在散热器格栅中包括超声传感器的超声传感器设备、机动车辆以及相应方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于机动车辆的超声传感器设备，所述机动车辆包括防护元件，特别是保险杠，包括散热器格栅一一特别是具有至少一个薄板的，以及包括至少一个第一和一个第二超声传感器，其每个包括用于发射和/或接收超声信号的膜件，其中，第一超声传感器布置为其膜件在防护元件的后侧上，特别是与其接触，使得第一超声传感器的膜件发射和/或接收穿过防护元件的超声信号，且第二超声传感器布置在散热器格栅上，特别是在散热器格栅的至少一个薄板上。本发明还涉及具有这样的超声传感器设备的机动车辆，以及用于操作机动车辆的至少两个超声传感器的方法。
【背景技术】
[0002]将机动车辆配备有多个超声传感器已经是现有技术。公知的是超声传感器被安装在车辆的前部部分中以及后部部分中，即特别是在相应的保险杠上。它们被归于驾驶员辅助装置，且提供关于车辆环境的信息。驾驶员辅助装置可例如是停车辅助系统、用于监视死角的系统、用于保持距离的系统、车道监视系统、制动辅助系统、等。
[0003]已知超声传感器具有罐状膜件，其用来发射和接收超声波。膜件通过压电元件激发，以产生机械振动；在接收情况中，电压在压电元件处被捕获(tapped)，基于此，距障碍物的距离被计算。
[0004]已知的是，这样的超声传感器以不被覆盖的方式构建在保险杠中。这意味着，它们布置在保险杠中的敞开的凹部中，且可在外侧看见。在超声传感器以此方式布置的情况中，通过超声传感器的铝罐(膜件)的内部几何结构，水平地和垂直地产生方向性发射特征。因为在以可见方式安装的传感器的情况中不存在干扰声音传播的障碍物，因此传感设备的功能，例如当停放车辆时识别阻碍物，不被影响。
[0005]尽管有大的公差，超声传感器在保险杠中的敞开凹部中的布置对于不被覆盖的传感设备来说是足够的。例如超声传感器借助于保持件被紧固，所述保持件被压抵保险杠且被胶粘至其。
[0006]而且，从现有技术还已知超声传感器被安装为是隐蔽的。由此，在从外侧观察保险杠时这些传感器不可见，且被保险杠覆盖。这里超声传感器的膜件与保险杠的后侧接触，其中超声信号穿过保险杠而被发射或接收。这意味着，传感设备必须机械地牢固固定在保险杠后方，不可能令保险杠配备有用于该目的的凹部。两个表面一一即一方面，超声传感器的表面，另一方面，保险杠的表面一一现在必须零间隙地适配在一起，而且可甚至或者被弯折或弯曲。在这一点上，超声传感器应能够穿过保险杠无损失地发射。在传感器安装为隐藏在保险杠后方的情况中，相应地，对于定位、胶粘和需要保持的公差给出了本质上更高很多的要求。为了将涉及发射和接收的损失保持为较低，超声传感器的发射表面需要在机械方面牢固地紧固到保险杠，或在(一方面)膜件的前表面或发射表面与(另一方面)保险杠之间形成有无损联接元件。
[0007]超声传感器的隐蔽布置例如从文件DE 42 38 924 Al已知。
[0008]现在兴趣聚焦于第一超声传感器和第二超声传感器的组合，所述第一超声传感器以隐蔽或隐藏的方式布置在防护元件(特别是保险杠)后方，所述第二超声传感器附接在机动车辆的散热器格栅上，在散热器格栅的至少一个薄板上。在一些系统中证实了需要这样的来自至少两个不同地安装的超声传感器的组合，这是因为第一超声传感器在保险杠后方的隐蔽布置。在这一点上，目标在于，使用相同的超声传感器以最小化所要求的传感器的种类数。这意味着，安装在散热器格栅中的超声传感器在其设计方面一一以及由此在非安装状态下的其谐振频率方面一一与保险杠后方的超声传感器相等。然而，这样的两个超声传感器的相同设计导致，由于整体上不同的布置，两个超声传感器还具有不同的辐射特征，而且在两侧上信号的频率不同。这再次导致，借助于两个超声传感器的交叉测量是不可能的，因为一个超声传感器不能接收另一个传感器的信号。而且，由此，导致信号的评估更复杂。所有这些是由于这一事实，安装在保险杠后方的超声传感器的发射行为(behav1ur)被保险杠材料明确地影响，而另一超声传感器具有“自由的视野”。
【发明内容】
[0009]本发明的任务是提供一种解决方案:如何能在之前提及类型的超声传感器设备中采用两个相同的超声传感器且仍允许交叉测量，其中一个传感器可接收另一传感器的超声信号。
[0010]根据本发明，该任务通过具有根据相应独立权利要求的特征的一种超声传感器设备、一种机动车辆、以及一种方法解决。本发明的有利实施例是从属权利要求和说明书和附图的主题。
[0011]根据本发明，用于机动车辆的超声传感器设备，机动车辆包括防护元件，特别是保险杠，以及包括散热器格栅一一特别是具有至少一个薄板的，以及包括至少一个第一和一个第二超声传感器，其每个包括配置用于发射和/或接收超声信号的膜件。第一超声传感器布置为其膜件在防护元件的后侧上，特别是与后侧接触。由此，第一超声传感器的膜件发射和/或接收穿过防护元件的超声信号。对比地，第二超声传感器布置在散热器格栅上，即特别是在散热器格栅的至少一个薄板上。根据本发明，解调器件被提供，其配置用于解调第二超声传感器，且由此用于将第二超声传感器的发射和/或接收行为被调适到第一超声传感器的发射和/或接收行为。
[0012]本发明基于若干个见解:首先，其基于这一见解，即，在一些系统中在超声传感器位于保险杠或另一防护元件后方的隐蔽布置的情况中，还要求在散热器格栅内定位至少一个超声传感器。此外，本发明基于这一见解:在相同的超声传感器的情况中，缺陷包括防护元件影响第一超声传感器的发射频率以及辐射特征，使得不仅该传感器的膜件，而且防护元件的区域也谐振，且实际发射频率由此不同于非安装状态中超声传感器的实际谐振频率，而第二超声传感器具有“自由的视野”，且由此其发射频率基本对应于膜件的谐振频率。本发明进一步基于这一见解:由于现有技术中所称的缺陷，不可能通过两个超声传感器施行交叉测量(间接测量)，因为一个超声传感器不能接收另一超声传感器的信号。现在本发明的方法是，对布置在散热器格栅中的超声传感器关于其发射频率进行解调或影响，以使得，其发射和/或接收特征或其行为对应于布置在防护元件后方的超声传感器的行为特性。这包含的优势是:可使用相同的传感器，且由此所要求的传感器的种类的数量被降低到最小，且尽管超声传感器具有不同布置，交叉测量仍是可行的，其中一个超声传感器发射超声信号，而另一超声传感器接收相同的信号。
[0013]本案中术语散热器格栅涉及一部件，特别是格栅部，其布置在机动车辆的前部部分中，在散热器的前方。除了冷却进气的功能之外，散热器格栅一般还具有车辆设计的功能，并由此增加由于通常非常特征化的设计造成的车辆的识别值。散热器格栅还已知为术语“进气槽”、“作为特制设计元件的散热器格栅”、“散热器格栅部”、“塑料肋”以及“塑料面板”。
[0014]这意味着，第二超声传感器的发射和/或接收行为被调适到第一超声传感器的行为。这特别意味着，第二超声传感器受到影响以使得其辐射特征和/或发射频率被调适到第一超声传感器。
[0015]在一个实施例中，因此以有利的方式设想，第一和第二超声传感器是具有相同设计的传感器，或同样的传感器，其在非安装状态中具有相同的谐振频率。由此，所要求的传感器的类型数量最小。
[0016]优选地，借助于解调器件，第二超声传感器发射的超声信号的频率被调适到由第一超声传感器发射的超声信号。由此，在两侧上的超声信号呈现有相同的频率，使得两个膜件以相同频率振动。由此，通过两个超声传感器进行的交叉测量是可行的。
[0017]关于解调器件的设计，可提供基本上两种不同的实施例，所述实施例还可以彼此组合。另一方面，第二超声传感器的发射和/或接收行为可以借助于盘状解调元件而受到影响，所述盘状解调元件附接到膜件的前表面。另外或替代地，第二超声传感器的解调还可以电子地实现。
[0018]相应地，在一个实施例中，可以设想，解调器件呈现有盘状解调元件，其布置为接触第二超声传感器的膜件的前表面。这样的板状或盘状解调元件则影响膜件的谐振频率，且由此与膜件一起谐振。以此方式，实现了影响第二超声传感器的行为，以及在不需要过多努力的情况下调适第一超声传感器的行为。
[0019]优选地，解调元件与膜件的前表面被胶粘在一起。由此，确保了解调元件到超声传感器的膜件的可靠且防滑以及安全操作的联接。而且，由此，解调元件和膜件之间的连接以与其他超声传感器和防护元件之间的情况相同的方式被提供。
[0020]优选地，解调元件由塑料形成。该实施例利用了这样的事实:如已知的，机动车辆的防护元件也可以由塑料形成。该实施例由此允许将防护元件的振动技术性质赋予到