WO2019063344A1 - Method for operating an ultrasound sensor device for a motor vehicle with determination of a state of a sound transducer element, ultrasound sensor device, driver assistance system, and motor vehicle - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for operating an ultrasound sensor device (4) for a motor vehicle (1), according to which a sound transducer element (12) of an ultrasound sensor (10) is excited with an excitation signal (A) in order to emit an ultrasound signal, the excitation signal (A) being provided by means of an electronic sensor system (13), by presetting an electrical voltage and producing an electrical current, and a state of the sound transducer element (12) is determined on the basis of the excitation signal (A), the maximum electrical current intensity (Im) that can be generated by means of the electronic sensor system (13) at the time of the emission of the ultrasound signal, with the preset electrical voltage, being determined, and the state of the sound transducer element (12) being determined on the basis of the maximum electrical current intensity (lm) that can be generated by the electronic sensor system (13).

Description

Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Bestimmung eines Zustands eines Schallwandlerelements, Ultraschallsensorvorrichtung,  Method for operating an ultrasonic sensor device for a motor vehicle with determination of a state of a sound transducer element, ultrasonic sensor device,

Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug  Driver assistance system and motor vehicle

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer The present invention relates to a method for operating a

Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Schallwandlerelement eines Ultraschallsensors zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Ultrasonic sensor device for a motor vehicle, in which a sound transducer element of an ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal with a

Anregungssignal angeregt wird, wobei das Anregungssignal mittels einer Excitation signal is excited, the excitation signal by means of a

Sensorelektronik durch Vorgeben einer elektrischen Spannung und Erzeugen eines elektrischen Stroms bereitgestellt wird, und ein Zustand des Schallwandlerelements anhand des Anregungssignals bestimmt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung sowie ein Fahrerassistenzsystem. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug. Sensor electronics by providing an electrical voltage and generating an electrical current is provided, and a state of the sound transducer element is determined based on the excitation signal. Moreover, the present invention relates to an ultrasonic sensor device and a driver assistance system. Finally, the present invention relates to a motor vehicle.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für The interest here is directed to ultrasonic sensor devices for

Kraftfahrzeuge. Derartige Ultraschallsensorvorrichtungen können beispielsweise dazu verwendet werden, ein Objekt in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Eine solche Ultraschallsensorvorrichtung zumindest üblicherweise einen Ultraschallsensor, mit dem ein Abstand zu dem Objekt bestimmt werden kann. Der Ultraschallsensor umfasst üblicherweise eine Membran, die zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem entsprechenden Schallwandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann. Das von dem Ultraschallsensor ausgesendete Ultraschallsignal wird dann von dem Objekt reflektiert und trifft wieder auf die Membran des Ultraschallsensors auf. Infolge des auftreffenden Ultraschallsignals wird die Membran zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese Schwingungen können dann mit dem Schallwandlerelement erfasst werden und in Form eines Sensorsignals, beispielsweise einer elektrischen Spannung, bereitgestellt werden. Motor vehicles. Such ultrasonic sensor devices can be used, for example, to detect an object in a surrounding area of the motor vehicle. Such an ultrasonic sensor device, at least usually an ultrasonic sensor, with which a distance to the object can be determined. The ultrasonic sensor usually comprises a membrane which can be excited to emit an ultrasonic signal with a corresponding sound transducer element to mechanical vibrations. The ultrasonic signal emitted by the ultrasonic sensor is then reflected by the object and impinges again on the membrane of the ultrasonic sensor. As a result of the incident ultrasonic signal, the membrane is excited to mechanical vibrations. These vibrations can then be detected with the sound transducer element and provided in the form of a sensor signal, for example an electrical voltage.

Mithilfe des Schallwandlerelements wird also eine elektroakustische Energiewandlung durchgeführt. Unabhängig vom physikalischen Prinzip dieser Energiewandlung, das unter anderem mechanisch-induktiver, mechanisch-kapazitiver, mechanisch-resistiver, magnetostriktiver oder elektrostriktiver Natur sein kann, können bei dem With the help of the sound transducer element so an electro-acoustic energy conversion is performed. Regardless of the physical principle of this energy conversion, which may be, inter alia, mechanical-inductive, mechanical-capacitive, mechanical-resistive, magnetostrictive or electrostrictive nature, in the

Schallwandlerelement intern oder extern induzierte Veränderungen auftreten. Je nach Schwere dieser Veränderungen kann dies zu einer Verfälschung des Messergebnisses oder zu einem kompletten Ausfall des Ultraschallsensors führen. Heutzutage wird ein solcher Ausfall des Ultraschallsensors meist nur durch Plausibilitätsüberprüfungen von einem den Sensor betreibenden System festgestellt. Veränderungen des Sound transducer element internally or externally induced changes occur. Depending on the severity of these changes, this can lead to a falsification of the measurement result or to a complete failure of the ultrasonic sensor. Today, such a failure of the ultrasonic sensor is usually only by plausibility checks of detected a system operating the sensor. Changes in the

Ultraschallsensors, insbesondere des Schallwandlerelements, werden dagegen meist gar nicht detektiert. In contrast, ultrasound sensors, in particular of the sound transducer element, are usually not detected at all.

Hierzu beschreibt die DE 10 2014 107 304 A1 einen Ultraschallsensor für ein For this purpose, DE 10 2014 107 304 A1 describes an ultrasonic sensor for a

Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden von Ultraschallwellen und mit einer Speichereinrichtung, in welcher zumindest ein Betriebsparameter des Motor vehicle with a transmitting device for emitting ultrasonic waves and with a memory device in which at least one operating parameter of the

Ultraschallsensors gespeichert ist. Dabei ist als der zumindest eine Betriebsparameter des Ultraschallsensors zumindest ein Resonanzwert in der Speichereinrichtung gespeichert, welcher eine Resonanzfrequenz einer Sendeeinrichtung des Ultrasonic sensor is stored. In this case, at least one resonance value is stored in the memory device as the at least one operating parameter of the ultrasound sensor, which resonance frequency of a transmitting device of the

Ultraschallsensors beschreibt. Ultrasonic sensor describes.

Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2014 1 15 000 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird in einem Messbetrieb zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ein In addition, DE 10 2014 1 15 000 A1 describes a method for operating an ultrasonic sensor device of a motor vehicle. This is in a measuring operation for detecting an object in an environmental region of the motor vehicle

Wandler eines Ultraschallsensors zum Aussenden eines Ultraschallsignals mittels einer Sendestufe mit einem Sendesignal angeregt. Darüber hinaus wird mittels einer Transducer of an ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal by means of a transmission stage with a transmission signal excited. In addition, by means of a

Empfangsstufe anhand eines von dem Wandler erzeugten Signals ein Messsignal bereitgestellt, wobei während des Messbetriebs mittels einer Diagnoseeinrichtung eine Funktionsfähigkeit der Ultraschallsensorvorrichtung anhand des Sendesignals und/oder des Messsignals überprüft wird. Receiving stage provided based on a signal generated by the transducer, a measuring signal, wherein during the measuring operation by means of a diagnostic device, a functionality of the ultrasonic sensor device is checked on the basis of the transmission signal and / or the measurement signal.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine It is an object of the present invention to provide a solution, such as a

Funktionsfähigkeit einer Ultraschallsensorvorrichtung und insbesondere eines Functioning of an ultrasonic sensor device and in particular a

Schallwandlerelements der Ultraschallsensorvorrichtung auf einfache und zuverlässige Weise überprüft werden kann. Sound transducer element of the ultrasonic sensor device can be checked in a simple and reliable manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine This object is achieved by a method by a

Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Ultrasonic sensor device, by a driver assistance system and by a

Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer According to an embodiment of a method for operating a

Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug wird bevorzugt ein Ultrasonic sensor device for a motor vehicle is preferred

Schallwandlerelement eines Ultraschallsensors zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal angeregt. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Anregungssignal mittels einer Sensorelektronik durch Vorgeben einer elektrischen Spannung und Erzeugen eines elektrischen Stroms bereitgestellt wird. Darüber hinaus wird insbesondere ein Zustand des Schallwandlerelements anhand des Anregungssignals bestimmt. Des Weiteren ist es bevorzugt vorgesehen, dass die beim Aussenden des Ultraschallsignals bei der vorgegeben elektrischen Spannung mittels der Sensorelektronik maximal erzeugbare elektrische Stromstärke des Stroms bestimmt wird. Außerdem wird der Zustand des Schallwandlerelements bevorzugt anhand der von der Sensorelektronik maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke bestimmt. Sound transducer element of an ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal with an excitation signal excited. It is particularly envisaged that the Excitation signal is provided by means of a sensor electronics by predetermining an electrical voltage and generating an electric current. In addition, in particular, a state of the sound transducer element is determined on the basis of the excitation signal. Furthermore, it is preferably provided that the maximum electric current of the current which can be generated when the ultrasound signal is emitted at the predetermined electrical voltage is determined by means of the sensor electronics. In addition, the state of the sound transducer element is preferably determined on the basis of the maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Hierbei wird ein Schallwandlerelement eines Ultraschallsensors zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal angeregt, wobei das Anregungssignal mittels einer Sensorelektronik durch Vorgeben einer elektrischen Spannung und durch Erzeugen eines elektrischen Stroms bereitgestellt wird. Ferner wird ein Zustand des Schallwandlerelements anhand des Anregungssignals bestimmt. Dabei ist es vorgesehen, dass die beim Aussenden des Ultraschallsignals bei der vorgegebenen elektrischen Spannung mittels der Sensorelektronik maximal erzeugbaren elektrische Stromstärke des Stroms bestimmt wird und der Zustand des Schallwandlerelements anhand der von der Sensorelektronik maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke bestimmt wird. An inventive method is used to operate an ultrasonic sensor device for a motor vehicle. Here, a sound transducer element of an ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal is excited with an excitation signal, wherein the excitation signal is provided by means of a sensor electronics by predetermining an electrical voltage and by generating an electric current. Furthermore, a state of the sound transducer element is determined on the basis of the excitation signal. In this case, it is provided that the maximum electric current of the current which can be generated when the ultrasound signal is emitted at the predetermined electrical voltage is determined by the sensor electronics, and the condition of the sound transducer element is determined on the basis of the maximum electric current that can be generated by the sensor electronics.

Mithilfe des Verfahrens soll die Ultraschallsensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs betrieben werden. Diese Ultraschallsensorvorrichtung umfasst den Ultraschallsensor, welcher wiederum eine Membran und das Schallwandlerelement aufweist. Die Membran kann beispielsweise topfförmig ausgebildet sein und aus einem Metall, insbesondere By means of the method, the ultrasonic sensor device of the motor vehicle is to be operated. This ultrasonic sensor device comprises the ultrasonic sensor, which in turn has a diaphragm and the sound transducer element. The membrane may for example be cup-shaped and made of a metal, in particular

Aluminium, gefertigt sein. Das Schallwandlerelement ist mit der Membran verbunden. Zum Aussenden des Ultraschallsignals wird das Schallwandlerelement mit dem Aluminum, be made. The sound transducer element is connected to the membrane. To send out the ultrasonic signal, the sound transducer element with the

Anregungssignal mittels der Sensorelektronik angeregt. Dabei ist das Anregungssignal durch seine elektrische Spannung, seine elektrische Stromstärke und seine Frequenz definiert. Des Weiteren kann das Anregungssignal durch die Phasenlage zwischen der elektrischen Stromstärke und der elektrischen Spannung definiert sein. Das Excitation signal excited by the sensor electronics. The excitation signal is defined by its electrical voltage, its electrical current and its frequency. Furthermore, the excitation signal can be defined by the phase relationship between the electrical current strength and the electrical voltage. The

Anregungssignal kann auch durch die mehrere Frequenzen oder einen Frequenzbereich definiert sein. Bei dem Anregungssignal kann es sich insbesondere um ein zeitlich veränderliches Signal beziehungsweise ein Wechselsignal handeln. Sobald mit dem Ultraschallsensor ein von einem Objekt in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiertes Signal empfangen wird, kann mithilfe des Schallwandlerelements ein Excitation signal can also be defined by the multiple frequencies or a frequency range. The excitation signal may in particular be a time-varying signal or an alternating signal. As soon as a signal reflected by an object in a surrounding area of the motor vehicle is received with the ultrasonic sensor, a sound can be transmitted by means of the sound transducer element

Sensorsignal bereitgestellt werden, welches die Schwingungen der Membran beschreibt. Das Schallwandlerelement wird also sowohl zum Aussenden des Ultraschallsignals als auch zum Empfangen des Echos des Ultraschallsignals verwendet. Bei dem Sensor signal are provided, which describes the vibrations of the membrane. The sound transducer element is thus used both for emitting the ultrasonic signal and for receiving the echo of the ultrasonic signal. In which

Schallwandlerelement kann es sich um einen elektroakustischen Wandler handeln. Sound transducer element may be an electroacoustic transducer.

Insbesondere umfasst das Schallwandlerelement ein piezoelektrisches Element. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Schallwandlerelement ein elektromagnetisches Element, ein elektrostatisches Element, ein elektrodynamisches Element, eine In particular, the sound transducer element comprises a piezoelectric element. But it can also be provided that the sound transducer element is an electromagnetic element, an electrostatic element, an electrodynamic element, a

elektrostriktives Element oder ein magnetostriktives Element umfasst. electrostrictive element or a magnetostrictive element.

Mithilfe der Sensorelektronik kann das Anregungssignal bereitgestellt werden und an das Schallwandlerelement übertragen werden. Um das Anregungssignal zu erzeugen, wird mittels der Sensorelektronik die elektrische Spannung vorgegeben und der elektrische Strom erzeugt beziehungsweise bereitgestellt. Diese Sensorelektronik kann auch dazu verwendet werden, das von dem Schallwandlerelement bereitgestellte Sensorsignal entsprechend auszuwerten. Insbesondere kann die Sensorelektronik in Form einer integrierten Schaltung beziehungsweise einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung bereitgestellt werden. By means of the sensor electronics, the excitation signal can be provided and transmitted to the sound transducer element. In order to generate the excitation signal, the electrical voltage is specified by means of the sensor electronics and the electric current is generated or provided. This sensor electronics can also be used to appropriately evaluate the sensor signal provided by the sound transducer element. In particular, the sensor electronics can be provided in the form of an integrated circuit or an application-specific integrated circuit.

Gemäß eines wesentlichen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es nun vorgesehen, dass die beim Aussenden des Ultraschallsignals mittels der Sensorelektronik maximal erzeugbare elektrische Stromstärke bestimmt wird. Es wird also die elektrische According to an essential aspect of the present invention, it is now provided that the maximum current that can be generated when the ultrasound signal is emitted by the sensor electronics is determined. So it will be the electric

Stromstärke des elektrischen Stroms, welcher mit der Sensorelektronik bereitgestellt werden kann, bestimmt. Bei dem elektrischen Strom kann es sich um einen Amperage of the electric current, which can be provided with the sensor electronics determined. The electric current can be a

Wechselstrom oder einen zeitlich veränderlichen Strom handeln. Die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke kann einen Spitzenwert oder einen Effektivwert des elektrischen Stroms beschreiben. Die von der Sensorelektronik maximal erzeugbare elektrische Stromstärke wird bei der vorgegebenen elektrischen Spannung bestimmt. Insbesondere beschreibt diese maximal erzeugbare elektrische Stromstärke einen Maximalwert der elektrischen Stromstärke, welcher von der Sensorelektronik an das Schallwandlerelement beim Aussenden des Ultraschallsignals übertragen wird. Die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke beschreibt den maximalen elektrischen Strom, welcher sich bei der vorgegebenen elektrischen Spannung beziehungsweise Eingangsspannung und Last einstellen kann. Die Last wird durch das Schallwandlerelement bereitgestellt. Die AC or a temporally variable current act. The maximum electric current that can be generated may describe a peak value or an effective value of the electric current. The maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics is determined at the predetermined electrical voltage. In particular, this maximum electric current that can be generated describes a maximum value of the electrical current that is transmitted from the sensor electronics to the sound transducer element when the ultrasonic signal is emitted. The maximum electric current that can be generated describes the maximum electric current that can be set at the given electrical voltage or input voltage and load. The load is provided by the sound transducer element. The

Sensorelektronik kann eine Diagnoseeinheit aufweisen, mittels welcher die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke bestimmt werden kann. Mit anderen Worten kann also der maximal durch die Sensorelektronik treibbare Strom bestimmt werden. Auf Grundlage der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke kann dann auf den Zustand des Schallwandlerelements rückgeschlossen werden. Der Zustand des Sensor electronics may have a diagnostic unit, by means of which the maximum producible electrical current can be determined. In other words, therefore, the maximum current that can be driven by the sensor electronics can be determined. On the basis of the maximum generatable electric current can then be deduced the state of the transducer element. The condition of the

Schallwandlerelements kann insbesondere den aktuellen Betriebszustand des Schallwandlerelements can in particular the current operating state of

Schallwandlerelements beschreiben. Der Zustand kann auch Veränderungen des Schallwandlerelements beschreiben, welche intern oder extern hervorgerufen werden. Diese Veränderungen können durch eine veränderte Temperatur, Alterungseffekte oder Verschmutzungen an dem Ultraschallsensor selbst hervorgerufen werden. Diese Describe transducer element. The state may also describe changes in the sound transducer element that are caused internally or externally. These changes can be caused by a change in temperature, aging effects or soiling on the ultrasonic sensor itself. These

Zustandsänderungen beziehungsweise Veränderungen des Schallwandlerelements können anhand des maximal treibbaren elektrischen Stroms beziehungsweise der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke bestimmt werden. Diese kann mit der Auswerteeinrichtung beziehungsweise der Diagnoseeinheit der Auswerteeinrichtung im Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise während des Aussendens des Ultraschallsignals bestimmt werden. Somit kann bei einer Ultraschallsensorvorrichtung, welche in einem Kraftfahrzeug zur Distanzmessung verwendet wird und welche eine interne Elektronik beziehungsweise Sensorelektronik aufweist, eine Selbst- Charakterisierung durch die Online-Bestimmung des maximal erzeugbaren Stroms der Sensorelektronik durchgeführt werden. Damit kann sensorintern eine Veränderung des Schallwandlerelements erkannt und quantifiziert werden. Somit kann ein möglicher Ausfall des Schallwandlerelements frühzeitig erkannt werden. Auf diese Weise kann der Zustand des Schallwandlerelements und/oder des Ultraschallsensors auf einfache und zuverlässige Weise überprüft werden. Changes in state or changes in the sound transducer element can be determined on the basis of the maximum drivable electric current or the maximum electric current that can be generated. This can be determined with the evaluation device or the diagnostic unit of the evaluation device during operation of the ultrasonic sensor device or during the transmission of the ultrasonic signal. Thus, in an ultrasonic sensor device which is used in a motor vehicle for distance measurement and which has an internal electronics or sensor electronics, a self-characterization can be carried out by the online determination of the maximum current that can be generated by the sensor electronics. Thus, a change in the sound transducer element can be detected and quantified inside the sensor. Thus, a possible failure of the sound transducer element can be detected early. In this way, the state of the sound transducer element and / or the ultrasonic sensor can be checked in a simple and reliable manner.

Bevorzugt wird die elektronische Stromstärke des Anregungssignals zum Bestimmen der von der Sensorelektronik maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke kontinuierlich erhöht. Es ist also vorgesehen, die elektrische Stromstärke während des Sendevorgangs beziehungsweise des Aussendens des Ultraschallsignals kontinuierlich zu erhöhen, bis der geforderte Strom nicht mehr durch die Sensorelektronik beziehungsweise die elektronische Ansteuerung zu treiben ist. Dieser Wert wird dann als Maß herangezogen, welcher das Schallwandlerelement bei der gegebenen Frequenz und der angelegten elektrischen Spannung charakterisiert. Durch einen Vergleich dieses Maßes mit einem gespeicherten Wert kann der Zustand des Schallwandlerelements beziehungsweise des Ultraschallsensors bestimmt werden. The electronic current intensity of the excitation signal for determining the maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics is preferably increased continuously. It is therefore intended to continuously increase the electrical current during the transmission process or the transmission of the ultrasonic signal until the required current is no longer to be driven by the sensor electronics or the electronic control. This value is then used as a measure which characterizes the sound transducer element at the given frequency and the applied electrical voltage. By comparing this measure with a stored value, the state of the sound transducer element or of the ultrasound sensor can be determined.

In einer weiteren Ausführungsform wird die elektrische Stromstärke des In a further embodiment, the electrical current of the

Anregungssignals mittels einer Reglereinheit der Sensorelektronik geregelt und die von der Sensorelektronik maximal erzeugbare elektrische Stromstärke wird anhand einer Regelabweichung der Reglereinheit bestimmt. Mit anderen Worten kann die Sensorelektronik eine Reglereinheit aufweisen, mittels welcher die elektrische Excitation signal controlled by a control unit of the sensor electronics and the maximum generated by the sensor electronics electric current is determined based on a control deviation of the controller unit. In other words, the Sensor electronics have a control unit, by means of which the electrical

Stromstärke des Anregungssignals auf einen Sollwert geregelt werden kann. Diese Reglereinheit kann als Stromregler ausgebildet sein. Durch die elektrische Stromstärke des Anregungssignals wird insbesondere der Schallpegel des ausgesendeten Amperage of the excitation signal can be controlled to a desired value. This regulator unit can be designed as a current regulator. By the electric current strength of the excitation signal in particular the sound level of the emitted

Ultraschallsignals beeinflusst. Damit im Betrieb des Ultraschallsensors die Ultrasonic signal influenced. So that during operation of the ultrasonic sensor

Ultraschallsignale mit konstanten Schallpegeln ausgesendet werden, wird die Ultrasonic signals are emitted at constant sound levels, the

Reglereinheit verwendet. Wenn nun erkannt wird, dass eine Regelabweichung vorliegt, kann hieraus die von der Sensorelektronik maximal erzeugbare elektrische Stromstärke bestimmt werden. Die Regelabweichung beschreibt insbesondere einen Unterschied zwischen dem Sollwert und einem Istwert des Stroms, welcher wiederum den aktuell von der Sensorelektronik erzeugten Strom beschreibt. Dies ermöglicht eine einfache und zuverlässige Bestimmung der maximal von der Sensorelektronik erzeugbaren Regulator unit used. If it is now recognized that a control deviation is present, the maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics can be determined therefrom. In particular, the control deviation describes a difference between the desired value and an actual value of the current, which in turn describes the current current generated by the sensor electronics. This allows a simple and reliable determination of the maximum generated by the sensor electronics

elektrischen Stromstärke. electric current.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn anhand der von der Sensorelektronik maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke eine Impedanz des Schallwandlerelements bestimmt wird und der Zustand des Schallwandlerelements anhand der Impedanz bestimmt wird. Wie bereits erläutert, handelt es sich bei dem Schallwandlerelement bevorzugt um ein piezoelektrisches Element. Infolge von äußeren Einflüssen, Furthermore, it is advantageous if an impedance of the sound transducer element is determined based on the maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics, and the condition of the sound transducer element is determined on the basis of the impedance. As already explained, the sound transducer element is preferably a piezoelectric element. As a result of external influences,

insbesondere der Temperatur, kann sich die elektrische Impedanz des In particular, the temperature, the electrical impedance of the

Schallwandlerelements verändern. Dies kann durch die Bestimmung der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke erkannt werden. Somit kann eine Veränderung des Zustands des Schallwandlerelements innerhalb einer kurzen Zeit erkannt werden. Change transducer element. This can be detected by determining the maximum electric current that can be generated. Thus, a change in the state of the sound transducer element can be detected within a short time.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die elektrische Spannung und/oder die Frequenz des Anregungssignals beim Bestimmen der von der Sensorelektronik maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke konstant. Es kann also vorgesehen sein, dass an dem Schallwandlerelement eine definierte elektrische Spannung angelegt wird und das Anregungssignal mit einer festen Ansteuerfrequenz bereitgestellt wird. Nach der In a further refinement, the electrical voltage and / or the frequency of the excitation signal are constant when determining the maximum electric current that can be generated by the sensor electronics. It can therefore be provided that a defined electrical voltage is applied to the sound transducer element and the excitation signal is provided with a fixed drive frequency. After

Fertigung des Ultraschallsensors beziehungsweise der Ultraschallsensorvorrichtung können Referenzmessungen durchgeführt werden, bei welchen bei der konstanten elektrischen Spannung und der konstanten Frequenz die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke bestimmt wird. Hierbei können die Referenzwerte für die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke bestimmt werden, welche den funktionsfähigen beziehungsweise nicht gealterten Zustand des Schallwandlerelements beschreiben. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Referenzmessungen bei definierten Manufacture of the ultrasonic sensor or the ultrasonic sensor device reference measurements can be performed, in which at the constant electrical voltage and the constant frequency, the maximum producible electric current is determined. In this case, the reference values for the maximum producible electrical current strength can be determined, which describe the functional or non-aged state of the sound transducer element. Furthermore, it can be provided that the reference measurements at defined

Temperaturen durchgeführt werden. Somit kann bestimmt werden, wie sich die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke in Abhängigkeit von der Temperatur verändert. So können beispielsweise für unterschiedliche Temperaturen jeweilige Referenzwerte für die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke hinterlegt sein. Durch einen Vergleich der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke mit diesen Referenzwerten kann dann auf einfache und zuverlässige Weise die aktuelle Temperatur des Schallwandlerelements bestimmt werden. Temperatures are carried out. Thus it can be determined how the maximum producible electric current as a function of the temperature changed. For example, respective reference values for the maximum producible electrical current intensity can be stored for different temperatures. By comparing the maximum electric current that can be generated with these reference values, the current temperature of the sound transducer element can then be determined in a simple and reliable manner.

In einer weiteren Ausführungsform wird die von der Sensorelektronik maximal erzeugbare elektrische Stromstärke für unterschiedliche Frequenzen und/oder unterschiedliche elektrische Spannungen des Anregungssignals bestimmt. Die Methode kann also nicht nur mit einer Ansteuerfrequenz durchgeführt werden, sondern es kann zusätzlich die Frequenz variiert werden. Dann ist es zusätzlich möglich, eine Übertragungsfunktion des Schallwandlerelements zu bestimmen. Hieraus lassen sich dann beispielsweise durch numerische Optimierungsverfahren die Parameter eines einfachen Modells des In a further embodiment, the maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics is determined for different frequencies and / or different electrical voltages of the excitation signal. The method can therefore not only be performed with a drive frequency, but it can also be varied, the frequency. Then it is additionally possible to determine a transfer function of the sound transducer element. From this, the parameters of a simple model of the model can then be obtained, for example, by numerical optimization methods

Schallwandlerelements bestimmen. Anhand dieser Parameter lässt sich dann auf allgemeine Weise eine Quantifizierung des Zustands des Schallwandlerelements generieren. In einer weiteren Ausführungsform wird diese Methode nicht nur mit einer Ansteuerspannung durchgeführt, sondern es wird zusätzlich die vorgegebene Spannung variiert. Determine transducer element. On the basis of these parameters, a quantification of the state of the sound transducer element can then be generically generated. In a further embodiment, this method is not only performed with a drive voltage, but it is additionally the predetermined voltage varies.

Bevorzugt werden als der Zustand des Schallwandlerelements eine aktuelle Temperatur des Schallwandlerelements und/oder eine Alterung des Schallwandlerelements bestimmt. Wie bereits erläutert, kann auf Grundlage der maximal erzeugbaren elektrischen Preferably, a current temperature of the sound transducer element and / or an aging of the sound transducer element are determined as the state of the sound transducer element. As already explained, can be based on the maximum electric

Stromstärke die aktuelle Temperatur des Schallwandlerelements bestimmt werden. Auf Grundlage der aktuellen Temperatur des Schallwandlerelements kann auf die Temperatur der Luft in der Umgebung des Schallwandlerelements beziehungsweise des Amperage the current temperature of the transducer element can be determined. On the basis of the current temperature of the sound transducer element can on the temperature of the air in the vicinity of the sound transducer element or the

Ultraschallsensors rückgeschlossen werden. Hierbei wird berücksichtigt, dass die Ultrasonic sensor are inferred. This takes into account that the

Temperatur der Luft deutliche Auswirkungen auf die Dämpfung des über die Luft übertragenen Ultraschallsignals hat. Wenn nun die Temperatur der Luft in der Umgebung des Ultraschallsensors genau bestimmt wird, kann dies bei dem Aussenden des Temperature of the air has a significant effect on the attenuation of the transmitted over the air ultrasonic signal. Now, if the temperature of the air in the vicinity of the ultrasonic sensor is accurately determined, this can be done by emitting the

Ultraschallsignals und/oder dem Empfangen des Sensorsignals, welches das Ultrasonic signal and / or receiving the sensor signal, which is the

empfangene Ultraschallsignal beschreibt, berücksichtigt werden. Im Vergleich zu received ultrasonic signal is considered. Compared to

Verfahren, bei denen die Temperatur in der Umgebung des Ultraschallsensors aufgrund von Messwerten von Temperatursensoren des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, kann hier eine höhere Genauigkeit erreicht werden. Durch eine Änderung der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke, welche kontinuierlich über einen vorbestimmten längeren Zeitraum erfolgt, kann der Alterungszustand des Schallwandlerelements erkannt werden. Falls sich die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke in Abhängigkeit von der Zeit verhältnismäßig schnell ändert, kann davon ausgegangen werden, dass sich die A method in which the temperature in the vicinity of the ultrasonic sensor is determined on the basis of measured values of temperature sensors of the motor vehicle, a higher accuracy can be achieved here. By changing the maximum electric current that can be generated, which takes place continuously over a predetermined, longer period of time, the aging state of the sound transducer element can be detected. If the maximum producible electrical current changes relatively rapidly as a function of time, it can be assumed that the

Temperatur in der Umgebung des Ultraschallsensors verändert hat. Es kann auch der Fall sein, dass sich bei einer solchen raschen Änderung des maximal erzeugbaren elektrischen Stroms eine Verschmutzung beziehungsweise Ablagerung an der Membran des Ultraschallsensors befindet. Dies ermöglicht auch eine Charakterisierung des Zustands des Ultraschallsensors. Temperature in the environment of the ultrasonic sensor has changed. It may also be the case that, with such a rapid change of the maximum electric current that can be generated, there is contamination or deposition on the membrane of the ultrasonic sensor. This also enables a characterization of the state of the ultrasonic sensor.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Ansteuerungssignal anhand des bestimmten Zustands des Schallwandlerelements angepasst. Anhand der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke kann der aktuelle Zustand des Schallwandlerelements bestimmt werden. Auf dieser Basis können dann weitere Maßnahmen eingeleitet werden. In a further embodiment, the drive signal is adjusted based on the specific state of the sound transducer element. Based on the maximum electric current that can be generated, the current state of the sound transducer element can be determined. On this basis, further measures can then be initiated.

Beispielsweise kann durch das Ansteuerungssignal in Abhängigkeit von dem aktuellen Zustand des Schallwandlerelements beziehungsweise des Ultraschallsensors angepasst beziehungsweise variiert werden. So können die elektrische Stromstärke, die elektrische Spannung, die Frequenz oder eine Sendedauer beziehungsweise Pulslänge des For example, can be adjusted or varied by the drive signal depending on the current state of the sound transducer element or the ultrasonic sensor. Thus, the electric current, the voltage, the frequency or a transmission duration or pulse length of

Ansteuerungssignals modifiziert werden. Es kann ferner bevorzugt vorgesehen sein, dass ein Fehlersignal ausgesendet wird, falls erkannt wird, dass der Zustand des Control signal to be modified. It can further be provided that an error signal is sent out if it is detected that the state of the

Schallwandlerelements fehlerhaft ist oder dass das Schallwandlerelement nicht funktionsfähig ist. Dieses Fehlersignal kann von der Ultraschallsensorvorrichtung bevorzugt an ein übergeordnetes System, beispielsweise ein elektronisches Steuergerät, übertragen werden. Somit liegen innerhalb des Steuergeräts, welches beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein kann, Informationen vor, dass der Ultraschallsensor beziehungsweise die Ultraschallsensorvorrichtung aktuell nicht funktionstüchtig ist. Sound transducer element is faulty or that the sound transducer element is not functional. This error signal can preferably be transmitted by the ultrasonic sensor device to a higher-level system, for example an electronic control unit. Thus, within the control unit, which may be part of a driver assistance system, for example, information that the ultrasonic sensor or the ultrasonic sensor device is currently not functional.

Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Ultraschallsensor und eine Sensorelektronik. Dabei ist die Ultraschallsensorvorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften An inventive ultrasonic sensor device for a motor vehicle comprises an ultrasonic sensor and a sensor electronics. In this case, the ultrasonic sensor device for carrying out a method according to the invention and the advantageous

Ausgestaltungen davon ausgelegt. Wie bereits erläutert, kann der Ultraschallsensor eine Membran und das Schallwandlerelement aufweisen. Die Sensorelektronik Embodiments designed. As already explained, the ultrasonic sensor can have a diaphragm and the sound transducer element. The sensor electronics

beziehungsweise Auswerteelektronik der Ultraschallsensorvorrichtung kann insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC - Application-specific integrated circuit) ausgebildet sein. Die Sensorelektronik kann die Reglereinheit zur Regelung der elektrischen Stromstärke und die Diagnoseeinheit zum Bestimmen der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke aufweisen. Insbesondere kann die or evaluation of the ultrasonic sensor device may be designed in particular as an application-specific integrated circuit (ASIC - application-specific integrated circuit). The sensor electronics may have the regulator unit for regulating the electrical current and the diagnostic unit for determining the maximum electric current that can be generated. In particular, the

Sensorelektronik in einem Gehäuse des Ultraschallsensors angeordnet sein. Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Darüber hinaus kann das Sensor electronics may be arranged in a housing of the ultrasonic sensor. An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. In addition, that can

Fahrerassistenzsystem ein elektronisches Steuergerät aufweisen. Die Driver assistance system having an electronic control unit. The

Ultraschallsensorvorrichtung und das Steuergerät können über eine entsprechende Datenleitung zur Signalübertragung verbunden sein. Grundsätzlich können mithilfe des Fahrerassistenzsystems Objekte in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erkannt werden. Falls erkannt wird, dass eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt droht, kann eine entsprechende Warnung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der relativen Lage zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt zumindest semi-autonom manövriert. Beispielsweise kann das Ultrasonic sensor device and the control unit can be connected via a corresponding data line for signal transmission. In principle, objects can be detected in an environmental region of the motor vehicle with the aid of the driver assistance system. If it is detected that a collision between the motor vehicle and the object threatens, a corresponding warning can be output to the driver of the motor vehicle. It can also be provided that the driver assistance system maneuvers the motor vehicle at least semi-autonomously as a function of the relative position between the motor vehicle and the object. For example, that can

Fahrerassistenzsystem als Parkhilfesystem ausgebildet sein. Driver assistance system be designed as a parking aid system.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes A motor vehicle according to the invention comprises an inventive

Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist. Driver assistance system. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car. It can also be provided that the motor vehicle is designed as a commercial vehicle.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten The preferred embodiments presented with reference to the process according to the invention

Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Embodiments and their advantages apply correspondingly for the ultrasonic sensor device according to the invention, the driver assistance system according to the invention and for the motor vehicle according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the respectively indicated combination, but also in others

Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Combinations usable, without departing from the scope of the invention. There are thus also embodiments of the invention as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but by separated

Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen. Feature combinations emerge from the described embodiments and can be generated. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed, which exceed or deviate from the combinations of features set out in the back references of the claims.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen: Showing:

Fig. 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einer Mehrzahl von 1 shows a motor vehicle according to an embodiment of the invention, which is a driver assistance system with a plurality of

Ultraschallsensorvorrichtungen aufweist; und  Ultrasound sensor devices; and

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ultraschallsensorvorrichtung, welche einen Ultraschallsensor und eine Sensorelektronik aufweist. 2 is a schematic representation of an ultrasonic sensor device which has an ultrasonic sensor and a sensor electronics.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen In the figures, the same or functionally identical elements are the same

Bezugszeichen versehen. Provided with reference numerals.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 zu unterstützen. Insbesondere kann das Fig. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the invention in a plan view. The motor vehicle 1 is presently designed as a passenger car. The motor vehicle 1 comprises a driver assistance system 2, which serves to assist a driver when driving the motor vehicle 1. In particular, that can

Fahrerassistenzsystem 2 als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem der Fahrer beim Einparken des Kraftfahrzeugs in eine Parklücke und/oder beim Ausparken aus der Parklücke unterstützt werden kann. Driver assistance system 2 may be formed as a parking aid system, by means of which the driver when parking the motor vehicle in a parking space and / or when parking out of the parking space can be supported.

Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine Sensoranordnung 3. Die The driver assistance system 2 in turn comprises a sensor arrangement 3. Die

Sensoranordnung 3 weist zumindest eine Ultraschallsensorvorrichtung 4 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Sensoranordnung 3 zwölf Sensor arrangement 3 has at least one ultrasonic sensor device 4. In the present embodiment, the sensor arrangement 3 comprises twelve

Ultraschallsensorvorrichtungen 4. Dabei sind sechs Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Frontbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 und sechs Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Heckbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultrasonic sensor devices 4. In this case, six ultrasound sensor devices 4 are arranged in a front region 6 of the motor vehicle 1 and six ultrasound sensor devices 4 in a rear region 7 of the motor vehicle 1. The

Ultraschallsensorvorrichtungen 4 können insbesondere an den Stoßfängern des Ultrasonic sensor devices 4 can in particular on the bumpers of

Kraftfahrzeugs 1 montiert sein. Dabei können die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 zumindest bereichsweise in entsprechenden Ausnehmungen beziehungsweise Motor vehicle 1 to be mounted. In this case, the ultrasonic sensor devices 4 at least partially in corresponding recesses or

Durchgangsöffnungen der Stoßfänger angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 verdeckt hinter den Stoßfängern angeordnet sind. Grundsätzlich können die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 auch an weiteren Verkleidungsteilen beziehungsweise Bauteilen des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Beispielsweise können die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 an oder verdeckt hinter den Türen des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Through openings of the bumper may be arranged. It can also be provided that the ultrasonic sensor devices 4 are arranged hidden behind the bumpers. In principle, the ultrasonic sensor devices 4 can also be arranged on further trim parts or components of the motor vehicle 1. For example, the ultrasonic sensor devices 4 may be arranged on or hidden behind the doors of the motor vehicle 1.

Mithilfe der jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtungen 4 können Sensorsignale By means of the respective ultrasonic sensor devices 4, sensor signals

bereitgestellt werden, welche zumindest ein Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 9 des Kraftfahrzeugs 1 beschreiben. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem are provided, which describe at least one object 8 in a surrounding area 9 of the motor vehicle 1. In the present case is schematically an object 8 in the

Umgebungsbereich 9 gezeigt. Zum Bestimmen des Sensorsignals kann mit jeder der Ultraschallsensorvorrichtungen 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden. Im Anschluss daran kann das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen der Ultraschallsensorvorrichtung 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Surrounding area 9 shown. For determining the sensor signal, an ultrasound signal can be emitted with each of the ultrasound sensor devices 4. Following this, the ultrasound signal reflected by the object 8 can be received again. Based on the transit time between the emission of the ultrasound signal and the reception of the ultrasound signal reflected by the object 8, a distance between the ultrasound sensor device 4 and the object 8 can then be determined.

Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 ein elektronisches Steuergerät 5, welches mit den Ultraschallsensorvorrichtungen 4 zur Datenübertragung verbunden ist. Eine entsprechende Datenleitung ist vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Anhand der Sensorsignale, welche von den Ultraschallsensorvorrichtungen 4 an das Steuergerät 5 übertragen werden, kann das Steuergerät 5 überprüfen, ob sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich befindet und in welcher Position sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich befindet. Diese Information kann dann von dem In addition, the driver assistance system 2 comprises an electronic control unit 5, which is connected to the ultrasonic sensor devices 4 for data transmission. A corresponding data line is presently not shown for the sake of clarity. Based on the sensor signals, which are transmitted from the ultrasonic sensor devices 4 to the control unit 5, the control unit 5 can check whether the object 8 is located in the surrounding area and in which position the object 8 is located in the surrounding area. This information can then be from the

Fahrerassistenzsystem 2 genutzt werden, um eine Ausgabe an den Fahrer des Driver assistance system 2 can be used to issue an output to the driver of

Kraftfahrzeugs 1 auszugeben. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Motor vehicle 1 spend. In addition, it may be provided that the

Fahrerassistenzsystem 2 in eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder einen Driver assistance system 2 in a steering, a braking system and / or a

Antriebsmotor eingreift, um das Kraftfahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem zumindest einen erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren. Drive motor engages to at least semi-autonomously maneuver the motor vehicle 1 in response to the at least one detected object 8.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ultraschallsensorvorrichtung 4. Die Ultraschallsensorvorrichtung 4 umfasst einen Ultraschallsensor 10, welcher wiederum eine Membran 1 1 sowie ein Schallwandlerelement 12 aufweist. Die Membran 1 1 kann topfförmig ausgebildet sein und aus einem Metall gebildet sein. Das FIG. 2 shows a schematic representation of an ultrasonic sensor device 4. The ultrasonic sensor device 4 comprises an ultrasonic sensor 10, which in turn has a diaphragm 11 and a sound transducer element 12. The membrane 1 1 may be cup-shaped and formed of a metal. The

Schallwandlerelement 12 ist mit der Membran 1 1 zur Schwingungsübertragung gekoppelt. Bei dem Schallwandlerelement 12 kann es sich um einen elektroakustischen Energiewandler, beispielsweise einen mechanisch-induktiven, einen mechanischkapazitiven, einen mechanisch-resistiven, einen magnetostriktiven oder einen elektrostriktiven Wandler handeln. Darüber hinaus umfasst die Sound transducer element 12 is coupled to the diaphragm 1 1 for vibration transmission. In the sound transducer element 12 may be an electro-acoustic energy converter, such as a mechanical-inductive, a mechanical capacitive, a mechanical-resistive, a magnetostrictive or a act electrostrictive transducer. In addition, the includes

Ultraschallsensorvorrichtung 4 eine Sensorelektronik 13 beziehungsweise eine Ultrasonic sensor device 4, a sensor electronics 13 and a

Auswerteelektronik. Die Sensorelektronik 13 ist über entsprechende Leitungen 14 mit dem Schallwandlerelement 12 elektrisch verbunden. Die Sensorelektronik 13 ist zur Datenübertragung mit dem elektronischen Steuergerät 5 verbunden. Auf diese Weise kann es entsprechende Steuersignale von dem Steuergerät 5 empfangen. Ferner können die Sensorsignale von der Sensorelektronik 13 an das elektronische Steuergerät 5 übertragen werden. Evaluation. The sensor electronics 13 is electrically connected via corresponding lines 14 to the sound transducer element 12. The sensor electronics 13 is connected to the electronic control unit 5 for data transmission. In this way, it can receive corresponding control signals from the controller 5. Furthermore, the sensor signals can be transmitted from the sensor electronics 13 to the electronic control unit 5.

Die Sensorelektronik 13 umfasst eine Reglereinheit 15, mittels welcher ein The sensor electronics 13 comprises a regulator unit 15, by means of which a

Anregungssignal A bereitgestellt werden kann und an das Schallwandlerelement übertragen werden kann. Dieses Anregungssignal A wird an das Schallwandlerelement 12 übertragen, um dieses in mechanische Schwingungen zu versetzen, welche dann an die Membran 1 1 übertragen werden. Somit kann das Ultraschallsignal ausgesendet werden. Dieses Anregungssignal A ist durch eine elektrische Spannung, insbesondere eine Wechselspannung, durch einen elektrischen Strom, insbesondere einen Excitation signal A can be provided and transmitted to the sound transducer element. This excitation signal A is transmitted to the transducer element 12 in order to set this in mechanical vibrations, which are then transmitted to the membrane 1 1. Thus, the ultrasonic signal can be sent out. This excitation signal A is by an electrical voltage, in particular an AC voltage, by an electric current, in particular a

Wechselstrom, und durch eine Frequenz definiert. Mittels der Sensorelektronik 13 wird die elektrische Spannung vorgeben und die elektrische Stromstärke erzeugt. Die Alternating current, and defined by a frequency. By means of the sensor electronics 13, the electrical voltage will dictate and generate the electrical current. The

Frequenz des Anregungssignals A kann einer Resonanzfrequenz der Membran 12 entsprechen und etwa 50 kHz betragen. Die Reglereinheit 15 ist als Stromregler ausgebildet und dient dazu, eine elektrische Stromstärke des Anregungssignals A auf einen vorbestimmten Sollwert zu regeln. Frequency of the excitation signal A may correspond to a resonant frequency of the diaphragm 12 and be about 50 kHz. The regulator unit 15 is designed as a current regulator and serves to regulate an electrical current intensity of the excitation signal A to a predetermined desired value.

Darüber hinaus umfasst die Sensorelektronik 13 eine Diagnoseeinheit 16, mittels welcher ein Zustand des Ultraschallsensors 10 beziehungsweise des Schallwandlerelements 12 bestimmt werden kann. Mittels der Diagnoseeinheit 16 kann eine von der In addition, the sensor electronics 13 comprises a diagnostic unit 16, by means of which a state of the ultrasonic sensor 10 or of the sound transducer element 12 can be determined. By means of the diagnostic unit 16, one of the

Sensorelektronik 13 maximal erzeugbare elektrische Stromstärke Im bestimmt werden. Die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke Im kann an einer Regelabweichung der Reglereinheit 15 bestimmt werden. Mithilfe der Diagnoseeinheit 16 kann also der mittels der Sensorelektronik 13 maximal treibbare elektrische Strom bei einer konstanten elektrischen Spannung und einer konstanten Frequenz bestimmt werden. Während des Aussendens des Ultraschallsignals mit dem Ultraschallsensor 10 kann die elektrische Stromstärke des Anregungssignals A kontinuierlich erhöht werden, solange der elektrische Strom nicht mehr durch die Reglereinheit 15 zu treiben ist. Dieser Wert kann dann mit abgespeicherten Sollwerten verglichen werden, um den aktuellen Zustand des Schallwandlerelements 12 beziehungsweise des Ultraschallsensors 10 zu bestimmen. Hierbei wird berücksichtigt, dass sich aufgrund von inneren und/oder äußeren Einwirkungen eine Impedanz des Schallwandlerelements 12 verändern kann. Diese Veränderung der Impedanz kann anhand der maximal treibbaren beziehungsweise maximal mittels der Sensorelektronik 13 erzeugbaren elektrischen Stromstärke Im ermittelt werden. Sensor electronics 13 maximum producible electrical current Im to be determined. The maximum producible electrical current Im can be determined by a control deviation of the control unit 15. By means of the diagnostic unit 16, therefore, the maximum drivable by means of the sensor electronics 13 electrical current at a constant voltage and a constant frequency can be determined. During the transmission of the ultrasonic signal with the ultrasonic sensor 10, the electrical current strength of the excitation signal A can be increased continuously, as long as the electrical current is no longer to be driven by the regulator unit 15. This value can then be compared with stored nominal values in order to determine the current state of the sound transducer element 12 or of the ultrasound sensor 10. This takes into account that due to internal and / or external Actions can change an impedance of the sound transducer element 12. This change in the impedance can be determined on the basis of the maximum drivable or maximum electrical current intensity Im that can be generated by means of the sensor electronics 13.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass die maximal erzeugbare Stromstärke Im bei einer konstanten elektrischen Spannung und einer konstanten Frequenz bestimmt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Frequenz des Anregungssignals A variiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch die elektrische Spannung des Anregungssignals A variiert werden. Die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke Im kann mit It can be provided that the maximum current intensity Im can be determined at a constant electrical voltage and a constant frequency. It can also be provided that the frequency of the excitation signal A is varied. Alternatively or additionally, the electrical voltage of the excitation signal A can also be varied. The maximum producible electric current Im can

vorbestimmten Referenzwerten verglichen werden. Diese vorbestimmten Referenzwerte können beispielsweise bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen aufgezeichnet werden. Somit kann anhand der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke Im die aktuelle Temperatur in dem Umgebungsbereich 9 beziehungsweise in der Umgebung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 bestimmt werden. Ferner kann anhand der Änderung der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke Im eine Alterung des predetermined reference values are compared. These predetermined reference values can be recorded, for example, at different ambient temperatures. Thus, the actual temperature in the surrounding area 9 or in the surroundings of the ultrasonic sensor device 4 can be determined on the basis of the maximum producible electric current intensity Im. Furthermore, based on the change in the maximum producible electric current Im an aging of the

Schallwandlerelements 12 erkannt werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass eine Verschmutzung der Membran 1 1 des Ultraschallsensors 10 anhand der Änderung der maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke Im erkannt wird. Eine solche Sound transducer element 12 are detected. In addition, it is possible that a contamination of the membrane 1 1 of the ultrasonic sensor 10 is detected on the basis of the change in the maximum producible electric current Im. Such

Verschmutzung kann beispielsweise auftreten, wenn sich Schmutz, Eis und/oder Schnee an der Membran 1 1 ablagern. Contamination can occur, for example, when dirt, ice and / or snow are deposited on the membrane 11.

Somit kann mit der Ultraschallsensorvorrichtung 4, welche den Ultraschallsensor 10 und die Sensorelektronik 13 beziehungsweise die Elektronik umfasst, eine Selbst- Charakterisierung durchgeführt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass sensorintern die maximal erzeugbare elektrische Stromstärke Im bestimmt wird. Auf diese Weise kann die Funktionsfähigkeit des Schallwandlerelements 12 beziehungsweise des Ultraschallsensors 10 erkannt werden. Falls erkannt wird, dass der Ultraschallsensor 10 beziehungsweise das Schallwandlerelement 12 aktuell nicht funktionsfähig ist, kann ein entsprechendes Fehlersignal von der Sensorelektronik 13 an das Steuergerät 5 übertragen werden. Somit liegt innerhalb des Steuergeräts 5 die Information vor, dass beispielsweise eine der Ultraschallsensorvorrichtungen 4 aktuell defekt ist Thus, with the ultrasonic sensor device 4, which comprises the ultrasonic sensor 10 and the sensor electronics 13 or the electronics, a self-characterization can be performed. This can be achieved by determining the maximum producible electric current intensity Im inside the sensor. In this way, the functionality of the sound transducer element 12 and the ultrasonic sensor 10 can be detected. If it is detected that the ultrasonic sensor 10 or the sound transducer element 12 is currently not functional, a corresponding error signal can be transmitted from the sensor electronics 13 to the control unit 5. Thus, within the control unit 5 is the information that, for example, one of the ultrasonic sensor devices 4 is currently defective

beziehungsweise nicht zur Verfügung steht. Dies ermöglicht einen zuverlässigen und sicheren Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtungen 4 sowie des Fahrerassistenzsystems 2. or not available. This enables a reliable and safe operation of the ultrasonic sensor devices 4 and the driver assistance system 2.

Claims

Patentansprüche claims

1 . Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung (4) für ein 1 . Method for operating an ultrasonic sensor device (4) for a

Kraftfahrzeug (1 ), bei welchem ein Schallwandlerelement (12) eines  Motor vehicle (1), in which a sound transducer element (12) of a

Ultraschallsensors (10) zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem  Ultrasonic sensor (10) for emitting an ultrasonic signal with a

Anregungssignal (A) angeregt wird, wobei das Anregungssignal (A) mittels einer Sensorelektronik (13) durch Vorgeben einer elektrischen Spannung und Erzeugen eines elektrischen Stroms bereitgestellt wird, und ein Zustand des  Excitation signal (A) is excited, wherein the excitation signal (A) by means of a sensor electronics (13) by predetermining an electrical voltage and generating an electric current is provided, and a state of

Schallwandlerelements (12) anhand des Anregungssignals (A) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass  Sound transducer element (12) based on the excitation signal (A) is determined, characterized in that

die beim Aussenden des Ultraschallsignals bei der vorgegebenen elektrischen Spannung mittels der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbare elektrische Stromstärke (Im) des Stroms bestimmt wird und der Zustand des  the maximum current that can be generated when transmitting the ultrasonic signal at the predetermined electrical voltage by means of the sensor electronics (13) is determined and the state of the current

Schallwandlerelements (12) anhand der von der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke (Im) bestimmt wird.  Sound transducer element (12) on the basis of the sensor electronics (13) maximum producible electrical current (Im) is determined.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

die elektrische Stromstärke des Anregungssignals (A) zum Bestimmen der von der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke (Im) kontinuierlich erhöht wird.  the electrical current strength of the excitation signal (A) for determining the maximum electrical current (Im) which can be generated by the sensor electronics (13) is continuously increased.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

die elektrische Stromstärke des Anregungssignals (A) mittels einer Reglereinheit (15) des Sensorelektronik (13) geregelt wird und die von der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbare elektrische Stromstärke (Im) anhand einer Regelabweichung der Reglereinheit (15) bestimmt wird.  the electrical current intensity of the excitation signal (A) is regulated by means of a regulator unit (15) of the sensor electronics (13) and the maximum electrical current (Im) which can be generated by the sensor electronics (13) is determined by means of a control deviation of the regulator unit (15).

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

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

anhand der von der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke (Im) eine Impedanz des Schallwandlerelements (12) bestimmt wird und der Zustand des Schallwandlerelements (12) anhand der Impedanz bestimmt wird. an impedance of the sound transducer element (12) is determined on the basis of the maximum electrical current that can be generated by the sensor electronics (13) and the condition of the sound transducer element (12) is determined on the basis of the impedance.

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

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

die elektrische Spannung und/oder eine Frequenz des Anregungssignals (A) beim Bestimmten der von der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbaren elektrischen Stromstärke (Im) konstant sind.  the electrical voltage and / or a frequency of the excitation signal (A) in determining the maximum of the sensor electronics (13) can be generated electric current (Im) are constant.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

die von der Sensorelektronik (13) maximal erzeugbare elektrische Stromstärke (Im) für unterschiedliche Frequenzen und/oder unterschiedliche elektrische Spannungen des Anregungssignals (A) bestimmt wird.  the maximum electrical current (Im) which can be generated by the sensor electronics (13) for different frequencies and / or different electrical voltages of the excitation signal (A) is determined.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

als der Zustand des Schallwandlerelements (12) eine aktuelle Temperatur des Schallwandlerelements (12) und/oder eine Alterung des Schallwandlerelements (12) bestimmt wird.  as the state of the sound transducer element (12) a current temperature of the sound transducer element (12) and / or an aging of the sound transducer element (12) is determined.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

das Ansteuerungssignal (A) anhand des bestimmten Zustands des  the drive signal (A) based on the determined state of the

Schallwandlerelements (12) angepasst wird.  Sound transducer element (12) is adjusted.

9. Ultraschallsensorvorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1 ), mit einem 9. ultrasonic sensor device (4) for a motor vehicle (1), with a

Ultraschallsensor (10) und mit einer Sensorelektronik (13), wobei die  Ultrasonic sensor (10) and with a sensor electronics (13), wherein the

Ultraschallsensorvorrichtung (4) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.  Ultrasonic sensor device (4) is designed for carrying out a method according to one of the preceding claims.

10. Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit einer 10. Driver assistance system (2) for a motor vehicle (1) with a

Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 9.  Ultrasonic sensor device (4) according to claim 9.

1 1 Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 10. 1 1 motor vehicle (1) with a driver assistance system (2) according to claim 10.