WO2015176885A1

WO2015176885A1 - Verfahren zum betreiben eines ultraschallsensors eines kraftfahrzeugs, ultraschallsensorvorrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2015176885A1
Application number: PCT/EP2015/058394
Authority: WO
Inventors: Michael Hallek; Michael Ludwig
Original assignee: Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-11-26
Also published as: DE102014107311A1; EP3146360A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors (2) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem während einer Sendephase ein Sendesignal durch Anregen einer Membran (4) des Ultraschallsensors (2) mit einer Anregungsfrequenz ausgesendet wird, anschließend während einer Dämpfungsphase (10) die Membran (4) mit einer zu der Anregungsfrequenz gegenphasigen Dämpfungsfrequenz angeregt wird und anschließend während einer Empfangsphase (11) eine mechanische Schwingung der Membran (4) erfasst wird, wobei während der Dämpfungsphase (10) eine Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran (4) erfasst wird, wobei während der Dämpfungsphase (10) ermittelt wird, ob die Amplitude einen Schwingungsschwellenwert (12) für eine zeitliche Dauer eines vorbestimmten Dämpfungszeitintervalls (15) unterschreitet (S2).

Description

Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, Ultraschallsensorvorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem während einer Sendephase ein Sendesignal durch Anregen einer Membran des Ultraschallsensors mit einer Anregungsfrequenz

ausgesendet wird, anschließend während einer Dämpfungsphase die Membran mit einer zu der Anregungsfrequenz gegenphasigen Dämpfungsfrequenz angeregt wird und anschließend während einer Empfangsphase eine mechanische Schwingung der

Membran erfasst wird, wobei während der Dämpfungsphase eine Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran erfasst wird. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.

Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug. Derartige Ultraschallsensoren können in

Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise in einem sogenannten Parkhilfesystem, verwendet werden. Heutige Parkhilfesysteme arbeiten nach dem Echolot- Verfahren. Dabei wird ein Ultraschallsignal bzw. eine Ultraschallwelle vom Ultraschallsensor ausgesendet, an einem Objekt reflektiert und wiederum von dem Ultraschallsensor empfangen. Aufgrund der Laufzeit der Ultraschallwelle kann der Abstand von dem

Ultraschallsensor zu dem Objekt bestimmt werden. Allerdings sind solche

Abstandsmessverfahren hinsichtlich ihrer Reichweite begrenzt. Dies gilt sowohl für die maximale Reichweite als auch für den Mindestabstand.

Der Mindestabstand ist durch die Sendedauer, in der die Ultraschallwellen ausgesendet werden, und die sogenannte Ausschwingzeit vorgegeben. Die Ausschwingzeit selbst stellt die Zeit dar, in der die angeregte Membran wieder ausklingen kann, um Ultraschallwellen, welche von dem Objekt reflektiert werden, zu empfangen. Wenn eine geringe

Ausklingdauer erreicht wird, bedeutet dies, dass geringere Abstände zu einem Objekt erfasst werden können. Eine solche Reduktion der Abklingdauer kann durch eine materielle Dämpfung der Membran des Ultraschallsensors selbst erreicht werden.

Alternativ oder zusätzlich kann eine aktive Dämpfung vorgesehen sein. Hierbei wird die Membran für die zeitliche Dauer des Ausschwingvorgangs mit einer gegenphasigen Schwingung angeregt. In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 101 36 628 B4 ein Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallwandlers zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen mittels einer Membran. Zum Aussenden von Ultraschallwellen wird die Membran für eine vorgebbare Zeitdauer erregt, danach werden die Membranschwingungen gedämpft und zum Empfangen von Ultraschallwellen die Membranschwingung erfasst. Zur Dämpfung werden die Membranschwingungen erfasst und die Membran phasenrichtig

entgegengesetzt zu den erfassten Schwingungen erregt. Zudem werden im Rahmen des Dämpfungsvorgangs der Wert der Amplitude und/oder die Dauer der Erregung der Membran der Amplitude der erfassten Membranschwingung nachgeführt, um die

Dämpfung der Stärke der noch vorhandenen Membranschwingungen anzupassen.

Ein Nachteil der aktiven Dämpfung der Membran des Ultraschallsensors liegt darin, dass die Phase der Schwingung der Membran während des Ausschwingvorgangs korrekt gemessen werden muss und die gegenphasige Dämpfungsschwingung korrekt ausgegeben werden muss. Falls diese gegenphasige Anregung nicht optimal bestimmt wird, kann es vorkommen, dass sich der Ausschwingvorgang aufschaukelt und anstatt einer konstanten Reduzierung der Amplitude der Membranschwingung sogar teilweise höhere Amplituden erreicht werden können. Diese nicht vorhandene Synchronität spiegelt sich beispielsweise in Form eines kurzzeitigen Einbruchs der Amplitude der Schwingung während der Ausschwingzeit dar. Dies führt wiederum dazu, dass ein späterer Anstieg der Amplitude der Membranschwingung in Folge der nicht idealen Anregung von einer Steuereinrichtung des Ultraschallsensors als Echosignal erkannt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein

Ultraschallsensor der eingangs genannten Gattung, der während des Ausschwingens aktiv gedämpft wird, auf einfache Weise zuverlässiger betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine

Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem 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.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird während einer Sendephase ein Sendesignal durch Anregen einer Membran des Ultraschallsensors mit einer Anregungsfrequenz ausgesendet, anschließend wird während einer Dämpfungsphase die Membran mit einer zu der Anregungsfrequenz gegenphasigen Dämpfungsfrequenz angeregt und anschließend wird während einer Empfangsphase eine mechanische Schwingung der Membran erfasst, wobei während der Dämpfungsphase eine Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran erfasst wird. Zudem ist es vorgesehen, dass während der Dämpfungsphase ermittelt wird, ob die Amplitude einen Schwingungsschwellenwert für eine zeitliche Dauer eines vorbestimmten Dämpfungszeitintervalls unterschreitet.

Der Ultraschallsensor dient zum Bestimmen eines Abstands zwischen dem

Ultraschallsensor und einem Objekt. In jeweiligen Messzyklen, in denen der Abstand zu dem Objekt bestimmt werden soll, wird der Ultraschallsensor in zeitlich

aufeinanderfolgenden Phasen betrieben. In der Sendephase wird die Membran des Sensors mit einer vorbestimmten Anregungsfrequenz angeregt. Zu diesem Zweck kann die Membran mit einer entsprechenden Stelleinrichtung, beispielsweise einem

piezoelektrischen Aktor, in mechanische Schwingungen versetzt werden, so dass die Membran Ultraschallwellen als das Sendesignal aussendet. In der darauffolgenden Dämpfungsphase wird die Membran mit einer zu der Anregungsfrequenz gegenphasigen Dämpfungsfrequenz mittels der Stelleinrichtung angesteuert. In einer auf die

Dämpfungsphase folgende Empfangsphase wird eine mechanische Schwingung der Membran erfasst. Zu diesem Zweck wird üblicherweise das Stellelement bzw. der piezoelektrische Aktor verwendet. Diese erfasste mechanische Schwingung kann dann als Empfangssignal bzw. als Echosignal verwendet werden.

Während der Dämpfungsphase wird zudem eine Amplitude der mechanischen

Schwingung der Ultraschallmembran erfasst. Zu diesem Zweck kann wieder die

Stelleinrichtung bzw. der piezoelektrische Aktor verwendet werden. Dabei wird überprüft, für welche zeitliche Dauer die erfasste mechanische Schwingung einen

Schwingungsschwellenwert überschreitet. Darüber hinaus wird überprüft, ob die zeitliche Dauer, während die Amplitude überschritten wird, innerhalb eines vorbestimmten

Dämpfungszeitintervalls liegt. Das Dämpfungszeitintervall kann durch eine vorgegebenen minimale Ausschwingzeit und eine vorgegebene maximale Ausschwingzeit begrenzt sein. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob das Ausschwingverhalten der Membran des Ultraschallsensors wie gewollt erfolgt oder ob die Anregung der Membran mit der Dämpfungsfrequenz möglicherweise zu einer Anregung der Schwingung der Membran führt. Auf diese Weise kann die Funktionsfähigkeit des Ultraschallsensors auf einfache Weise überprüft werden. Bevorzugt wird die während der Empfangsphase erfasste mechanische Schwingung der Membran als ein Empfangssignal verwendet, falls die während der Dämpfungsphase erfasste Amplitude den Schwellenwert während der zeitlichen Dauer des vorbestimmten Dämpfungsintervalls unterschreitet. Falls die zeitliche Dauer der mechanischen

Schwingung der Membran während der Dämpfungsphase in dem Dämpfungszeitintervall liegt, kann davon ausgegangen werden, dass die aktive Dämpfung der Membran zu einer Dämpfung der Schwingung der Membran geführt hat. In diesem Fall kann weiterhin davon ausgegangen werden, dass eine nachfolgend in der Empfangsphase erfasste mechanische Schwingung als Empfangssignal verwendet werden kann.

Weiterhin hat es sich vorteilhaft gezeigt, wenn während der Empfangsphase die

Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran erfasst wird und ein

Empfangsintervall ermittelt wird, während dem die Amplitude den

Schwingungsschwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann anhand der zeitlichen Dauer der mechanischen Schwingung der Membran in der Empfangsphase überprüft werden, ob ein Empfangssignal bzw. ein Echo vorliegt. Weicht das Empfangszeitintervall von üblicherweise bekannten Werten ab, so kann davon ausgegangen werden, dass die mechanische Schwingung der Membran nicht von dem Echo des Ultraschallsignals stammt. In diesem Fall kann ein sogenanntes Scheinecho vorliegen.

In einer Ausführungsform wird eine Unterschiedsdauer zwischen einem Ende einer vorbestimmten Dämpfungszeit, während der der Ultraschallsensor in der

Dämpfungsphase betrieben wird, und dem Empfangszeitintervall bestimmt. Mit anderen Worten wird überprüft, nach welcher Zeit, nach der die Dämpfung der Membran erfolgt ist, ein vermeintliches Echo des Ultraschallsignals an der Membran eintrifft. Weicht diese Unterschiedsdauer von üblicherweise bekannten Werten ab, so kann davon

ausgegangen werden, dass vorliegend kein Echo empfangen wird.

Vorzugsweise wird die während der Empfangsphase erfasste mechanische Schwingung der Membran als das Empfangssignal verwendet, falls die zeitliche Dauer des

Empfangszeitintervalls einen Referenzwert unterschreitet und/oder die Unterschiedsdauer einen Grenzwert unterschreitet. Wenn die während der Empfangsphase erfasste mechanische Schwingung der Membran kürzer als das vorbestimmte

Empfangszeitintervall ist, handelt es sich üblicherweise um ein Scheinecho und diese mechanische Schwingung wird nicht als Empfangssignal erfasst. Auch wenn die zeitliche Dauer zwischen dem Ausschwingen und dem Empfangen des vermeintlichen Echos kleiner als die vorbestimmte Unterschiedsdauer ist, wird die erfasste mechanische Schwingung nicht als Empfangssignal verwendet.

Bevorzugt wird die vorbestimmte Dämpfungszeit angepasst, falls die zeitliche Dauer des Empfangszeitintervalls den Referenzwert unterschreitet und/oder die Unterschiedsdauer den Grenzwert unterschreitet. Für die Dämpfungszeit, während der der Ultraschallsensor in der Dämpfungsphase betrieben wird, kann zunächst ein vorbestimmter Wert vorgegeben werden. Falls das Empfangszeitintervall kleiner als der Referenzwert ist und/oder die Unterschiedsdauer kleiner als der Grenzwert ist, kann die Dämpfungszeit insbesondere erhöht werden. Auf diese Weise kann der Zeitpunkt, ab dem die

Empfangsphase beginnt, nach hinten verschoben werden. Somit können Scheinechos aus dem Sensorsignal quasi herausgefiltert werden.

Insbesondere kann die Dämpfungszeit so angepasst werden, dass die angepasste Dämpfungszeit einer Summe der vorbestimmten Dämpfungszeit, des

Empfangszeitintervalls und Unterschiedsdauer entspricht. Zu der ursprünglich

eingestellten Dämpfungszeit können also die zeitliche Dauer des Empfangszeitintervalls und die zeitliche Dauer der Unterschiedsdauer addiert werden. Erst nach dieser zeitlichen Dauer kann die Empfangsphase des Ultraschallsensors beginnen. Somit können von einem Objekt reflektierte Ultraschallsignale zuverlässiger erkannt werden.

In einer Ausgestaltung wird eine aktuelle Temperatur des Ultraschallsensors erfasst und das Dämpfungszeitintervall wird in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur angepasst. Hiermit kann der Einfluss der Temperatur auf das mechanische

Schwingungsverhalten der Membran des Ultraschallsensors berücksichtigt werden. So können unterschiedliche Werte für das Dämpfungszeitintervall für unterschiedliche Temperaturen in einer Speichereinheit einer Steuereinrichtung hinterlegt sein.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Dämpfungszeitintervall in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Ultraschallsensors angepasst wird. Auch hier kann beispielsweise eine Betriebsdauer des Ultraschallsensors berücksichtigt werden. Somit kann

beispielsweise ein mechanischer Verschleiß, der sich üblicherweise im Laufe der Zeit einstellt, berücksichtigt werden.

Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Ultraschallsensor und eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, das

erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem umfasst zumindest eine

Ultraschallsensorvorrichtung. Die Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung können beispielsweise in einem vorderen Stoßfänger und/oder in einem hinteren

Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise als sogenanntes Parkhilfesystem ausgebildet sein.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst das erfindungsgemäße

Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten

Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, das erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem sowie 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.

Dabei zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein

Kraftfahrzeug;

Fig. 2, 3 analoge und digitale Sensorsignale, die während einer Dämpfungsphase und einer Empfangsphase des Ultraschallsensors mit einer Steuereinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung empfangen werden;

Fig. 4 ein digitales Sensorsignal in einer weiteren Ausführungsform; und Fig. 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der

Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Ultraschallsensorvorrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht. Die Ultraschallsensorvorrichtung 1 kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs sein. Dieses Fahrerassistenzsystem kann insbesondere als

Parkhilfesystem ausgebildet sein, bei dem eine oder mehrere

Ultraschallsensorvorrichtungen 1 an einem vorderen und/oder an einem hinteren

Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Mit Hilfe der

Ultraschallsensorvorrichtung 1 kann ein Abstand von dem Kraftfahrzeug zu einem Objekt ermittelt werden.

Die Ultraschallsensorvorrichtung 1 umfasst einen Ultraschallsensor 2. Der

Ultraschallsensor 2 umfasst wiederum ein Gehäuse 3, das beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff gefertigt sein kann. Des Weiteren umfasst der Ultraschallsensor 2 eine Membran 4, die insbesondere aus Aluminium gefertigt ist. Schließlich umfasst der Ultraschallsensor 2 eine Stelleinheit 5, die insbesondere ein piezoelektrisches Element umfasst. Mittels der Stelleinheit 5 kann die Membran 4 in mechanische Schwingungen versetzt werden. Zu diesem Zweck wird an der Stelleinheit 5 eine zeitlich veränderliche elektrische Spannung angelegt. Die Membran 4 des Ultraschallsensors 2 wird mit einer vorbestimmten Anregungsfrequenz mittels der Stelleinheit 5 angeregt, die insbesondere in einem Bereich zwischen 40 und 60 kHz, beispielsweise bei 52 kHz liegen kann. Als Sendesignal werden von der Membran 4 somit Ultraschallwellen erzeugt, die sich bis zu einem Objekt hin ausbreiten. An dem Objekt werden die Ultraschallwellen wieder reflektiert und gelangen wieder zu der Membran 4 zurück.

Der Ultraschallsensor 2 dient in diesem Fall auch zum Empfangen der reflektierten Ultraschallwellen. Die Membran 4 wird durch die reflektierten Ultraschallwellen in eine mechanische Schwingung versetzt. Diese kann mit der Stelleinheit 5 bzw. dem

piezoelektrischen Element erfasst werden, welches in Folge der mechanischen Anregung eine zeitlich veränderliche elektrische Spannung ausgibt.

Zwischen dem Aussenden des Signals und dem Empfangen des reflektierten Signals sollte die mechanische Schwingung der Membran 4 möglichst schnell gedämpft werden, da ansonsten die Mindestabstände, die mit dem Ultraschallsensor 2 erfasst werden können, reduziert werden. Zu diesem Zweck wird der Ultraschallsensor 2 zwischen einer Sendephase, in der das Sendesignal mit der Membran 4 ausgesendet wird, und der Empfangsphase 1 1 , in der das reflektierte Signal der Membran 4 erfasst wird, in einer Dämpfungsphase 10 betrieben, während der die Membran 4 mit der Stelleinheit von einer zu der Anregungsfrequenz gegenphasigen Dämpfungsfrequenz betrieben wird.

Des Weiteren umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 6, mit der die Ansteuerung des Ultraschallsensors 2 bzw. der Stelleinheit 5 erfolgt. Die

Steuereinrichtung 6 ist auch dazu ausgebildet, die mechanische Schwingung der Membran 4, die mit der Stelleinheit 5 während der Dämpfungsphase 10 erfasst wird, in Form von Sensorsignalen auszuwerten.

Die Sensorsignale, die mit der Steuereinrichtung 6 ausgewertet werden, sind in Fig. 2 dargestellt. Dabei zeigt ein erstes Diagramm 7 ein analoges Sensorsignal 9 und das Diagramm 8 das dazugehörige digitale Sensorsignal 13. Auf der Abszisse in dem

Diagramm 7 ist die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate des Diagramms 7 ist die Amplitude A1 des analogen Sensorsignals 9 aufgetragen. In dem Diagramm 8 ist auf der Abszisse ebenfalls die Zeit t und auf der Ordinate die Amplitude A2 des digitalen

Sensorsignals 13 aufgetragen. Das analoge Sensorsignal 9 beschreibt die mechanische Schwingung der Membran 4 während der Dämpfungsphase 10 und der darauffolgenden Empfangsphase 1 1 . Hierbei ist zu erkennen, dass die Amplitude der Schwingung während der Dämpfungsphase 10 kontinuierlich abnimmt, bis sie einen vorbestimmten Schwingungsschwellenwert 12 unterschreitet. Nach Unterschreiten des

Schwingungsschwellenwerts 12 kann der Ultraschallsensor 2 in der Empfangsphase 1 1 betrieben werden. Das digitale Sensorsignal 13, das in dem Graphen 8 dargestellt ist, weist beispielsweise den Wert 1 auf, wenn die Kurve 9 den Schwingungsschwellenwert 12 überschreitet. Falls die Kurve 9 den Schwingungsschwellenwert 12 unterschreitet, nimmt das digitale Sensorsignal 13 den Wert 0 an.

Fig. 2 verdeutlicht den Fall, indem die Schwingung der Membran durch das gegenphasige Dämpfungssignal gedämpft wird. Im Vergleich dazu zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 3 den Fall, in dem die Ansteuerung der Membran 4 zur Dämpfung der mechanischen Schwingung nicht ideal gegenphasig zur aktuellen mechanischen Schwingung der Membran 4 erfolgt. Hierbei wird die mechanische Schwingung zunächst gedämpft. Nach einer vorbestimmten zeitlichen Dauer folgt wiederum ein Anstieg der Amplitude des analogen Sensorsignals 9. Die Amplitude des analogen Sensorsignals 9 nimmt hierbei derart zu, dass der Schwingungsschwellenwert 12 überschritten wird. Dies schlägt sich in dem digitalen Signal 13 als Signalpuls 14 nieder. Dieser Signalpuls 14 wird von der Steuereinrichtung 6 der Ultraschallsensorvorrichtung als Echosignal interpretiert. Dieses vermeintliche Echo kann auch als Scheinecho bzw. als Ghostecho bezeichnet werden.

Um das Erfassen eines Scheinechos zu vermeiden, sind innerhalb der Steuereinrichtung 6 verschiedene Zeitintervalle und Schwellwerte für das digitale Sensorsignal 13 vorgegeben. Dies ist in Fig. 4 verdeutlicht. Für die Dämpfungszeit td, nach welcher die Dämpfungsphase 10 beendet ist, wird eine minimale Ausschwingzeit t1 und eine maximale Ausschwingzeit t2 vorgegeben. Die minimale Ausschwingzeit t1 und die maximale Ausschwingzeit t2 begrenzen somit eine vorbestimmtes Dämpfungszeitintervall 15. Zudem wird ein Referenzwert für ein Empfangszeitintervall 16 vorgegeben. Das Empfangszeitintervall 16 entspricht der zeitlichen Dauer, während der mechanischen Schwingung der Membran 4 während der Empfangsphase 1 1 den

Schwingungsschwellenwert 12 überschreitet. Darüber hinaus wird ein Grenzwert für eine Unterschiedsdauer tu vorgegeben. Die Unterschiedsdauer tu entspricht dem zeitlichen Abstand zwischen einem Ende der Dämpfungsphase bzw. dem Ende der Dämpfungszeit td und dem Empfangszeitintervall 16.

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Ultraschallsensors 2. Das Verfahren wird in einem Schritt S1 für jeden Messzyklus des Ultraschallsensors 2 gestartet. In einem Schritt S2 wird über der Dämpfungsphase 10 eine Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran 4 erfasst. Zudem wird überprüft, ob die Amplitude der mechanischen Schwingung den

Schwingungsschwellenwert 12 während des vorbestimmten Dämpfungszeitintervalls 15 überschreitet. Ist dies der Fall, kann davon ausgegangen werden, dass der

Ausschwingvorgang in Ordnung ist. Alternativ dazu könnte der Ultraschallsensor defekt sein. Ist die Abfrage in Schritt S2 erfüllt, wird das Verfahren in einem Schritt S3 beendet.

Ist die Abfrage in Schritt S2 nicht erfüllt, wird das Verfahren in einem Schritt S4 fortgesetzt. Hierbei wird überprüft, ob die zeitliche Dauer des Empfangszeitintervalls 16 den Referenzwert unterschreitet und/oder ob die Unterschiedsdauer tu kleiner als der Grenzwert ist. Ist dies nicht erfüllt, liegt entweder kein Echo vor oder das Echo ist kein Scheinecho. Dann wird das Verfahren in dem Schritt S3 beendet.

Ist eine der Bedingungen gemäß Schritt S4 allerdings erfüllt, wird das Verfahren in dem Schritt S5 fortgesetzt. In diesem Fall wird die Ausschwingzeit td angepasst. Insbesondere wird die Ausschwingzeit td so angepasst, dass die angepasste Ausschwingzeit der Summe aus der bisherigen Ausschwingzeit td, der Unterschiedsdauer tu und dem

Empfangszeitintervall 16 entspricht. Darüber hinaus wird das erfasste Scheinecho in der Steuereinrichtung 6 gelöscht.

Auf diese Weise wird ein mit der Steuereinrichtung 6 erfasstes Echo nur unter bestimmten Umständen nicht berücksichtigt bzw. herausgefiltert und nicht generell. Damit kann verhindert werden, dass reale Echos aus dem Signal herausgefiltert werden.

Darüber hinaus wird die Dauer der Ausschwingzeit td bei vorhandenem Scheinecho wieder rekonstruiert. Die Filterung des Signals basiert auf dieser zeitlichen Dauer. Eine Blindheitserkennung des Ultraschallsensors 2, während der die Membran 4 angesteuert wird und die Resonanzfrequenz der Membran 4 bestimmt wird, wird dadurch

beispielsweise nicht beeinflusst. Auf diese Weise kann eine kostengünstige Lösung bereitgestellt werden, mit der vermieden werden kann, dass Scheinechos erfasst werden.

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors (2) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem während einer Sendephase ein Sendesignal durch Anregen einer Membran (4) des Ultraschallsensors (2) mit einer Anregungsfrequenz ausgesendet wird, anschließend während einer Dämpfungsphase (10) die Membran (4) mit einer zu der Anregungsfrequenz gegenphasigen Dämpfungsfrequenz angeregt wird und anschließend während einer Empfangsphase (1 1 ) eine mechanische Schwingung der Membran (4) erfasst wird, wobei während der Dämpfungsphase (10) eine Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran (4) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass

während der Dämpfungsphase (10) ermittelt wird, ob die Amplitude einen

Schwingungsschwellenwert (12) für eine zeitliche Dauer eines vorbestimmten Dämpfungszeitintervalls (15) unterschreitet (S2).

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die während der Empfangsphase (1 1 ) erfasste mechanische Schwingung der Membran (4) als ein Empfangssignal verwendet wird, falls die während der Dämpfungsphase (10) erfasste Amplitude den Schwingungsschwellenwert (12) für die zeitliche Dauer des vorbestimmten Dämpfungszeitintervalls (15) unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

während der Empfangsphase (1 1 ) die Amplitude der mechanischen Schwingung der Membran (4) erfasst wird und ein Empfangszeitintervall (16) ermittelt wird, während dem die Amplitude den Schwingungsschwellenwert (12) überschreitet.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Unterschiedsdauer (tu) zwischen einem Ende eine vorbestimmte

Dämpfungszeit (td), während der der Ultraschallsensor (2) im der Dämpfungsphase (10) betreiben wird, und dem Empfangszeitintervall (16) bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die während der Empfangsphase (1 1 ) erfasste mechanische Schwingung der Membran (4) als das Empfangssignal verwendet wird, falls die zeitliche Dauer des Empfangszeitintervalls (16) einen Referenzwert unterschreitet und/oder die Unterschiedsdauer (tu) einen Grenzwert unterschreitet (S4).

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die vorbestimmte Dämpfungszeit (td) angepasst wird, falls die zeitliche Dauer des Empfangszeitintervalls (16) den Referenzwert unterschreitet und/oder die

Unterschiedsdauer (tu) den Grenzwert unterschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die vorbestimmte Dämpfungszeit (td) so angepasst wird, dass die angepasste Dämpfungszeit einer Summe der vorbestimmten Dämpfungszeit (td), des

Empfangszeitintervalls (16) und der Unterschiedsdauer (tu) entspricht (S5).

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine aktuelle Temperatur des Ultraschallsensors (2) erfasst wird und das

Dämpfungszeitintervall (15) in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur angepasst wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Dämpfungszeitintervall (15) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Ultraschallsensors (2) angepasst wird.

10. Ultraschallsensorvorrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Ultraschallsensor (2) und mit einer Steuereinrichtung (6), welche dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.

1 1 . Fahrerassistenzsystem mit zumindest einer Ultraschallsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10.

12. Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 1 .