WO2015158443A1

WO2015158443A1 - Method for detecting an object in a near field of an ultrasonic sensor

Info

Publication number: WO2015158443A1
Application number: PCT/EP2015/052999
Authority: WO
Inventors: Andras Roka; Michael Schumann
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2015-10-22
Also published as: KR20160145086A; CN106164700B; DE102014207129A1; KR102289589B1; EP3132280A1; CN106164700A

Abstract

The invention relates to a method for detecting an object in a near field of an ultrasonic sensor. The method comprises the steps of exciting a sound transducer of the ultrasonic sensor by means of a transmission signal, capturing a decay signal (1), which describes the decay behavior of the sound transducer after the excitation of the sound transducer, determining a deviation between the decay signal (1) and a reference decay signal (2), and detecting the presence of an object in the near field of the ultrasonic sensor on the basis of the determined deviation. Thus, objects in a near field of the ultrasonic sensor and under a measuring range of the ultrasonic sensor can be reliably detected. A near field is a field in front of the sound transducer of the ultrasonic sensor in which an exact measurement by means of the pulse-echo method is not possible, because the decay signal is superposed on an echo of the transmission signal.

Description

Beschreibung description

Titel title

Verfahren zum Erkennen eines Objektes in einem Nahbereich eines Method for detecting an object in a near area of a

Ultraschallsensors ultrasonic sensor

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Objektes in einem Nahbereich eines Ultraschallsensors. The present invention relates to a method for detecting an object in a near zone of an ultrasonic sensor.

Ultraschallbasierte Messsysteme werden eingesetzt, um eine Distanz zu einem vor einem Ultraschallsensor befindlichen Objekt zu vermessen. Die eingesetzten Ultraschallsensoren basieren auf dem Puls/Echo-Verfahren. In diesem Verfahren sendet der Ultraschallsensor einen Ultraschallpuls aus und misst die durch ein Objekt hervorgerufene Reflexion des Ultraschallpulses (Echo). Der Abstand zwischen Ultraschallsensor und Objekt errechnet sich über eine gemessene Echolaufzeit und die Schallgeschwindigkeit. Der Ultraschallsensor fungiert dabei als Sender und Empfänger. Ultrasonic-based measuring systems are used to measure a distance to an object located in front of an ultrasonic sensor. The ultrasonic sensors used are based on the pulse / echo method. In this method, the ultrasonic sensor emits an ultrasonic pulse and measures the reflection of the ultrasonic pulse (echo) caused by an object. The distance between the ultrasonic sensor and the object is calculated using a measured echo time and the speed of sound. The ultrasonic sensor acts as transmitter and receiver.

Als Ultraschallsensoren im Automobilbereich werden sogenannte As ultrasonic sensors in the automotive sector so-called

Resonanzwandler benutzt, die nach der Anregung mit einem Sendesignal ein Nachschwingen aufweisen. Erst wenn das Nachschwingen des Sensorelementes einen bestimmten Pegel unterschreitet und ein Echosignal ähnlich groß oder größer als das Nachschwingen ist, kann eine Echodetektion erfolgen. Da die Empfangssignale zu Beginn des Nachschwingens Pegel von bis zu 100V aufweisen und somit deutlich größer als die zu detektierenden Empfangssignale (ca. 1 mV) sind, wird die Empfangskette von Verstärker und, falls vorhanden, A D- Wandler durch die hohen Pegel des Ausschwingens übersteuert. Das Resultat ist, dass in diesem Zeitbereich keine Echos lokalisiert werden können. Man spricht hier von einer sogenannten Totzeit. Dies gilt auch für höherwertige Filteralgorithmen, welche die Totzeit zwar reduzieren aber nicht eliminieren können. Die Totzeit führt derzeit zu einem Mindestabstand von ca. 10-15cm, unterhalb dem eine Messung nicht erfolgen kann. Objekte unterhalb dieses Mindestabstands werden damit nicht entdeckt. Resonant converter used, which after the excitation with a transmission signal has a ringing. Only when the ringing of the sensor element falls below a certain level and an echo signal is similar to or greater than the ringing, an echo can be detected. Since the received signals at the beginning of the ringing have levels of up to 100V and thus significantly larger than the received signals to be detected (about 1 mV), the receiving chain of amplifier and, if present, A D converter by the high level of the swinging overdriven. The result is that no echoes can be localized in this time range. This is called a dead time. This also applies to higher-quality filter algorithms, which reduce the dead time but can not eliminate it. The dead time currently leads to a minimum distance of about 10-15cm, below which a measurement can not be made. Objects below this minimum distance will not be detected.

Objekte vor einem Ultraschallwandler erzeugen Echos, die auf eine Objects in front of an ultrasonic transducer generate echoes that point to a

Sensormembran des Ultraschallwandlers wirken. Eine Detektion und Erkennung als Echo ist im Messbetrieb dadurch gekennzeichnet, dass im Empfangssignal Signalspitzen oberhalb einer bestimmten applikationsspezifischen Schwelle detektiert werden. Das Empfangssignal wird dazu mit entsprechenden Sensor membrane of the ultrasonic transducer act. Detection and detection as an echo is characterized in measuring operation in that signal peaks above a certain application-specific threshold are detected in the received signal. The received signal is with corresponding

Filterstrukturen, z.B. einem analogen Bandpassfilter, gefiltert. Im Nahbereich können nun folgende Zustände auftreten: a) Treffen die Echos auf die Sensormembran nachdem diese vollständig ausgeschwungen ist, so sind Echo und Ausschwingen gut trennbar und das Echo kann gut detektiert werden. Dies gilt unabhängig von der Filterung. b) Treffen die Echos auf die Sensormembran nachdem diese fast vollständig ausgeschwungen ist und ein Teil des Echos (nämlich die Rückflanke) gegenüber dem Ausschwingverlauf noch als verlängertes Nachschwingen erkennbar ist, dann kann das Echo gerade noch detektiert werden. Die Reichweite bei der dies gerade noch gelingt ist als minimale Messreichweite definiert. Die minimaleFilter structures, e.g. an analog bandpass filter, filtered. In the near range, the following states can occur: a) If the echoes hit the sensor membrane after it has completely swung out, the echo and decay can be easily separated and the echo can be detected well. This applies regardless of the filtering. b) If the echoes hit the sensor membrane after it has almost completely swung out and a part of the echo (namely the trailing edge) is still recognizable as an extended ringing compared to the decay curve, then the echo can barely be detected. The range at which this is just possible is defined as the minimum measuring range. The minimum

Messreichweite ist temperatur-, bauteil-, und objektabhängig und liegt in der Regel zwischen 10-15cm. Die Voraussetzung für diese Art der Signalanalyse ist eine nur schwache Filterung des Empfangssignals und daraus folgend eine Detektion auf Basis der Hüllkurve des Empfangssignals. Measuring range is temperature, component and object dependent and is usually between 10-15cm. The prerequisite for this type of signal analysis is only weak filtering of the received signal and, consequently, a detection based on the envelope of the received signal.

Alternativ zur Auswertung der Hüllkurve kann auch der Filterausgang eines auf das Empfangssignal angewandten signalangepassten Filters zur Detektion verwendet werden. Der Filterausgang ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass sich Signalspitzen bei hoher Übereinstimmung von Sende und Empfangssignal ergeben. Ein gültiges Echosignal liegt dabei vor, wenn die Signalspitze desAlternatively to the evaluation of the envelope, the filter output of a matched filter applied to the received signal can also be used for detection. The filter output is characterized in that signal peaks result in high agreement of transmit and receive signal. A valid echo signal is present when the signal tip of the

Echos (Echopeak) von den Signalspitzen des Nachschwingens Echoes (echo peak) from the signal peaks of ringing

(Nachschwingpeak) über den absoluten Spitzenwert unterschieden werden kann. In der Praxis verschmelzen dabei Nachschwingpeak und Echopeak für Objekte im Nahbereich. Gleichzeitig nimmt die Amplitude des Echopeaks ab, so dass als Resultat der Echopeak verschwindet. Das liegt daran, dass die (Ringing peak) can be distinguished by the absolute peak value. In practice, the ringing peak and echo peak merge for objects in the near range. At the same time, the amplitude of the echo peak decreases, so that as a result the echo peak disappears. That's because the

Ausschwingamplituden im Empfangssignal deutlich größer werden als die des Echos und eine Differenzierung durch den signalangepassten Filter nicht mehr möglich ist. Die Mindestreichweite für diese Art der Signalanalyse liegt ebenfalls bei ca. 10-15cm. c) Treffen die Echos auf die Sensormembran solange diese noch Suffix amplitudes in the received signal are significantly greater than those of the echo and a differentiation by the matched filter no longer is possible. The minimum range for this type of signal analysis is also about 10-15cm. c) Meet the echoes on the sensor membrane while they are still there

nachschwingt, und weist somit das Ausschwingen Pegel auf die deutlich größer sind als die des Echos, und sind zudem die Empfangssignale durch die resonates, and thus has the decay levels significantly higher than those of the echo, and are also the received signals through the

Verstärkerkette gesättigt, dann können die Echos nicht detektiert werden. Das Echo verschwindet sozusagen im Nachschwingen. Amplifier chain saturated, then the echoes can not be detected. The echo disappears, so to speak, in the ringing.

Bei herkömmlichen Ultraschallsensoren verschwinden damit die Echos bei einer Annäherung an ein Objekt, wenn die Objekte in die Totzeitzone eintreten. Ein weiterer kritischer Fall liegt beim Starten eines Fahrzeuges in einer eng geparkten Situation vor. In conventional ultrasonic sensors, the echoes disappear as they approach an object as the objects enter the deadtime zone. Another critical case is when starting a vehicle in a tight parked situation.

Ein herkömmliches Ultraschallsystem wird in der DE10103936A1 beschrieben. In diesem wird eine von einem Hindernis reflektierte Ultraschallwelle durch einen Ultraschall-Oszillator empfangen, um ein Hindernis zu detektieren. Die A conventional ultrasound system is described in DE10103936A1. In this, an ultrasonic wave reflected by an obstacle is received by an ultrasonic oscillator to detect an obstacle. The

Sendefrequenz der Ultraschallwelle wird dabei so eingestellt, dass sie von der Frequenz der Abklingschwingung oder Nachschwingung verschieden ist. Transmitting frequency of the ultrasonic wave is adjusted so that it is different from the frequency of Abklingschwingung or Nachschwingung.

Daher ist ein Verfahren zur Präsenzdetektion von Objekten im Nahfeld unterhalb der minimalen Messreichweite der Ultraschallsensoren erstrebenswert. Therefore, a method for presence detection of objects in the near field below the minimum measuring range of the ultrasonic sensors is desirable.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen eines Objektes in einem Nahbereich eines Ultraschallsensors umfasst die Schritte eines Anregens eines Schallwandlers des Ultraschallsensors durch ein Sendesignal, eines Erfassens eines Ausschwingsignals, welches das Ausschwingverhalten des Schallwandlers nach dem Anregen des Schallwandlers beschreibt, eines Bestimmens einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal und einem Referenz- Ausschwingsignal, und eines Erkennens der Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich des Ultraschallsensors basierend auf der bestimmten Abweichung. The inventive method for detecting an object in a vicinity of an ultrasonic sensor comprises the steps of exciting a transducer of the ultrasonic sensor by a transmission signal, detecting a Ausschwingsignals that describes the decay of the transducer after the excitation of the transducer, determining a deviation between the Ausschwingsignal and a reference Ausschwingsignal, and detecting the presence of an object in the vicinity of the ultrasonic sensor based on the determined deviation.

Somit können Objekte in einem Nahbereich des Ultraschallsensors und unter einem Messbereich des Ultraschallsensors zuverlässig erkannt werden. Ein Nahbereich ist dabei ein Bereich vor dem Schallwandler des Ultraschallsensors, in dem eine exakte Messung durch das Puls/Echo-Verfahren nicht möglich ist, da ein Echo des Sendesignals durch das Ausschwingsignal überlagert wird. Thus, objects in a vicinity of the ultrasonic sensor and under a measuring range of the ultrasonic sensor can be reliably detected. A near zone is an area in front of the transducer of the ultrasonic sensor, in which an exact measurement by the pulse / echo method is not possible because an echo of the transmission signal is superimposed by the Ausschwingssignal.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Es ist vorteilhaft, wenn das Verfahren mehrfach durchgeführt wird und das Referenz-Ausschwingsignal, insbesondere bei einer vorliegenden Bewegung des Ultraschallsensors, einem früheren Ausschwingsignal entspricht, welches bei einem vorangegangenem Durchlauf des Verfahrens erfasst wurde. Damit wird der Einfluss von Temperaturänderungen minimiert, da das Referenz- Ausschwingsignal automatisch an eine aktuelle Temperatur des Schallwandlers angepasst wird. Somit wird eine besonders zuverlässige Erkennung von It is advantageous if the method is carried out a number of times and the reference decoupling signal, in particular in the case of a present movement of the ultrasound sensor, corresponds to an earlier decoupling signal which was detected during a preceding passage of the method. This minimizes the influence of temperature changes, since the reference decay signal is automatically adjusted to a current temperature of the transducer. Thus, a particularly reliable detection of

Objekten ermöglicht. Allows objects.

Ebenso vorteilhaft ist es, wenn das Referenz-Ausschwingsignal dem It is equally advantageous if the reference Ausschwingsignal the

Ausschwingsignal entspricht, wenn sich kein Objekt im Nahbereich des The decoupling signal corresponds to when no object in the vicinity of the

Ultraschallsensors befindet. Somit wird ein Zustand in dem sich kein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors befindet klar definiert, und Abweichungen von diesem Zustand können besonders präzise erkannt werden. Ultrasonic sensor is located. Thus, a state in which no object is in the vicinity of the ultrasonic sensor is clearly defined, and deviations from this state can be detected particularly precisely.

Insbesondere wird während des Anregens des Schallwandlers und/oder des Erfassens des Ausschwingsignals eine Bewegung des Ultraschallsensors durchgeführt. Durch eine solche Bewegung wird die Abweichung verstärkt, falls sich ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors befindet, wodurch eine Empfindlichkeit beim Bestimmen der Abweichung erhöht wird. In particular, a movement of the ultrasound sensor is performed during the excitation of the sound transducer and / or the detection of the decay signal. Such a movement enhances the deviation if an object is in the vicinity of the ultrasonic sensor, thereby increasing sensitivity in determining the deviation.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Ausschwingsignal ein Signal ist, das durch einen signalangepassten Filter gefiltert wurde, wobei der Filter auf das Sendesignal angepasst ist. Dies ist vorteilhaft, da ein solches Signal in vielen Ultraschallsensoren bereits vorhanden ist und ein solches Signal ein besonders einfaches und genaues Bestimmen der Abweichung ermöglicht. Furthermore, it is advantageous if the turn-off signal is a signal that has been filtered by a matched filter, the filter being adapted to the transmit signal. This is advantageous because such a signal is already present in many ultrasonic sensors and such a signal enables a particularly simple and accurate determination of the deviation.

Ebenso ist es vorteilhaft, die Abweichung zu bestimmen, indem ein Integral über das Ausschwingsignal oder über eine Differenz zwischen dem Ausschwingsignal und dem Referenz-Ausschwingsignal gebildet wird. Somit wird eine Abweichung über einen Zeitbereich bestimmt, wodurch Ungenauigkeiten beim Erfassen des Ausschwingsignals kompensiert werden und somit die Genauigkeit beim It is also advantageous to determine the deviation by forming an integral over the turn-off signal or over a difference between the turn-off signal and the reference turn-off signal. Thus, a deviation over a time range is determined, whereby inaccuracies in detecting the Ausschwingsignals be compensated and thus the accuracy of

Bestimmen der Abweichung verbessert wird. Determining the deviation is improved.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, die Abweichung für einen Zeitbereich nach dem Anregen des Schallwandlers und vor einem vollständigen Ausschwingen desFurthermore, it is advantageous for the deviation for a time range after the excitation of the transducer and before a complete decay of the

Schallwandlers zu bestimmen. Somit wird der Zeitaufwand zur Durchführung des Verfahrens minimiert. Störungen durch das Anregen des Schallwandlers werden ausgeschlossen. Insbesondere wird ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt, wenn die Abweichung über einem vordefiniertem Wert liegt. Auf diese Weise kann das Erkennen der Anwesenheit eines Objektes mit einem besonders geringen Aufwand gelöst werden. Zudem kann somit eine einfache Anpassung einer Empfindlichkeit beim Erkennen der Anwesenheit eines Objektes ermöglicht, wodurch wiederum Fehlerkennungen vermieden werden. To determine sound transducer. Thus, the time required to perform the method is minimized. Disturbances caused by the excitation of the sound transducer are excluded. In particular, an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present if the deviation is above a predefined value. In this way, the detection of the presence of an object can be solved with a very low cost. In addition, therefore, a simple adaptation of a sensitivity in detecting the presence of an object allows, which in turn error detection can be avoided.

Es ist ferner von Vorteil, wenn das Verfahren mehrfach durchgeführt wird und ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die Abweichung nicht einer zu einem früheren Zeitpunkt bestimmten Abweichung entspricht. Auf diese Weise werden ungewollte Einflüsse durch Umweltfaktoren, wie z.B. eine Veränderung der Temperatur des Schallwandlers, welche die Ausschwingfrequenz bestimmt, kompensiert. It is also advantageous if the method is performed several times and an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present if the deviation does not correspond to a deviation determined at an earlier point in time. In this way unwanted influences by environmental factors, e.g. a change in the temperature of the transducer, which determines the Ausschwingfrequenz compensated.

Ebenso ist es von Vorteil, wenn ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die bestimmte Abweichung in einem zeitlichenLikewise, it is advantageous if an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the specific deviation in a temporal

Verlauf nicht konstant ist. Das bedeutet, dass ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn eine Fluktuation der Abweichung vorliegt. Dadurch wird es ermöglicht zu Erkennen, ob eine Course is not constant. This means that an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is recognized as being present if a fluctuation of the deviation exists. This makes it possible to detect if a

Abweichung durch einen Umweltfaktor oder durch ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors verursacht wurde. Deviation was caused by an environmental factor or by an object in the vicinity of the ultrasonic sensor.

Insbesondere werden die Schritte des Anregens des Schallwandlers, des Erfassens eines Ausschwingsignals, und des Bestimmens einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal und einem Referenz-Ausschwingsignal mehrfach ausgeführt, wobei die Frequenz des Sendesignals zwischen zweiIn particular, the steps of exciting the acoustic transducer, detecting a decay signal, and determining a deviation between the decay signal and a reference decay signal are performed several times, wherein the frequency of the transmission signal between two

Ausführungen dieser Verfahrensschritte variiert wird und ein Objekt im Embodiments of these method steps is varied and an object in

Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die bestimmten Abweichungen gemeinsam auf ein positives Abweichen oder gemeinsam auf ein negatives Abweichen des Ausschwingsignals von dem Referenz-Ausschwingsignal hindeuten. Ein gemeinsames positives Abweichen liegt dann vor, wenn das Ausschwingsignal sowohl vor als auch nach dem Variieren der Frequenz größer als das Referenz-Ausschwingsignal ist. Ein gemeinsames negatives Abweichen liegt dann vor, wenn das Ausschwingsignal sowohl vor als auch nach dem Variieren der Frequenz kleiner als das Referenz- Ausschwingsignal ist. Dadurch wird es ermöglicht, zu Erkennen, ob eine Near range of the ultrasonic sensor is detected as present when the certain deviations together indicate a positive deviation or together to a negative deviation of the Ausschwingsignals of the reference Ausschwingsignal. A common positive deviation exists if the decay signal is greater than the reference decay signal both before and after the frequency is varied. A common negative deviation exists when the Ausschwingsignal is less than the reference Ausschwingsignal both before and after the variation of the frequency. This makes it possible to detect if one

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Schritte des Anregens des Furthermore, it is advantageous if the steps of exciting the

Schallwandlers, des Erfassens eines Ausschwingsignals, und des Bestimmens einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal und einem Referenz- Ausschwingsignal mehrfach ausgeführt werden, wobei eine Modulation desTransducer, the detection of a Ausschwingsignals, and determining a deviation between the Ausschwingsignal and a reference Ausschwingsignal be performed multiple times, wherein a modulation of the

Sendesignals zwischen zwei Ausführungen dieser Verfahrensschritte variiert wird, und ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die bestimmten Abweichungen in unterschiedlichem Umfang von dem Referenz-Ausschwingsignal abweichen. Dadurch wird es ermöglicht, zu Transmit signal between two versions of these steps is varied, and an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the determined deviations differ to a different extent from the reference Ausschwingssignal. This will allow to

Erkennen, ob eine Abweichung durch einen Umweltfaktor oder durch ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors verursacht wurde. Detect if a deviation was caused by an environmental factor or by an object near the ultrasonic sensor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Brief Description of the Drawings Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

Figur 1 ein Ablaufdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform, FIG. 1 shows a flow chart of the method according to the invention in a first embodiment,

Figur 2 ein Diagramm, welches ein beispielhafte Ausschwingsignal und ein beispielhaftes Referenz-Ausschwingsignal gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und Figure 2 is a diagram showing an exemplary Ausschwingsignal and an exemplary reference Ausschwingsignal according to the first embodiment of the invention, and

Figur 3 ein Überblick über einige beispielhafte Signalverläufe für FIG. 3 is an overview of some exemplary waveforms for

unterschiedliche Ausführungsformen der der Erfindung, die in zeitlichen Bezug zueinander gesetzt sind. Ausführungsformen der Erfindung different embodiments of the invention, which are set in temporal relation to each other. Embodiments of the invention

Erfindungsgemäß werden Phasenunterschiede eines Ausschwingens, die durch die Interferenz von einem Echo und einem Ausschwingsignal 1 ohne Objekt imAccording to the invention are phase differences of a decay, by the interference of an echo and a decay signal 1 without object in

Nahbereich eines Ultraschallsensors hervorgerufen werden, detektiert. Dieser Unterschied lässt sich durch einen Filterausgang eines signalangepassten Filters besonders deutlich erfassen. Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Close range of an ultrasonic sensor are caused detected. This difference can be detected particularly clearly by means of a filter output of a matched filter. FIG. 1 shows a flow diagram of the method according to the invention for

Erkennen eines Objektes in einem Nahbereich eines Ultraschallsensors in einer ersten Ausführungsform. Das Verfahren umfasst einen ersten Verfahrensschritt S1 , einen zweiten Verfahrensschritt S2, einen dritten Verfahrensschritt S3 und einen vierten Verfahrensschritt S4. Das Verfahren wird beginnend mit dem ersten Verfahrensschritt S1 ausgeführt, wenn eine Abstandsmessung durch den Detecting an object in a vicinity of an ultrasonic sensor in a first embodiment. The method comprises a first method step S1, a second method step S2, a third method step S3, and a fourth method step S4. The method is carried out starting with the first method step S1, when a distance measurement by the

Ultraschallsensor angefordert wird. Das Verfahren wird in einer Ultrasonic sensor is requested. The procedure is in one

Wiederholungsschleife ausgeführt, um beständig aktuelle Informationen über eventuelle Objekte im Nahbereich des Ultraschallsensors zu erhalten. In dem ersten Verfahrensschritt S1 erfolgt ein Anregen eines Schallwandlers desRepeated loop performed in order to obtain constantly updated information about any objects in the vicinity of the ultrasonic sensor. In the first method step S1, a sound transducer of the

Ultraschallsensors durch ein Sendesignal. Das Sendesignal ist in dieser ersten Ausführungsform ein hochfrequentes Wechselspannungssignal mit einer konstanten Frequenz und einem konstanten maximalen Amplitudenhub. Das Sendesignal wird während eines ersten Zeitintervalls t1 an den Schallwandler des Ultraschallsensors 1 angelegt und regt diesen dadurch zu einer Schwingung an, wodurch ein akustisches Signal von dem Schallwandler ausgesendet wird. Nach dem Ablauf des ersten Zeitintervalls t1 endet das Sendesignal, bzw. wird das Sendesignal nicht weiter an den Schallwandler angelegt. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung weist das Sendesignal eine wechselnde Frequenz und Amplitude auf. So könnte das Sendesignal beispielsweise ein amplitudenmodulierter Gleitsinus sein. Ultrasonic sensor by a transmission signal. The transmission signal in this first embodiment is a high-frequency AC signal having a constant frequency and a constant maximum amplitude swing. The transmission signal is applied to the sound transducer of the ultrasonic sensor 1 during a first time interval t1, thereby exciting it to oscillate, thereby emitting an acoustic signal from the sound transducer. After the expiration of the first time interval t1, the transmission signal ends, or the transmission signal is no longer applied to the sound transducer. In alternative embodiments of the invention, the transmission signal has a varying frequency and amplitude. For example, the transmission signal could be an amplitude-modulated sliding sine.

Anschließend an den ersten Verfahrensschritt S1 wird der zweite Subsequent to the first method step S1, the second

Verfahrensschritt S2 ausgeführt. Darin erfolgt ein Erfassen des Process step S2 executed. This is a capture of the

Ausschwingsignals 1 , welches das Ausschwingverhalten des Schallwandlers nach dem Anregen des Schallwandlers beschreibt. Da sich der Schallwandler durch die in dem ersten Verfahrensschritt S1 erfolgte Anregung in einem Schwingungszustand befindet, wird von diesem ein durch dessen Schwingung verursachtes Ausgangssignal abgegeben. Die Schwingung dieses Ausschwingsignals 1, which describes the decay of the transducer after the excitation of the transducer. Since the sound transducer by the excitation carried out in the first method step S1 in a Vibration state is emitted from this caused by the vibration of an output signal. The vibration of this

Ausgangssignals wird im Wesentlichen durch die Eigenfrequenz des Wandlers bestimmt. Das Ausgangssignal wird ebenfalls durch akustische Echosignale beeinflusst, die durch Reflexionen des akustischen Signals an Objekten vor demOutput signal is essentially determined by the natural frequency of the transducer. The output signal is also affected by acoustic echo signals caused by reflections of the acoustic signal on objects in front of the object

Ultraschallsensor verursacht werden und ist somit nicht nur von dem Ultrasonic sensor are caused and is therefore not only of the

Sendesignal abhängig. Das Ausgangssignal wird an den Eingang eines signalangepassten Filters angelegt und wird durch diesen gefiltert. Der signalangepassten Filter ist dabei auf das Sendesignal angepasst. An einem Ausgang des signalangepassten Filters wird das Ausschwingsignal 1 erfasst.Transmission signal dependent. The output signal is applied to the input of a matched filter and is filtered by it. The matched filter is adapted to the transmission signal. At an output of the matched filter, the decay signal 1 is detected.

Das Ausschwingsignal 1 ist somit ein Signal, dass durch einen The Ausschwingsignal 1 is thus a signal that by a

signalangepassten Filter gefiltert wurde und das Ausschwingverhalten des Schallwandlers nach dem Anregen des Schallwandlers beschreibt. Das signal matched filter was filtered and describes the decay of the transducer after the excitation of the transducer. The

Ausschwingsignal 1 des signalangepassten Filters kann der reine Filterausgang xcorr, d.h. das Faltungsintegral des Eingangssignals des Filters mit den The decay signal 1 of the matched filter may be the pure filter output xcorr, i. the convolution integral of the input signal of the filter with the

Filterkoeffizienten (Kreuzkorrelationsfunktion) sein. Alternativ dazu kann auch der Korrelationskoeffizient R = xcorr/ ||s|| ^* ||x||) verwendet werden, wobei ||s|| die Norm der Filterkoeffizienten und ||x|| die Norm des Eingangssignals ist. Alternativ dazu kann auch eine mathematische Kombination der zuvor beschriebenen Optionen verwendet werden. Das Ausschwingsignal 1 wird gespeichert, um in einem späteren Durchlauf des Verfahrens als früheres Ausschwingsignal genutzt zu werden. Filter coefficients (cross-correlation function). Alternatively, the correlation coefficient R = xcorr / || s || ^* || x ||), where || s || the norm of the filter coefficients and || x || the norm of the input signal is. Alternatively, a mathematical combination of the options described above may be used. The decoupling signal 1 is stored in order to be used as a previous decay signal in a later run of the method.

Anschließend an den zweiten Verfahrensschritt S2 wird der dritte Subsequent to the second method step S2 becomes the third

Verfahrensschritt S3 ausgeführt. Darin erfolgt ein Bestimmen einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal und einem Referenz-Ausschwingsignal 2. Das Referenz-Ausschwingsignal 2 entspricht dabei einem früheren Ausschwingsignal, welches bei einem vorangegangenem Durchlauf des Verfahrens erfasst wurde. Erfindungsgemäß können auch andere vorteilhafte Signale als Referenz- Ausschwingsignal 2 genutzt werden. Dabei ist die Verwendung eines früherenProcess step S3 executed. This is a determination of a deviation between the Ausschwingsignal and a reference Ausschwingsignal 2. The reference Ausschwingsignal 2 corresponds to a previous Ausschwingsignal which was detected in a previous run of the method. According to the invention, other advantageous signals can also be used as the reference decoupling signal 2. It is the use of an earlier

Ausschwingsignal, welches bei einem vorangegangenem Durchlauf des Ausschwingsignal, which in a previous run of the

Verfahrens erfasst wurde, insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Bewegung des Ultraschallsensors vorliegt. So kann in alternativen Ausführungsformen eine Bewegung eines Fahrzeuges erfasst werden, an dem der Ultraschallsensor angeordnet ist, und über diese auf eine Bewegung des Ultraschallsensors geschlossen werden. Ein früheres Ausschwingsignal wird immer dann als Referenz-Ausschwingsignal 2 genutzt, wenn eine Bewegung des Method has been detected, in particular advantageous when there is a movement of the ultrasonic sensor. Thus, in alternative embodiments, a movement of a vehicle can be detected, on which the ultrasonic sensor is arranged, and are closed by this on a movement of the ultrasonic sensor. An earlier pause signal is always as Reference turn-off signal 2 used when a movement of the

Ultraschallsensors vorliegt. Ultrasonic sensor is present.

Die Abweichung wird in der ersten Ausführungsform bestimmt, indem eine Differenz zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-The deviation is determined in the first embodiment by taking a difference between the decay signal 1 and the reference signal.

Ausschwingsignal 2 gebildet wird. Dazu werden das Ausschwingsignal 1 und das frühere Ausschwingsignal zeitlich synchronisiert an die Eingänge eines Ausschwingsignal 2 is formed. For this purpose, the decoupling signal 1 and the earlier decay signal are synchronized in time to the inputs of a

Subtrahierers angelegt. Eine Ausgangsspannung des Subtrahierers gibt dann einen zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung zwischen dem Subtractor created. An output voltage of the subtractor then gives a time profile of a differential voltage between the

Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-Ausschwingsignal 2 wieder. Der zeitlicheAusschwingsignal 1 and the reference Ausschwingsignal 2 again. The temporal

Verlauf der Differenzspannung ist somit eine Abweichung zwischen dem Course of the difference voltage is thus a deviation between the

Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-Ausschwingsignal 2. Disengaging signal 1 and the reference dwell signal 2.

Anschließend an den dritten Verfahrensschritt S3 wird der vierte Subsequent to the third method step S3 becomes the fourth

Verfahrensschritt S4 ausgeführt. In diesem erfolgt ein Erkennen der Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich des Ultraschallsensors basierend auf der bestimmten Abweichung und in dieser ersten Ausführungsform somit basierend auf dem zeitlichen Verlauf der Differenzspannung. In dieser ersten Process step S4 executed. In this detection of the presence of an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is based on the determined deviation and in this first embodiment, thus based on the time course of the differential voltage. In this first

Ausführungsform wird ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt, wenn die Abweichung und somit die Differenzspannung in ihrem zeitlichen Verlauf nicht konstant ist, also fluktuiert. Dazu werden ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert definiert, wobei die Differenzspannung über ihren gesamten zeitlichen Verlauf zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert verläuft, falls kein Objekt im Nahbereich des Embodiment, an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the deviation and thus the differential voltage in its time course is not constant, ie fluctuates. For this purpose, an upper limit value and a lower limit value are defined, wherein the difference voltage runs over the entire time course between the upper limit value and the lower limit value, if no object is in the vicinity of the

Ultraschallsensors ist. Befindet sich ein Objekt im Nahbereich des Ultrasonic sensor is. Is there an object in the vicinity of the

Ultraschallsensors, so kommt es zu einem Ansteigen oder Abfallen der Ultrasonic sensors, so there is an increase or decrease in the

Differenzspannung in ihrem zeitlichen Verlauf, was insbesondere durch geänderte Echolaufzeiten verursacht wird, wodurch andere Signalabschnitte des Echos mit dem Ausschwingsignal interferieren. Überschreitet die Differential voltage in their time course, which is caused in particular by changed echoes, whereby other signal portions of the echo interfere with the Ausschwingsignal. Exceeds the

Differenzspannung den oberen Grenzwert oder unterschreitet die Differential voltage the upper limit or below the

Differenzspannung den unteren Grenzwert, so ist diese nicht konstant, und es wird ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt. Wurde das Fahrzeug bewegt und die Abweichung fluktuiert stark zwischen den Durchläufen so wird eine Anwesenheit eines Objektes erkannt. Demgegenüber sind temperaturbedingte Veränderungen der Abweichung eher träge und somit weniger stark. Anschließend an den vierten Verfahrensschritt S4 verzweigt das Verfahren zurück auf den ersten Verfahrensschritt S1 und wird erneut durchgeführt. Difference voltage the lower limit, so this is not constant, and it is detected an object in the vicinity of the ultrasonic sensor as present. If the vehicle has been moved and the deviation fluctuates sharply between the passes, the presence of an object is detected. In contrast, temperature-related changes in the deviation are rather sluggish and thus less strong. Subsequent to the fourth method step S4, the method branches back to the first method step S1 and is carried out again.

Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform. Jedoch erfolgt in dem dritten Verfahrensschritt S3 einA second embodiment of the method essentially corresponds to the first embodiment. However, in the third method step S3 occurs

Bestimmen einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal und einem Referenz-Ausschwingsignal 2, welches dem Ausschwingsignal 1 entspricht, wenn sich kein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors befindet. Ein solches Referenz-Ausschwingsignal 2 könnte beispielsweise definiert werden, indem das Ausschwingsignal 1 des Ultraschallsensors aufgezeichnet wird, nachdem eine manuelle Bestätigung erfolgte, dass kein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors liegt. Determining a deviation between the Ausschwingsignal and a reference Ausschwingsignal 2, which corresponds to the Ausschwingsignal 1 when no object is in the vicinity of the ultrasonic sensor. Such a reference decoupling signal 2 could be defined, for example, by recording the decay signal 1 of the ultrasound sensor after a manual confirmation that no object is in the vicinity of the ultrasound sensor.

Die Abweichung wird in der zweiten Ausführungsform bestimmt, indem eine Differenz zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-The deviation is determined in the second embodiment by taking a difference between the decay signal 1 and the reference signal.

Ausschwingsignal 2 gebildet wird. Dazu werden das Ausschwingsignal 1 und das Referenz-Ausschwingsignal 2 zeitlich synchronisiert an die Eingänge eines Subtrahierers angelegt. Eine Ausgangsspannung des Subtrahierers gibt dann einen zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung zwischen dem Ausschwingsignal 2 is formed. For this purpose, the decoupling signal 1 and the reference decay signal 2 are synchronized with the inputs of a subtractor. An output voltage of the subtractor then gives a time profile of a differential voltage between the

Figur 2 zeigt ein beispielhaftes Ausschwingsignal 1 und ein beispielhaftes Referenz-Ausschwingsignal 2 gemäß der zweiten Ausführungsform der FIG. 2 shows an exemplary decoupling signal 1 and an exemplary reference decoupling signal 2 according to the second embodiment of the invention

Erfindung. Die durchgezogene Linie zeigt das Referenz-Ausschwingsignal 2. Die gepunktete Line zeigt das Ausschwingsignal 1 , wenn sich ein Objekt 4cm vor dem Ultraschallsensor befindet. Das Ausschwingsignal 1 und das Referenz- Ausschwingsignal 2 sind dabei in ihrer Intensität über einen zeitlichen Verlauf dargestellt. Der zeitliche Verlauf beginnt hier bei 0ms zeitgleich mit dem Invention. The solid line shows the reference decay signal 2. The dotted line shows the decay signal 1 when an object is 4cm in front of the ultrasonic sensor. The decay signal 1 and the reference decay signal 2 are shown in their intensity over a time course. The time course starts here at 0ms at the same time as the

Sendesignal. Die Signalspitze bei ca. 1 ,7ms wird durch das Sendesignal verursacht, das während des Anregens des Schallwandlers ebenfalls an dem signalangepassten Filter anliegt. Die Signalspitze bei ca. 2,3ms bis 2,5ms entspricht dem Nachschwingen des Schallwandlers (Nachschwingpeak). Es ist ersichtlich, dass bis zu einem Zeitpunkt bei etwa 2,3ms ein deckungsgleicher Broadcast signal. The signal peak at approx. 1, 7ms is caused by the transmission signal, which is also applied to the matched filter during the excitation of the sound transducer. The signal peak at approx. 2.3ms to 2.5ms corresponds to the ringing of the transducer (ringing peak). It can be seen that up to a time at about 2.3ms a congruent

Verlauf zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-Ausschwingsignal 2 vorliegt. Danach ergeben sich größere Unterschiede im Nachschwingpeak. Der Nachschwingpeak markiert nicht das Echo. Wäre das Echo zu detektieren, so müsste sich eine Echospitze ca. 0,24ms hinter der durch das Sendesignal verursachten Signalspitze liegen, also bei ca. 2,0ms in dem gezeigten History between the Ausschwingsignal 1 and the reference Ausschwingsignal 2 is present. After that, there are larger differences in the Nachschwingpeak. Of the Nachschwingpeak does not mark the echo. If the echo were to be detected, then an echo peak would have to be approx. 0.24 ms behind the signal peak caused by the transmission signal, ie at approx. 2.0 ms in the shown one

Diagramm. Diagram.

Ausführungsform wird ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt, wenn die Abweichung und somit die Differenzspannung in ihrem zeitlichen Verlauf über einem vordefiniertem Wert liegt. Dazu wird zunächst ein maximaler Wert der Differenzspannung aus dem zeitlichen Verlauf der Differenzspannung ermittelt. Dieser maximale Wert der Differenzspannung wird mit dem vordefinierten Wert verglichen. Der vordefinierte Wert ist dabei ein Spannungswert, der vorzugsweise so gewählt ist, dass ein Objekt erst dann als anwesend erkannt wird, wenn der maximale Wert der Differenzspannung über einem Wert liegt, der auch durch eine durch Umgebungsfaktoren bedingte Fluktuation der Differenzspannung erreicht wird. Die Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich des Ultraschallsensors wird somit erkannt, wenn ein Absolutwert der Abweichung oberhalb einer vordefinierten Schwelle liegt. Embodiment, an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the deviation and thus the difference in voltage over time lies above a predefined value. For this purpose, first a maximum value of the differential voltage is determined from the time profile of the differential voltage. This maximum value of the differential voltage is compared with the predefined value. In this case, the predefined value is a voltage value which is preferably selected such that an object is only recognized as present when the maximum value of the difference voltage is above a value which is also achieved by a fluctuation of the differential voltage due to environmental factors. The presence of an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is thus detected when an absolute value of the deviation is above a predefined threshold.

Da das Referenz-Ausschwingsignal 2 in dieser zweiten Ausführungsform ein vordefinierter Spannungsverlauf ist, ist es dabei ebenfalls möglich, wie ebenfalls aus Figur 2 ersichtlich, eine Abweichung immer dann als gegeben anzunehmen, wenn das Ausschwingsignal 1 selbst in einem vordefinierten Zeitbereich t_s über einer vordefinierten Signalschwelle S liegt, bzw. eine Stärke einer Abweichung dadurch zu bestimmen, wie weit das Ausschwingsignal 1 über der Since the reference decoupling signal 2 in this second embodiment is a predefined voltage curve, it is also possible, as can also be seen from FIG. 2, to assume a deviation as given whenever the decay signal 1 itself exceeds a predefined time range t _s Signal threshold S, or to determine a magnitude of a deviation by how far the Ausschwingsignal 1 on the

Signalschwelle S liegt. Die Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich desSignal threshold S is located. The presence of an object in the vicinity of the

Ultraschallsensors wird somit erkannt, wenn ein Absolutwert des Ultrasonic sensor is thus detected when an absolute value of the

Ausschwingsignals 1 in einem vordefinierten Zeitintervall t_s oberhalb einer vordefinierten Signalschwelle S liegt, also das Filterergebnis so hoch ist, dass es nicht durch eine Temperaturschwankung erzeugt werden kann. Ausschwingsignals 1 in a predefined time interval t _s above a predefined signal threshold S, so the filter result is so high that it can not be generated by a temperature fluctuation.

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung werden andere Kriterien gewählt anhand derer eine Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich des Ultraschallsensors erkannt wird. Ein weiteres Kriterium ist ein Vergleich der Abweichung mit einer Abweichung, die zu einem früheren Zeitpunkt, In further embodiments of the invention, other criteria are selected on the basis of which a presence of an object in the vicinity of the Ultrasonic sensor is detected. Another criterion is a comparison of the deviation with a deviation at an earlier date,

beispielsweise bei einem vorangegangenen Durchlauf des Verfahrens, bestimmt wurde. Ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors wird dabei als anwesend erkannt, wenn eine aktuell bestimmte Abweichung nicht der zu einem früheren Zeitpunkt bestimmten Abweichung entspricht, also um einen For example, in a previous run of the method was determined. An object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as being present if a currently determined deviation does not correspond to the deviation determined at an earlier point in time, ie by one

vorgegebenen Wert von dieser abweicht. Durch eine Kombination mehrerer Kriterien wird der Einfluss von Umweltbedingungen (z.B. Luftbewegungen, Temperaturschwankungen) minimiert, aufgrund derer sich kaum stabile Signale ergeben. given value deviates from this. Combining several criteria minimizes the impact of environmental conditions (e.g., air movement, temperature swings) that result in hardly stable signals.

In einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die im Wesentlichen der ersten oder zweiten Ausführungsform entspricht, wird die Abweichung in dem dritten Verfahrensschritt S3 bestimmt, indem ein Integral über eine Differenz zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-Ausschwingsignal 2 gebildet wird.In a third embodiment of the invention, which essentially corresponds to the first or second embodiment, the deviation in the third method step S3 is determined by forming an integral over a difference between the decoupling signal 1 and the reference decompression signal 2.

Dazu wird zunächst das Ausschwingsignal 1 integriert. Dies erfolgt, indem das Ausschwingsignal 1 zum Laden eines ersten Kondensators genutzt wird. Der Ladungszustand des ersten Kondensators und somit eine Kondensatorspannung zwischen den Polen des ersten Kondensators entspricht einem Integral über das Ausschwingsignal 1 . Ferner wird das Referenz-Ausschwingsignal 2 integriert.For this purpose, first the Ausschwingsignal 1 is integrated. This is done by the Ausschwingssignal 1 is used to charge a first capacitor. The state of charge of the first capacitor and thus a capacitor voltage between the poles of the first capacitor corresponds to an integral over the decay signal. 1 Further, the reference Ausschwingsignal 2 is integrated.

Dies könnte durch ein Laden eines zweiten Kondensators durch das Referenz- Ausschwingsignal 2 erfolgen. Dies ist allerdings nicht notwendig, da es ausreichend ist, eine Referenzspannung bereitzustellen, die einer Spannung zwischen den Polen eines solchen zweiten Kondensators entspricht, wenn dieser durch das Referenz-Ausschwingsignal 2 geladen ist. In alternativen This could be done by charging a second capacitor by the reference Ausschwingsignal 2. However, this is not necessary because it is sufficient to provide a reference voltage corresponding to a voltage between the poles of such a second capacitor when it is charged by the reference Ausschwingsignal 2. In alternative

Ausführungsformen kann die hier beschriebene analoge Signalverarbeitung, insbesondere das Integrieren des Ausschwingsignals 1 , auch durch eine digitale Signalverarbeitung erfolgen. Da die Kondensatorspannung zwischen den Polen des ersten Kondensators einem Integral über das Ausschwingsignal 1 entspricht, und die Embodiments, the analog signal processing described here, in particular the integration of the Ausschwingsignals 1, also be done by a digital signal processing. Since the capacitor voltage between the poles of the first capacitor corresponds to an integral over the Ausschwingsignal 1, and the

Referenzspannung einem Integral über das Referenz-Ausschwingsignal 2 entspricht, entspricht eine Spannungsdifferenz zwischen der Reference voltage corresponds to an integral on the reference Ausschwingsignal 2, corresponds to a voltage difference between the

Kondensatorspannung und der Referenzspannung einem Integral über eine Differenz zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-Capacitor voltage and the reference voltage to an integral over a difference between the decay signal 1 and the reference voltage.

Ausschwingsignal 2. Eine Solche Differenzspannung kann beispielsweise mittels eines Subtrahierers erfasst werden. Eine Ausgangsspannung des Subtrahierers entspricht in dieser zweiten Ausführungsform der Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz-Ausschwingsignal 2. In dem Diagramm aus Figur 2 kann die hier beschriebene Differenz zwischen dem Integral über das Ausschwingsignal 1 und dem Integral über das Referenz-Ausschwingsignal 2 als eine Fläche 3 zwischen dem Ausschwingsignal 2 und dem Referenz-Ausschwingsignal 2. Such a differential voltage can be detected for example by means of a subtractor. An output voltage of the subtractor corresponds in this second embodiment, the deviation between the Ausschwingssignal 1 and the reference Ausschwingsignal 2. In the diagram of Figure 2, the difference described here between the integral on the Ausschwingsignal 1 and the integral on the reference Ausschwingsignal 2 as a surface 3 between the decoupling signal 2 and the reference

Ausschwingsignal 2 dargestellt werden. Ausschwingsignal 2 are shown.

Die Abweichung wird in dieser dritten Ausführungsform nur für einen Zeitbereich nach dem Anregen des Schallwandlers und vor einem vollständigen The deviation is in this third embodiment only for a period of time after the excitation of the transducer and before a complete

Ausschwingen des Schallwandlers bestimmt. Dies wird erreicht, indem dasDecay of the transducer determined. This is achieved by the

Ausschwingsignal erst nach einem zweiten Zeitintervall t2 nachdem das Delay signal only after a second time interval t2 after the

Sendesignal nichtmehr an den Schallwandler angelegt wird an den ersten Kondensator angelegt wird und das Ausschwingsignal 1 nach einem dritten Zeitintervall t3 von dem ersten Kondensator getrennt wird. Insbesondere sind das zweite Zeitintervall t2 und das dritte Zeitintervall t3 so gewählt, dass das Integral für einen Zeitbereich um einen Nachschwingpeak gebildet wird. Da somit nur ein Teil des Ausschwingsignals 1 integriert wird, wird die Referenzspannung entsprechend angepasst und beschreibt nun ein Integral über das Referenz- Ausschwingsignal 2 in einem bevorzugten Messintervall t4. In dieser zweiten Ausführungsform wird somit ein Integral eines Signals am Ausgang des signalangepassten Filters im Zeitbereich um den Nachschwingpeak erfasst und verfolgt. Transmission signal is no longer applied to the transducer is applied to the first capacitor and the decay signal 1 after a third time interval t3 is separated from the first capacitor. In particular, the second time interval t2 and the third time interval t3 are selected such that the integral is formed for a time range around a ringing peak. Since only a part of the decoupling signal 1 is thus integrated, the reference voltage is adapted accordingly and now describes an integral over the reference decay signal 2 in a preferred measuring interval t4. Thus, in this second embodiment, an integral of a signal at the output of the matched filter is detected and tracked in the time domain about the ringing peak.

Es sei angemerkt, dass sich das Ausschwingverhalten des Schallwandlers über die Temperatur ebenfalls verändern kann. Das liegt daran, dass sich die It should be noted that the decay behavior of the sound transducer can also change over the temperature. That is because the

Eigenresonanz des Schallwandlers über die Temperatur verschiebt und die Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal 1 und dem Referenz- Ausschwingsignal 2 damit größer werden kann, was zu einer größeren Self-resonance of the transducer shifts over the temperature and the deviation between the Ausschwingsignal 1 and the reference Ausschwingsignal 2 can thus be greater, resulting in a larger

Abweichung führen kann. Die folgenden Ausführungsformen erweisen sich als besonders widerstandsfähig gegenüber Temperaturänderungen. Deviation can lead. The following embodiments are particularly resistant to temperature changes.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform. Bei einer Bewegung des A fourth embodiment of the invention essentially corresponds to the first, second or third embodiment. During a movement of the

Ultraschallsensors gegenüber seinem Umfeld ist mit starken Fluktuationen der Abweichung zu rechnen, wenn sich ein Objekt im Nahbereich des Ultrasonic sensor with respect to its environment is to be expected with strong fluctuations of the deviation when an object in the vicinity of the

Ultraschallsensors befindet. Dies ist aufgrund der typischen Wellenlängen eines Ultraschallsensors von ca. 7mm auch schon gegeben, wenn die Bewegung des Ultraschallsensors gegenüber seinem Umfeld nur wenige Millimeter beträgt. Daher wird der Ultraschallsensor in der dritten Ausführungsform während des Anregens des Schallwandlers und/oder des Erfassens des Ausschwingsignals bewegt. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem ein Fahrzeug, an dem der Ultraschallsensor angebracht ist, bewegt wird, was bei einem Fahrzeug mit automatischer Längsführung (wie z.B. beim automatischen Ein-/Ausparken) beispielsweise durch ein Steuersignal an eine Fahrzeugsteuerung ausgelöst werden kann. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn das Fahrzeug sich in einem statischen Zustand befindet, wie z.B. nach dem Starten des Fahrzeuges oder in einer Parksituation. Somit wird das Fahrzeug bewusst infinitesimal bewegt, um eine Fluktuation der Abweichung zu erzeugen. Ultrasonic sensor is located. This is due to the typical wavelengths of an ultrasonic sensor of about 7mm already given when the movement of the Ultrasound sensor compared to its environment is only a few millimeters. Therefore, in the third embodiment, the ultrasonic sensor is moved during the excitation of the sound transducer and / or the detection of the decay signal. This can be done, for example, by a vehicle on which the ultrasonic sensor is mounted, is moved, which can be triggered in a vehicle with automatic longitudinal guidance (such as during automatic parking / parking), for example, by a control signal to a vehicle control. This is done in particular when the vehicle is in a static state, such as after starting the vehicle or in a parking situation. Thus, the vehicle is deliberately moved infinitely to generate fluctuation of the deviation.

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen der ersten bis vierten Ausführungsform. Jedoch werden der erste Verfahrensschritt S1 , der zweite Verfahrensschritt S2 und der dritte Verfahrensschritt mehrfach ausgeführt. Dazu springt das Verfahren nach dem erstmaligen Ausführen des dritten A fifth embodiment of the invention substantially corresponds to the first to fourth embodiments. However, the first method step S1, the second method step S2 and the third method step are performed several times. For this the method jumps after the first execution of the third one

Verfahrensschrittes S3 zurück auf den ersten Verfahrensschritt S1 . Dieser wird dann gefolgt von den zweiten bis vierten Verfahrensschritten S2-S4 ausgeführt. Es erfolgt also ein erster Durchlauf des ersten bis dritten Verfahrensschrittes S1- S3 gefolgt von einem ein zweiten Durchlauf des ersten bis dritten Method step S3 back to the first method step S1. This is then carried out followed by the second to fourth method steps S2-S4. Thus, a first pass of the first to third method steps S1-S3 follows, followed by a second pass of the first to third

Verfahrensschrittes S1-S3 und dem vierten Verfahrensschritt S4. Dabei wird die Frequenz des Sendesignals zwischen zwei Ausführungen dieser Method step S1-S3 and the fourth method step S4. In this case, the frequency of the transmission signal between two versions of this

Verfahrensschritte, also nach dem ersten Durchlauf und vor dem zweiten Process steps, ie after the first pass and before the second

Durchlauf des ersten bis dritten Verfahrensschrittes S1-S3 variiert. Der signalangepasste Filter wird auf das Sendesignal mit variierter Frequenz angepasst. Passage of the first to third method step S1-S3 varies. The matched filter is adjusted to the transmit signal with varied frequency.

In dem vierten Verfahrensschritt S4 wird ein Objekt im Nahbereich des In the fourth method step S4, an object in the vicinity of the

Ultraschallsensors als anwesend erkannt, wenn die im ersten Durchlauf bestimmte Abweichung und die im zweiten Durchlauf bestimmte Abweichung gemeinsam auf ein positives Abweichen oder gemeinsam auf ein negatives Abweichen des Ausschwingsignals von dem Referenz-Ausschwingsignal hindeuten. Ultrasonic sensor detected as present when the deviation determined in the first pass and the deviation determined in the second pass together indicate a positive deviation or together to a negative deviation of the Ausschwingsignals from the reference Ausschwingsignal.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird somit ausgeführt, wobei das The inventive method is thus carried out, wherein the

Ausschwingsignal möglichst vieler verschiedener Sendesignale ausgewertet wird. Besonders vorteilhaft dabei ist es, wenn die Sendesignale sich in ihrer Endfrequenz deutlich unterscheiden, da sich eine temperaturbedingte Unswitch signal as many different transmission signals is evaluated. It is particularly advantageous when the transmission signals are in their End frequency clearly distinguish, as a temperature-related

Verschiebung der Eigenresonanz des Schallwandlers nur in eine Displacement of the natural resonance of the transducer only in one

Frequenzrichtung ausprägt. Verschiebt sich beispielsweise die Eigenresonanz des Schallwandlers von 48kHz auf 50kHz, dann wird ein signalangepasster Filter bei 52kHz eine Erhöhung, ein signalangepasster Filter bei 42kHz eine Frequency direction pronounces. For example, if the natural resonance of the transducer shifts from 48kHz to 50kHz, then a matched filter will increase at 52kHz, a matched filter at 42kHz

Verringerung der Abweichung zeigen. Wird in beiden signalangepassten Filtern eine Erhöhung detektiert, dann kann daraus mit hoher Sicherheit auf ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors geschlossen werden. Show reduction of deviation. If an increase is detected in both matched filters, then it can be concluded with great certainty of an object in the vicinity of the ultrasonic sensor.

Eine sechste Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen der fünften Ausführungsform. Jedoch wird eine Modulation des Sendesignals zwischen dem ersten Durchlauf und vor dem zweiten Durchlauf variiert. In dem vierten Verfahrensschritt S4 wird dabei die Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich des Ultraschallsensors erkannt, wenn die im ersten Durchlauf bestimmte Abweichung und die im zweiten Durchlauf bestimmte Abweichung in unterschiedlichem Umfang von dem Referenz-Ausschwingsignal abweichen. A sixth embodiment of the invention substantially corresponds to the fifth embodiment. However, modulation of the transmit signal is varied between the first pass and before the second pass. In the fourth method step S4, the presence of an object in the vicinity of the ultrasound sensor is detected when the deviation determined in the first pass and the deviation determined in the second pass deviate to a different extent from the reference decoupling signal.

Somit werden zwei Sendesignale gewählt, welche eine gleiche Thus, two transmission signals are selected which are the same

Ausschwingsignatur besitzen, jedoch eine unterschiedliche Modulation (Phase oder Amplitude) aufweisen. Ohne ein Objekt im Nahbereich des Have Ausschwingsignatur, but have a different modulation (phase or amplitude). Without an object in the vicinity of the

Ultraschallsensors würden identische Abweichungen berechnet werden. Befindet sich ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors ändert sich die Ultrasonic sensors would be calculated identical deviations. If an object is in the vicinity of the ultrasonic sensor, the

Echosignatur mit der gewählten Sendeform, so dass durch Interferenz von Echosignal und Ausgangssignal eine unterschiedliche Abweichung bestimmt wird. Echo signature with the selected transmission form, so that a different deviation is determined by interference of echo signal and output signal.

In alternativen Ausführungsformen der Erfindung wird anstelle des durch einen signalangepassten Filter erzeugten Ausschwingsignals eine Momentanfrequenz des Ausgangssignals verwendet. Diese könnte durch unterschiedliche Verfahren ermittelt werden, wie z.B. mittels einer Nulldurchgangsbestimmung oder aus einer Berechnung der Momentanphase. In alternative embodiments of the invention, an instantaneous frequency of the output signal is used instead of the decay signal generated by a matched filter. This could be determined by different methods, e.g. by means of a zero-crossing determination or from a calculation of the instantaneous phase.

Figur 3 zeigt einige beispielhafte Signalverläufe für unterschiedliche FIG. 3 shows some exemplary signal curves for different ones

Ausführungsformen der der Erfindung, die in zeitlichen Bezug zueinander gesetzt sind. Dabei zeigt ein erstes Diagramm 1 1 den zeitlichen Verlauf des Embodiments of the invention, which are set in temporal relation to each other. In this case, a first diagram 1 1 shows the time course of the

Ausgangssignals ohne ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors und ein zweites Diagramm 12 den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals mit ein Objekt 30mm vor dem Ultraschallsensor und somit im Nahbereich des Ultraschallsensors. Das Ausgangssignal, welches an dem Schallwandler anliegt, entspricht in einem ersten Zeitintervall t1 dem Sendesignal. In dem dritten Zeitintervall t3, der das zweite Zeitintervall t2 und das bevorzugte Messintervall t4 umfasst, findet ein Ausschwingen des Schallwandlers statt. Es erfolgt also keine Anregung des Schallwandlers. Das Ausgangssignal wird in dem zweiten Output signal without an object in the vicinity of the ultrasonic sensor and a second diagram 12 the time course of the output signal with an object 30mm in front of the ultrasonic sensor and thus in the vicinity of the ultrasonic sensor. The output signal which is applied to the sound transducer corresponds to the transmission signal in a first time interval t1. In the third time interval t3, which includes the second time interval t2 and the preferred measuring interval t4, a decay of the sound transducer takes place. So there is no excitation of the transducer. The output signal is in the second

Zeitintervall von dem Ausschwingen des Schallwandlers dominiert. In dem bevorzugten Messintervall t4 erfolgt ein Echoempfang ohne oder mit geringem Ausschwinganteil. Ein drittes Diagramm 13 zeigt den Frequenzverlauf 4 des Ausgangssignals ohne ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors und den Frequenzverlauf 5 des Ausgangssignals mit einem Objekt 30mm vor dem Ultraschallsensor. Die beiden Frequenzverläufe 4, 5 decken sich in dem ersten Zeitintervall t1 . Insbesondere in dem bevorzugten Messintervall t weichen diese voneinander ab. Ein viertes Diagramm 14 zeigt das Signal an dem Ausgang des signalangepassten Filters ohne ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors und somit das Referenz-Ausschwingsignal 2 der ersten Ausführungsform der Erfindung. Ferner zeigt das vierte Diagramm 14 das Signal an dem Ausgang des signalangepassten Filters mit einem Objekt 30mm vor dem Ultraschallsensor und somit das Ausschwingsignal 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung. Time interval dominated by the decay of the transducer. In the preferred measuring interval t4, an echo reception takes place without or with a low swing-out component. A third diagram 13 shows the frequency curve 4 of the output signal without an object in the vicinity of the ultrasonic sensor and the frequency curve 5 of the output signal with an object 30 mm in front of the ultrasonic sensor. The two frequency curves 4, 5 coincide in the first time interval t1. In particular, in the preferred measurement interval t these differ from each other. A fourth diagram 14 shows the signal at the output of the matched filter without an object in the vicinity of the ultrasonic sensor and thus the reference Ausschwingsignal 2 of the first embodiment of the invention. Furthermore, the fourth diagram 14 shows the signal at the output of the matched filter with an object 30 mm in front of the ultrasonic sensor and thus the decay signal 1 of the first embodiment of the invention.

Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der Figuren 1 bis 3 verwiesen. In addition to the above written disclosure, reference is explicitly made to the disclosure of Figures 1 to 3.

Claims

Ansprüche claims

1 . Verfahren zum Erkennen eines Objektes in einem Nahbereich eines 1 . Method for detecting an object in a near area of a

Ultraschallsensors, umfassend die Schritte: Ultrasonic sensor, comprising the steps:

Anregen eines Schallwandlers des Ultraschallsensors durch ein Sendesignal, Exciting a sound transducer of the ultrasonic sensor by a transmission signal,

Erfassen eines Ausschwingsignals (1 ), welches das Detecting a Ausschwingsignals (1), which is the

Ausschwingverhalten des Schallwandlers nach dem Anregen des Schallwandlers beschreibt, Decay behavior of the transducer after the excitation of the transducer describes

Bestimmen einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal (1 ) und einem Referenz-Ausschwingsignal (2), und Determining a deviation between the Ausschwingsignal (1) and a reference Ausschwingsignal (2), and

Erkennen der Anwesenheit eines Objektes im Nahbereich des Ultraschallsensors basierend auf der bestimmten Abweichung. Detecting the presence of an object in the vicinity of the ultrasonic sensor based on the determined deviation.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mehrfach durchgeführt wird und das Referenz-Ausschwingsignal (2), insbesondere bei einer vorliegenden Bewegung des Ultraschallsensors, einem früheren Ausschwingsignal entspricht, welches bei einem 2. The method according to claim 1, characterized in that the method is performed several times and the reference Ausschwingsignal (2), in particular in a present movement of the ultrasonic sensor, corresponds to a previous Ausschwingsignal, which at a

vorangegangenem Durchlauf des Verfahrens erfasst wurde. previous run of the procedure.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Referenz- Ausschwingsignal (2) dem Ausschwingsignal (1 ) entspricht, wenn sich kein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors befindet. 3. The method according to claim 1, characterized in that the reference Ausschwingsignal (2) corresponds to the Ausschwingsignal (1) when no object is in the vicinity of the ultrasonic sensor.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized

gekennzeichnet, dass während des Anregens des Schallwandlers und/oder des Erfassens des Ausschwingsignals 1 eine Bewegung des characterized in that during the excitation of the sound transducer and / or the detection of the Ausschwingsignals 1, a movement of the

Ultraschallsensors durchgeführt wird. Ultrasonic sensor is performed.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized

gekennzeichnet, dass das Ausschwingsignal (1 ) ein Signal ist, das durch einen signalangepassten Filter gefiltert wurde, wobei der Filter auf das Sendesignal angepasst ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung bestimmt wird, indem ein Integral über das Ausschwingsignal (1 ) oder über eine Differenz zwischen dem Ausschwingsignal (1 ) und dem Referenz-Ausschwingsignal (2) gebildet wird. characterized in that the turn-off signal (1) is a signal that has been filtered by a matched filter, the filter being adapted to the transmit signal. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deviation is determined by an integral over the Ausschwingsignal (1) or a difference between the Ausschwingsignal (1) and the reference Ausschwingsignal (2) is formed.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung für einen Zeitbereich nach dem Anregen des Schallwandlers und vor einem vollständigen Ausschwingen des Schallwandlers bestimmt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deviation is determined for a time range after the excitation of the sound transducer and before a complete decay of the sound transducer.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die Abweichung über einem vordefiniertem Wert liegt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the deviation is above a predefined value.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mehrfach durchgeführt wird und ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die Abweichung nicht einer zu einem früheren Zeitpunkt bestimmten Abweichung entspricht. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is performed several times and an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present, if the deviation does not correspond to a previously determined time deviation.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die bestimmte Abweichung in einem zeitlichen Verlauf nicht kontant ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the specific deviation in a time course is not kontant.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the preceding claims, characterized in that

die Schritte des Anregens des Schallwandlers, des Erfassens eines Ausschwingsignals (1 ), und des Bestimmens einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal (1 ) und einem Referenz- Ausschwingsignal (2) mehrfach ausgeführt werden, wobei die Frequenz des Sendesignals zwischen zwei Ausführungen dieser Verfahrensschritte variiert wird, und ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die bestimmten Abweichungen gemeinsam auf ein positives Abweichen oder gemeinsam auf ein negatives Abweichen des Ausschwingsignals (1 ) von dem Referenz- Ausschwingsignal (2) hindeuten. the steps of exciting the transducer, detecting a turn-off signal (1), and determining a deviation between the turn-off signal (1) and a reference turn-off signal (2) are performed multiple times, wherein the frequency of the transmit signal between two embodiments of these method steps is varied , and an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as present when the specific deviations together indicate a positive deviation or together a negative deviation of the decay signal (1) from the reference decay signal (2).

die Schritte des Anregens des Schallwandlers, des Erfassens eines Ausschwingsignals (1 ), und des Bestimmens einer Abweichung zwischen dem Ausschwingsignal (1 ) und einem Referenz- Ausschwingsignal (2) mehrfach ausgeführt werden, wobei eine Modulation des Sendesignals zwischen zwei Ausführungen dieser Verfahrensschritte variiert wird, und the steps of exciting the transducer, detecting a turn-off signal (1), and determining a deviation between the turn-off signal (1) and a reference turn-off signal (2) are performed multiple times, wherein a modulation of the transmit signal between two embodiments of these method steps is varied , and

ein Objekt im Nahbereich des Ultraschallsensors als anwesend erkannt wird, wenn die bestimmten Abweichungen unterschiedlich sind. an object in the vicinity of the ultrasonic sensor is detected as being present if the determined deviations are different.