur Verbindung des Sensormoduls (200) insbesondere mit einem Steuergerät und/oder einem Bussystem, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..).
6. Sensormodul (200) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) einen gemeinsamen elektrischen Anschluss aufweisen.
7. Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) jeweils eine Deckplatte (111) mit im wesentlichen rechteckförmiger Oberfläche (lila) aufweisen, wobei die Oberflächen (lila) vorzugsweise unterschiedliche Kantenlängen (a, b) besitzen.
8. Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) derart in dem Sensormodul (200) angeordnet sind, dass ihre Längsachsen (c) im wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, wobei vorzugsweise die Längsachse (c) einer ersten Ultraschallwandlereinrichtung (210a) die Längsachse (c) einer zweiten Ultraschallwandlereinrichtung (210b) etwa in der Mitte der Oberfläche (lila) der ersten Ultraschallwandlereinrichtung (210a) schneidet.
9. Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) derart in dem Sensormodul (200) angeordnet sind, dass durch die Oberflächen (lila) gebildete Ebenen parallel zueinander liegen und/oder zusammenfallen oder sich schneiden.
10. Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) mehrere Lamellen (112a, 112b) aufweisen.
11. Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungsschaltung (220a, 220b, ..) für jeweils eine der Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) und/oder für eine Gruppe von Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..), vorgesehen ist.
12. Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerschaltung (300) zur Ansteuerung der Ultraschallwandlereinrichtung (en) (210a, 210b, ..) und/oder zur Auswertung von Signalen der Ultraschallwandlereinrichtung (en) (210a, 210b, ..) vorgesehen ist.
13. Sensormodul (200) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung (300) nach einem der Ansprüche 14 bis 17 ausgebildet ist.
14. Ansteuerschaltung (300) zur Ansteuerung einer Mehrzahl von Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) und/oder zur Auswertung von Signalen der Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) mit mindestens einer Sendeeinrichtung (310) und/oder einer Empfangseinrichtung (320) , gekennzeichnet durch mindestens eine Anpassungsschaltung (220a, 220b, .. ) , vorzugsweise zur Impedanzanpassung der Sendeeinrichtung (310) und/oder der Empfangseinrichtung (320) an eine oder mehrere Ultraschallwandlereinrichtung (en) (210a, 210b, • •) -
15. Ansteuerschaltung (300) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) und/oder einzelne Lamellen (112a, 112b) der Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) jeweils einzeln ansteuerbar sind.
16. Ansteuerschaltung (300) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) gemeinsam ansteuerbar sind.
17. Ansteuerschaltung (300) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandlereinrichtungen (210a, 210b, ..) mit Signalen verschiedener Frequenz ansteuerbar sind.
18. Abstandsmessvorrichtung (100) zum Messen des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis, umfassend: eine an dem Fahrzeug angebrachte Ultraschallwandlereinrichtung (110) , welche eine selbständig eigenschwingungsfähige Deckplatte (111) mit einer Oberfläche (lila) aufweist, wobei an die Deckplatte (111) eine Mehrzahl von als Piezo-Schwinger ausgebildete Lamellen (112a, 112b) angekoppelt ist und; eine Sendeeinrichtung (121) zum Aussenden eines Sendesignals (S) über die Oberfläche (lila) auf das Hindernis; eine Empfangseinrichtung (123) zum Empfangen von zumindest einem Teil des Sendesignals als an dem Hindernis reflektiertem Echosignal (E) ; und eine Auswerteeinrichtung (126-129) zum Auswerten von insbesondere der Amplitude des empfangenen Echosignals (E) während eines zeitlichen Hörfensters (T1-T2) in Bezug auf einen Schwellenwert, dessen zeitlicher Verlauf (18) während des Hörfensters (T1-T2) nach Maßgabe von Daten des Fahrzeugs veränderbar ist.
19. Abstandsmessvorrichtung (100) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Sensormodul (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 13 und/oder eine Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 14 bis 17
20. Abstandsmessvorrichtung (100) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsimpedanz der Sendeeinrichtung (121) und/oder die Eingangsimpedanz der Empfangseinrichtung (123) elektronisch vorzugsweise mit geeigneten Anpassungsschaltungen (121a, 123a, 220a, 220b, ..) an die mechanische bzw. akustische Impedanz (ZM) der Ultraschallwandlereinrichtung (110, 210a, 210b, ..) angepasst ist.
21. Abstandsmessvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenresonanzfrequenz der mechanischen Impedanz (ZM) der Ultraschallwandlereinrichtung (110, 210a, 210b, ..) nach Maßgabe durch die Eigenresonanzfrequenzen der Lamellen (112a, 112b) und der Deckplatte (lila) definiert ist.
22. Abstandsmessvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenresonanzfrequenzen der Lamellen (112a, 112b) untereinander und der Deckplatte (111) unterschiedlich sein können.
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Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008003364A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor, fahrzeug mit ultraschallsensor und verfahren zum betreiben des ultraschallsensors
DE102009048779A1 (de) * 2009-10-08 2011-04-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallwandler
US9037350B2 (en) 2011-04-19 2015-05-19 Ford Global Technologies Detection of and counter-measures for jackknife enabling conditions during trailer backup assist
US9164955B2 (en) 2013-02-04 2015-10-20 Ford Global Technologies Trailer active back-up assist with object avoidance
US9248858B2 (en) 2011-04-19 2016-02-02 Ford Global Technologies Trailer backup assist system
US9290203B2 (en) 2011-04-19 2016-03-22 Ford Global Technologies, Llc Trailer length estimation in hitch angle applications
US9290202B2 (en) 2011-04-19 2016-03-22 Ford Global Technologies, Llc System and method of calibrating a trailer backup assist system
US9315212B1 (en) 2014-10-13 2016-04-19 Ford Global Technologies, Llc Trailer sensor module and associated method of wireless trailer identification and motion estimation
US9335163B2 (en) 2011-04-19 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer length estimation in hitch angle applications
US9340228B2 (en) 2014-10-13 2016-05-17 Ford Global Technologies, Llc Trailer motion and parameter estimation system
US9434414B2 (en) 2011-04-19 2016-09-06 Ford Global Technologies, Llc System and method for determining a hitch angle offset
US9513103B2 (en) 2011-04-19 2016-12-06 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle sensor assembly
US9517668B2 (en) 2014-07-28 2016-12-13 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle warning system and method
US9522699B2 (en) 2015-02-05 2016-12-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with adaptive steering angle limits
US9533683B2 (en) 2014-12-05 2017-01-03 Ford Global Technologies, Llc Sensor failure mitigation system and mode management
US9566911B2 (en) 2007-03-21 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Vehicle trailer angle detection system and method
US9607242B2 (en) 2015-01-16 2017-03-28 Ford Global Technologies, Llc Target monitoring system with lens cleaning device
US9610975B1 (en) 2015-12-17 2017-04-04 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle detection for trailer backup assist system
US9616923B2 (en) 2015-03-03 2017-04-11 Ford Global Technologies, Llc Topographical integration for trailer backup assist system
US9683848B2 (en) 2011-04-19 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc System for determining hitch angle
US9798953B2 (en) 2015-12-17 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Template matching solution for locating trailer hitch point
US9796228B2 (en) 2015-12-17 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle detection for trailer backup assist system
US9804022B2 (en) 2015-03-24 2017-10-31 Ford Global Technologies, Llc System and method for hitch angle detection
US9827818B2 (en) 2015-12-17 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Multi-stage solution for trailer hitch angle initialization
US9836060B2 (en) 2015-10-28 2017-12-05 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with target management
US9934572B2 (en) 2015-12-17 2018-04-03 Ford Global Technologies, Llc Drawbar scan solution for locating trailer hitch point
US9937953B2 (en) 2011-04-19 2018-04-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup offset determination
US9963004B2 (en) 2014-07-28 2018-05-08 Ford Global Technologies, Llc Trailer sway warning system and method
US10005492B2 (en) 2016-02-18 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Trailer length and hitch angle bias estimation
US10011228B2 (en) 2015-12-17 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle detection for trailer backup assist system using multiple imaging devices
US10017115B2 (en) 2015-11-11 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer monitoring system and method
US10046800B2 (en) 2016-08-10 2018-08-14 Ford Global Technologies, Llc Trailer wheel targetless trailer angle detection
US10106193B2 (en) 2016-07-01 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Enhanced yaw rate trailer angle detection initialization
US10155478B2 (en) 2015-12-17 2018-12-18 Ford Global Technologies, Llc Centerline method for trailer hitch angle detection
US10222804B2 (en) 2016-10-21 2019-03-05 Ford Global Technologies, Llc Inertial reference for TBA speed limiting
US10384607B2 (en) 2015-10-19 2019-08-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with hitch angle offset estimation
US10611407B2 (en) 2015-10-19 2020-04-07 Ford Global Technologies, Llc Speed control for motor vehicles
US10710585B2 (en) 2017-09-01 2020-07-14 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with predictive hitch angle functionality
US10829046B2 (en) 2019-03-06 2020-11-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer angle detection using end-to-end learning
US11077795B2 (en) 2018-11-26 2021-08-03 Ford Global Technologies, Llc Trailer angle detection using end-to-end learning

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19512417A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Marco Systemanalyse Entw Piezoelektrischer Ultraschallwandler
EP0935765A1 (de) * 1996-11-04 1999-08-18 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Verfahren zur von den fahrzeugdaten abhängigen abstandsmessung aus einem fahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4121190A (en) * 1976-07-20 1978-10-17 The Academy Of Applied Science, Inc. Method of and apparatus for sonar detection and the like with plural substantially orthogonal radiation beams
JP3232163B2 (ja) * 1993-05-26 2001-11-26 松下電工株式会社 車載用超音波センサ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19512417A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Marco Systemanalyse Entw Piezoelektrischer Ultraschallwandler
EP0935765A1 (de) * 1996-11-04 1999-08-18 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Verfahren zur von den fahrzeugdaten abhängigen abstandsmessung aus einem fahrzeug

Cited By (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008003364A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor, fahrzeug mit ultraschallsensor und verfahren zum betreiben des ultraschallsensors
US9971943B2 (en) 2007-03-21 2018-05-15 Ford Global Technologies, Llc Vehicle trailer angle detection system and method
US9566911B2 (en) 2007-03-21 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Vehicle trailer angle detection system and method
DE102009048779A1 (de) * 2009-10-08 2011-04-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallwandler
US9335163B2 (en) 2011-04-19 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer length estimation in hitch angle applications
US9290203B2 (en) 2011-04-19 2016-03-22 Ford Global Technologies, Llc Trailer length estimation in hitch angle applications
US9290202B2 (en) 2011-04-19 2016-03-22 Ford Global Technologies, Llc System and method of calibrating a trailer backup assist system
US9248858B2 (en) 2011-04-19 2016-02-02 Ford Global Technologies Trailer backup assist system
US11760414B2 (en) 2011-04-19 2023-09-19 Ford Global Technologies, Llp Trailer backup offset determination
US9434414B2 (en) 2011-04-19 2016-09-06 Ford Global Technologies, Llc System and method for determining a hitch angle offset
US9513103B2 (en) 2011-04-19 2016-12-06 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle sensor assembly
US9937953B2 (en) 2011-04-19 2018-04-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup offset determination
US10471989B2 (en) 2011-04-19 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup offset determination
US11267508B2 (en) 2011-04-19 2022-03-08 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup offset determination
US9037350B2 (en) 2011-04-19 2015-05-19 Ford Global Technologies Detection of and counter-measures for jackknife enabling conditions during trailer backup assist
US9683848B2 (en) 2011-04-19 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc System for determining hitch angle
US9164955B2 (en) 2013-02-04 2015-10-20 Ford Global Technologies Trailer active back-up assist with object avoidance
US9517668B2 (en) 2014-07-28 2016-12-13 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle warning system and method
US9963004B2 (en) 2014-07-28 2018-05-08 Ford Global Technologies, Llc Trailer sway warning system and method
US9340228B2 (en) 2014-10-13 2016-05-17 Ford Global Technologies, Llc Trailer motion and parameter estimation system
US9315212B1 (en) 2014-10-13 2016-04-19 Ford Global Technologies, Llc Trailer sensor module and associated method of wireless trailer identification and motion estimation
US9533683B2 (en) 2014-12-05 2017-01-03 Ford Global Technologies, Llc Sensor failure mitigation system and mode management
US9607242B2 (en) 2015-01-16 2017-03-28 Ford Global Technologies, Llc Target monitoring system with lens cleaning device
US9522699B2 (en) 2015-02-05 2016-12-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with adaptive steering angle limits
US9616923B2 (en) 2015-03-03 2017-04-11 Ford Global Technologies, Llc Topographical integration for trailer backup assist system
US9804022B2 (en) 2015-03-24 2017-10-31 Ford Global Technologies, Llc System and method for hitch angle detection
US10384607B2 (en) 2015-10-19 2019-08-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with hitch angle offset estimation
US11440585B2 (en) 2015-10-19 2022-09-13 Ford Global Technologies, Llc Speed control for motor vehicles
US10611407B2 (en) 2015-10-19 2020-04-07 Ford Global Technologies, Llc Speed control for motor vehicles
US9836060B2 (en) 2015-10-28 2017-12-05 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with target management
US10496101B2 (en) 2015-10-28 2019-12-03 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with multi-purpose camera in a side mirror assembly of a vehicle
US10017115B2 (en) 2015-11-11 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer monitoring system and method
US9798953B2 (en) 2015-12-17 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Template matching solution for locating trailer hitch point
US10155478B2 (en) 2015-12-17 2018-12-18 Ford Global Technologies, Llc Centerline method for trailer hitch angle detection
US9610975B1 (en) 2015-12-17 2017-04-04 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle detection for trailer backup assist system
US9934572B2 (en) 2015-12-17 2018-04-03 Ford Global Technologies, Llc Drawbar scan solution for locating trailer hitch point
US9796228B2 (en) 2015-12-17 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle detection for trailer backup assist system
US10011228B2 (en) 2015-12-17 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc Hitch angle detection for trailer backup assist system using multiple imaging devices
US9827818B2 (en) 2015-12-17 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Multi-stage solution for trailer hitch angle initialization
US10005492B2 (en) 2016-02-18 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Trailer length and hitch angle bias estimation
US10106193B2 (en) 2016-07-01 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Enhanced yaw rate trailer angle detection initialization
US10807639B2 (en) 2016-08-10 2020-10-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer wheel targetless trailer angle detection
US10046800B2 (en) 2016-08-10 2018-08-14 Ford Global Technologies, Llc Trailer wheel targetless trailer angle detection
US10222804B2 (en) 2016-10-21 2019-03-05 Ford Global Technologies, Llc Inertial reference for TBA speed limiting
US10710585B2 (en) 2017-09-01 2020-07-14 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with predictive hitch angle functionality
US11077795B2 (en) 2018-11-26 2021-08-03 Ford Global Technologies, Llc Trailer angle detection using end-to-end learning
US10829046B2 (en) 2019-03-06 2020-11-10 Ford Global Technologies, Llc Trailer angle detection using end-to-end learning

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