DE102017128837A1

DE102017128837A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Funktionszustands eines Ultraschallsensors, wobei eine Spannung erfasst wird sowie Ultraschallsensorvorrichtung mit einem Ultraschallsensor

Info

Publication number: DE102017128837A1
Application number: DE102017128837.6A
Authority: DE
Inventors: Bastian Hafner; Fabian Haag; Mathieu BAICRY
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2019-06-06
Also published as: WO2019110540A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Funktionszustands eines Ultraschallsensors (5a) einer Ultraschallsensorvorrichtung (5) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei ein Schallwandlerelement (11) des Ultraschallsensors (5a) mit einem elektrischen Prüfsignal (P) angeregt wird, wobei das elektrische Prüfsignal (P) durch eine elektrische Stromstärke (I), eine elektrische Spannung (V) und eine Frequenz (f) definiert ist, und der Funktionszustand abhängig von einem Auswerten des elektrischen Prüfsignals (P) bestimmt wird, wobei das Schallwandlerelement (11) mit einem elektrischem Prüfsignal (P) angeregt wird, welches eine vorgegebene bekannte elektrische Stromstärke (I) aufweist und welche frequenzmoduliert wird, und eine von diesem elektrischen Prüfsignal (P) abhängige elektrische Spannung (V) am Schallwandlerelement (11) erfasst wird und abhängig von der erfassten Spannung (V)) zumindest ein Wert eines den Ultraschallsensor (5a) elektrisch charakterisierender Parameters bestimmt wird, welcher mit einem Wert eines einen Referenzultraschallsensor elektrisch charakterisierenden Referenzparameters verglichen wird und abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand des Ultraschallsensors (5a) bestimmt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Funktionszustands eines Ultraschallsensors einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Der Ultraschallsensor ist zum Aussenden eines Ultraschallsignals in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder zum Empfangen eines Echosignals des Ultraschallsignals ausgebildet. Ein Schallwandlerelement des Ultraschallsensors wird mit einem elektrischen Prüfsignal angeregt, wobei das elektrische Prüfsignal durch eine elektrische Stromstärke, eine elektrische Spannung und eine Frequenz definiert ist. Der Funktionszustand wird abhängig von einem Auswerten des elektrischen Prüfsignals bestimmt. Ferner betrifft die Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung mit zumindest einem Ultraschallsensor.
Ultraschallsensoren an Kraftfahrzeugen sind insbesondere zur Distanzmessung von Objekten ausgebildet. Bei Ultraschallsensoren findet insbesondere eine elektro-akustische Energiewandlung statt. Unabhängig vom physikalischen Prinzip dieser Energiewandlung, das unter anderem mechanisch-induktiver, mechanisch-kapazitiver, mechanisch-restriktiver, magnetisch-restriktiver oder elektrostriktiver Natur sein kann, besteht bei jedem energiewandelnden Element die Möglichkeit, intern oder extern induzierten Veränderungen ausgesetzt zu sein, die je nach Stärke zu einer Verfälschung des Messergebnisses oder einem kompletten Sensor-Ausfall führen können. Im Stand der Technik wird ein solcher Sensor-Ausfall meist durch Plausibilitätsüberprüfungen von dem sensorbetriebenen System festgestellt. Sensor-Veränderungen dagegen werden nicht detektiert.
Die DE 10 2014 115 000 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei welchem in einem Messbetrieb zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ein Wandler eines Ultraschallsensors zum Aussenden eines Ultraschallsignals mittels einer Sendestufe mit einem Sendesignal angeregt wird. Mittels einer Empfangsstufe wird anhand eines von dem Wandler erzeugten Signals ein Messsignal bereitgestellt. Während des Messbetriebs wird mittels einer Diagnoseeinrichtung eine Funktionsfähigkeit der Ultraschallsensorvorrichtung anhand des Sendesignals und/oder des Messsignals überprüft. Im Stand der Technik wird anhand des ausgesendeten Ultraschallsignals und des empfangenen Echosignals auf die Funktionsfähigkeit des Ultraschallsensors geschlossen. Nachteilig hierbei ist, dass insbesondere das Ultraschallsignal und das Echosignal von Umwelteinflüssen abhängig sind, sodass eine genaue Diagnose des Ultraschallsensors auf Basis des ausgesendeten Ultraschallsignals und des empfangenen Echosignals mit Fehlern behaftet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung, mittels welchem beziehungsweise mittels welcher zumindest ein Funktionszustand des Ultraschallsensors besser bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Ultraschallsensorvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Funktionszustands eines Ultraschallsensors einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Der Ultraschallsensor ist zum Aussenden eines Ultraschallsignals in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder zum Empfangen eines Echosignals des Ultraschallsignals ausgebildet. Ein Schallwandlerelement des Ultraschallsensors wird mit einem elektrischen Prüfsignal angeregt. Das elektrische Prüfsignal wird durch eine elektrische Stromstärke, eine elektrische Spannung und eine Frequenz definiert. Der Funktionszustand wird abhängig von einem Auswerten des elektrischen Prüfsignals bestimmt.
Das Schallwandlerelement wird mit einem elektrischen Prüfsignal angeregt, welches eine vorgegebene bekannte elektrische Stromstärke aufweist und welches frequenzmoduliert wird. Eine von diesem elektrischen Prüfsignal abhängige elektrische Spannung wird am Schallwandlerelement erfasst und abhängig von der erfassten Spannung zumindest ein Wert eines den Ultraschallsensor elektrisch charakterisierender Parameters bestimmt wird, welcher mit einem Wert eines einen Referenzultraschallsensor elektrisch charakterisierenden Referenzparameterwert verglichen wird und abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand des Ultraschallsensors bestimmt.
Dazu wird ein elektrisches Prüfsignal erzeugt, welches an den Ultraschallsensor angelegt wird, wobei zumindest eine durch das elektrische Prüfsignal beeinflusste Spannung des Ultraschallsensors ausgewertet wird. Abhängig von dieser Auswertung wird ein den Ultraschallsensor elektrisch charakterisierender Parameterwert des Ultraschallsensors bestimmt, die mit einem einen Referenzultraschallsensor elektrisch charakterisierenden Referenzparameterwert verglichen wird. Abhängig von dem Vergleich wird der Funktionszustand des Ultraschallsensors bestimmt. Die bekannte Stromstärke kann variabel sein, jedoch vorzugsweise konstant.
Insbesondere kann dadurch der Funktionszustand des Ultraschallsensors direkt und somit nicht, durch beispielsweise Umwelteinflüsse verfälscht, bestimmt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, eine genauere Bestimmung des Funktionszustands des Ultraschallsensors durchzuführen, so dass der Ultraschallsensor nicht nur auf Ausfall beziehungsweise Funktionstüchtigkeit überprüft werden kann, sondern auch weitere Funktionszustände wie beispielsweise ein Verschmutzungsgrad beziehungsweise ein Vereisungsgrad des Ultraschallsensors bestimmt werden kann.
Die Bestimmung des Funktionszustands wird somit sensorintern durchgeführt, was auch bedeutet, dass für diese Funktionsprüfung kein auszuwertendes Echosignal empfangen werden muss.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass für die Ultraschallsensorvorrichtung ein Funktionszustandsbestimmungsmodell bereitgestellt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass nach einer Bestimmung eines Funktionszustands eine entsprechende Maßnahme durchgeführt wird. Beispielsweise kann bei einem Defekt des Ultraschallsensors ein Warnhinweis erzeugt werden, so dass eine Person im Kraftfahrzeug darauf hingewiesen wird, dass der Ultraschallsensor zumindest in seiner Funktionalität eingeschränkt ist. Ebenfalls möglich ist, dass bei einer erkannten Vereisung des Ultraschallsensors beispielsweise ein Heizelement des Ultraschallsensors angesteuert wird, um die Vereisung zu entfernen. Sollte, beispielsweise aufgrund von Alterung einer Keramik eines Piezo-Ultraschallwandlers, nicht mehr der erforderliche Schalldruck bei einer bestimmten Leistung erbracht werden können, so kann durch eine Steuerungseinrichtung des Ultraschallwandlers beispielsweise die Leistung entsprechend erhöht werden, so dass ein zuverlässiger Weiterbetrieb des Ultraschallsensors dennoch realisiert werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stromstärke des elektrischen Prüfsignals gemessen wird und auf einen Sollwert eingestellt beziehungsweise geregelt wird. Es findet dann zeitgleich die Erfassung der Spannung am Schallwandlerelement statt. Die Spannung kann dann insbesondere an eine Auswerteeinheit übertragen werden, die zur Bestimmung des Funktionszustands des Schallwandlerelements, beispielsweise durch Extraktion der elektrischen Parameter, verwendet wird. Alternativ kann dies aber auch von der sensorinternen Signalverarbeitung mittels einer sensorinternen Auswerteeinrichtung durchgeführt werden. Bei dem Schallwandlerelement kann es sich insbesondere um ein Piezoelement handeln.
Aus den extrahierten Parametern kann nun auf den Zustand der elektrischen Schaltung und des Schallwandlerelements geschlossen werden. So können zum Bespiel Einflüsse wie Temperatur, Verschmutzung, Vereisung, Blindheit, Einbaufehler, Alterung oder andere Beeinträchtigungen von der Ultraschallsensoreinrichtung beziehungsweise auch der ultraschallsensorinternen Elektronik erkannt werden und dementsprechend Kompensationsmaßnahmen an den Parametern, wie beispielsweise Sendestrom, der Empfangsverstärkung, der Sendefrequenz, Empfangsfilter, Anregepulsdauer etc. mit oder ohne Information für den Fahrer der Systemdegeneration eingeleitet werden.
Ferner kann vorgesehen sein, das eine Information zumindest eines weiteren Sensors, wie beispielsweise eines Temperatursensors und/oder eines Luftfeuchtigkeitssensors und/oder weitere Sensordaten mit bei der Funktionszustandsbestimmung berücksichtigt werden. Der zumindest eine weitere Sensor kann Teil des Ultraschallsensors und/oder der Ultraschallsensorvorrichtung und/oder des Kraftfahrzeugs sein.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, wenn das Verfahren bei einer Mehrzahl von Betriebsarten des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann. Somit kann realisiert werden, dass die Bestimmung des Funktionszustands bei mehreren Betriebsarten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann. Somit kann insbesondere der Ultraschallsensor zuverlässig und funktionssicher auch im Fahrbetrieb und weiteren Betriebsarten betrieben werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird durch den elektrisch charakterisierenden Parameter eine Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors definiert. Die Ultraschallsensor-Übertragungsfunktion beschreibt insbesondere die mathematische Beziehung zwischen dem Ein-und dem Ausgangssignal des Ultraschallsensors. Insbesondere werden somit die elektro-mechanischen Eigenschaften des Ultraschallsensors beschrieben. Mittels der Übertragungsfunktion kann für ein beliebig frequenzmoduliertes Eingangssignal das entsprechende Ausgangssignal, das heißt die Reaktion des Ultraschallsensors auf das frequenzmodulierte Eingangssignal, bestimmt werden. Da insbesondere die Ultraschallsensoren im Resonanzbetrieb betrieben werden, ist die Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors in der Nähe der Resonanzfrequenz von besonderer Bedeutung.
Weiterhin bevorzugt ist, wenn durch den Referenzultraschallsensor charakterisierenden Referenzparameter eine Referenz-Übertragungsfunktion definiert wird und/oder Parameterwerte eines die Referenz-Übertragungsfunktion ergebenden ReferenzUltraschallsensors für eine Mehrzahl an potentiellen Funktionszuständen auf einem Speichermedium der Ultraschallsensorvorrichtung abgespeichert werden. Mittels dieser Ausgestaltungsform kann eine hohe Genauigkeit der Funktionszustandsbestimmung realisiert werden. Insbesondere können dann unterschiedliche Umwelteinflüsse, Alterungseinflüsse beziehungsweise Sensoreinflüsse beziehungsweise die Veränderung der Übertragungsfunktion aufgrund dieser Einflüsse mit auf dem Speichermedium abgespeichert werden, sodass für eine Vielzahl von potentiellen Situationen im Alltag der Funktionszustand des Ultraschallsensors präzise bestimmt werden kann. Dadurch lässt sich insbesondere der Ultraschallsensor sicher und zuverlässig betreiben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann ein elektrisches Modell beziehungsweise ein Ersatzschaltbild des Ultraschallsensors mit einer Mehrzahl von elektrischen Bauelementen erzeugt werden, wobei das elektrische Modell den mechanischen Ultraschallsensors elektrisch beschreibt, wobei Parameterwerte des elektrischen Modells durch der den Ultraschallsensor (5a) elektrisch charakterisierender Parameterwert charakterisiert werden. Insbesondere kann dann durch einen Vergleich der Mehrzahl von elektrischen Bauelementen mit einer Mehrzahl von elektrischen Bauelementen, die den Referenzultraschallwandler elektrisch beschreiben, der Funktionszustand des Ultraschallsensors bestimmt werden. Dadurch kann auf einfache und genaue Weise eine Quantifizierung des Funktionszustands des Ultraschallsensors auf Basis von elektrischen Bauelementen durchgeführt werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das elektrische Modell des Ultraschallsensors und/oder des Referenzultraschallsensors durch einen ersten Kondensator, einen zum ersten Kondensator separaten zweiten Kondensator, einer ersten Induktivität, einer zu ersten Induktivität separaten zweiten Induktivität, einen ersten ohmschen Widerstand und einen zum ersten ohmschen Widerstand separaten zweiten ohmschen Widerstand gebildet wird, wobei der erste Kondensator, die erste Induktivität und der erste ohmsche Widerstand in Serie verschaltet werden und der zweite Kondensator, die zweite Induktivität und der zweite ohmsche Widerstand jeweilig parallel zu der Serienschaltung geschaltet werden. Dadurch ist mittels eines einfachen Ersatzschaltbilds der Ultraschallsensor ausreichend genau beschrieben. Bei den elektrischen Bauelementen dieses Ersatzschaltbilds handelt es sich um einfache elektrische Bauelemente, deren Werte einfach bestimmt werden können, wodurch auf den Funktionszustand des Ultraschallsensors einfach Rückschluss gezogen werden kann. Dadurch, dass sich jedes der elektrischen Bauelemente elektrisch unterschiedlich verhält, kann somit eine Vielzahl von Funktionszuständen, welche abhängig ist von einer Vielzahl von Einflüssen, des Ultraschallsensors abgebildet werden, so dass eine präzise Bestimmung des aktuellen Funktionszustands des Ultraschallsensors realisiert werden kann. Ebenfalls kann durch das vorliegende Modell eine Überprüfung der Steuerungselektronik, welche beispielsweise zum Auswerten der gesendeten und empfangenen Ultraschallsignale ausgebildet ist und beispielsweise auf einer Leiterplatte des Ultraschallsensors angeordnet sein kann, durchgeführt werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn eine physikalische Kapazität des Ultraschallsensors mittels des zweiten Kondensators, eine mechanische Nachgiebigkeit einer Membran des Ultraschallsensors mittels des ersten Kondensators, eine bewegende Masse der Membran durch die erste Induktivität und eine Dämpfung des Schallsignals mittels des ohmschen Widerstands beschrieben werden. Insbesondere kann mittels der physikalischen Kapazität, der mechanischen Nachgiebigkeit, der bewegenden Masse und der Dämpfung der zumindest eine Funktionszustand des Ultraschallsensors bestimmt werden. Beispielsweise kann mittels einer Änderung des zweiten Kondensators, sprich der physikalischen Kapazität, ein Defekt der Piezo-Keramik bestimmt werden. Beispielsweise bei der Verringerung der zweiten Kapazität des zweiten Kondensators kann ein solcher Defekt vorliegen.
Insbesondere beschreiben der erste Kondensator, die erste Induktivität und der erste ohmsche Widerstand das elektro-akustische Modell der Schallwandlung des Ultraschallsensors. Bei einer Veränderung der Kapazität des ersten Kondensators, mit anderen Worten der mechanischen Nachgiebigkeit bzw. dem Reziprokwert der Steifigkeit, kann beispielsweise auf eine Vereisung des Ultraschallsensors geschlossen werden, da die Nachgiebigkeit nachlässt, sobald Eis auf einer Membran des Ultraschallsensors ist. Insbesondere bei Eis auf der Membran ändert sich ebenfalls die sich bewegende Masse der Membran, welche durch die erste Induktivität dargestellt ist, sodass insbesondere bei Eis sich auch die erste Induktivität ändert. Ebenfalls möglich ist, dass bei Verschmutzung des Ultraschallsensors, mit anderen Worten ist Schmutz auf der Membran des Ultraschallsensors, eine zusätzliche Masse auf der Membran des Ultraschallsensors angeordnet ist, sodass sich hier ebenfalls die erste Induktivität verändert. Durch den ersten ohmschen Widerstand ist insbesondere die Dämpfung des Ultraschallsignals in der Umgebung erfassbar, wobei die Dämpfung insbesondere durch eine Luftschalldämpfung stattfindet, welche insbesondere abhängig von einer Außentemperatur und einer Luftfeuchtigkeit ist.
Bevorzugt können jeweilige Parameterwerte der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität, der ersten Induktivität, der zweiten Induktivität, des ersten ohmschen Widerstands und des zweiten ohmschen Widerstands des Ultraschallsensors mittels einer Parameterwertanpassung, insbesondere mittels einer numerischen Optimierung, derart bestimmt werden, dass sich mit diesen angepassten Parameterwerten eine Übertragungsfunktion modellmäßig ergibt. Insbesondere mittels eines Parameterfits, welches die Parameteranpassung ist, in Form der numerischen Optimierung des Parameterfits ist es sehr einfach möglich, die Parameterwerte der entsprechenden elektrischen Bauelemente zu bestimmen, wodurch sich schnell und einfach der Funktionszustand des Ultraschallsensors bestimmen lässt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Schallwandlerelement mittels eines positiven Frequenzchirps als elektrisches Prüfsignal angeregt werden. Bei einem positiven Frequenzchirp handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, welches insbesondere von einer niedrigen Frequenz auf eine hohe Frequenz zeitlich moduliert wird. Durch den Einsatz des positiven Frequenzchirps als elektrisches Prüfsignal kann somit ein zuverlässiges Prüfsignal bereitgestellt werden, sodass die abhängigen Spannungen zuverlässig bei mehreren Frequenzen überprüft werden kann und somit auf den Funktionszustand des Ultraschallsensors zuverlässig ein Rückschluss gezogen werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Anregen mit dem positiven Frequenzchirp durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands durchgeführt wird. Das Frequenzband ist insbesondere durch vorgegebene Grenzen definiert. Insbesondere weist das Frequenzband eine untere Grenze und eine obere Grenze auf. Da insbesondere der Ultraschallsensor innerhalb eines Frequenzbands betrieben wird, ist es somit vorteilhaft, lediglich in diesem Frequenzband die Spannung zu prüfen, um so den Funktionszustand insbesondere um die Resonanzfrequenz herum, bestimmen zu können.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Anregen mit dem positiven Frequenzchirp durch Frequenzen von zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt wird. Dadurch kann realisiert werden, dass der Ultraschallsensor auch über die Arbeitsfrequenzen hinweg, insbesondere über die Resonanzfrequenz hinweg, überprüft werden kann. Somit kann ein umfänglicheres Gesamtbild des Funktionszustands des Ultraschallsensors realisiert werden.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Schallwandlerelement mittels eines negativen Frequenzchirps als elektrisches Prüfsignal angeregt wird. Beim negativen Frequenzchirp handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, dessen Frequenz von einer hohen Frequenz auf eine niedrigere Frequenz über die Zeit hinweg moduliert wird. Somit kann über einen größeren Frequenzbereich der Ultraschallsensor zu seinem Funktionszustand überprüft werden. Des Weiteren können somit unterschiedliche Spannungen zu unterschiedlichen Frequenzen bestimmt werden, sodass zuverlässig der Funktionszustand bestimmt werden kann.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands durchgeführt wird. Das Frequenzband ist insbesondere durch vorgegebene Grenzen definiert. Insbesondere weist das Frequenzband eine untere Grenze und eine obere Grenze auf. Da insbesondere der Ultraschallsensor innerhalb eines Frequenzbands betrieben wird, ist es somit vorteilhaft, lediglich in diesem Frequenzband die Spannung zu prüfen, um so den Funktionszustand insbesondere um die Resonanzfrequenz herum, bestimmen zu können.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp durch Frequenzen von zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt wird. Dadurch kann realisiert werden, dass der Ultraschallsensor auch über die Arbeitsfrequenzen hinweg, insbesondere über die Resonanzfrequenz hinweg, überprüft werden kann. Somit kann ein umfänglicheres Gesamtbild des Funktionszustands des Ultraschallsensors realisiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Schallwandlerelement mittels zweier elektrischer Prüfsignale angeregt werden, wobei ein erstes elektrisches Prüfsignal unterschiedlich frequenzmoduliert ist als das zweite elektrische Prüfsignal. Insbesondere kann es sich beispielsweise bei dem ersten elektrischen Prüfsignal um einen positiven Frequenzchirp und beispielsweise bei dem zweiten ersten elektrischen Prüfsignal um einen negativen Frequenzchirp handeln. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei den beiden elektrischen Prüfsignalen um zwei positive oder zwei negative Frequenzchirps handelt. Die zwei unterschiedlichen elektrischen Prüfsignale müssen lediglich unterschiedlich frequenzmoduliert sein. Dadurch kann eine genauere Bestimmung des Funktionszustands realisiert werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Übertragungselement des Schallwandlerelements an einer primären Seite des Übertragungselements mit dem elektrischen Prüfsignal angeregt wird. Bei dem Übertragungselement kann es sich beispielsweise um ein Transformatorelement handeln. Dadurch ist es möglich, dass ohne vorheriger zusätzlicher Stromstärkenerfassung, das Schallwandlerelement mit dem elektrischen Prüfsignal angeregt wird. Dadurch kann bauteilreduziert, insbesondere, da ein zusätzlicher Shunt-Widerstand sekundärseitig entfällt, die Spannung bei vorgegebener Stromstärke erfasst werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Übertragungselement des Schallwandlerelements an einer sekundären Seite des Übertragungselements mit dem elektrischen Prüfsignal angeregt wird. Dadurch können Energieverluste innerhalb des Übertragungselements verhindert werden, so dass das Schallwandlerelement mit einem energiereduzierten elektrischen Prüfsignal angeregt werden kann.
Alternativ kann das elektrische Prüfsignal auch bei Ultraschallsensorvorrichtungen angewendet werden, bei denen das Schallwandlerelement direkt, also ohne Übertrager/ Transformator, angesteuert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann ein zeitlicher Verlauf oder ein Betrag oder ein Realteil der elektrischen Spannung oder eine Einhüllende des Spanungsverlaufs der Spannung erfasst werden und abhängig davon der Wert des den Ultraschallsensor elektrisch charakterisierende Parameters Übertragungsfunktion bestimmt wird. Insbesondere können durch unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der erfassten Spannung die Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors und damit der Funktionszustand des Ultraschallsensors zuverlässig bestimmt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung mit zumindest einem Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Sendeeinrichtung zum Senden von Ultraschallsignalen, mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Echosignals der Ultraschallsignale und mit einer Steuerungseinrichtung des Ultraschallsensors, welche dazu ausgebildet ist, ein zuvor beschriebenes Verfahren beziehungsweise eine vorteilhafte Ausführungsform davon durchzuführen.
Dazu kann die Ultraschallsensorvorrichtung eine Auswerteeinrichtung aufweisen, mittels welcher die Auswertung durchgeführt werden kann. Die Auswerteeinheit kann dazu ultraschallsensorextern oder ultraschallsensorintern angeordnet sein.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kraftfahrzeug mit einer Ultraschallsensorvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist dabei insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausführungsformen der Ultraschallsensorvorrichtung und des Kraftfahrzeugs anzusehen, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung und das Kraftfahrzeug dazu gegenständliche Merkmalen aufweisen, die eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausführungsform davon ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus den separierten Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer Ultraschallsensorvorrichtung;
2 ein schematisches Zeit-Frequenz-Diagramm einer Ausführungsform eines elektrischen Prüfsignals;
3 ein schematisches Zeit-Spannungs-Diagramm einer erfassten Spannung bei einer Ausführungsform des elektrischen Prüfsignals; und
4 ein schematisches Ersatzschaltbild einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in der Umgebung 4 des Kraftahrzeugs 1 befindet erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest eine Ultraschallsensorvorrichtung 5. Die Ultraschallsensorvorrichtung 5 wiederum weist zumindest einen Ultraschallsensor 5a auf. Der Ultraschallsensor 5a umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mittels welcher zumindest ein Ultraschallsignal 8, insbesondere mehrere Ultraschallsignale 8, ausgesendet werden kann/können. Vorliegend ist rein beispielhaft eine Ultraschallsensorvorrichtung 5 mit einem Ultraschallsensor 5a in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet. Des Weiteren ist vorliegend rein beispielhaft eine weitere Ultraschallsensorvorrichtung 5 an einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensorvorrichtung 5 am Heckbereich weist rein beispielhaft vier Ultraschallsensoren 5a auf.
Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Ultraschallsignale 8 innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E bzw. eines vorbestimmten Winkelbereichs, mittels einer Membran, ausgesendet werden. Die Membran ist insbesondere an ein Schallwandlerelement 11 gekoppelt, mittels welchem beim Sendevorgang elektrische Signale in Ultraschallsignale 8 und beim Empfangsvorgang die Echosignale 9 in elektrische Signale umwandelbar sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Schallwandlerelement 11 um ein Piezoelement handeln.
Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 5 eine Empfangseinrichtung 7, mittels welcher reflektierte Ultraschallsignale als Echosignale 9, welche vom Objekt 3 reflektiert wurden, insbesondere über die Membran empfangen werden können. Mit der Empfangseinrichtung 7 können also von dem Objekt 3 reflektierte Ultraschallsignale 9 als Empfangssignal empfangen werden. Ferner kann die Ultraschallsensorvorrichtung 5 eine Steuerungseinrichtung S aufweisen, die beispielsweise durch ein Mikrocontroller und/oder ein digitalen Signalprozessor gebildet sein kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 10, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU-electronic control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuerungseinrichtung 10 ist zur Datenübertragung mit der Ultraschallsensorvorrichtung 5 verbunden. Die Datenübertragung kann beispielsweise über den Datenbus des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.
2 zeigt schematisch ein Zeit-Frequenz-Diagramm. Auf der Abszisse A ist insbesondere die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate O ist insbesondere die Frequenz f aufgetragen. Insbesondere zeigt die 1, wie ein elektrisches Prüfsignal P an das Schallwandlerelement 11 angelegt wird. Das elektrische Prüfsignal P regt das Schallwandlerelement 11 an, wobei das elektrische Prüfsignal P eine vorgegebene bekannte elektrische Stromstärke I (4) aufweist und welches frequenzmoduliert ist.
Beispielsweise kann das Schallwandlerelement 11 mittels eines positiven Frequenzchirps 12 als elektrisches Prüfsignal P angeregt werden. Bei dem positiven Frequenzchirp 12 handelt es sich insbesondere um ein frequenzmoduliertes Signal, dessen Frequenz über die Zeit t steigt. Mit anderen Worten wird der positive Frequenzchirp 12 zum Zeitpunkt t0 beispielsweise mit einer Frequenz f1 ausgesendet und wird über die Zeit t derart moduliert, dass dieser zu einem Zeitpunkt t2 eine zur ersten Frequenz f1 höhere Frequenz f2 aufweist. Das Anregen mit dem positiven Frequenzchirp 12 kann dabei durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands durchgeführt werden. Es ist alternativ auch möglich, dass das Anregen mit dem positiven Frequenzchirp 12 durch Frequenzen von zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt wird.
Ferner ist es möglich, dass das Schallwandlerelement 11 mittels eines negativen Frequenzchirps 13 als elektrisches Prüfsignal P angeregt wird. Beim negativen Frequenzchirp 13 kann es sich insbesondere um ein frequenzmoduliertes Signal handeln, dessen Frequenz über die Zeit t abnimmt. Beispielsweise kann zum Zeitpunkt t0 der negative Frequenzchirp 13 mit einer Frequenz f2 ausgesendet werden und über die Zeit t hinweg abnehmen, sodass er beispielsweise zum Zeitpunkt t2 eine zur Frequenz f2 unterschiedliche niedrigere Frequenz f1 aufweist. Das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp 13 kann dabei durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands durchgeführt werden, es ist alternativ auch möglich, dass das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp 13 durch Frequenzen von zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Schallwandlerelement 11 mittels zwei elektrischen Prüfsignalen P angeregt wird, wobei ein erstes elektrisches Prüfsignal P unterschiedlich frequenzmoduliert ist als das zweite elektrische Prüfsignal P. Beispielsweise kann hierzu das erste elektrische Prüfsignal P als positiver Frequenzchirp 12 ausgebildet sein und das zweite elektrische Prüfsignal P kann als negativer Frequenzchirp 13 ausgebildet sein. Insbesondere wird das elektrische Prüfsignal P derart frequenzmoduliert, dass zumindest eine Resonanzfrequenz f_res mit der Frequenz des elektrischen Prüfsignals P umfasst ist. Da insbesondere der Funktionszustand um die Resonanzfrequenz herum von Bedeutung ist, hat dies den Vorteil, dass insbesondere um diese Frequenz herum der Funktionszustand überprüft werden kann. Im vorliegenden Beispiel kann beispielsweise zum Zeitpunkt t1 die Resonanzfrequenz f_res erreicht werden.
3 zeigt schematisch ein Zeit-Spannungs-Diagramm. Auf der Abszisse A ist insbesondere die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate O ist insbesondere die Spannung V aufgetragen. Das elektrische Prüfsignal P, welches eine vorgegebene bekannte elektrische Stromstärke I aufweist und welches frequenzmoduliert wird, wird an das Schallwandlerelement 11 angelegt. Ein von diesem elektrischen Prüfsignal P abhängiger elektrischer Spannungsverlauf V₁ wird erfasst und zumindest ein Wert eines den Ultraschallsensor 5a charakterisierender Parameters, insbesondere eine Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors 5a, dadurch bestimmt. Dieser Parameter, insbesondere diese Übertragungsfunktion, wird mit einem Wert eines einen Referenzultraschallsensor elektrisch charakterisierenden Referenzparameters, insbesondere einer Referenz-Übertragungsfunktion, verglichen und abhängig von dem Vergleich wird der Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt.
Die 3 zeigt insbesondere den Spannungsverlauf V₁ vom Zeitpunkt t0 bis Zeitpunkt t2 aus 2. Insbesondere wird zum Zeitpunkt t0 das Schallwandlerelement 11 mit dem frequenzmodulierten elektrischen Prüfsignal P angeregt und der Spannungsverlauf V₁ bis zum Zeitpunkt t2, an dem das elektrische Prüfsignal P beendet ist, erfasst. Anhand der gemessenen Spannungen V kann dann der Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein zeitlicher Verlauf oder ein Betrag oder ein Realteil der elektrischen Spannungen V oder eine Einhüllende 14 des Spannungsverlaufs V₁ der Spannung V erfasst wird und abhängig davon die Übertragungsfunktion bestimmt wird. Zum Zeitpunkt t1, an welchem das elektrische Prüfsignal P die Resonanzfrequenz f_res erreicht, weist insbesondere die Einhüllende 14 eine niedrige Spannung auf, da hier der Ultraschallsensor 5a besonders effizient betrieben werden kann.
Mittels der Übertragungsfunktion kann insbesondere das akustische elektrische Verhalten des Ultraschallsensors 5a dargestellt werden. Insbesondere weist bauartbedingt jeder Ultraschallsensor 5a eine spezifische Übertragungsfunktion auf. Durch äußere Einflüsse, wie beispielsweise Umwelteinflüsse, Alterung oder sensorbedingte Einflüsse, kann es dazu kommen, dass der Ultraschallsensor 5a eine abweichende Übertragungsfunktion gegenüber einer Referenz-Übertragungsfunktion eines Referenzultraschallsensors aufweist. Insbesondere ist die Übertragungsfunktion unterschiedlich zur Referenz-Übertragungsfunktion. Anhand der Übertragungsfunktion gegenüber der Referenz-Übertragungsfunktion kann dann insbesondere ein Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob der Ultraschallsensor 5a verschmutzt beziehungsweise vereist ist. Die Übertragungsfunktion wird abhängig von dem elektrischen Prüfsignal P bestimmt, wobei der Ultraschallsensor 5a mit dem elektrischen Prüfsignal P angeregt wird. Die Spannung V₁ wird ausgewertet und abhängig davon die Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors 5a bestimmt. Die Übertragungsfunktion wird mit der Referenz-Übertragungsfunktion verglichen und abhängig von dem Vergleich kann dann der Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt werden.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung des Funktionszustands des Ultraschallsensors 5a bei einer Mehrzahl von Betriebsarten des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere bei einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1, durchgeführt werden kann. Somit kann aktuell der Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt werden.
4 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild einer Ausführungsform des Ultraschallsensors 5a als ein elektrisches Modell 15 des Ultraschallsensors 5a. Insbesondere beschreibt das elektrische Modell 15 den mechanischen Ultraschallwandler 5a elektrisch. Insbesondere weist das elektrische Modell 15 eine Mehrzahl an Bauelementen 16 auf.
Insbesondere weist das elektrische Modell 15 einen ersten Kondensator 17, einen zweiten Kondensator 20, eine erste Induktivität 18, eine zweite Induktivität 21, einen ersten ohmschen Widerstand 19 und einen zweiten ohmschen Widerstand 22 auf. Insbesondere sind Parameterwerte der Bauelemente 16 derart ausgebildet, dass sie durch die Übertragungsfunktion charakterisiert werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass im elektrischen Modell 15 der erste Kondensator 17, die erste Induktivität 18 und der erste ohmsche Widerstand 19 in Serie geschaltet sind und parallel zu dieser Serienschaltung jeweilig der zweite Kondensator 20, die zweite Induktivität 21 und der zweite ohmsche Widerstand geschaltet ist.
Insbesondere bilden der zweite Kondensator 20, die zweite Induktivität 21 und der zweite ohmsche Widerstand die elektrischen, insbesondere parasitären, Eigenschaften der Bauteile des Ultraschallsensors 5a ab. Diese Eigenschaften werden in dem elektrischen Modell 15 mit berücksichtigt. Mittels des ersten Kondensators 17 kann beispielsweise eine mechanische Nachgiebigkeit, welche dem Reziprokwet der Steifigkeit entspricht, einer Membran des Ultraschallsensors 5a beschrieben werden. Mittels der ersten Induktivität 18 kann insbesondere eine bewegende Masse der Membran beschrieben werden. Mittels des ersten ohmschen Widerstands 19 kann insbesondere eine Dämpfung des Ultraschallsignals 8 beschrieben werden. Insbesondere kann mittels der physikalischen Kapazität, der mechanischen Nachgiebigkeit der bewegenden Masse und der Dämpfung der zumindest eine Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt werden.
Beispielsweise kann sich bei einer defekten Keramik die Kapazität des zweiten Kondensators 20 verringern, sodass durch eine Verringerung der zweiten Kapazität auf einen Defekt der Keramik schließen lässt. Sollte beispielsweise Eis auf der Membran des Ultraschallsensors 5a sein, so kann sich beispielsweise die mechanische Nachgiebigkeit und die bewegende Masse verändern, sodass im elektrischen Modell 15 eine Veränderung des ersten Kondensators 17, bzw. eine Veränderung der ersten Kapazität des ersten Kondensators 17, und eine Veränderung der ersten Induktivität 18 zu verzeichnen ist. Anhand der Parameterwertänderungen kann dann auf den Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a Rückschluss gezogen werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Parameterwerte der Bauelemente 16 mittels einer Parameterwertanpassung, insbesondere mittels einer numerischen Optimierung, derart bestimmt werden, dass sie sich mit diesen angepassten Parameterwerten die Übertragungsfunktion modellmäßig ergibt.
Insbesondere können dann die Referenz-Übertragungsfunktion und/oder Parameterwerte eines die Referenz-Übertragungsfunktion ergebenden Referenzultraschallsensors für eine Mehrzahl von potentiellen Funktionszuständen auf einem Speichermedium der Ultraschallsensorvorrichtung 5 abgespeichert werden. Somit können dann die einzelnen Parameterwerte der Bauelemente 16 mit den Parameterwerten der Bauelemente des Referenzultraschallsensors verglichen werden und dadurch auf den im Speicher abgespeicherten Informationen Rückschlüsse auf die Umweltbedingungen, die Sensorbedingungen bzw. die Alterung des Ultraschallsensors 5a gezogen werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Information zumindest eines weiteren Sensors, wie beispielsweise eines Temperatursensors und/oder eines Luftfeuchtigkeitssensors und/oder weiterer Sensorarten, bei der Funktionszustandsbestimmung mit berücksichtigt wird. Der zumindest eine weitere Sensor kann Teil des Ultraschallsensors 5a und/oder der Ultraschallsensorvorrichtung 5 und/oder des Kraftfahrzeugs 1 sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass somit die Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors 5a direkt und somit sensorintern - ohne ausgesendete Ultraschallsignale und empfangene Echosignale zu senden und auszuwerten - gemessen wird und anhand der Übertragungsfunktion der Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a bestimmt wird. Dazu wird der Ultraschallsensor 5a mittels des elektrischen Prüfsignals P angeregt. Mittels des elektrischen Prüfsignals P wird dann die Spannung V des Ultraschallsensors 5a beeinflusst und durch den Ultraschallsensor 5a ausgewertet. Abhängig von der vom elektrischen Prüfsignal P abhängigen erfassten Spannung wird die Übertragungsfunktion bestimmt. Das bereitgestellte elektrische Modell 15 mit seinen Bauelementen 16 wird durch Parameterwertanpassung an die bestimmte Übertragungsfunktion angepasst, so dass die Bauelemente 16 die Übertragungsfunktion charakterisieren. Die angepassten Parameterwerte werden dann mit Referenzparameterwerten eines Referenzultraschallsensors verglichen und auf Basis des Vergleichs werden dann Rückschlüsse auf den Funktionszustand des Ultraschallsensors 5a gezogen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Übertragungselement 23 des Schallwandlerelements 11 an einer primären Seite 23a des Übertragungselements 23 mit dem elektrischen Prüfsignal P angeregt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass das elektrische Prüfsignal P an einer sekundären Seite 23b des Übertragungselements 23 angeregt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014115000 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Funktionszustands eines Ultraschallsensors (5a) einer Ultraschallsensorvorrichtung (5) für ein Kraftfahrzeug (1), welche zum Aussenden eines Ultraschallsignals (8) in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) und/oder zum Empfangen eines Echosignals (9) des Ultraschallsignals (8) ausgebildet ist, wobei ein Schallwandlerelement (11) des Ultraschallsensors (5a) mit einem elektrischen Prüfsignal (P) angeregt wird, wobei das elektrische Prüfsignal (P) durch eine elektrische Stromstärke (I), eine elektrische Spannung (V) und eine Frequenz (f) definiert ist, und der Funktionszustand abhängig von einem Auswerten des elektrischen Prüfsignals (P) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallwandlerelement (11) mit einem elektrischem Prüfsignal (P) angeregt wird, welches eine vorgegebene bekannte elektrische Stromstärke (I) aufweist und welches frequenzmoduliert wird, und eine von diesem elektrischen Prüfsignal (P) abhängige elektrische Spannung (V) am Schallwandlerelement (11) erfasst wird und abhängig von der erfassten Spannung (V) zumindest ein Wert eines den Ultraschallsensor (5a) elektrisch charakterisierender Parameters bestimmt wird, welcher mit einem Wert eines einen Referenzultraschallsensor elektrisch charakterisierenden Referenzparameters verglichen wird und abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand des Ultraschallsensors (5a) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zumindest einen charakterisierenden Parameter eine Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors (5a) definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Modell (15) des Ultraschallsensors (5a) mit einer Mehrzahl von elektrischen Bauelementen (16) erzeugt wird, wobei das elektrische Modell (15) den mechanischen Ultraschallsensor (5a) elektrisch beschreibt, wobei Parameterwerte des elektrischen Modells (15) durch die Übertragungsfunktion des Ultraschallsensors (5a) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallwandlerelement (11) mittels eines positiven Frequenzchirps (12) als elektrisches Prüfsignal (P) angeregt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregen mit dem positiven Frequenzchirp (12) durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregen mit dem positiven Frequenzchirp (12) durch Frequenzen von zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallwandlerelement (11) mittels eines negativen Frequenzchirps (13) als elektrisches Prüfsignal (P) angeregt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp (13) durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp (13) durch Frequenzen von zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallwandlerelement (11) mittels zwei elektrischen Prüfsignalen (P) angeregt wird, wobei ein erstes elektrisches Prüfsignal (P) unterschiedlich frequenzmoduliert ist als das zweite elektrische Prüfsignal (P).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertragungselement (23) des Schallwandlerelements (11) an einer primären Seite (23a) des Übertragungselements (23) mit dem elektrischen Prüfsignal (P) angeregt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertragungselement (23) des Schallwandlerelements (11) an einer sekundären Seite (23b) des Übertragungselements (23) mit dem elektrischen Prüfsignal (P) angeregt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Verlauf oder ein Betrag oder ein Realteil der elektrischen Spannung (V) oder eine Einhüllende (14) des Spanungsverlaufs (V₁) der Spannung (V) erfasst wird und abhängig davon der den Ultraschallsensor (5a) elektrisch charakterisierende Parameter bestimmt wird.
Ultraschallsensorvorrichtung (5) mit zumindest einem Ultraschallsensor (5a) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Sendeeinrichtung (6) zum Senden von Ultraschallsignalen (8), mit einer Empfangseinrichtung (7) zum Empfangen eines Echosignals (9) der Ultraschallsignale (8) und mit einer Steuerungseinrichtung (S) des Ultraschallsensors (5a), welche dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.