[发明专利]超声波传感器和用于运行超声波传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波传感器和一种用于运行超声波传感器的方法。

背景技术

超声波传感器具有用于抑制干扰信号的接收滤波器。接收滤波器由系统决定地导致信号失真，该信号失真限制了距离确定的选择性(分辨率)。

由DE 34 11 135 A1已经公开了一种可方位角匹配的、相位控制的声纳。

发明内容

根据本发明的用于运行超声波传感器的方法设有以下步骤：将接收滤波器转换到第一带宽上以检测在近的物体上反射的超声波信号以及将接收滤波器转换到第二带宽上以检测在远的物体上反射的超声波信号，其中，第一带宽大于第二带宽。

通过由于接收滤波器的较大带宽的较小信号失真实现近的物体的高分辨率的距离确定。这尤其在泊车辅助时具有重要意义。

根据本发明的具有可转换的接收滤波器的超声波传感器对于超声波传感器的近测量范围具有第一带宽而对于超声波传感器的远测量范围具有第二带宽，其中，第一带宽大于第二带宽。

附图说明

以下根据优选实施方式和附图解释本发明。在附图中示出：

图1：超声波传感器的一种实施方式，

图2：用于运行超声波传感器的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了超声波换能器1的框图。超声波换能器1具有发送装置2，该发送装置具有能够产生超声波脉冲的超声波换能器。超声波脉冲可以具有100μs至500μs范围内的持续时间，例如300μs。载波频率可以位于25kHz至100kHz的范围内，例如位于50kHz。

超声波脉冲在物体上被反射。反射的部分被接收装置3探测到，所述接收装置使用与发送装置2相同的超声波换能器。

反射的部分与发送的超声波脉冲相比衰减超过100dB的信号强度。因此，在接收装置3后面连接有作为接收滤波器4的带通滤波器，其用于隐没其他信号源的在接收信号的工作频带以外的干扰信号。干扰源可以是马达、火花塞、其他超声波发送器。此外应当注意，发送激励信号下降到小于预期的接收信号的电平上，例如下降100dB。

如此设计接收滤波器4的带宽，使得对于远的物体实现尽可能窄带的信号选择。为此，5kHz至10kHz的范围内的带宽、例如8kHz是适合的。在此假设：发送激励信号减弱100dB并且在回声到达时超声波换能器已经衰减。

超声波传感器1规定，转换带宽以检测近的物体。近范围例如可以包括30cm半径内的物体。对于车辆的泊入重要的物体典型地位于近范围内。接收滤波器4的较大带宽导致信号的较小相位失真。

由此也减小衰减信号的相位失真。衰减信号的差拍由于接收滤波器4的非线性相位特性而被减小。此外，信号频散和由此导致的信号扩散减少。该带宽可以在10kHz至30kHz的范围内调节，例如调节到20kHz。

接收滤波器4可以由两个离散的滤波器级组成，可以在这两个滤波器级之间转换。替代地，接收滤波器4由一个数字滤波器组成，所述数字滤波器的分接头(Taps)在运行中被转换。

在用于近范围内的测量的第一带宽和用于远范围内的测量的第二带宽之间的转换可以通过计时器5实现。该方法在图2中以流程图示出。

在发送超声波脉冲以前，将接收滤波器的带宽调节到大的带宽上(S1)。因此，该接收级被配置用于分析处理来自近环境的反射信号。然后，发送装置2发送超声波脉冲(S2)。随着超声波脉冲的发送，重置或者启动计时器5(S3)。计时器5在预先确定的持续时间之后向接收滤波器4发送触发信号6(S4)。接收滤波器4随后转换到较小的带宽上(S5)。

因此，在预先确定的持续时间内，超声波传感器被配置用于近运行以及随后用于远运行。预先确定的持续时间确定：对于距离多远的物体仍然以第一带通调节来接收信号。对于6ms的示例性持续时间，在假设声速为340m/s的情况下以小的频率滤波和小的信号失真检测1m半径以内的所有物体的反射。对于距离更远的物体，在有利于改善相对于信号工作频宽以外的干扰的干扰距离的情况下信号失真被接受。被接受的信号失真对径向选择性——即目标反射的可区分性具有很小影响。径向选择性描述：相同的最大电平的两个反射必须具有的径向最小距离，从而反射的最大值之间的电平以最大电平的至少50％下降。

另一构型提出：使用接收滤波器的两个以上的不同调节。接收滤波器的带宽例如可以从发送超声波脉冲的时刻起连续地减小。

另一构型提出：对于距离更远的物体的检测，提高超声波脉冲的脉冲持续时间。与此并行地，降低接收滤波器4的带宽。例如，脉冲持续时间可以提高到1ms而带宽可以降低到3kHz。