專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波傳感器和用于運(yùn)行超聲波傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波傳感器和一種用于運(yùn)行超聲波傳感器的方法。
背景技術(shù)：
超聲波傳感器具有用于抑制干擾信號(hào)的接收濾波器。接收濾波器由系統(tǒng)決定地導(dǎo) 致信號(hào)失真，該信號(hào)失真限制了距離確定的選擇性(分辨率)。由DE 34 11 135 Al已經(jīng)公開(kāi)了一種可方位角匹配的、相位控制的聲納。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行超聲波傳感器的方法設(shè)有以下步驟將接收濾波器轉(zhuǎn)換到 第一帶寬上以檢測(cè)在近的物體上反射的超聲波信號(hào)以及將接收濾波器轉(zhuǎn)換到第二帶寬上 以檢測(cè)在遠(yuǎn)的物體上反射的超聲波信號(hào)，其中，第一帶寬大于第二帶寬。通過(guò)由于接收濾波器的較大帶寬的較小信號(hào)失真實(shí)現(xiàn)近的物體的高分辨率的距 離確定。這尤其在泊車(chē)輔助時(shí)具有重要意義。根據(jù)本發(fā)明的具有可轉(zhuǎn)換的接收濾波器的超聲波傳感器對(duì)于超聲波傳感器的近 測(cè)量范圍具有第一帶寬而對(duì)于超聲波傳感器的遠(yuǎn)測(cè)量范圍具有第二帶寬，其中，第一帶寬 大于第二帶寬。


以下根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式和附圖解釋本發(fā)明。在附圖中示出圖1 超聲波傳感器的一種實(shí)施方式，圖2 用于運(yùn)行超聲波傳感器的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出了超聲波換能器1的框圖。超聲波換能器1具有發(fā)送裝置2，該發(fā) 送裝置具有能夠產(chǎn)生超聲波脈沖的超聲波換能器。超聲波脈沖可以具有100 μ s至500 μ S 范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，例如300 μ S。載波頻率可以位于25kHz至IOOkHz的范圍內(nèi)，例如位于 50kHz ο超聲波脈沖在物體上被反射。反射的部分被接收裝置3探測(cè)到，所述接收裝置使 用與發(fā)送裝置2相同的超聲波換能器。反射的部分與發(fā)送的超聲波脈沖相比衰減超過(guò)IOOdB的信號(hào)強(qiáng)度。因此，在接收 裝置3后面連接有作為接收濾波器4的帶通濾波器，其用于隱沒(méi)其他信號(hào)源的在接收信號(hào) 的工作頻帶以外的干擾信號(hào)。干擾源可以是馬達(dá)、火花塞、其他超聲波發(fā)送器。此外應(yīng)當(dāng)注 意，發(fā)送激勵(lì)信號(hào)下降到小于預(yù)期的接收信號(hào)的電平上，例如下降100dB。如此設(shè)計(jì)接收濾波器4的帶寬，使得對(duì)于遠(yuǎn)的物體實(shí)現(xiàn)盡可能窄帶的信號(hào)選擇。 為此，5kHz至IOkHz的范圍內(nèi)的帶寬、例如8kHz是適合的。在此假設(shè)發(fā)送激勵(lì)信號(hào)減弱IOOdB并且在回聲到達(dá)時(shí)超聲波換能器已經(jīng)衰減。超聲波傳感器1規(guī)定，轉(zhuǎn)換帶寬以檢測(cè)近的物體。近范圍例如可以包括30cm半徑 內(nèi)的物體。對(duì)于車(chē)輛的泊入重要的物體典型地位于近范圍內(nèi)。接收濾波器4的較大帶寬導(dǎo) 致信號(hào)的較小相位失真。由此也減小衰減信號(hào)的相位失真。衰減信號(hào)的差拍由于接收濾波器4的非線(xiàn)性 相位特性而被減小。此外，信號(hào)頻散和由此導(dǎo)致的信號(hào)擴(kuò)散減少。該帶寬可以在IOkHz至 30kHz的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，例如調(diào)節(jié)到20kHz。接收濾波器4可以由兩個(gè)離散的濾波器級(jí)組成，可以在這兩個(gè)濾波器級(jí)之間轉(zhuǎn) 換。替代地，接收濾波器4由一個(gè)數(shù)字濾波器組成，所述數(shù)字濾波器的分接頭(Taps)在運(yùn) 行中被轉(zhuǎn)換。在用于近范圍內(nèi)的測(cè)量的第一帶寬和用于遠(yuǎn)范圍內(nèi)的測(cè)量的第二帶寬之間的轉(zhuǎn) 換可以通過(guò)計(jì)時(shí)器5實(shí)現(xiàn)。該方法在圖2中以流程圖示出。在發(fā)送超聲波脈沖以前，將接收濾波器的帶寬調(diào)節(jié)到大的帶寬上(Si)。因此，該接 收級(jí)被配置用于分析處理來(lái)自近環(huán)境的反射信號(hào)。然后，發(fā)送裝置2發(fā)送超聲波脈沖(S2)。 隨著超聲波脈沖的發(fā)送，重置或者啟動(dòng)計(jì)時(shí)器5 (S； )。計(jì)時(shí)器5在預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間之后 向接收濾波器4發(fā)送觸發(fā)信號(hào)6 (S4)。接收濾波器4隨后轉(zhuǎn)換到較小的帶寬上(S5)。因此，在預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，超聲波傳感器被配置用于近運(yùn)行以及隨后用于 遠(yuǎn)運(yùn)行。預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間確定對(duì)于距離多遠(yuǎn)的物體仍然以第一帶通調(diào)節(jié)來(lái)接收信號(hào)。 對(duì)于6ms的示例性持續(xù)時(shí)間，在假設(shè)聲速為340m/s的情況下以小的頻率濾波和小的信號(hào)失 真檢測(cè)Im半徑以?xún)?nèi)的所有物體的反射。對(duì)于距離更遠(yuǎn)的物體，在有利于改善相對(duì)于信號(hào) 工作頻寬以外的干擾的干擾距離的情況下信號(hào)失真被接受。被接受的信號(hào)失真對(duì)徑向選擇 性——即目標(biāo)反射的可區(qū)分性具有很小影響。徑向選擇性描述相同的最大電平的兩個(gè)反 射必須具有的徑向最小距離，從而反射的最大值之間的電平以最大電平的至少50%下降。另一構(gòu)型提出使用接收濾波器的兩個(gè)以上的不同調(diào)節(jié)。接收濾波器的帶寬例如 可以從發(fā)送超聲波脈沖的時(shí)刻起連續(xù)地減小。另一構(gòu)型提出對(duì)于距離更遠(yuǎn)的物體的檢測(cè)，提高超聲波脈沖的脈沖持續(xù)時(shí)間。與 此并行地，降低接收濾波器4的帶寬。例如，脈沖持續(xù)時(shí)間可以提高到Ims而帶寬可以降低 到:3kHz。
權(quán)利要求
1.超聲波傳感器(1)，具有可轉(zhuǎn)換的接收濾波器，所述超聲波傳感器對(duì)于所述超聲波 傳感器的近測(cè)量范圍具有第一帶寬而對(duì)于所述超聲波傳感器(1)的遠(yuǎn)測(cè)量范圍具有第二 帶寬，其中，所述第一帶寬大于所述第二帶寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器(1)，其特征在于，所述接收濾波器(4)是帶通 濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波傳感器(1)，還具有計(jì)時(shí)器(5)，所述計(jì)時(shí)器設(shè)置 用于在發(fā)送超聲波脈沖之后的一個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間間隔之后將所述接收濾波器(4)從所 述第一帶寬轉(zhuǎn)換到所述第二帶寬。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的超聲波傳感器(1)，其中，所述第一帶寬是 20kHz，而所述第二帶寬是8kHz。
5.用于運(yùn)行超聲波傳感器的方法，具有以下步驟將接收濾波器轉(zhuǎn)換到第一帶寬上以檢測(cè)在近的物體上反射的超聲波信號(hào)，以及將該接收濾波器轉(zhuǎn)換到第二帶寬上以檢測(cè)在遠(yuǎn)的物體上反射的超聲波信號(hào)，其中，所 述第一帶寬大于所述第二帶寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在發(fā)送超聲波脈沖之前將所述接收濾波器(4)轉(zhuǎn)換到所述第一帶寬上，發(fā)送所述超聲波脈沖，以及在發(fā)送所述超聲波脈沖之后的一個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間間隔之后將所述接收濾波器(4) 轉(zhuǎn)換到所述第二帶寬上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，為了檢測(cè)在近的物體上反射的超聲波信號(hào)而發(fā) 送具有第一持續(xù)時(shí)間的超聲波脈沖，為了檢測(cè)在遠(yuǎn)的物體上反射的超聲波信號(hào)而發(fā)送具有 第二持續(xù)時(shí)間的超聲波脈沖，其中，所述第一持續(xù)時(shí)間短于所述第二持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的超聲波傳感器，具有可轉(zhuǎn)換的接收濾波器，該超聲波傳感器對(duì)于所述超聲波傳感器的近測(cè)量范圍具有第一帶寬而對(duì)于所述超聲波傳感器的遠(yuǎn)測(cè)量范圍具有第二帶寬，其中，所述第一帶寬大于所述第二帶寬。
文檔編號(hào)G01S7/526GK102150060SQ200980135294
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者M·賴(lài)歇 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司