專利名稱：用于控制車輛上傳感器的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照主權(quán)利要求類型的一種方法以及一種裝置，用于控制車輛上的傳 感器，例如，在機動車中作為泊車助手的超聲波環(huán)境探測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在這種超聲波環(huán)境探測系統(tǒng)中，例如，將至少一個超聲波傳感器或多個超聲波傳 感器安裝在例如機動車的前和/或后保險杠中或者也按照在側(cè)面中。在此，各超聲波傳感 器發(fā)射超聲波信號，該超聲波信號被可能存在的物體或障礙物反射，然后可能被同一超聲 波傳感器或者被其它的超聲波傳感器接收，并且然后將所接收的反射信號饋送至信號評估 裝置。這種超聲波環(huán)境探測系統(tǒng)經(jīng)常構(gòu)造有從控制裝置到各傳感器的單獨連接。這種控制裝置用來驅(qū)動超聲波傳感器，并評估由各超聲波傳感器測出的距離?？?制裝置通常還驅(qū)動作為信號發(fā)送裝置的揚聲器，或者，經(jīng)由總線向車輛的車載計算機傳輸 數(shù)據(jù)用于進一步評估?？刂蒲b置經(jīng)常還具有其它的功能，諸如故障存儲，等等。例如，DE 101 44 829 Al公開了，超聲波傳感器是用于環(huán)境探測系統(tǒng)的這種傳感 器系統(tǒng)的部件，超聲波傳感器經(jīng)由總線系統(tǒng)與車輛中的中央控制裝置通信。從中同樣公開 的是，在各傳感器附近，也就是分別地在前后保險杠上安裝分散式控制單元，分散式控制單 元一方面經(jīng)由總線系統(tǒng)與中央控制裝置相連接，另一方面經(jīng)由電源線和通信線與傳感器相 連接。有關(guān)布置在各區(qū)域中的傳感器的特定數(shù)據(jù)分別存儲在分散式控制單元中，并且在分 散式控制單元中實現(xiàn)一系列功能，諸如，與傳感器通信、向傳感器供電、經(jīng)由總線系統(tǒng)傳輸 來自傳感器的距離信息、驅(qū)動信息的讀取及處理、以及傳感器編碼數(shù)據(jù)的存儲。此外，DE 103 25 374 Al也公開了，將所使用的一個傳感器具體化為所謂的主傳 感器，主傳感器記錄由多個傳感器獲取的數(shù)據(jù)，并進一步適當(dāng)?shù)靥幚砩鲜鰯?shù)據(jù)。在具有單獨連接或具有總線系統(tǒng)的這些公知的系統(tǒng)中，中央控制裝置或這里的主 傳感器確定測量順序。利用觸發(fā)脈沖或觸發(fā)電文，控制裝置確定哪個傳感器執(zhí)行哪種動作。 這種動作的示例是超聲波脈沖的產(chǎn)生或?qū)Τ暡}沖的感知。系統(tǒng)經(jīng)常定義這種觸發(fā)脈 沖或觸發(fā)數(shù)據(jù)同步地用于多個傳感器，以便也同步地實現(xiàn)測量動作。然而，也可能提供或者 在技術(shù)上要求觸發(fā)與動作之間的延遲。因此，大部分系統(tǒng)成本，尤其對于泊車輔助系統(tǒng)中傳感器的使用而言的系統(tǒng)成本， 是由于控制電子器件所致。所以，本發(fā)明的目的是，尋求一種成本有效的系統(tǒng)，可以使技術(shù) 復(fù)雜性和控制電子器件的成本最小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于一種用于控制傳感器的方法，尤其用于在車輛中的超聲波距離探測系 統(tǒng)，其中，傳感器與用于預(yù)定距離探測操作的信號發(fā)生器通信。根據(jù)本發(fā)明，在各種情況下， 由隨機發(fā)生器觸發(fā)的信號有利地促使多個傳感器中的一個傳感器產(chǎn)生發(fā)送信號，以及，基 于由遠(yuǎn)處物體反射的接收信號，直接使用感知的距離來驅(qū)動信號發(fā)送裝置。
此外，如果以隨機時間間隔方式由隨機發(fā)生器觸發(fā)的發(fā)送信號促使在傳感器中產(chǎn) 生具有預(yù)定頻率、周期數(shù)及幅度的正弦振蕩，則是有利的。在此，可以將由遠(yuǎn)處物體反射的 接收信號與預(yù)定門限值進行比較，以及，在邏輯濾波器中計算該反射是直接反射、還是來自 鄰近傳感器的發(fā)送信號、干擾信號或者是多次反射。為了定義可以進行評估的接收信號，將在具有預(yù)定頻率的預(yù)定時段中檢測出的接 收信號，作為由遠(yuǎn)處物體反射的接收信號。然后，將從接收信號中確定的離遠(yuǎn)處物體的距 離，以簡單方式轉(zhuǎn)換成與距離相對應(yīng)的信號發(fā)生器的信號類型。使用計數(shù)器可以有利地感知從一個信號發(fā)送操作到下一個信號發(fā)送操作的時段， 以及，就短時段而言，可以輸出一種持續(xù)的信號發(fā)送操作。為此，在通過一個傳感器的信號 發(fā)送操作的開始之后，計數(shù)器開始計數(shù)，以及，如果由另一傳感器造成信號發(fā)送操作，則分 別重新地開始計數(shù)。在用于實現(xiàn)先前所述方法的本發(fā)明裝置中，在車輛上的距離探測系統(tǒng)中，分別由 隨機發(fā)生器觸發(fā)作為傳感器的超聲波傳感器，以及，發(fā)生器用于產(chǎn)生可以經(jīng)由放大器傳導(dǎo) 至超聲波傳感器膜片的正弦振蕩。信號放大器基于物體反射的信號放大膜片的接收信號， 然后，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于將放大的接收信號與門限值進行比較并產(chǎn)生數(shù)字信號。此外， 設(shè)置了邏輯濾波器，其中可能計算該信號是否為反射信號，以及存在評估單元，用于將離遠(yuǎn) 處物體的感知距離傳換成信號發(fā)生器的信號發(fā)送操作類型。具體地，利用電子電路實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的裝置，該電子電路具有集電極開路電路， 后者由評估單元的信號發(fā)送操作驅(qū)動，將用于信號發(fā)生器的信號線拉到地。信號發(fā)生器優(yōu) 選為聲音發(fā)生器，或者，也可以將具有音頻的聲音信號調(diào)制到信號線上，其中，然后可以將 信號線與已有揚聲器直接連接。有利地，可以將根據(jù)本發(fā)明的具有距離探測系統(tǒng)的裝置安裝在車輛中，在前和/ 或后保險杠中，以及，利用至少一根三芯電纜，可以實現(xiàn)從傳感器到信號發(fā)生器的全部連 接。在此還可以考慮，當(dāng)車輛中的倒車檔被掛上時，執(zhí)行例如后部傳感器的初始化。無論如何，由于所有的評估功能和信號發(fā)送功能可以用傳感器和信號發(fā)生器直接 實現(xiàn)，本發(fā)明使得更多的集中化或分散化的電子控制電路成為多余。由于傳感器不要求任 何外部驅(qū)動，自身同步并可以直接驅(qū)動車輛中已有的聲音發(fā)生器，所以例如泊車輔助系統(tǒng) 可以根本不需要控制裝置。作為省略控制裝置的結(jié)果，由于既不需要軟件，也不需要任何額 外的部件，這導(dǎo)致低系統(tǒng)成本。因此，可以實現(xiàn)一種具有簡單布線和任意期望數(shù)量的自由可 串聯(lián)傳感器的簡單的節(jié)省空間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。


基于

本發(fā)明的示范實施例，附圖中圖1示出了后保險杠上帶有傳感器、尤其超聲波傳感器的車輛示意圖；圖2舉例示出了帶有根據(jù)本發(fā)明電路的超聲波傳感器；以及圖3、圖4和圖5示出了關(guān)于時間繪制的傳感器時鐘信號的信號波形。
具體實施例方式圖1示意性示出了帶有前保險杠2和后保險杠3的車輛1。這里，例如，作為用于超聲波泊車輔助系統(tǒng)傳感器4的超聲波傳感器示于后保險杠3中。在此，將傳感器4經(jīng)由 三芯電纜5互相連接，并與插塞式連接器6相連接。經(jīng)由插塞式連接器6連接聲音發(fā)生器 7,以及，將電源電壓經(jīng)由開關(guān)8饋送至插塞式連接器6，并由此饋送至傳感器4，其中，驅(qū)動 開關(guān)8例如通過車輛1中倒車檔的掛入而被操作。全部傳感器4因此并行連接，并且各傳 感器4因此經(jīng)由信號線9驅(qū)動聲音發(fā)生器7。由于在沒有就功能而言的限制的條件下也能 實現(xiàn)大量其它電纜線束，因此，這里示出的三芯電纜5只是一種示例。圖2示出一個傳感器4的電子電路示范實施例，以其為基礎(chǔ)說明本發(fā)明裝置的功 能。在隨機發(fā)生器10中，以隨機時間間隔方式產(chǎn)生信號或觸發(fā)。作為該信號觸發(fā)的結(jié)果， 在用于產(chǎn)生信號的發(fā)生器11中，產(chǎn)生具有特定頻率、周期數(shù)以及幅度的正弦振蕩，該正弦 振蕩由變壓器或放大器12進行放大。然后，實現(xiàn)為超聲波傳感器的傳感器4的膜片13發(fā) 射超聲波信號，以便探測遠(yuǎn)處的物體(這里未示出)。如果發(fā)射的超聲波信號被物體(通常是例如泊車過程期間的障礙物)反射，則回 波可以再次被膜片13接收。將以這種方式獲得的信號在信號放大器14中放大，然后在模 數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器15中通過將其與門限值比較而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。接著，在邏輯濾波器16 中計算該數(shù)字信號，判斷其是直接回波，還是來自保險杠3上鄰近傳感器4的超聲波信號或 干擾聲波，或者是無法評估的多重反射。就將回波實際檢測作為障礙物而言，為了進一步評估，必須在具有特定頻率的特 定時間處檢測到回波。在作為計算單元的定時器17中，將離以這種方式測出的障礙物之間 的距離轉(zhuǎn)換成時鐘脈沖，用于驅(qū)動車輛1中的聲音發(fā)生器7。為了實現(xiàn)這種驅(qū)動過程，在這里示出的示范實施例中，用所謂的集電極開路晶體 管電路18將信號線9拉到地，并因此設(shè)定為“低”(低電平信號或低電平脈沖)。然而，這 里也可以使用其它電路，例如，用這些電路將信號線9拉到電源電壓。如上所述，在定時器17中，將測出距離轉(zhuǎn)換成時鐘脈沖，用于驅(qū)動車輛中的聲音 發(fā)生器7，參照圖3、圖4和圖5對此進行具體說明。在此，在圖3中示出了關(guān)于時間t繪制 的傳感器4中時鐘信號30的波形，時鐘信號30的時鐘周期取決于測出距離，也就是說，在 信號線9 (這里被拉至“低”)上電平33的驅(qū)動脈沖32之間，相對小的距離導(dǎo)致相對快的時 鐘脈沖，并導(dǎo)致相對短的脈沖間隙期31 (這里為值100)。在轉(zhuǎn)換中，借助于定時器17實現(xiàn)各脈沖間歇期31。作為期望脈沖間隙期31的函 數(shù)，定時器計數(shù)到特定值。在達(dá)到該值之后，經(jīng)由集電極開路將信號線9拉到“低”(驅(qū)動脈 沖32)，并因此驅(qū)動聲音發(fā)生器7 (圖1)。定時器17借助于這種“低”信號被復(fù)位，然后開 始再次計數(shù)到所計算的值。在此，由哪個裝置將信號線9上的電平33拉到“低”并不重要， 也就是說，連接到同一信號線9的其它傳感器4，也能使定時器17復(fù)位。從圖4中明顯可以看出，除了具有時鐘波形30和期望脈沖間隙期31的傳感器4 之外，還有具有時鐘信號34和脈沖間隙期35的傳感器4，后者具有測出的較長的間隔并因 此具有較長的脈沖間隙期35 (這里為值120)。在這種情況下，只有具有時鐘信號30的傳感 器4用驅(qū)動脈沖32將信號線9上的電平33拉到“低”。然而，根據(jù)圖5，與時鐘信號30的情況相比，具有時鐘信號36的不同傳感器4位于 更短距離處，因此其脈沖間隙期37 (這里為值80)更短，并因此更快達(dá)到計數(shù)器值，因而更 早將信號線9拉到“低”，并因此使信號線9上的所有計數(shù)器復(fù)位。然后，所有計數(shù)器再次開始計數(shù)到它們各自的計數(shù)器終值。首先達(dá)到計數(shù)器終值的傳感器4，也就是說，具有最短測 出距離的傳感器4，然后將信號線9再次拉到“低”，并使包括其自身的所有計數(shù)器復(fù)位。然 后，該循環(huán)從頭再次開始。結(jié)果，所有傳感器4被同步。所以，理論上可能并聯(lián)任意多個傳 感器4。由于除了傳感器4和三芯電纜5之外不涉及任何其它的成本，用兩個傳感器4已 經(jīng)可以實現(xiàn)特別有成本效益的系統(tǒng)。在信號線9上的傳感器4輸出處，也可能選擇用音頻分別地調(diào)制振蕩，以便能夠直 接驅(qū)動揚聲器而不用電子器件。在其它情況下，可能使用已有的和車輛1中可能已有的聲 音發(fā)生器7，這種聲音發(fā)生器7指示例如打開車門時的遺忘燈光。此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置 還可以安裝在前保險杠2中。作為本裝置的隨機發(fā)生器10的選擇，也可以使用別的固定的預(yù)定模式，但上述模 式可能增加對干擾的敏感性。取代如上所述的將信號線9拉到地(“低”信號)，也可能輸 出與距離成比例的電壓或電流。然而，接著必須要有更多的用于驅(qū)動聲音發(fā)生器的小電子裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于控制傳感器G)、尤其是用在車輛(1)中的超聲波距離探測系統(tǒng)的方法，其 中，所述傳感器(4)與用于預(yù)定距離探測操作的信號發(fā)送裝置通信，其特征在于分別由隨 機發(fā)生器(10)或預(yù)定脈沖模式觸發(fā)的信號促使多個傳感器中的一個傳感器(4)來產(chǎn)生發(fā) 送信號，以及，基于由遠(yuǎn)處物體反射的接收信號，直接使用所感知的距離來驅(qū)動所述信號發(fā) 送裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將所測出的距離轉(zhuǎn)換成時鐘脈沖，用于驅(qū) 動所述車輛中的所述信號發(fā)送裝置，其中，在所述傳感器(4)與所述信號發(fā)送裝置之間的 信號線(9)上電平(33)的驅(qū)動脈沖(32)之間，越短的距離導(dǎo)致越快的時鐘脈沖并且導(dǎo)致 越短的脈沖間隙期(31)，以及，越長的距離導(dǎo)致越慢的時鐘脈沖并且導(dǎo)致越長的脈沖間隙 期(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于以隨機時間間隔方式由所述隨機發(fā) 生器(10)或所述預(yù)定脈沖模式觸發(fā)的發(fā)送信號，促使在所述傳感器(4)中產(chǎn)生具有預(yù)定頻 率、周期數(shù)以及幅度的正弦振蕩信號。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于將由遠(yuǎn)處物體反射 的接收信號與預(yù)定門限值進行比較，以及，在邏輯濾波器(16)中計算所述反射是直接反 射、還是來自鄰近傳感器的發(fā)送信號、干擾信號或者是多次反射。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于為了定義可評估的 接收信號，將在具有預(yù)定頻率的預(yù)定時段中檢測出的接收信號，作為由遠(yuǎn)處物體反射的接 收信號。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于將根據(jù)所述接收信 號確定的離遠(yuǎn)處物體的距離，轉(zhuǎn)換成所述信號發(fā)送裝置的與所述距離相對應(yīng)的信號類型。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于由傳感器的信 號發(fā)送操作使定時器(17)復(fù)位，并且分別開始再次計數(shù)到所計算的值，其中，與所述信號 發(fā)送線(9)相連接的每一個傳感器⑷都可以使所述定時器(17)復(fù)位。
8.一種用于實現(xiàn)根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述方法的裝置，其特征在于 在車輛(1)上的距離探測系統(tǒng)中，分別由隨機發(fā)生器(10)或預(yù)定脈沖模式觸發(fā)作為傳感器 (4)的超聲波傳感器，發(fā)生器(11)用于產(chǎn)生可以經(jīng)由放大器(1 傳導(dǎo)至所述超聲波傳感器 膜片(13)的正弦振蕩；信號放大器(14)基于由物體反射的信號放大所述膜片(13)的接收 信號；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(1 用于與門限值比較并且產(chǎn)生數(shù)字信號；邏輯濾波器(16)能夠 計算出所述信號是否為反射信號；以及，定時器(17)用于將離遠(yuǎn)處所述物體的所述感知距 離轉(zhuǎn)換成信號發(fā)生器的信號發(fā)送操作類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于具有集電極開路晶體管電路(18)或類似 晶體管電路，其受所述定時器(17)的所述信號發(fā)送操作驅(qū)動，將用于所述信號發(fā)送裝置的 信號線(9)拉到地或預(yù)定電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述信號發(fā)生器是聲音發(fā) 生器(7)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于能夠?qū)⒕哂幸纛l的聲音信 號調(diào)制到所述信號線(9)上，并且將所述信號線(9)與已有揚聲器直接連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項權(quán)利要求所述的裝置，其征在于所述距離探測系統(tǒng)被安裝在車輛上、前和/或后保險杠⑶中，以及，利用至少一根三芯電纜(5)實現(xiàn)從所 述傳感器(4)到所述信號發(fā)生器的全部連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制傳感器(4)、尤其是用在車輛(1)中的超聲波距離探測系統(tǒng)的方法，其中，該傳感器(4)與用于預(yù)定距離探測操作的信號發(fā)送裝置通信。分別由隨機發(fā)生器(10)觸發(fā)的信號促使多個傳感器中的一個傳感器(4)產(chǎn)生發(fā)送信號，并且，基于由遠(yuǎn)處物體反射的接收信號，直接使用所述感知的距離來驅(qū)動所述信號發(fā)送裝置。
文檔編號G01S15/93GK102138081SQ200980133481
公開日2011年7月27日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月6日
發(fā)明者安東.萊爾, 尤維.庫普弗內(nèi)格爾, 托馬斯.瓊 申請人:法雷奧開關(guān)和傳感器有限責(zé)任公司