耐用性提高的超声波系统技术方案

本发明专利技术涉及一种适用于基于汽车的距离测量系统（10）的超声波传感器，包括温度传感器，其设置为测量所述超声波传感器（1）的温度。本发明专利技术还提出一种距离测量系统，其具有用于分析距离信号的控制仪、超声波传感器及在控制仪和超声波传感器之间的通信通道。此外，本发明专利技术提出一种汽车，其包括超声波传感器和/或前述距离测量系统。所述距离测量系统和所述汽车在这里都具有根据本发明专利技术提出的超声波传感器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种适用于基于汽车的距离测量系统（10）的超声波传感器，包括温度传感器，其设置为测量所述超声波传感器（1）的温度。本专利技术还提出一种距离测量系统，其具有用于分析距离信号的控制仪、超声波传感器及在控制仪和超声波传感器之间的通信通道。此外，本专利技术提出一种汽车，其包括超声波传感器和/或前述距离测量系统。所述距离测量系统和所述汽车在这里都具有根据本专利技术提出的超声波传感器。【专利说明】耐用性提高的超声波系统
本专利技术涉及一种超声波系统，例如现有技术中很久以来就已知的停车距离控制装置。
技术介绍
超声波传感器的功能常常基于反射波探测原理，即它不仅作为发射机工作，还作为接收机工作。在这里，控制仪向超声波传感器(超声波发射接收机)发射指令。此外在这个接收时间期间，在设置连接中不控制相邻的传感器。现在根据反射原理进行距离测量。超声波经过的行程对应每个传感器和也许存在的障碍物之间的两倍距离，发出的超声波信号在障碍物上反射。在传感器中，模拟信号的幅值与阈值(所谓的比较阈值)比较。如果对应反射信号的模拟信号低于所述阈值，则所属数字信号等于传感器电压供应(高)。如果所属模拟信号超过所述比较阈值，所述数字信号代替传感器值(低)。从电压级的这个代替推论接收的反射波。在传感器中，所述比较阈值(对应传感器的灵敏度)根据反射波的运行时间进行调整。这是需要的，以便通过提高的探测灵敏度考虑因为提高的运行距离而减小的反射波信号幅值。灵敏度的时间变化曲线命名为特性曲线，并且保存在系统内部。它可由控制仪编程到传感器中并且在需要时改变它。如众所周知的，超声波传感器的灵敏度根据环境温度和空气湿度变敏感。两个值影响在环境中波的吸收和因而提高反射波的幅值。为了使所述灵敏度不依赖于这些值而尽可能地保持恒定，目前，汽车的空气温度信号(例如来自发动机控制器或组合仪器)通过总线系统(例如CAN-或LIN总线)，提供给停车辅助控制仪。对于空气湿度而言，具有很少例外，已知能够不使用连续汽车中的传感器。如果通告空气温度传感器的确定的温度范围，则所属的、存储在控制仪中的特性曲线通过所述控制仪选择并且编程到超声波传感器中。尤其对于反射波运行时间(例如，对于当时最大的有效半径约4.5m)，传感器灵敏度随空气温度的这种跟踪有益于计算结果。然而，通过汽车CAN提供的中心测定温度信号通常只是外部空气温度的标准值，它通过另一控制仪的过滤和滞后处理。此外，超声波传感器的灵敏度不仅依赖于空气温度，还依赖于超声波传感器的温度或在超声波传感器中包含的变换器的温度，因为确定的传感器模块本身固有一温度相关性。在现有技术中，在通过控制仪选择适当的特性曲线的过程中，从超声波传感器具有与环境空气几乎相同的温度出发。然而，在保持相同的空气温度和更长的发动机运行时间时，阻塞在发动机附近的传感器比背离发动机的、布置在汽车冷却侧的传感器更温暖。基于已知的空气温度测量值的特性曲线转移在这种情形下能够不考虑另外的传感器温度。因此，所述更温暖的传感器的灵敏度显著降低，但这通过选择合适的特性曲线平衡。在这里，在传感器加热40°时，例如探测区域通过另外的传感器温度在没有改变的灵敏度特性曲线从距离圆形支柱形式的障碍物大约Im减小到80cm。对行车安全的影响明显提高。还有当汽车在冬天从供暖的车库行驶到道路上时，已知的系统仅仅考虑环境空气的空气温度而可能产生不利的结果。按照空气温度的这种陡降，现有技术的系统立即载入敏感度的特性曲线。然而，传感器在从供暖的车库驶出时仅仅延迟地变冷。对应地，它的灵敏度只是慢慢降低。在与因环境温度而载入的特性曲线相关联中，许多干扰反射波是因传感器的超灵敏度而产生的结果O
技术实现思路
本专利技术的任务在于克服前述缺点。前述任务根据本专利技术通过一种具有权利要求1的特征的、用于基于汽车的距离测量系统的超声波传感器解决。在本专利技术的框架下，超声波传感器应理解为这样的一种装置:它能够将超声波信号发射到环境中并且同时或者接着从环境中接收超声波信号并转换成电信号。因而在本专利技术的框架下，超声波传感器也可称作超声波发射接收器。所述基于汽车的距离测量系统可包括一个或多个这种超声波传感器并且设置为向所述系统的使用者和/或汽车驾驶员以视觉方式和/或以听觉方式告知他的汽车距离环境障碍物的距离。优选地，根据本专利技术的超声波传感器也可用在所谓停车导向系统中，设置计算距离测量信号和独立(自动)引入与控制汽车运动。根据本专利技术，所述超声波传感器包括温度传感器，可布置为例如汽车的保险杠内部的构件。所述温度传感器此时设置为测量所述超声波传感器本身的温度并且提供关于超声波传感器的温度的计算结果。根据本专利技术设置的温度传感器因而不同于现有技术中熟知的装置，它不测量汽车周围的空气的温度，而是测量所述超声波传感器的至少一个部件的温度，例如声变换器和/或提供计算和进一步处理超声波信号的其他部件。从属权利要求给出本专利技术的优选改进方案。优选地，所述温度传感器可包括在超声波传感器中的pn结。所述pn结(例如形式为半导体元件，如二极管和/或三极管)在这里可通过一个稳定电流或稳定电压供给电能，从而它的导电率与温度的相关性借助电状态得出它的温度的结论。进一步优选地，pn结可存在于ASIC (专用集成电路)中，设置成产生和/或计算超声波信号和/或实施与汽车环境的总线通信。进一步优选地，所述超声波传感器可配属与温度相关的敏感度特性曲线，借助它确定在传感器信号中用于识别反射波的阈值。因而依赖于温度，确定各自所属总反射波级作为阈值，大于阈值即可推出变换信号中存在反射波。备选地或补充地设置特性曲线族，其中，依据所述超声波传感器的或者它的部件的频率和温度预定义多个阈值。所述敏感度特性曲线或者特性曲线族能够存储在所述超声波传感器内部的存储器中和/或在通告超声波传感器的确定的温度值时通过控制仪发射到各超声波传感器上。因此，在控制仪内部设置相应的存储设备，特性曲线或特性曲线族存储在该存储设备中。在在总线系统上的数据传输保持很小的第一可能性的情况下，通过第二可能性，安装在超声波传感器内部的存储设备的容量可以是很小的。进一步优选地，根据本专利技术的超声波传感器包括另一温度传感器，它设置为测定环境空气温度和提供对其进一步加工。备选地或补充地，所述温度传感器布置在所述超声波传感器内部，以使得能够不仅测定所述超声波传感器的温度而且测定环境空气温度的典型测量值。例如，这种传感器具有面向超声波传感器的传感器头部，借助传感器头部测定所述环境空气温度；和包括第二传感器头部或所述超声波传感器内部的传感器区域，借助它可测定所述超声波传感器的部件的温度。以这种方式得到许多可能性，测定的温度值彼此相对地合理化和预测超声波传感器温度的预期发展。进一步优选地，根据本专利技术的超声波传感器包括通信接口，设置为提供所述超声波传感器的温度和/或汽车连接结构内部的部件的温度。这能够使用缆线连接或无线地实现。例如，所述通信接口在这里用于对脉码调制和/或脉宽调制进行信息编码。两种通信方法相对于各通信载波上的信号干涉提供高的安全性。在这里，所述超声波传感器设置为在预定义的时间间隔(周期的)中发射代表当前温度的数据记录或者关于温度的变化以便使确定的数量干涉这种通信。以这种方式构成控制事故地使用通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于基于汽车的距离测量系统（10）的超声波传感器，包括温度传感器（2），其特征在于，所述温度传感器（2）设置为测量所述超声波传感器（1）的温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡旌，D·施密德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE