尤其是作为泊车辅助的、借助超声波测量的方法，以及超声波测量系统的制作方法
【专利说明】尤其是作为泊车辅助的、借助超声波测量的方法，以及超声波测量系统
[0001]本发明涉及一种用于借助超声波测量的方法，尤其是具有优选用于车辆泊车辅助的距离测量的形式。此外，本发明涉及一种超声波测量系统，其特别适于作为车辆的泊车辅助装置。
[0002]超声波测量系统尤其是用于距离测量或者间距测量。这种超声波测量系统的重要应用领域是其作为车辆泊车辅助的应用。
[0003]一般而言适用的是，在超声波测量系统中，超声波发射器发射超声波，当超声波遇到障碍物时被其反射，并且被超声波接收器接收。基于在超声波发射和超声波回声的接收之间的传播时间，于是可以推断出障碍物至超声波发射器或接收器的距离。然而，超声波测量系统也用于监视空间和用于探测所监视的空间中停留的人员。
[0004]为了能够可靠地探测来自布置在更远处的物体的回声信号，所发射的超声波的能量应当足够大。因此，这种超声波系统的电声超声波转换器在输入端以变压器或者电压转换器来驱动。然而，由此提高了超声波转换器的制造成本，这尤其是在车辆泊车辅助装置的情况下是不利的，因为这种泊车辅助装置通常包括多个超声波转换器。
[0005]超声波测量系统例如可以具有超声波发射器和超声波接收器，其构建为分离的单个部件。然而在降低位置需求和更小的成本方面，明显更为有利的是，使用如下超声波转换器，其在发射间隔中作为超声波发射器工作，而在发射间隔之后的接收间隔中作为超声波接收器工作。在发射间隔内，超声波转换器尤其是借助突发-控制信号来控制，由此，将超声波转换器的电声震荡元件置于震荡中并且由此进行激励。而在该控制结束之后，震荡元件首先逐渐停止震荡。在该时间期间，来自布置于超声波转换器附近的物体的回声不能被可靠地检测，使得借助前面提及类型的超声波转换器难以在邻近区域中进行测量。
[0006]已知的是，为了缩短超声波转换器的衰减震荡时间而对其震荡元件进行抑制(参见 EP-B-O 571 566，EP-B-O 623 395，TO-A-2012/163598，US-B-6 731 569 和 GB-A-2 483337) ο为此，在根据DE-A-36 02 857的超声波转换器情况下接入电阻，更确切地说，在发射间隔内已经接入。
[0007]根据DE-A-10 2009 027 221 和 DE-A-10 2010 039 017，震荡元件被施加以一个或者多个抑制脉冲。
[0008]带有测量放大器的能够可变调节的放大因数的超声波探测装置由US-A-5 212467已知。
[0009]本发明的任务是，提出一种用于超声波测量的方法以及一种超声波测量系统，其可以成本低廉地以仅仅低的硬件开销来实现。
[0010]为了解决该任务，借助本发明提出了一种用于借助超声波测量的方法，尤其是作为车辆的泊车辅助，其中:
[0011]-在发射间隔的持续时间上借助特别的脉冲序列控制信号控制具有震荡元件的电声超声波转换器，该电声转换器在其输入端没有电压转换器地被驱动，用于产生超声波，
[0012]-随着超声波转换器的控制的结束，在发射间隔后连接有接收间隔，其中超声波转换器的震荡元件在随着发射间隔的结束而开始的衰减震荡阶段期间衰减震荡，
[0013]-超声波转换器最迟从衰减震荡阶段开始时连接有至少一个抑制电阻用于缩短该衰减震荡阶段，
[0014]-当超声波转换器的输出信号、或者与超声波转换器连接的测量放大器的输出信号、或者设置在其后的电路的输出信号低于可预先给定的去激活阈值时，结束超声波转换器与所述抑制电阻的连接，以及
[0015]-随后在接收间隔期间可以探测在之前的发射间隔中发出的超声波的至少一个回声或者其他超声波，
[0016]-其中随着发射间隔的结束和/或随着接收间隔的开始，才将超声波转换器连接以抑制电阻。
[0017]根据本发明，前面提及的任务此外借助一种超声波测量系统来解决，该超声波测量系统尤其是适于作为车辆的泊车辅助装置，并且设置有:
[0018]-具有震荡元件的、无电压转换器的超声波转换器，其能够任选地作为超声波发射器和作为超声波接收器来工作，并且具有至少一个用作输入端或用作输出端的信号端子，以及
[0019]-与超声波转换器的至少一个信号端子连接的控制和分析单元，用于在发射间隔期间针对作为超声波发射器的运行而激励超声波转换器的震荡元件以发射超声波，以及用于在接收间隔期间针对作为超声波接收器的运行而随后将超声波转换器的震荡元件的激励去激活以接收超声波，以及用于处理在超声波转换器的至少一个信号端子上的信号，其中震荡元件在其激励结束之后在衰减震荡期间从接收间隔的开始起衰减震荡，
[0020]-其中控制和分析单元为了缩短震荡元件的衰减震荡阶段而具有至少一个可接通的抑制电阻，其能够连接到超声波转换器的所述至少一个信号端子上，更确切地说，通过控制和分析单元来控制并且随着发射间隔的结束和/或随着接收间隔的开始而进行，
[0021]-其中超声波转换器的输出信号的大小、或者测量放大器的输出信号的大小、或者控制和分析单元的布置在测量放大器之后的电路的输出信号的大小至少从衰减震荡阶段的开始起与可预先给定的去激活阈值比较，以及
[0022]-其中当输出信号小于或者等于去激活阈值时，控制和分析单元终止抑制电阻至超声波转换器的所述至少一个信号端子的连接。
[0023]本发明基于电声超声波转换器的使用，该超声波转换器在其输入端没有电压转换器或者变压器地工作。该超声波转换器具有震荡元件，其在发射间隔期间被激励为震荡，即用作执行器，并且由此发出超声波，并且在随后的接收间隔中针对接收到的超声波做出反应并且被激励，即用作传感器。在这种超声波转换器的情况下重要的是，其具有尽可能小的衰减震荡阶段。为了缩短该衰减震荡阶段，根据本发明提出的是，对超声波转换器的在接收阶段期间用作输出端的至少一个信号端子加载或者连接以抑制电阻。抑制电阻应当最迟随着衰减震荡阶段开始而被连接，并且根据本发明，当超声波转换器的输出信号或者与超声波转换器连接的测量放大器的输出信号或者布置在其后的电路的输出信号低于可预先给定的去激活阈值时，抑制电阻被“去激活”。
[0024]通过以阶段方式接通抑制电阻或者类似的对欧姆电阻的调制(其例如作为内阻是超声波测量系统或者超声波测量方法的控制和分析单元的组成部分)，实现了减小衰减震荡阶段的持续时间。由此，从发射间隔结束开始的、缩短的时间之后，震荡元件可以用作针对回声或者类似的超声波的传感器，由此超声波测量系统和超声波测量方法可以有利地用于邻近区域。
[0025]根据本发明，随着发射间隔的结束和/或随着接收间隔的开始，超声波转换器才与抑制电阻连接，更确切地说，尤其是通过超声波转换器的信号输出端与地的电连接来进行。换而言之，在此于是设计的是，在测量放大器的输出信号或者超声波电阻的输出信号低于可预先给定的去激活阈值之后，抑制电阻才又在跟随接收间隔的下一个发射间隔之后的衰减震荡阶段的开始连接到超声波转换器。超声波转换器与抑制电阻的这种仅仅有时的连接允许的是:在发射间隔期间(在该发射间隔内抑制电阻与控制路径分离)，超声波转换器被提供最大可用的发射能量，因为避免了任何的次级路径并且由此发射能量基本上仅仅(即除了在电路或者超声波转换器的其他部件中小的潜在的损耗)对于震荡元件可用。
[0026]在此要强调的是，在本发明的意义中，“抑制电阻”一般地意指一种具有电(阻)导体或者导电的(电阻)传导路径的部件，其二者形成欧姆电阻。例如，抑制电阻可以是一种电阻部件或者一种电子部件，其带有能够通过控制信号控制的、具有可变欧姆电阻的传导路径，例如在晶体管的情况下那样。通过可以将超声波转换器的输出端与欧姆电阻的连接根据本发明地激活和去激活，欧姆电阻就此而言可以调制。该电阻调制就此而言是本发明的一个方面。晶体管或者能够通过控制信号形成(理想情况下在O和⑴之间)可调节欧姆电阻的其他电子部件是适合的，因为超声波转换器通过抑制电阻的连接的激活和去激活在电路技术上可以通过同一个电部件来实现，其方式是控制晶体管或者所述电子部件。
[0027]如上面已经提及的那样，抑制电阻可以实施为附加的或者电子的部件。如果为了控制超声波转换器以产生超声波而使用电路，其具有(额定值的)内阻(例如在使用电流源时的会存在的情况那样)，则可以想到并且在本发明范围内的是，超声波转换器与抑制电阻的连接的激活和去激活通过控制电路的内阻的调制来实现。
[0028]可替选地或者附加于分阶段地将超声波转换器与抑制电阻连接或者分阶段地调制超声波转换器的输出端的抑制电阻，根据一个独立的发明方面设计的是，为了进一步缩短衰减震荡阶段，借助超声波转换器的输出信号和/或测量放大器的输出信号确定或者至少估计超声波转换器的震荡元件的衰减震荡的周期的相位，并且对超声波转换器施加以相对于超声波转换器的输出信号相位推移的至少一个尤其是单个、双个或者多个的抑制脉冲。在此，控制和分析单元为了进一步缩短衰减震荡阶段而产生至少一个抑制脉冲，超声波转换器的至少一个信号端子在衰减震荡阶段期间可以被施加以该抑制脉冲，其中借助控制和分析单元的相位检测器可以确定在衰减震荡阶段期间超声波转换器的衰减震荡信号的震荡的相位，并且借助其可以估计超声波转换器的震荡元件的衰减震荡的相位，其中超声波转换器可以借助相对于超声波转换器的衰减震荡信号相位推移的、尤其是单个、双个或者多个的抑制脉冲来控制。
[0029]在本发明的该变形方案中，于是衰