超声传感器系统及相关方法与流程

1.本发明涉及一种对超声传感器系统的超声传感器近距离内的物体进行物体检测的超声传感器系统以及在超声传感器的超声换能器的振荡元件的振荡过程结束时利用温度和参数补偿检测超声传感器近距离内的物体的相关方法。


背景技术：

2.对于自动驾驶，车辆需要所谓的驾驶员辅助系统。现有技术中的文献也将这些称为高级驾驶员辅助系统(adas系统，advanced driver assistance systems)。这些adas系统需要来自传感器的传感器数据。这些传感器为adas系统提供车辆周围环境的环境数据。这种环境传感器的重要类别是超声传感器系统的超声传感器。这种超声传感器系统通常包括控制单元和多个超声传感器。通常，控制单元经由一个或多个数据总线与超声传感器连接。老式超声传感器的数据总线是模拟的，并且或多或少地包括超声传感器内的比较器的输出信号。此外，更现代的超声传感器包括它们自己的计算机核心，该计算机核心控制超声脉冲串的发射和超声回波信号的接收，执行与控制单元的通信，并在必要时处理数据和压缩数据。
3.以下部分将通过本文给出的附图来说明要解决的问题。
4.通常，如在此提出的文献中定义的超声传感器1包括该计算机核心2、数字超声脉冲串发生器3、模拟超声发射级6。
5.优选地，计算机核心2通过一个或多个控制信号4来控制超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3。通常，超声传感器1的超声脉冲串发生器3和计算机核心2之间的数据链路具有返回通道，该返回通道允许计算机核心2检查超声传感器1的超声脉冲串发生器3的状态。
6.数字超声脉冲串发生器3在计算机核心2的激励下产生数字超声发射信号5。
7.模拟超声发射级6通常将数字超声发送信号5转换成驱动信号7。在时间上的发送阶段中，在产生要发送的超声脉冲串10期间，驱动信号7向所连接的超声换能器9的压电振荡元件8供应脉冲电能。通常，振荡元件8的能量供给的脉冲的脉冲频率接近超声换能器9的振荡元件8的谐振频率。结果，在该发送阶段中，超声换能器9的振荡元件8以脉冲频率振动。超声换能器9的振荡元件8将其机械振动传递到周围的空气中，从而使超声换能器9发射超声脉冲串10。所发射的超声脉冲串10优选包括在脉冲频率下彼此跟随的多个脉冲。因此，在此提出的文献意义上的脉冲是空气的单个压缩波或膨胀波。在此提出的文献意义上的超声脉冲串至少包括一个脉冲。在此提出的文献意义上的超声脉冲串可以包括多个时间上连续的脉冲。所发射的超声脉冲串10的时间上连续的脉冲的数量可大可小。所发射的超声脉冲串10的脉冲以时间脉冲间隔彼此跟随，每个脉冲对应于瞬时脉冲频率的相应瞬时倒数。因此，超声换能器9发射的所发射超声脉冲串10可以是时间较长和时间较短的发射超声脉冲串10。在时间上较短的发出的超声脉冲串10包括几个脉冲。在时间上较长的发出的超声脉冲串10包括较大数量的脉冲。
8.在车辆附近的物体11将发出的超声脉冲串10反射为反射的超声脉冲串12。
9.在产生发送的超声脉冲串10之后，超声传感器1进入时间上的振荡阶段。在该衰变阶段，由于超声传感器1的压电振荡元件8的振荡幅度在衰变阶段开始时仍然过高，因此在衰变时间的持续时间内，超声传感器1通常无法接收反射的超声脉冲串12。如同在发送阶段中那样，模拟超声发射级6通常继续将衰变阶段的数字超声发送信号5转换为驱动信号7。然而，在压电振荡元件8的衰变期间，衰变阶段的驱动信号7现在从压电振荡元件8中提取机械振荡能量。为此，模拟超声发射级6优选地利用反相的驱动信号7驱动压电振荡元件8。在许多情况下，超声发射级6在衰变阶段内切换其内部电阻，使得该内部电阻将压电振荡元件8的最大能量转换成热能。这些措施缩短了在发送阶段的时间结束之后振荡元件8的振荡时间的持续时间。然而，超声换能器9在稳定时间(settling time)内未准备好接收。然而，在该稳定时间中，发出的超声脉冲串10已经在超声换能器9和可能存在的物体11之间的自由空间中通过了不可忽视的距离。发出的超声脉冲串10在稳定时间内所覆盖的距离的一半是在此提出的文献意义上的超声传感器1的近距离(close range)。因此，如果没有特殊措施，超声传感器1不能可靠地检测位于超声传感器1的这个近距离内的物体11。
10.在衰变阶段的时间结束之后，进入的反射超声脉冲串12随后再次激励超声换能器9的压电振荡元件8，使其产生机械振动。压电振荡元件8在接收阶段内的这些新的机械振荡导致电超声接收信号13。因此，超声换能器9的压电振荡元件8根据接收到的、输入的、反射的超声脉冲串12产生电超声接收信号13。超声传感器1的放大器14检测电超声接收信号13，并且将其转换为放大的接收超声电信号15。如果适用，放大器14将电超声接收信号13过滤并放大成放大的接收超声电信号15。优选地，放大的接收超声电信号15包括包络信号，该包络信号反映电超声接收信号13的幅度响应，因此不再具有脉冲频率。在许多优选应用中，放大的接收超声电信号15还包括可选的模拟相位信号，该模拟相位信号反映驱动信号7与电超声接收信号13的对应于驱动信号7的信号部分之间的相移。因此，放大器14可以包括例如同步解调器，该同步解调器例如执行电超声接收信号13的i/q分析。因此，就在此提出的文献而言，放大的接收超声电信号15也可以包括放大器14根据电超声接收信号13导出的多个信号。这些信号不限于本文提出的文献意义上的包络信号和/或相位信号。优选地，超声传感器1的模数转换器16以采样频率对放大的接收超声电信号15的这些信号进行采样，并且将放大的接收超声电信号15转换为数字化超声接收信号17。因此，数字化超声接收信号17可以包括多个数字化超声子信号。优选地，超声传感器1的模数转换器16因此分别以采样频率对放大的接收超声电信号15的一个信号进行采样，并且将放大的接收超声电信号15的该信号转换为与该信号相关联的数字化超声接收信号17的数字化超声子信号。因此，数字超声子信号一起形成数字化超声接收信号17。如果需要，信号路径中的后续数字处理和滤波级18将数字化超声接收信号17转换为滤波超声接收信号19。滤波超声接收信号19也可以包括几个子信号。优选地，超声传感器1的数字处理和滤波级18和/或计算机核心2将滤波超声接收信号19压缩成压缩的超声接收信号。在最简单的情况下，压缩是包络信号值与阈值的阈值比较。超声传感器1的计算机核心2将压缩后的超声接收信号经由数据总线20传送到超声传感器系统22的控制单元21，该控制单元21优选地经由该数据总线20和/或经由进一步的数据总线连接到多个超声传感器1。例如，数据总线可以是dsi3数据总线或psi5数据总线等。
11.如已经提到的，现在在现有技术中，当超声换能器9的振荡元件8尚未静止时，存在检测来自超声传感器1近距离内的物体11的反射超声脉冲串12的问题。
12.从现有技术已知de 10 2015 002 269 b3。实际应用表明，de10 2015 002 269 b3的技术教导中用于检测来自超声传感器1近距离内的物体11的反射超声脉冲串12的方法是与参数和温度相关的。因此，该方法尚未用于车辆的安全相关的超声传感器1。
13.在de 10 2015 002 269 b3中记载的方法中，第一比较器23将超声换能器9的压电振荡元件8的电超声接收信号13与第一阈值(例如，第一阈值信号24的值)进行比较，并且产生第一比较器输出信号25。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18评估第一比较器输出信号25。
14.在de 10 2015 002 269 b3中记载的方法中，第二比较器26将放大器14的放大超声接收信号15与第二阈值(例如，第二阈值信号27的值)进行比较，并且产生第二比较器输出信号28。在这样做时，放大器14已经生成所述模拟包络信号。优选地，第二比较器26将放大器14的包络信号的幅度值与第二阈值信号27的第二阈值105进行比较，从而产生第二比较器输出信号28。放大器14的增益通常在20db至60db的范围内。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18评估第二比较器输出信号28或从其导出的信号31。为此，我们首先假设异或门(exor gate)30是透明的，并且exor门30的输出信号对应于第二比较器输出信号28。稍后，这里介绍的内容描述了exor门30的功能，因此这种简化只是为了更好地理解，并不适用。代替exor门30，该装置也可以包括更复杂的逻辑电路，优选地，该逻辑电路有时在功能上等同于exor门。数字处理和滤波级18可以包括exor门30和exor门30的输出信号31。计算机核心2和/或数字处理和滤波级18可以可选地模拟数字处理和滤波级18和/或exor门30和exor门30的输出信号31。
15.文献de 10 2015 002 269 b3的技术教导的方法提出了检测第一比较器输出信号28的第一边缘变化的第一时间点102和第二比较器输出信号25的第二边缘变化的随后的第二时间点103之间的第一时间差101。由于第一阈值信号24的第一阈值是基于非放大电超声接收信号13的评估的非常高的第一阈值，并且由于第二阈值信号的第二阈值105是基于放大超声接收信号15的评估的非常低的第二阈值105，因此，第二边缘变化的第二时间点103始终在时间上跟随第一边缘变化的第一时间点102。这是因为：与第一边缘变化的第一时间点102相比，第二边缘变化的第二时间点103需要压电振荡元件8的振荡幅度进一步减小。因此，文献de 10 2015 002 269 b3的技术教导的方法使用两个时间点之间的第一时间差101。这两个时间点分别标志着在振荡过程中包络信号的幅度下降到两个各自对应且非常不同的阈值以下。另一方面，该方法使用第一比较器23，优选地，该第一比较器23的比较输入通过电超声接收信号13直接连接到振荡元件8(高的第一阈值)。另一方面，该方法使用第二比较器26的比较输入来评估放大(40-60db)后产生的放大电超声接收信号15的包络信号(低阈值)。在提案开发过程的试验中发现该第一时间差101非常依赖于温度，因此不幸的是，这阻止了迄今为止的商业应用。
16.然而，现在，汽车超声传感器系统中的近场测量是绝对应该满足的要求。然而，如上所述，de 10 2015 002 269 b3中记载的基于与温度相关的第一时间差101的近场方法是与参数和温度相关的。因此，迄今为止实现的微电子电路不支持de 10 2015 002 269 b3的方法。


技术实现要素：

17.因此，该提议基于创建一种解决方案的任务，该解决方案不具有现有技术的上述缺点并且具有进一步的优点。目的是指定一种降低或避免de 10 2015 002 269 b3工艺对温度和参数的依赖性的解决方案。
18.该任务通过独立权利要求的技术教导来解决。进一步的实施例可以是从属权利要求的主题。
19.开头所述类型的超声传感器系统22解决了根据提议的任务，因为与现有技术相比，超声传感器1根据本提议执行附加的补偿测量。所提出的用于运行超声传感器系统22的方法的应用尤其可以在环境检测装置中找到。例如，车辆和/或机器人和/或其他移动设备可以使用这种环境感测设备。这些环境感测设备例如可以是停车辅助和/或防撞设备。在机器人的情况下，环境感测设备还可以用于在机器人的计算机系统中生成虚拟环境地图。例如，这样的环境感测设备可以用于检测和分类各种类型的障碍物。在此提出的文字意义上的移动设备可以具体地但不限于诸如电动手推车、叉车、送货机器人、运输机器人等设备，而且还可以是诸如直升机和/或无人机等飞行体。
20.固定装置可以使用本文所提出的环境感测设备来测量在接近环境感测设备或经过环境感测设备或远离环境感测设备的各个固定装置内部或外部的物体。例如，包裹分拣系统能够使用本文介绍的环境检测设备来测量包裹分拣系统的传送带上的货物(即，包裹)，并在必要时对其进行分类。也可以想到在安全气闸中的使用。
21.超声传感器1通过一个或多个附加补偿测量504产生一个参考测量值或几个参考测量值，其中发射的超声脉冲串10仅具有一个脉冲。例如，超声传感器1的计算机核心2和/或超声传感器系统22的控制单元21利用超声传感器1的时间上随后的超声主测量505的测量值来计算这个产生的参考测量值或这些产生的参考测量值。为了更好地理解，在此介绍的文献在此上下文中参考图5。如果超声传感器系统22的控制单元21执行计算，则超声传感器1的计算机核心2首先将一个参考测量值或多个参考测量值传送到超声传感器系统22的控制单元21。因此，计算机核心2和/或控制单元21根据一个参考测量值或根据多个参考测量值生成相应的补偿值。如果需要，计算机核心2和/或控制单元21能够根据多个参考测量值生成共同的参考测量值。
22.下文介绍了由所提出的超声传感器系统22及其超声传感器1执行的所提出的测量顺序。
23.在第一步骤中，超声传感器系统22的超声传感器1利用短的发射的超声脉冲串10进行第一补偿测量504。优选地，短的发射的超声脉冲串10仅包括几个脉冲。优选地，短的发射的超声脉冲串10仅包括5个脉冲，更好4个脉冲，更好3个脉冲，更好2个脉冲，更好1个脉冲。因此，对于补偿测量504，具有恰好一个脉冲的发射的超声脉冲串10是特别优选的。此外，这还有以下优点：补偿测量504的时间短的超声脉冲串的近距离特别小。
24.在第二个、优选地在时间上随后的步骤中，超声传感器1利用时间长的发射的超声脉冲串10进行第二超声主测量505。优选地，长的发射的超声脉冲串10包括比短的发射的超声脉冲串10更多的脉冲。优选地，长的发射的超声脉冲串10包括多于1个脉冲，更优选地多于2个脉冲，更优选地多于3个脉冲，更优选地多于4个脉冲，更优选地多于5个脉冲。由此，包括多于5个脉冲的长的发射的超声脉冲串10是特别优选的。
25.本文公开的方法提出了发射初始的短的超声脉冲串10用于补偿测量504。随后，超声传感器系统22的超声换能器9接收短的反射的超声脉冲串12，并且将其转换回电超声接收信号13。超声传感器系统22接收第一短反射的超声脉冲串12，该第一短反射的超声脉冲串12在放大的超声电接收信号15的包络信号的幅度曲线107中表现为第一超声包络信号504。如同在de 10 2015 002 269 b3的技术教导的情况下，根据第一超声包络信号504的放大的超声电接收信号15的包络信号的幅度曲线107，超声传感器系统22确定第一比较器输出信号25的第一边缘变化的第一时间点102和第二比较器输出信号28的第二边缘变化的随后的第二时间点103之间的第一时间差101。第一阈值信号24的第一阈值是由于非放大的电超声接收信号13的评估的非常高的第一阈值。第二阈值信号27的第二阈值105是由于放大的超声接收信号15的评估的非常低的第二阈值105。因此，这里，在第一超声包络信号504的情况下，第二边缘变化的第二时间点103也始终在时间上跟随第一边缘变化的第一时间点102。这尤其是因为：与第一边缘变化的第一时间点102相比，第二边缘变化的第二时间点103需要压电振荡元件8的振荡幅度进一步下降。
26.本文公开的方法提出，在通过发射第一短的超声脉冲串10进行补偿测量504之后，超声传感器系统22通过发射第二长的超声脉冲串10来执行主超声测量505。随后，超声传感器系统22的超声换能器9接收长的反射的超声脉冲串12，并且将其转换回电超声接收信号13。超声传感器系统22接收该第二长的反射的超声脉冲串12。该第二长的反射的超声脉冲串12在放大的电超声接收信号15的包络信号的幅度曲线107中表现为第二超声包络信号505。如同在de 10 2015 002 269 b3的技术教导的情况下，根据第二超声包络信号505的放大的电超声接收信号15的包络信号的幅度曲线107，超声传感器系统22现在确定第二时间差501。这是第一比较器输出信号25的第三边缘变化的第三时间点502和第二比较器输出信号28的第四边缘变化的随后的第四时间点503之间的第二时间差501。第一阈值信号24的第一阈值也是由于非放大的电超声接收信号13的评估的非常高的第一阈值。类似地，第二阈值信号27的第二阈值105也是由于放大的超声接收信号15的评估的非常低的第二阈值105。因此，这里，在第二超声包络信号505的情况下，第四边缘变化的第四时间点503也始终在时间上跟随第三边缘变化的第三时间点502。这也是因为：与第三边缘变化的第三时间点502相比，第四边缘变化的第四时间点503需要压电振荡元件8的振荡幅度进一步下降。
27.在此提出的文献的技术教导的详细阐述令人惊讶地揭示了第一时间差101和第二时间差501的温度依赖性的过程基本上是相似的。在这方面，这里介绍的文本是指示例性地、示意性地绘制的图6，图6是实验室测量的结果。
28.首先，这里呈现的描述集中于包络滤波器14是模拟输入放大器的一部分的实施例。在图1中示意性地且大致简化地示出该实施例。
29.现在，这里提出的方法的本质是使用de 10 2015 002 269 b3的方法，但是不是使用第一时间差101或第二时间差501作为de 10 2015 002 269 b3的输入值，而是使用以下数值：
30.第一时间差101减去第二时间差501的差601和/或
31.第二时间差501减去第一时间差101的差601和/或
32.第二时间差501除以第一时间差101的比率和/或
33.第一时间差101除以第二时间差501的比率和/或
34.第一时间差101和第二时间差501的值的组合，其功能等同于前面三种比较方法，用于将第一时间差101的值与第二时间差501的值进行比较。
35.优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18使用这种比较方法。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18为此记录第一时间差101和/或第二时间差501。
36.在更面向模拟的实施例中，本文介绍的技术教导提供了所述第一比较器23，其优选地直接连接到超声换能器9的振荡元件8的电超声接收信号13。优选地，所述第一比较器23直接将电超声接收信号13的超声换能器输出电压与第一阈值信号24的固定第一阈值进行比较。在图1中，将该第一比较器23的第一比较器输出信号25作为示例画出。第一比较器23也可以在数字部分中实现其对信号评估的影响。此外，如有必要，计算机核心2能够模拟第一比较器23作为比较操作。在最后两种情况下，如果模数转换器16的位置在信号路径中相应地更前的位置是很方便的。在这点上，这里公开的文献通过示例的方式参考图4。在下文中，本文公开的文献通过示例的方式描述了通过模拟第一比较器23的实现，模拟第一比较器23将本文公开的文献的技术教导限制为通过作为第一比较器23的模拟电路实现比较。
37.只要超声换能器9的电超声接收信号13的幅度仍处于显著水平，该示例性的第一比较器23的第一比较器输出信号25就通常表现出数字振荡。通常，超声传感器系统22的示例性第一比较器23使用的与超声换能器9的电超声接收信号13的换能器电压幅度进行比较的固定第一阈值具有这样的值，使得在这种情况下，例如，当超声传感器系统22的温度改变时，即使在超声传感器1的近距离内有非常近的物体的情况下，在传输周期内该振荡结束的第一时间点102或第三时间点502也不移位或仅移位几个振荡时钟。因此，例如，通过对该第一比较器23的第一比较器输出信号25进行数字平滑和滤波，数字处理和滤波级18或计算机核心2能够在传输周期内可靠地检测第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的第一时间点102或第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的第三时间点502处的衰变时间的时间结束。本文提出的文献意义上的传输周期开始于第一个超声脉冲串的第一个脉冲的开始，并且结束于紧随其后的超声脉冲串的第一个脉冲的开始。通过第一温度相关时间差101，第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的该第一时间点102通常在第二时间点103之前，在该第二时间点103处，放大的电超声接收信号15的包络信号下降到第二阈值信号27的第二阈值以下。然而，由于振幅大，该第二时间点103实际上与超声换能器9上的声音反射引起的反馈效应无关。第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的第三时间点502也在第二阈值信号27的第二阈值被放大的电超声接收信号15的包络信号通过依赖于温度的第二时间差501下冲的第四时间点503之前，但是由于振幅大，第三时间点502实际上与超声换能器9上的声音反射的反馈效应无关。
38.现在，数字处理和滤波级18或计算机核心2优选地例如参考第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的该第一时间点102或参考第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的该第三时间点502，允许仅在定时器41经过相应的后续第三时间差之后，第二比较器26的第二比较器输出信号28在对放大的电超声接收信号15进行评估之后发出回波接收信号。定时器41优选地是数字处理和滤波级18的一部分。数字处理和滤波级18通常响应于exor门30的输出信号31或功能上等效于exor门的第三逻辑电路30的输出信号来控制定时器41。此外，数字处理和滤波级18通常响应于第一比较器输出信号25来控制定时器41。优选地，计算机核心2也可以通过图4所示的一个或多个信号线来控制和/或影响定时器41。可替
代地，计算机核心2可以例如通过仿真来实现定时器41的功能，并且通过信号线33来影响包络滤波器。当到达第一时间点102时或者当到达第三时间点502时，优选地，第二比较器26通过信令启动定时器41，该信令能够例如经由数字处理和滤波级18执行。
39.第一比较器23的第一比较器输出信号25通过在第一时间点102的第一边缘变化102或通过在第三时间点502的第三边缘变化502用信号表示超声换能器9的衰变过程的开始。第二比较器26的第二比较器输出信号28通过在第二时间点103的第二边缘变化103或通过在第四时间点503的第四边缘变化503用信号表示超声换能器9的衰变过程的结束。
40.较小的修改可能引起第二比较器26的第二比较器输出信号28对反射的校正的显示。例如，exor门30或其在功能上的等效逻辑电路例如可以至少暂时发出超声换能器9的振荡元件8的衰变结束的信号。优选地，第二比较器26的第二比较器输出信号28以及数字处理和滤波级18或计算机核心2的exor控制信号32形成exor门30或所述逻辑电路的优选输入。优选地，exor门30的输出31形成数字处理和滤波级18的输入信号。
41.为此，exor门30或所述逻辑电路将第二比较器26的第二比较器输出信号28切换到第一逻辑电平。这优选地在与第一时间点102或第三时间点502相关的预定第三时间段的超声换能器9的发送阶段结束时完成。由此，第一比较器26的第一比较器输出信号25用信号表示超声换能器9的发送阶段结束。第一比较器23检测超声换能器9的衰变的第一时间点102或第三时间点502。优选地，该第三时间段的长度对应于没有反射物体的第一时间差101的长度。优选地，超声传感器系统22借助于所述示例性补偿测量504中的短超声脉冲来确定第一时间差101的持续时间。这在图2和图5中示出。优选地，第三时间段的长度不取决于第二时间差501的长度。即，在此提出的文献提出，根据检测到的第一时间差101来确定第三时间段的长度，所述第一时间差101在示例性补偿测量504中由超声传感器系统22使用短超声脉冲串504来确定。
42.现在，如果物体11在空间上靠近超声换能器9，则提前到达的反射超声脉冲串12的提前到达回波在相应的时间范围内提升包络的振幅曲线107。然而，现在第四时间点503在时间上向后移动。由于补偿测量504的短超声脉冲具有较小的近距离范围，因此存在第二时间点103尚未在时间上向后移动的范围。由于exor门30的exor电路，或者如果适宜地设计了相应的替代逻辑电路，则exor电路30的输出端将第一比较器23的第一比较器输出信号25切换到与回波对应的反转逻辑值，所述第一比较器输出信号25先前存在于exor门30的输出端31。现在，这里所公开的令人惊讶的发现是，首先，与现有技术相比，这里的超声传感器系统22现在能够检测在超声传感器系统22的近距离内的物体11，但无法确定该物体11的确切位置。然而，通过使用第一时间差101的值作为定时器41的计数器的电荷值，这种检测现在不再依赖于温度，因此是有用的。当定时器41的计数器的计数值达到该加载值时，定时器41驱动exor门30或第三逻辑电路的exor控制信号32。由此，数字处理和滤波级18在近场中检测物体11的存在。通过这种提出的方法，不能确定物体11在近距离中的准确位置。然而，对于大多数应用情况来说，在该近距离中已经检测到物体11的存在就完全足够。到目前为止，这些措施改善了已经在近距离内的超声传感器系统22的接收行为。
43.然而，已经进一步表明，数字处理和滤波级18或计算机核心2应该与上述措施并行地执行对放大的电超声接收信号15的包络信号和比较器输出信号28、25的滤波的优化调整，以便实际上在汽车领域中获得有用的结果。这两项措施，即上述的一项措施和下述的一
项措施，本身就产生了改进。然而，根据经验，这两项措施通常不足以单独用于汽车应用。
44.以下部分涉及包络滤波器的参数化，特别是对于超声主测量505的时间。与现有技术相比，根据提议，包络滤波器的一个或多个参数取决于第一时间点102和/或第二时间点103和/或第一时间差101的值，优选地，第一时间点102和/或第二时间点103和/或第一时间差101的值由超声传感器系统22借助于优选在时间上紧随其后的补偿测量504来确定。
45.因此，本文提出的文献进一步提出，超声传感器系统22采用用于调整放大器14中的包络滤波器的参数的方法，来滤波放大的超声电接收信号15的包络信号。就本文提出的文献而言，放大器14可以包括具有带通特性的包络滤波器。所提出的方法再次确定第二时间点103，在该第二时间点103，放大的超声电接收信号15的包络信号的幅度的瞬时值低于第二阈值信号27的第二阈值105。现在，本文提出的文献提出，根据这个特定的第二时间点103，例如，计算机核心2或数字处理和滤波级18切换放大器14的包络滤波器的带通特性，使得放大器14的包络滤波器的带通特性变得更窄带。放大的超声电接收信号15的包络信号的瞬时值低于第二阈值信号27的第二阈值105的这种下降发生在补偿测量504期间的所述第二时间点103或超声主测量505期间的第四时间点503。优选地，因此，放大器14的包络滤波器的带通特性在时间紧接在所述第二时间点103或所述第四时间点503的所述切换之前的某个时间范围内更窄带。在超声脉冲周期的时间结束时，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2因此优选地将包络滤波器和/或放大器14和/或超声传感器系统22的其他设备部分和/或超声传感器1的相关参数重置为拟用于超声脉冲周期开始的起始值。这通常不适用于检测到的第一时间差101的长度，该长度优选地保持到借助于补偿测量504中的短超声脉冲对该第一时间差101的持续时间进行下一次测量之前。随后，放大的超声电接收信号15的包络信号的值以较缓的斜率减小。利用这样的第二阈值信号27，在超声脉冲串发射后不久到达的具有所谓的“近回波”的近距物体11不再导致放大的电超声接收信号15的包络信号下降到第二阈值信号27的第二阈值105以下。然后，超声传感器系统22可以不再确定第四时间点503。优选地，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2和/或超声传感器系统22和/或超声传感器1随后使用与两个脉冲之间的距离相对应的传输周期的值作为替代值。优选地，然后它们将该值用作第二时间差501的替代值。然而，在所发射的短超声脉冲串10的超声脉冲串发射后不久到达的具有所谓的“非常近的回波”的近距物体11也能够导致通过放大的电超声接收信号15的包络信号在第一时间点102处第二阈值信号27的第二阈值105的稍后时间的负脉冲信号。其原因是，超声换能器9的振荡尚未结束，并且物体11如此接近，使得补偿测量504的短的超声脉冲串也受到干扰。
46.本文提出，数字处理和滤波级18或计算机核心2在传输周期内逐步切换包络滤波器。优选地，包络滤波器是放大器14的包络滤波器。在极端情况下，这种切换能够以这样的方式完成：数字处理和滤波级18或计算机核心2连续地重新调整包络滤波器的模拟分量，这些模拟分量通过经由图中未示出的控制线向放大器14发出信号来确定特征频率。数字处理和滤波级18或计算机核心2优选地根据自第一时间点102以来经过的时间执行包络滤波器的切换或重新调整，包络滤波器通常是带通滤波器。通常，切换或重新调整涉及包络滤波器的传递函数的特征频率和/或幅度。定义过去时间段的时间值的各种可能性是可能的：
47.经过的时间段的时间值可以是在第二时间点103或第四时间点503在发送阶段结束时始于关闭超声换能器9的驱动级的时间段的持续时间。优选地，数字处理和滤波级18或
计算机核心2根据从第二时间点103或从第四时间点503起的时间分别对包络滤波器的参数进行切换和/或重新调整。
48.可替代地，或在时间上并行地，数字处理和滤波级18或计算机核心2能够根据从已经讨论的第一时间点102或从第三时间点503起的时间对包络滤波器的参数进行切换和/或重新调整，从此，第一比较器23的第一比较器输出信号25不再显示振荡。
49.可替代地，或在时间上并行地，数字处理和滤波级18或计算机核心2也可以根据放大的超声电接收信号15的包络信号对包络滤波器的参数进行切换和/或重新调整。
50.在后一种情况下，逐步切换可能需要另外的比较器或在功能上与这些比较器等效的设备，这些设备利用相应的其他切换阈值信号根据相应的其他切换阈值来执行这些切换。
51.优选地，阈值产生装置29产生阈值信号24和27以及可能的其他阈值信号。优选地，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2控制阈值产生装置29、阈值信号24和27的产生以及由阈值产生装置29产生任何其他阈值信号。优选地，根据自第一时间点102以来的时间、自第三时间点502以来的时间和/或根据自第二时间点103以来的时间或自第四时间点503以来的时间和/或根据第一时间差101，阈值产生装置29产生阈值信号24和27，并且如果适用的话，产生其他阈值信号。
52.结果，获得了放大的电超声接收信号15的包络信号的幅度曲线107的较快下降边缘，这使得超声传感器系统22能够更早地检测到物体11在近距离中的反射。
53.与放大的电超声接收信号15的包络信号的幅度曲线107的该系统典型包络曲线相适应，现在还可以指定指数递减的第二阈值信号27。在这种情况下，第二比较器26例如检测出放大的电超声接收信号15的包络信号的幅度曲线107低于第二阈值信号27。这发生在第二时间点103或第四时间点503。在传输周期内，相对于所述第一时间点102在时间上延迟了第三时段，则第二阈值信号27的值的指数衰减以预定的或确定的第一时间常数τ1始于预定的或以其他方式确定的剩余阈值。优选地，第三时段的持续时间取决于第一时间差101的持续时间或第二时间差501与第一时间差101的差601。
54.因此，在一个方面，基本方法是评估压电超声换能器9的电超声接收信号13的方法。这里，在第一步骤中，第一比较器23或功能等效设备将超声换能器9的电超声接收信号13或从电超声接收信号13导出的信号的瞬时值与第一阈值进行比较，并且根据结果形成第一比较器输出信号25等。优选地，在基本方法的第二步骤中，放大器14形成放大的超声电接收信号15，同时放大和滤波电超声接收信号13，优选地，放大的超声电接收信号15包括包络信号。优选地，放大器14包括包络滤波器，优选地，该包络滤波器插在用于形成包络信号的放大器14的信号形成路径中。优选地，放大器14的包络滤波器中的滤波参数被设计为可切换的或可控的。在基本方法的下一步骤中，阈值产生装置29形成第一阈值信号24和第二阈值信号27以及可能的其他阈值信号。特别地，阈值产生装置29可以通过从放大的超声电接收信号15的包络信号中滤波来产生该阈值信号24和27以及其他阈值信号。此外，阈值产生装置29可以通过从超声换能器9的电超声接收信号13中滤波来产生该阈值信号24和27以及其他阈值信号。通常，在这种情况下，第二阈值信号27与第一阈值信号24如此比较，相比于第二比较器26，第一比较器23在电超声接收信号13的更高的振幅处切换。然后，第二比较器26将包络信号的幅度曲线107与第二阈值信号27的第二阈值105进行比较。第二比较器26的
输出信号28再现检测到的回波。在近距离内，exor门30的输出信号31再现检测到的回波，并且近距离内的信号仅表明物体位于近距离内。因此，如果需要，计算机核心2能够将第二比较器26的输出信号28或exor门30的输出信号31直接发送给控制单元21。根据本发明，特别重要的是，超声换能器9衰减的第一时间点102或第三时间点502的检测。这通过检测在已经关闭超声换能器9的控制之后第一比较器23的输出25不再显示信号的第一时间点102或第三时间点502来完成。在第一时间点102或在第三时间点502的这个事件通常通过数字处理和滤波级18启动所述定时器41。计算机核心2和/或数字处理和滤波级18在传输周期结束时停止定时器41，然后优选地将定时器41重置为预定值。定时器41可以是数字处理和滤波级18和/或计算机核心2的一部分。计算机核心2可以模拟定时器41。在图1的示例中，定时器41示例性地不是数字处理和滤波级18的一部分。
55.根据示例，在超声换能器(tr)衰减到相应的另一个逻辑值的第一时间点102或第三时间点503之后的预定第一时段δt1内，该定时器41切换第二比较器26的第二输出信号28。例如，根据系统设计，从1到0，反之亦然。
56.以超声传感器系统22形式的根据本发明的设备对应于上述根据本发明的方法，所述设备至少部分地执行相应的方法。根据本发明的设备用于检测在根据本发明的超声测量系统(特别是在汽车中)的近距离内的物体的存在。它具有超声换能器9，超声换能器9的电压信号被检测。作为装置的超声传感器1的放大器14的一部分的包络产生装置根据超声换能器9的电超声接收信号13确定放大的电超声接收信号15的所述包络信号。也作为该装置的一部分的阈值产生器29产生具有第二阈值105的第二阈值信号27。此外，所述装置包括所述第二比较器26，该第二比较器26将第二阈值信号24的第二阈值105与放大的超声电接收信号15的包络信号的幅度曲线107进行比较。作为该比较的结果，第二比较器产生第二比较器26的第二比较器输出信号28。通常，第二比较器26的第二比较器输出信号28由此通过逻辑电路(例如，exor门30)利用控制信号反转或者被设为固定值，特别是根据示例的逻辑1。此外，该装置通常包括第一比较器23，该第一比较器23将超声换能器9的电超声接收信号13的值曲线与第一阈值信号24的第一阈值进行比较，其中，相比于第二阈值信号27的第二阈值105选择第一阈值信号24的该第一阈值，使得与第二比较器26相比，第一比较器23在超声换能器9的电超声接收信号13的更高的值处切换。如前所述，该装置包括定时检测装置，该定时检测装置在超声换能器9的主动致动结束之后确定第一时间点102或第三时间点502，在所述时间点，超声换能器9的电超声接收信号13的值不再足以使第一比较器23切换。
57.该时间检测装置借助于启动信号启动定时器41，定时器41是装置的一部分，所述装置通过检测到的第一时间点102或第三时间点502的控制信号，在第一时段(δt1)内以就像不存在反射一样的方式将第二比较器26的第二比较器输出信号28切换为与逻辑值对应的状态。优选地，切换装置是逻辑30或功能等效的设备。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18通过控制信令32控制这种切换。该逻辑电路可以包括exor门30。在这种情况下，exor控制信号32然后可以将信令发送给exor门30。
58.另外，所提出的装置优选地具有进一步的特征，该特征本身已经导致超越现有技术的改进，但其本身尚未满足汽车市场的现代要求。用于检测在超声测量系统的近距离内的物体的存在的这种装置也包括超声换能器9，超声换能器9的电超声接收信号13被检测。优选地，该装置包括作为放大器14的一部分的包络产生装置，该包络产生装置根据超声换
能器9的电超声接收信号13确定放大的电超声接收信号15的包络信号。因此，该包络产生装置优选地包括可控的包络滤波器。所提出的装置也包括：阈值产生装置29，该阈值产生装置29产生具有第二阈值105的第二阈值信号27；和第二比较器26，该第二比较器26将第二阈值信号27与放大的电超声接收信号15的包络信号的幅度曲线107进行比较，并且产生第二比较器26的第二比较器输出信号28。在装置运行期间，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18在至少一个时间点根据第二比较器26的第二比较器输出信号28或者与第二比较器26的该第二比较器输出信号28相关地改变放大器14的可控包络滤波器的至少一个特征频率。
59.在另一实施例中，该装置还包括第一比较器23，该第一比较器23将超声换能器9的电超声接收信号13与第一阈值信号24的第一阈值进行比较，其中，优选地也相比于第二阈值信号27的第二阈值105选择第一阈值信号24的该第一阈值，使得与第二比较器26相比，第一比较器23在超声换能器9的电超声接收信号13的更高的值处切换。为了控制时序，该装置又优选地包括所述时序确定装置。这确定了在超声换能器9的主动控制的时间结束之后的第一时间点102或第三时间点502，从该时间点，超声换能器9的电超声接收信号13的值不再足以使第一比较器23切换。这样，就创建了固定的时间参考点，现在可以启用控制任务。根据与该第一时间点102或该第三时间点502相关的经过时间，现在能够以与时间相关的方式执行对放大器14的包络滤波器和阈值产生装置29的控制任务。为此，该装置通常具有定时器41。定时器41可以是数字处理和滤波级18的一部分，所述数字处理和滤波级18分别在关于所述第一时间点102和第三时间点502的至少第三时段(δt3)和至少第四时段(δt4)之后优选地至少两次改变放大器14中的包络产生装置的包络滤波器的滤波特性。当然，可以设想以非常多的次数进行这种改变，从而导致从所述第一时间点102或第三时间点502开始的第二阈值信号27和/或包络滤波器的参数的准连续改变。在极端情况下，定时器41可以是产生模拟信号的模拟装置，所述模拟信号例如通过电平以线性或非线性但严格单调递减或严格单调递增的方式表示经过的时间周期，并且连续控制第二阈值信号24和/或包络滤波器的一个或多个参数。
60.在例如通过数字定时器进行离散控制的情况下，该定时器41例如也能够在与所述第一时间点102或第三时间点502有关的至少第五时段(δt5)之后，以如下方式控制阈值产生装置29：第二阈值信号的第二阈值105以第一时间常数τ1从该第一时间点102或该第三时间点502呈指数下降到剩余阈值。
61.超声传感器1的模拟超声发射级6通常在发送阶段的持续时间的传输周期开始时利用控制信号7控制超声换能器9。在发送阶段之后，模拟超声发射级6在制动阶段的持续时间内控制超声换能器9，使得它在短时间内损失尽可能多的能量，以便尽可能快地振荡。在制动阶段结束之后，超声换能器9在衰变阶段的持续时间内继续振荡。优选地，在超声换能器9已经在振荡阶段振荡之后，模拟超声发射级6在接收阶段中的传输周期的剩余部分处于非激活状态。发送阶段和减速阶段之后的传输周期的剩余部分被分为稳定时段和接收时段。传输周期通常周期性地重复。第一比较器23将超声换能器9的电超声接收信号13的值与第一阈值信号24的第一阈值进行比较，所述第一阈值通常由阈值产生装置29产生。选择第一阈值，使得其在效果方面高于第二阈值信号27的第二阈值105。优选地，第一比较器23的第一比较器输出信号25由时间点检测装置评估。该时间点检测装置优选地是数字处理和滤波级18的一部分。计算机核心2也能够用作时间点检测装置。在超声换能器9的主动控制结
束之后，该时间点检测装置确定第一时间点102或第三时间点502，之后，超声换能器9的电超声接收信号13的值不再足以使第一比较器23切换。通常，该第一时间点102或该第三时间点502分别以合适的相应信号的形式存在于时间点检测装置的输出端。该信号通常启动定时器41。定时器41可以是数字处理和滤波级18的一部分。计算机核心2也可以作为定时器41操作，或者包括这样的定时器41。因此，优选地，在传输周期内到达第一时间点102或第三时间点502启动定时器41。传输周期的结束或传输周期的开始优选地重置定时器41。定时器41通常在超声传感器1的模拟超声发射级6被关闭时启动。在第一实施例中，在第一时间段(δt1)内，从相关的传输周期中的第一时间点102或第三时间点502开始，借助于逻辑控制信号32和借助于逻辑电路30，定时器41通常将第二比较器26的第二比较器输出信号28切换到与不存在反射时第二比较器26的第二比较器输出信号28的该逻辑值对应的状态。在第二个不太优选的实施例中，通过另一控制线，定时器41分别在关于第一时间点102和第三时间点502的至少第三时段(δt3)和至少第四时段(δt4)之后的传输周期内至少两次改变放大器14的包络产生装置的包络滤波器的滤波特性。也可以设想具有从第五时间点开始的变化函数的准连续或连续变化，第五时间点相对于第一时间点102或第三时间点502移动了第三时段δt3。特别优选的是，在第一时间点102或第三时间点502之后的四个时间点，改变放大器14内的包络产生装置的包络滤波器的滤波特性。然而，与定时器41对滤波特性的控制相比，借助于滤波控制并且基于第二比较器26的第二比较器输出信号28来控制包络滤波器是优选的。因此，滤波控制优选地是数字处理和滤波级18的一部分。计算机核心2也可以用作滤波控制。在第三实施例中，在相对于传输周期的第一时间点102或第三时间点502的至少第五时段(δt5)之后，定时器41优选地借助于阈值产生装置29以如下方式改变阈值信号24和/或27和可能的其他阈值信号的阈值产生：由阈值产生装置29产生的第二阈值信号27的第二阈值105以第一时间常数τ1从该时间点(δt5)呈指数下降到剩余阈值。
62.对于本领域技术人员显而易见的是，该框图中所示的功能也能够在很大程度上作为信号处理器上的软件运行。在这方面，该框图的一个或多个组件也能够在实现中组合成单个设备。
63.以下部分涉及与图4类似的装置。与图1的本质区别在于，模数转换器16在接收信号路径中进行模数转换，不是在借助于放大器14中的包络滤波器生成包络信号之后，而是在位于接收信号路径后面的单独包络滤波器33中生成包络信号之前。在图4的示例中，包络滤波器33因此与放大器14分开执行。除此之外，以模拟方式，过程大致相同。
64.就本文所呈现的文字而言，超声传感器系统22包括一个或多个超声传感器1和一个或多个数据总线20。数据总线20将超声传感器1连接到超声传感器系统22的控制单元21，超声传感器系统22通常包括一个或多个带有存储器等的计算机系统。就本文所呈现的文字而言，超声传感器系统22分别包括至少一个超声换能器9和一个评估电路37。优选地，所提出的评估电路37的可能实现可以数字地实现超声传感器1的评估电路37的一部分并且模拟地实现另一部分。因此，优选地，根据本提议的超声传感器1的评估电路37包括数字部分35和模拟部分36。
65.优选地，超声传感器1具有一个或多个电压调节器39，所述电压调节器39给数字部分35的设备部分和/或模拟部分36的设备部分提供来自一个或多个能源的电能。优选地，正电源电压线38和负电源电压线40给电压调节器39提供电能，电压调节器39又将电能至少部
分地传递给其他设备部分。为了简化，在大多数图中未画出这些电压调节器39。如果适用，计算机核心2整体地或部分地控制这些电压调节器39。正电源电压线38和负电源电压线40也可以是数据总线20的一部分。正电源电压线38和负电源电压线40也可以用作数据总线20的数据线。
66.优选地，驱动电路37的数字部分35包括计算机核心2、用于超声传感器1的数字超声脉冲串发生器2的控制信号4、超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3、数字化超声接收信号17、包络滤波器33、作为包络信号或优选地包括包络信号的处理后的数字超声接收信号34、数字处理和滤波级18以及滤波后的超声接收信号19。优选地，驱动电路37的数字部分35包括第二数字比较逻辑电路，该第二数字比较逻辑电路在功能上等同于第二比较器26，其将第二阈值信号27与处理后的数字超声接收信号34进行比较，数字超声接收信号34是包络信号或优选地包括包络信号。由此，第二数字比较逻辑电路将第二阈值信号27的值与处理后的数字超声接收信号34的值进行比较，并且形成第二比较器输出信号28的值。优选地，在该实施方式中，第二阈值信号27是由阈值产生装置29形成的数字信号。在这个特别简单的情况下，为了清楚起见，阈值产生装置29的相应子设备例如可以是寄存器，计算机核心2能够经由图中未画出的数字部分35的内部数据总线将数据值写入该寄存器并且优选地也能够读取该寄存器。
67.优选地，模拟部分36包括超声传感器1的模拟超声发射级6。超声传感器1的模拟超声发射级6将数字超声发送信号5转换成超声传感器1的模拟驱动信号7。超声传感器1的驱动信号7驱动超声换能器9的振荡元件8。优选地，超声传感器1的超声发射级6在发射阶段和衰变阶段之后的时间接收阶段中具有高阻抗，以便不会使振荡元件8的输出信号过载，即电超声接收信号13。优选地，放大器14对电超声接收信号13进行放大和滤波，以得到放大的电超声接收信号15。放大器14和放大的电超声接收信号15优选是驱动电路37的模拟部分36的一部分。
68.优选地，模数转换器16将放大的电超声接收信号15转换成数字化超声接收信号17。模数转换器16通常算作为超声传感器1的驱动电路37的模拟部分36的一部分。
69.因此，与前述示例相反，在该示例中，包络滤波器33不是超声传感器1的驱动电路37的模拟部分36中的放大器14的一部分，而是驱动电路37的数字部分35的一部分。与前面提到的示例相反，包络滤波器33被认为是沿着信号路径朝向数字处理和滤波级18移动。
70.现在这里提出的方法的本质是使用de 10 2015 002 269 b3的方法，但是不使用第一时间差101或第二时间差501作为de 10 2015 002 269 b3的输入值，而是使用如下值：
71.·
第一时间差101减去第二时间差501的差601和/或
72.·
第二时间差501减去第一时间差101的差601和/或
73.·
第二时间差501除以第一时间差101的比率和/或
74.·
第一时间差101除以第二时间差501的比率和/或
75.·
第一时间差101和第二时间差501的值的组合，其功能等同于前面三种比较方法，用于将第一时间差101的值与第二时间差501的值进行比较。
76.优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18使用这种比较方法。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18为此记录第一时间差101和/或第二时间差501。
77.在本文现在描述的更偏重数字的实施例中，这里提出的技术教导优选地在模拟部
分36中设置所述第一比较器23，所述第一比较器23优选地在该数字重装版中直接连接到超声换能器9的振荡元件8的模拟电超声接收信号13。所述第一比较器23优选地再次将电超声接收信号13的超声换能器9的模拟输出电压与第一阈值信号24的固定模拟第一阈值直接进行比较。然而，第一比较器23由此优选地提供二进制信号，优选地数字信号。在图4中示例性地画出了该第一比较器23的优选数字第一比较器输出信号25。如果模数转换器16在信号路径中布置在超声换能器9之后，而不是如图4中那样布置在放大器14之后，则第一比较器26也能够在模拟部分35中实现其对信号评估的作用。然而，这通常没有意义，因为这样的布置增加了对模数转换器16的分辨率要求。此外，如果需要，计算机核心2能够模拟第一比较器23作为比较操作。在后两种情况下，适宜的是，模数转换器16的位置在信号路径中适当地靠前。在这点上，这里公开的文字再次以示例的方式参考图4。在下文中，本文公开的文字通过示例的方式描述了通过模拟第一比较器23的实现，而不将本文公开的本公开的技术教导限制于通过作为第一比较器23的模拟电路实现比较。
78.只要超声换能器9的电超声接收信号13的振幅仍然处于显著的高度，该示例性第一比较器23的数字第一比较器输出信号25就通常显示出数字振荡。通常，在这种情况下，超声传感器系统22的示例性第一比较器23用于与超声换能器9的电超声接收信号13的换能器电压振幅进行比较的固定第一阈值具有这样的值，使得例如，当超声传感器系统22的温度变化时，即使在超声传感器1的近距离内的非常接近的物体11的情况下，在传输周期内该振荡结束的第一时间点102或第三时间点502也不移动或仅移动几个振荡时钟。因此，例如，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2和/或包络滤波器33能够通过该第一比较器23的第一比较器输出信号25的数字平滑和滤波，来可靠地检测传输周期内在第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的第一时间点102或第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的第三时间点502处的衰变时间的时间结束。第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的该第一时间点102通常是第二时间点103之前的第一温度相关的时间差101，在该第二时间点103，处理后的数字超声接收信号34的包络信号下降到第二阈值信号27的第二阈值以下。然而，由于振幅较大，该第二时间点103实际上也与由于超声换能器9上的声音反射而产生的反馈效应无关。第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的第三时间点502也在第二阈值信号27的第二阈值被处理后的数字超声接收信号34的包络信号通过依赖于温度的第二时间差501下冲的第四时间点503之前，但是由于振幅大，第三时间点502实际上与超声换能器9上的声音反射的反馈效应无关。
79.在这里给出的示例(参见图4)中，数字包络滤波器33不位于模拟放大器14内，而是位于模数转换器16之后的接收信号路径(13、14、15、16、17、33、34、18、19、2)中。在图4的示例中，包络滤波器33从模数转换器16的数字化超声接收信号17中提取包络信号，该包络信号优选是处理后的数字超声接收信号34的一部分或者是处理后的数字超声接收信号34。
80.仅在定时器41经过相应随后的第三时间差之后，数字处理和滤波级18或计算机核心2现在优选地允许例如参考第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的该第一时间点102或参考第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的该第三时间点502，第二比较器输出信号28向第二比较逻辑电路发送信号，该第二比较逻辑电路执行功能等同于第二比较器26的比较，对处理后的数字超声接收信号34进行评估后接收回波。定时器41也可以是数字处理和滤波级18的一部分。优选地，计算机核心2借助于图1和图4所示的一条或多条信号线
控制定时器41。可替代地，计算机核心2可以例如通过仿真来实现定时器41和/或第二比较逻辑电路26的功能。功能等效地实现第二比较器26的功能的第二比较逻辑电路26优选地在到达第一时间点102或到达第三时间点502时启动定时器41的定时器时钟的计数过程。
81.第一比较器23的第一比较器输出信号25通过第一时间点102的第一边缘变化102或通过第三时间点502的第三边缘变化502用信号表示超声换能器9的衰变过程的开始。以功能等效的方式模拟第二比较器26的第二比较逻辑电路的第二比较器输出信号28通过在第二时间点103的第二边缘变化103或通过在第四时间点503的第四边缘变化503用信号表示超声换能器9的衰变过程结束。
82.这里，一个小的修改也能够导致模拟第二比较器26的第二比较逻辑电路的第二比较器输出信号28对反射的校正指示。例如，exor门30或例如功能等效的第三逻辑电路有时可能发出超声换能器9的振荡元件8的衰变结束的信号。第二比较器输出信号28和优选地数字处理和滤波级18或计算机核心2的exor控制信号32形成exor门30或所述第三逻辑电路的优选输入。exor门30的输出31优选形成数字处理和滤波级18的输入信号。
83.为此，exor门30或所述第三逻辑电路将第二比较器输出信号28切换到第一逻辑电平。这优选地在超声换能器9的发送阶段结束时在与第一时间点102或第三时间点502相关的预定第三时段内完成。由此，第一比较器26的第一比较器输出信号25用信号表示超声换能器9的发送阶段的结束。第一比较器23检测超声换能器9的衰减的第一时间点102或第三时间点502。该第三时段的长度优选地对应于在没有反射物体11的情况下的第一时间差101的长度。超声传感器系统22优选地借助于所述示例性补偿测量504中的短超声脉冲确定第一时间差的持续时间。这在图2和图5中示出。优选地，第三时段的长度不取决于第二时间差501的长度。即，在此提出的文献提出，在示例性补偿测量504中，根据超声传感器系统22利用短超声脉冲串504确定的检测到的第一时间差101，来确定第三时段的长度。
84.如果物体11现在在空间上靠近超声换能器9，则早到达的反射超声脉冲串12的早到达的回波在相应的时间范围内提高了包络线的幅度曲线107。然而，现在，这将第四时间点503在时间上向后移动。由于补偿测量504的短超声脉冲具有较小的近程，因此存在第二时间点103尚未在时间上向后移动的范围。由于exor门30的exor电路或相应替代第三逻辑路的适当设计，exor电路30的输出将先前存在于exor门30的输出端31处的第一比较器23的第一比较器输出信号25切换为与回波对应的反转逻辑值。现在这里公开的令人惊讶的发现是，首先，如现有技术中已知的那样，这里的超声传感器系统22现在能够检测在超声传感器系统22的近距离内的物体11，但无法确定该物体11的确切位置。然而，通过使用第一时间差101的值作为定时器41的计数器的任务值，这种检测现在不再依赖于温度并因此是有用的。当定时器41的计数器的计数值达到该加载值时，定时器41驱动exor门30或第三逻辑电路的exor控制信号32。由此，数字处理和滤波级18检测近场中的物体11的存在。使用这种提出的方法，无法确定近距离内的物体11的确切位置。然而，对于大多数应用情况来说，在该近距离中已经检测到物体11的存在就完全足够。到目前为止，这些措施改善了已经在近距离内的超声传感器系统22的接收行为。
85.然而，已经进一步表明，数字处理和滤波级18或计算机核心2应该与上述措施并行地执行对处理后的数字超声接收信号34的包络信号和比较器输出信号28、25的滤波的优化调整，以便实际上在汽车领域中获得有用的结果。这两项措施，即上述的一项措施和下述的
一项措施，本身就产生了改进。然而，根据经验，这两项措施通常不足以单独用于汽车应用。
86.以下部分涉及包络滤波器33的参数化，特别是对于超声主测量505的时间。与现有技术相比，根据提议，包络滤波器33的一个或多个参数取决于第一时间点102和/或第二时间点103和/或第一时间差101的值，优选地，第一时间点102和/或第二时间点103和/或第一时间差101的值由超声传感器系统22借助于优选在时间上恰好在先的补偿测量504来确定。
87.因此，本文提出的发明进一步提出，超声传感器系统22采用用于调整数字包络滤波器33的参数的方法，用于将数字化超声接收信号17滤波为处理后的数字超声接收信号34的包络信号。就本文提出的发明而言，数字包络滤波器33优选地具有带通特性。所提出的方法再次确定第二时间点103，在该第二时间点103，处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度的瞬时值低于第二阈值信号27的第二阈值105。现在，本文提出的发明提出，从这个特定的第二时间点103，例如，计算机核心2或数字处理和滤波级18切换数字包络滤波器33的带通特性，使得包络滤波器33的带通特性变得更窄带。处理后的数字超声接收信号34的包络信号的瞬时值低于第二阈值信号27的第二阈值105的这种下降发生在补偿测量504期间的所述第二时间点103或超声主测量505期间的第四时间点503。优选地，因此，包络滤波器33的带通特性在时间恰好在所述第二时间点103或所述第四时间点503的所述切换之前的某个时间范围内更窄带。在超声脉冲周期的时间结束时，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2因此优选地将包络滤波器33和/或放大器14和/或超声传感器系统22的其他设备部分和/或超声传感器1的相关参数重置为拟用于超声脉冲周期开始的起始值。这通常不适用于检测到的第一时间差101的长度，该长度优选地保持到借助于补偿测量504中的短超声脉冲对该第一时间差101的持续时间进行下一次测量之前。随后，包络滤波器33的包络信号的值缓慢减小。利用这样的第二阈值信号27，在超声脉冲串发射后不久到达的具有所谓的“近回波”的近距物体11不再导致处理后的数字超声接收信号34的包络信号下降到第二阈值信号27的第二阈值105以下。然后，超声传感器系统22可以不再确定第四时间点503。优选地，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2和/或超声传感器系统22和/或超声传感器1随后转而使用与两个脉冲之间的距离相对应的传输周期的值作为替代值。优选地，然后，它们将该值用作第二时间差501的替代值。然而，在所发射的短超声脉冲串10的超声脉冲串发射后不久到达的具有所谓的“非常近的回波”的近距物体11也能够导致利用处理后的数字超声接收信号34的包络信号在第一时间点102处第二阈值信号27的第二阈值105在时间上更晚地下冲。其原因是，超声换能器9的振荡尚未结束，并且物体11那么接近以至于补偿测量504的短超声脉冲串也受到干扰。
88.本文提出，数字处理和滤波级18或计算机核心2在传输周期内逐步切换数字包络滤波器33。优选地，包络滤波器33是数字部分35的包络滤波器。在极端情况下，这种切换能够以这样的方式完成：数字处理和滤波级18或计算机核心2通过经由图中未示出的控制线向包络滤波器33发出信号连续地重新调整用来确定特征频率的包络滤波器33的模拟分量。数字处理和滤波级18或计算机核心2优选地根据自第一时间点102以来经过的时间执行数字包络滤波器33的切换或重新调整，数字包络滤波器33通常是带通滤波器。通常，切换或重新调整涉及数字包络滤波器33的传递函数的特征频率和/或幅度。定义过去时间段的时间值的各种可能性是可能的：
89.经过的时间段的时间值可以是在第二时间点103或第四时间点503在发送阶段结
束时关闭超声换能器9的驱动级开始的时间段的持续时间。优选地，数字处理和滤波级18或计算机核心2根据从第二时间点103或从第四时间点503起的时间分别对数字包络滤波器33的参数进行切换和/或重新调整。
90.可替代地，或在时间上并行地，数字处理和滤波级18或计算机核心2能够根据从已经讨论的第一时间点102或从第三时间点503起的时间对数字包络滤波器33的参数进行切换和/或重新调整，从此，第一比较器23的数字第一比较器输出信号25不再显示振荡。
91.可替代地，或在时间上并行地，数字处理和滤波级18或计算机核心2也可以根据处理后的数字超声接收信号34的包络信号对数字包络滤波器33的参数进行切换和/或重新调整。
92.在后一种情况下，逐步切换可能需要另外的比较器和/或比较逻辑电路和/或在功能上等效的比较操作或设备，这些比较操作或设备利用相应的其他切换阈值信号根据相应的其他切换阈值来执行这些切换。
93.优选地，阈值产生装置29产生阈值信号24和27以及可能的其他阈值信号。优选地，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2控制阈值产生装置29、阈值信号24和27的产生以及阈值产生装置29产生任何其他阈值信号。优选地，阈值产生装置29产生阈值信号24和27，并且如果适用的话，根据自第一时间点102以来的时间、自第三时间点502以来的时间和/或根据自第二时间点103以来的时间或自第四时间点503以来的时间和/或根据第一时间差101产生其他阈值信号。
94.结果，获得了处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度曲线107的较快下降边缘，这使得超声传感器系统22能够更早地检测到物体11在近距离中的反射。
95.与处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度曲线107的该系统典型包络曲线相适应，现在可以另外指定时间上指数下降的第二阈值信号27。在这种情况下，功能优选地对应于第二比较器26的功能的第二比较逻辑电路再次检测到，例如，处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度曲线107低于第二阈值信号27。这发生在第二时间点103或第四时间点503。在传输周期内与所述第一时间点102相比延迟了第三时段的时间，第二阈值信号27的值的指数衰减开始，以预定的或确定的第一时间常数τ1到预定的或以其他方式确定的剩余阈值。优选地，第三时段的持续时间取决于第一时间差101的持续时间或第二时间差501与第一时间差101的差601。
96.因此，在一个方面，基本方法是用于压电超声换能器9的电超声接收信号13的评估方法。这里，在第一步骤中，第一比较器23或功能等效设备将超声换能器9的电超声接收信号13或从电超声接收信号13导出的信号的瞬时值与第一阈值进行比较，并且根据结果形成数字第一比较器输出信号25等。优选地，在基本方法的第二步骤中，放大器14形成放大的超声电接收信号15，同时放大和滤波电超声接收信号13。模数转换器16优选地将放大的超声电接收信号15转换为数字化超声接收信号17。包络滤波器33通常从数字化超声接收信号17中形成处理后的数字超声接收信号34。处理后的数字超声接收信号34优选地包括包络信号，或者是包络信号。优选地，包络滤波器33中的滤波参数由此被设计为可切换的或可控的。在基本方法的下一步骤中，阈值产生装置29形成优选的模拟第一阈值信号24和优选的数字第二阈值信号27以及可选的其他阈值信号。特别地，阈值产生装置29能够通过从处理后的数字超声接收信号34的包络信号中滤波来产生该阈值信号24和27以及其他阈值信号。
此外，阈值产生装置29可以通过从超声换能器9的电超声接收信号13中滤波来产生该阈值信号24和27以及其他阈值信号。通常，在这种情况下，第二阈值信号27与第一阈值信号24这样进行比较，相比于模拟第二比较器26的第二比较逻辑，第一比较器23在电超声接收信号13的更高的振幅处切换。然后，模拟第二比较器26的该第二比较逻辑电路将处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度曲线107与第二阈值信号27的第二阈值105进行比较。模拟第二比较器26的第二比较逻辑电路的输出信号28再现检测到的回波。在近距离内，exor门30的输出信号31再现检测到的回波，并且近距离内发信号仅表明物体位于近距离内。因此，如果需要，计算机核心2能够将模拟第二比较器26的第二比较逻辑电路的输出信号28或exor门30的输出信号31直接发信号给控制单元21。根据本发明，特别重要的是，确定超声换能器9衰减的第一时间点102或第三时间点503。这通过检测第一时间点102或第三时间点503来完成，在第一时间点102或第三时间点503，第一比较器23的输出25在已经关闭超声换能器9的控制之后不再显示信号。在第一时间点102或在第三时间点503的这个事件通常启动所述定时器41。计算机核心2和/或数字处理和滤波级18在传输周期结束时停止定时器41，然后优选地将定时器41重置为预定值。
97.根据示例，在超声换能器(tr)振荡到相应的另一个逻辑值的第一时间点102或第三时间点503之后的预定第一时段δt1内，该定时器41切换模拟第二比较器26的第二比较逻辑的第二输出信号28。因此，例如，根据系统设计，从1到0，反之亦然。
98.以超声传感器系统22形式的根据本发明的设备对应于上述根据本发明的方法，所述设备至少部分地执行相应的方法。根据本发明的设备用于检测在根据本发明的超声测量系统(特别是在汽车中)的近距离内的物体的存在。它具有超声换能器9，超声换能器9的电压信号被检测。作为装置的超声传感器1的数字包络滤波器33的一部分的包络产生装置根据超声换能器9的数字化超声接收信号17确定处理后的数字超声接收信号34的所述包络信号。也作为该装置的一部分的阈值产生器29产生具有第二阈值105的第二阈值信号27。此外，所述装置包括模拟所述第二比较器26的所述第二逻辑电路。所述第二逻辑电路将第二阈值信号24的第二阈值105与处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度曲线107的值进行比较。作为该比较的结果，第二逻辑电路产生第二比较器输出信号28。通常，第二比较器输出信号28由此通过第三逻辑电路(例如，exor门30)利用控制信号反转或者被设为固定值，特别是根据示例的逻辑1。此外，该装置通常包括第一比较器23，该第一比较器23将超声换能器9的电超声接收信号13的值响应与第一阈值信号24的第一阈值进行比较，其中，相比于第二阈值信号27的第二阈值105选择第一阈值信号24的该第一阈值，使得与模拟第二比较器26的第二逻辑电路相比，第一比较器23在超声换能器9的电超声接收信号13的更高的值处切换。如前所述，该装置包括定时检测装置，该定时检测装置在超声换能器9的主动驱动结束之后确定第一时间点102或第三时间点502，在所述时间点，超声换能器9的电超声接收信号13的值不再足以使第一比较器23切换。
99.该定时检测装置借助于启动信号启动定时器41。定时器41是装置的一部分。定时器41在第一时段(δt1)内借助于从检测到的第一时间点102或第三时间点502的控制信号32，将模拟第二比较器26的第二逻辑电路的第二比较器输出信号28切换为与没有反射的信号的逻辑值对应的状态。优选地，切换装置30是第三逻辑电路或功能等效的设备。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18通过控制信令32控制这种切换。第三逻辑电路可以
包括exor门30。在这种情况下，exor控制信号32然后可以将信令发送给exor门30。
100.另外，所提出的装置优选地具有另一特征，该特征本身导致超越现有技术的改进，但其本身尚未满足汽车市场的现代要求。用于检测在超声传感器系统22的近距离内的物体的存在的这种装置也包括超声换能器9，超声换能器9的电超声接收信号13被检测。优选地，该装置包括包络产生装置33，数字化超声接收信号17产生处理后的数字超声接收信号34，该处理后的数字超声接收信号34通常包括数字包络信号。因此，该包络产生装置33优选地包括可控包络滤波器33。所提出的装置也包括：阈值产生装置29，该阈值产生装置29优选地产生具有第二阈值105的数字第二阈值信号27；和第二逻辑电路，该第二逻辑电路模拟第二比较器28的功能。第二逻辑电路将第二阈值信号27与处理后的数字超声接收信号34的包络信号的幅度响应107进行比较，并且产生第二逻辑电路26的第二比较器输出信号28。在装置运行期间，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18在至少一个时间点根据第二比较器26的第二比较器输出信号28或者与第二比较器26的该第二比较器输出信号28相关地改变可控包络滤波器33的至少一个特征频率。
101.在另一实施例中，该装置还包括第一比较器23，该第一比较器23将超声换能器9的电超声接收信号13与第一阈值信号24的第一阈值进行比较，其中，优选地也相比于第二阈值信号27的第二阈值105选择第一阈值信号24的该第一阈值，使得与第二比较器26相比，第一比较器23在超声换能器9的电超声接收信号13的更高的值处切换。为了控制时序，该装置又优选地包括所述时序确定装置。这确定了在超声换能器9的主动控制的时间结束之后的第一时间点102或第三时间点502，从该时间点，超声换能器9的电超声接收信号13的值不再足以使第一比较器23切换。这样，就创建了固定的时间参考点，现在可以启用控制任务。根据与该第一时间点102或该第三时间点502相关的经过时间，现在能够以与时间相关的方式执行对包络滤波器33和阈值产生装置29的控制任务。为此，该装置通常具有定时器41。定时器41可以是数字处理和滤波级18的一部分，所述数字处理和滤波级18分别在关于所述第一时间点102和第三时间点502的至少第三时段(δt3)和至少第四时段(δt4)之后优选地至少两次改变放大器14中的包络产生装置的包络滤波器33的滤波特性。当然，可以设想以非常多的次数进行这种改变，从而导致从所述第一时间点102或第三时间点502开始的第二阈值信号27和/或包络滤波器的参数的准连续改变。在图4的示例中，定时器41优选地是产生数字信号的数字装置和/或逻辑电路，所述数字信号例如表示随着时间的推移线性或非线性但严格单调递减或严格单调递增的经过时间的持续时间的值，并且连续控制第二阈值信号24和/或包络滤波器33的一个或多个参数。
102.在例如通过数字定时器41进行离散控制的情况下，该定时器41例如也能够在与所述第一时间点102或第三时间点502有关的至少第五时段(δt5)之后，以如下方式控制阈值产生装置29：第二阈值信号的第二阈值105以第一时间常数τ1从该第一时间点102或该第三时间点502呈指数下降到剩余阈值。在图1和图2中，为了清楚起见，没有画出定时器41用来控制阈值产生装置29的一个或多个控制线。这些线从定时器41开始，并在阈值产生装置29结束。
103.超声传感器1的模拟超声发射级6通常在发送阶段的持续时间的传输周期开始时利用控制信号7控制超声换能器9。在发送阶段之后，模拟超声发射级6在制动阶段的持续时间内控制超声换能器9，使得它在短时间内损失尽可能多的能量，以便尽可能快地振荡。在
制动阶段结束之后，超声换能器9在衰变阶段的持续时间内继续振荡。优选地，在超声换能器9已经在振荡阶段振荡之后，模拟超声发射级6在接收阶段中的传输周期的剩余部分处于非激活状态。发送阶段和减速阶段之后的传输周期的剩余部分被分为稳定时段和接收时段。传输周期通常周期性地重复。第一比较器23将超声换能器9的电超声接收信号13的值与第一阈值信号24的第一阈值进行比较，所述第一阈值通常由阈值产生装置29预定。选择第一阈值，使得其在效果方面高于第二阈值信号27的第二阈值105。优选地，第一比较器23的第一比较器输出信号25由时间点检测装置评估。该时间点检测装置优选地是数字处理和滤波级18的一部分。计算机核心2也能够用作时间点检测装置。在超声换能器9的主动控制结束之后，该时间点检测装置确定第一时间点102或第三时间点502，之后，超声换能器9的电超声接收信号13的值不再足以使第一比较器23切换。通常，该第一时间点102或该第三时间点502分别以合适的相应信号的形式存在于时间点检测装置的输出端。该信号通常启动定时器41。在图4的示例中，数字处理和滤波级18执行时间检测装置的功能。定时器41可以是数字处理和滤波级18的一部分。计算机核心2也可以作为定时器41操作，或者包括这样的定时器41。因此，优选地，在传输周期内到达第一时间点102或第三时间点502启动定时器41。传输周期的结束或传输周期的开始优选地重置定时器41。定时器41通常在超声传感器1的模拟超声发射级6被关闭时启动。在第一实施例中，在第一时间段(δt1)内，从相应的传输周期中的第一时间点102或第三时间点502开始，借助于逻辑控制信号32和借助于第三控制逻辑电路30，定时器41通常将第二比较器26的第二比较器输出信号28切换到与不存在反射时第二比较器26的第二比较器输出信号28的该逻辑值对应的状态。在第二个不太优选的实施例中，通过另一控制线，定时器41分别在关于第一时间点102和第三时间点502的至少第三时段(δt3)和至少第四时段(δt4)之后的传输周期内至少两次改变包络产生装置的包络滤波器33的滤波特性。也可以设想具有从第五时间点开始的变化函数的准连续或连续变化，第五时间点相对于第一时间点102或第三时间点502移动了第三时段δt3。特别优选的是，在第一时间点102或第三时间点502之后的四个时间点，改变包络产生装置的包络滤波器33的滤波特性。然而，与定时器41对滤波特性的控制相比，借助于滤波控制并且基于第二比较器26的第二比较器输出信号28来控制包络滤波器是优选的。因此，滤波控制优选地是数字处理和滤波级18的一部分。计算机核心2也可以用作滤波控制。在第三实施例中，在相对于传输周期的第一时间点102或第三时间点502的至少第五时段(δt5)之后，定时器41优选地借助于阈值产生装置29以如下方式改变阈值信号24和/或27和可能的其他阈值信号的阈值产生：由阈值产生装置29产生的第二阈值信号27的第二阈值105以第一时间常数τ1从该时间点(δt5)呈指数下降到剩余阈值。
104.对于本领域技术人员显而易见的是，该框图中所示的功能也能够在很大程度上作为信号处理器上的软件运行。在这方面，该框图的一个或多个组件也能够在实现中组合成单个设备。
105.由于1个脉冲回波的能量，即短超声脉冲串504的能量，非常低，因此，衰减过程几乎不受干扰。在非常接近的物体11的情况下，通过往复运动的波可以使情况反转，从而有意义的是，在必要时，也允许负的时间差或比某个阈值小的时间比率。
106.第一阈值的确定以及第二阈值信号27的第二阈值105的确定(如果适用的话)通常与温度相关。
107.总之，本发明的解决方案基于两个基本见解：
108.a)具有一个超声脉冲的发射的超声脉冲串10的第一时间差101在时间上大约等于具有16个超声脉冲的发射的超声脉冲串10的第二时间差501。
109.b)具有超声脉冲的发射的超声脉冲串10可以被假定为在超声传感器1的近距离内还没有被物体11的反射的超声脉冲串12干扰。
110.所提出的解决方案是不时地单个发射的超声脉冲串10仅具有几个超声脉冲，优选地仅具有一个超声脉冲。在特殊补偿测量504中，超声传感器1利用这些短的发射的超声脉冲10检测第一时间差101。然而，在超声主测量505期间，超声传感器1通常利用较长的发射的超声脉冲串10执行距离测量。这为超声传感器的距离测量提供了更大的范围。然而，对于在超声传感器1的近距离内的物体11，该范围根本不是必需的，甚至是适得其反的，因为它增加了超声传感器1无法检测到任何东西的盲区。
111.通过使用较长的发射的超声脉冲串10，超声传感器1能够检测到第二时间差501，通过该第二时间差501，能够对在超声传感器1的近距离内的物体11进行推断。例如，超声传感器1能够将第二时间差501归一化为第一时间差101的长度，从而评估它们彼此的关系。因此，超声传感器1能够校正温度波动。
112.通过在发射的超声脉冲串10中优选地仅使用一个超声脉冲的附加补偿测量504，能够产生第一时间差101的测量值形式的基准。超声传感器1的计算机核心2利用通常随后的超声主测量505的测量值计算该测量值，并因此产生补偿。因此，测量顺序优选地是这样的：发生第一1脉冲测量、所述补偿测量504，然后优选地进行正常测量、所述超声主测量505。然而，该顺序是优选的，但不是明确强制的。不时地执行补偿测量504就足够。在较不优选的实施例中，超声传感器1还能够存储先前利用一个或多个超声主测量505测量的第二时间差501的持续时间的值，然后仅借助于补偿测量504之后的时间的第一时间差101回顾性地评估它们。这里给出的发明不推荐这种可能的过程。
113.优点
114.借助此处介绍的方法和装置，可以检测超声传感器1的近距离内物体11的存在。然而，优点不限于此。由于这里提出的过程，测量方法明显更不依赖于参数和温度。
附图说明
115.图1示出了根据本方案的示例性设备。
116.图2示出了超声脉冲串的包络信号的幅度107的示例性时间过程。
117.图3示出了如本文的技术教导的阐述中所认识到的图1的第一时间差101的持续时间对温度的温度依赖性。
118.图4在很大程度上对应于图1，但是包络滤波器33现在不像图1中那样是放大器14的一部分，而是被设计和布置为模数转换器16后面的信号路径中的数字包络滤波器33。
119.图5对应于图1，但现在定时器41不再反转第二比较器输出信号28。
120.图6对应于图4，由此定时器41不再反转第二比较器输出信号28，并且数字处理和滤波级18和/或计算机核心2现在优选地直接评估第二比较器输出信号28。
121.图7示出了用于第一短超声脉冲串504和随后的长超声脉冲串505的包络信号的幅度曲线107的示例性时间过程。
122.图8示出了在本文的技术教导的阐述中所认识到的图1和图4至图6的第一时间差101对温度的温度依赖性，以及在本文的技术教导的阐述中所认识到的图1和图4至图6的第二时间差501对温度的温度依赖性。
123.图9示出了示例性测量顺序的第一示例性顺序。
124.图10示出了示例性测量顺序的第二示例性顺序。
125.图11对应于图5，除了图11没有定时器41。
126.图12对应于图3，除了图12没有定时器41。
127.图13对应于图9，不同之处在于，在第四步骤903中判定在超声传感器1的近距离内存在物体11之后，超声传感器1现在利用短超声脉冲10切换到超声主测量505，直至物体11从超声传感器1的近距离内消失。
128.图14对应于图10，不同之处在于，在第六步骤1005中判定在超声传感器1的近距离内存在物体11之后，超声传感器1现在利用短发射超声脉冲10切换到超声主测量505，直至物体11从超声传感器1的近距离内消失。
具体实施方式
129.图1示出了根据本方案的示例性设备。该设备表示超声传感器系统22。超声传感器系统22包括超声传感器系统22的控制单元21和一个或多个超声传感器1。超声传感器1包括评估电路37。评估电路37包括计算机核心2。数据总线20将超声传感器1的计算机核心2连接到超声传感器系统22的控制单元21。计算机核心2产生用于超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3的控制信号4。如果需要，计算机核心2能够经由内部控制电路37的内部数据总线查询超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3的状态信息，就很方便了。超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3产生数字超声发射信号5。优选地，超声传感器1的模拟超声发射级6借助于超声传感器1的驱动信号7驱动超声换能器9的压电振荡元件8。与用于超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3的控制信号、数字超声发送信号5和超声传感器1的驱动信号7一起，超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3和超声传感器1的超声脉冲串发生器3通常是评估电路37的一部分。在发送阶段，控制信号7通常将超声换能器9的振荡元件8激发到初始机械振动，然后振荡元件8将其传递到周围空气并作为发射的超声脉冲串10辐射。
130.优选地，驱动信号7在时间上随后的衰变阶段中衰减超声换能器9的振荡元件8的第一机械振动。
131.在时间上随后的接收阶段，被物体11反射的反射超声脉冲串12激励超声换能器9的振荡元件8进行第二机械振动。振荡元件8由于其通常存在的压电特性而将振荡元件8的这些第二机械振动转换为电超声接收信号13。放大器14将电超声接收信号13转换成放大的电超声接收信号15。优选地，在图1的该示例中，放大器14包括包络发生器，该包络发生器包括包络滤波器。例如，包络滤波器根据典型地放大的电超声接收信号13生成包络信号，电超声接收信号13优选是放大的电超声接收信号15的一部分。因此，放大的电超声接收信号15也可以是这里所呈现的文字意义上的信号束。通常，评估电路37包括电超声接收信号13、具有包络滤波器的放大器14、和放大的电超声接收信号15。
132.例如，阈值产生装置29产生第一阈值信号24，该第一阈值信号24将第一阈值用信号通知给第一比较器23。优选地，评估电路37包括阈值产生装置29、第一阈值信号24和第一
比较器23。
133.评估电路37的第一比较器23或功能等效的子设备将第一阈值信号24的这个用信号表示的第一阈值与电超声接收信号13或从其导出的信号的值进行比较，并且根据该比较结果产生第一比较器输出信号25。评估电路37通常包括第一比较器输出信号25。
134.优选地，模数转换器16将放大的电超声接收信号15转换成数字化的超声接收信号17。在图1的示例中，由于放大的电超声接收信号15包括包络信号或者是包络信号，模数转换器16优选地将放大的电超声接收信号15中的模拟包络信号转换成数字化的包络信号。由此，数字化的包络信号优选地是放大的电超声接收信号15中的模拟包络信号的数字化采样序列。优选地，模拟包络信号的该数字化采样序列是这样的采样序列：模数转换器16在时间上基本等距的采样时间确定的作为在放大的电超声接收信号15中的这些采样时间处存在的模拟包络信号的值。评估电路37通常包括模数转换器16。
135.评估电路37使用第一比较器23和/或评估电路37的功能等效的子设备来确定第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的第一时间点102。第一比较器输出信号25的第一边缘变化102的该第一时间点102表示评估电路37假设时间接收阶段的开始和时间衰变阶段的时间结束的时刻。因此，第一比较器输出信号25的第一边缘变化102用信号表示时间接收阶段开始的时间点和时间稳定阶段的时间结束。
136.本文提出的技术教导提出，超声传感器1首先发射一个或多个短超声脉冲串504，然后发射一个或多个长超声脉冲串505。优选地，超声传感器1借助于短超声脉冲串504检测第一时间点102。与借助于一个或多个短超声脉冲串504确定的第一时间点102对应的是第三时间点502，超声传感器1借助于一个或多个长超声脉冲串505以模拟方式确定所述第三时间点502。
137.例如，阈值产生装置29产生第二阈值信号27，该第二阈值信号27将第二阈值用信号通知给第二比较器26。优选地，评估电路37包括第二阈值信号27和第二比较器26。
138.评估电路37的第二比较器26或功能等效的子设备将第二阈值信号27的这个用信号表示的第二阈值与放大的电超声接收信号15或从其导出的信号的值进行比较，并且响应于该比较结果产生第二比较器输出信号28。评估电路37通常包括第二比较器输出信号28。
139.借助评估电路37的第二比较器26和/或功能等效的子设备，评估电路37确定第二比较器输出信号28的第二边缘变化103的第二时间点103。第二比较器输出信号28的第二边缘变化103的该第二时间点103表示评估电路37假设从物体11反射的反射超声脉冲串12到达的时间点。因此，就本文提出的文献而言，第二比较器输出信号28的第二边缘变化103发信号通知物体11的物体回波的时间点。
140.本文提出的文献的技术教导提出，超声传感器1首先发射一个或多个短超声脉冲串504，然后发射一个或多个长超声脉冲串505。优选地，超声传感器1借助于短超声脉冲串504检测第二时间点103。与借助于一个或多个短超声脉冲串504确定的第二时间点103对应的是第四时间点503，超声传感器1借助于一个或多个长超声脉冲串505以模拟方式确定所述第四时间点503。
141.在第一时间点102或第三时间点502的衰减时间刚结束之后，由于超声换能器9的振荡元件8尚未完全衰减，因此放大的电超声接收信号15的包络信号的值不低于第二阈值信号27的第二阈值。
142.本文提出的方案的详尽阐述表明：在超声传感器1的近距离内没有反射物体11的情况下，第一时间点102和第二时间点103之间的第一时间差101在数值上等于在第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的第三时间点502和第二比较器输出信号28的第四边缘变化的随后的第四时间点503之间的第二时间差501。
143.本文提出的方案的详尽阐述还表明：在超声传感器1的近距离内有反射物体11的情况下，第一时间点102和第二时间点103之间的第一时间差101在数值上小于在第一比较器输出信号25的第三边缘变化502的第三时间点502和第二比较器输出信号28的第四边缘变化的随后的第四时间点503之间的第二时间差501。
144.评估电路37包括数字处理和滤波级18。优选地，数字处理和滤波级18评估数字化的超声接收信号17，并且生成滤波超声接收信号19和可能的其他数据和/或信号。优选地，数字处理和滤波级18生成滤波超声接收信号19和计算机核心2可用的任何其他数据和/或信号，以转发到超声传感器系统22的控制单元21和/或进一步处理和/或压缩。
145.优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18借助于一个或多个短超声脉冲串504确定在相应的第一时间点102和相应的第二时间点103之间的一个或多个第一时间差101，所述一个或多个第一时间差101用于利用相应的短超声脉冲串504进行测量。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18例如通过求平均值来从多个第一时间差101中确定平均的第一时间差101。
146.优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18在借助于长超声脉冲串505进行测量期间在第三时间点502启动定时器41。定时器41现在通常用计数时钟对时间值进行计数。如果定时器41的时间值达到第一时间差101的时间值或者平均第一时间差101加上小的预定容差值，则定时器41借助于exor电路30或评估电路37的功能等效的子设备反转第二比较器输出信号28。优选地，在定时器41的时间值达到第一时间差101的值或者平均第一时间差101的时间附近的小的时间容差窗口中，exor电路30或评估电路37的功能等效的子设备阻断经由第二比较器输出信号28的信令，以抑制该第二比较器输出信号28的抖动和噪声。在这方面，exor电路30的exor功能是简化表示的理想化，但不会妨碍本领域的技术人员。exor电路30或评估电路37的功能等效的子设备是评估电路37的一部分。
147.exor电路30或评估电路37的功能等效的子设备产生exor门30的输出信号31。
148.计算机核心2和/或数字处理和滤波级18评估exor门30的输出信号31和/或第一比较器输出信号25和/或定时器41的时间值，并且优选地据此控制定时器41。借助于exor门30的输出信号31和/或第一比较器输出信号25的这种评估，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18确定第一时间点102和第二时间点103，并且如果需要，根据这些第一时间差101以及必要时第二时间差501确定第三时间点502和第四时间点503。
149.优选地，计算机核心2和/或定时器41和/或数字处理和滤波级18根据定时器41的时间值控制放大器14和包含在其中的包络滤波器的参数以及阈值产生装置29。因此，在图1中画出了两条信号线。代替特殊的信号线，例如也考虑使用共同的内部数据总线来通过计算机核心2和/或其他设备部件调节和/或改变评估电路37的设备部件的参数。
150.受控参数可以是包络滤波器的滤波器频率和/或放大器14的增益和/或第一阈值信号24的第一阈值和/或第二阈值信号27的第二阈值，它们能够在传输周期内随时间有选择性地改变。
151.与第一时间差101相比，在超声传感器1的近距离内的物体11导致第二时间差501的持续时间增加。
152.因此，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18能够以四种不同的方式从相对于第二时间差501的第一时间差101推断出超声传感器1的近距离内的物体11：
153.ⅰ
.如果第一时间差101的数值减去第二时间差501的数值的差小于(由于为负)最小时间差阈值，则计算机核心2和/或数字处理和滤波级18可以推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
154.ⅱ
.如果第二时间差501的数值减去第一时间差101的数值的差大于(由于为正)最大时间差阈值，则计算机核心2和/或数字处理和滤波级18可以推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
155.ⅲ
.如果第一时间差101的数值除以第二时间差501的数值的分数小于最小时间比阈值，则计算机核心2和/或数字处理和滤波级18可以推断出物体11非常靠近超声传感器1。
156.ⅳ
.如果第二时间差501的数值除以第一时间差101的数值的分数大于最大时间比阈值，则计算机核心2和/或数字处理和滤波级18可以推断出物体11非常靠近超声传感器1。
157.替代地，计算机核心2也能够通过数据总线20将第一时间点102的时间值、第二时间点103的时间值、第三时间点502的时间值和第四时间点503的时间值传输给控制单元21。在这种情况下，控制单元21优选地代替计算机核心2执行上述比较i至iv。
158.替代地，计算机核心2也能够通过数据总线20将第一时间差101的时间值和第二时间差501的时间值传输给控制单元21。在这种情况下，控制单元21也优选地代替计算机核心2执行上述比较i至iv。
159.如果计算机核心2和/或数字处理和滤波级18推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11，则计算机核心2优选地通过数据总线20将该结果信号传递给控制单元21。
160.对于本领域技术人员显而易见的是，在借助于前面的备选方案i至iv进行评估的情况下，不再需要借助于exor电路30或评估电路37的功能等效的子设备进行评估。在这种情况下，可以省去定时器41和exor逻辑操作30或评估电路37的功能等效的子设备。在这种情况下，第二比较器输出信号28代替exor门30的输出信号31，作为数字处理和滤波级18或计算机核心2的驱动信号。
161.图2示出了超声脉冲串的包络信号的幅度曲线107的示例性时间进程。在图1的情况下，这是放大的电超声接收信号15的包络信号。在图4的情况下，这是处理后的数字超声接收信号34的包络信号。y轴表示包络信号的幅度曲线107。在此，该幅度曲线107作为示例在模数转换器16的lsb中给出。在开始时，在发送阶段期间，该幅度曲线107的时间进程表现出包络信号的幅度曲线107对模数转换器16和/或放大器14的过控制。在第一时间点102，电超声接收信号13的幅度低于第一阈值信号24的第一阈值。在该第一时间点102，第一比较器输出信号25改变其逻辑状态并且表现出第一边缘。在经过第一时间差101之后，在第二时间点103，包络信号的幅度曲线107低于第二阈值信号27的第二阈值105。
162.图3示出了在该文献的技术教导的详尽阐述中所认识到的图1的第一时间差101的持续时间对超声换能器9的温度的温度依赖性。
163.图4很大程度上对应于图1。然而，包络滤波器33现在不是如同图1中那样是放大器14的一部分，而是在模数转换器16后面的信号路径中被设计和布置为数字包络滤波器33。
在功能上等同于第二比较器26的第二比较逻辑电路将第二阈值信号27的第二阈值与处理后的数字超声接收信号34的值进行比较。在图4的示例中，放大器14放大和/或过滤电超声接收信号13，以获得放大的电超声接收信号15。在图4的示例中，放大器14通常不包括包络滤波器。与图1的示例不同，图4的示例中的包络滤波器33优选是数字的。因此，在图4的示例中，包络滤波器33示例性地位于模数转换器16后面的信号路径中的数字部分35中。因此，在图4的示例中，放大后的电超声接收信号15通常不包括包络信号。在图4的示例中，模数转换器16将放大后的电超声接收信号15转换为数字化超声接收信号17。在图4的示例中，包络滤波器33将数字化超声接收信号17滤波成处理后的数字超声接收信号34。优选地，处理后的数字超声接收信号34包括包络信号，或者处理后的数字超声接收信号34优选是数字化的包络信号。因此，在图4的示例中，模数转换器16位于信号路径中的处理后的数字超声接收信号34的前面。与第二比较器26功能等效的第二比较逻辑电路将第二阈值信号27的第二阈值与处理后的数字超声接收信号34的值进行比较。并且，根据该比较的结果，生成已经描述的第二比较器输出信号28。在图4中，用第二比较器26的符号绘制了第二比较逻辑电路，以说明功能等效性。
164.图4的其余信号处理对应于图1的信号处理。
165.图5对应于图1，由此定时器41不再反转第二比较器输出信号28。现在，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2优选地直接评估第二比较器输出信号28。
166.图6对应于图4，由此定时器41不再反转第二比较器输出信号28。现在，数字处理和滤波级18和/或计算机核心2优选地直接评估第二比较器输出信号28。
167.图7示出了在模数转换器16的lsb中示例性地用于第一短超声脉冲串504和随后的长超声脉冲串505的包络信号的幅度曲线106的示例性时间进程。在图1的情况下，这是放大后的电超声接收信号15的包络信号。在图4的情况下，它是处理后的数字超声接收信号34的包络信号。对于所应用的方法，包络信号是模拟的(图1)还是数字的(图4)无关紧要。第一比较器23通常将电超声接收信号13的幅度值与第一阈值信号24的第一阈值进行比较。如果电超声接收信号13的幅度低于第一阈值信号24的第一阈值，则第一比较器23通过其第一比较器输出信号25的第一边缘变化发送第一时间点102的信号。在图7中绘制了第一比较器输出信号25的该边缘变化。y轴的刻度不指第一比较器输出信号25。读取器可以假设第一比较器输出信号25的值在第一时间点102从第一逻辑值变为第二逻辑值。如果在最后一个超声脉冲的最后一次发射开始之后，经过发射周期506之后，开始发射新的超声脉冲，则第一比较器输出信号25的值优选地从第二逻辑值变回第一逻辑值。
168.图7的示例示出了作为包络信号的幅度曲线107的幅度响应106的一部分的第二超声包络信号505之前的第一超声包络信号504。在图7的示例中，第一超声包络信号形式的示例性补偿测量504在第二超声包络信号形式的示例性主超声测量505之前。优选地，超声传感器1使用具有仅几个、优选地仅一个超声脉冲的超声脉冲串进行补偿测量504。优选地，超声传感器1使用具有多个、优选地多于两个超声脉冲的超声脉冲串进行超声主测量505。
169.当到达第一时间点102时，超声传感器1到达用于补偿测量504的发送阶段的结束。随着超声换能器9的振荡元件8的进一步振荡，在第二时间点103，包络信号的幅度曲线106低于第一阈值信号27的第一阈值105。从第二时间点103减去第一时间点102的时间差的时间值表示第一时间差101。该第一时间差101是参考值，借助于该参考值，在随后的具有多个
超声脉冲的较长超声脉冲串10的超声主测量505期间，超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18评估随后检测到的第二时间差501在数值上是否与该第一时间差101有一定程度的偏差，使得超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18必须假设物体11位于超声传感器1的近距离内。当到达第三时间点502时，超声传感器1到达用于相关的超声主测量505的发送阶段的结束。随着超声换能器9的振荡元件8的随后的进一步振荡，在第四时间点503，包络信号的幅度曲线106再次低于第一阈值信号27的第一阈值105。从第四时间点503减去第三时间点502的时间差的时间值表示第二时间差501。
170.如果在超声传感器1的近距离内不存在物体11，则超声换能器9的振荡元件8能够不受阻碍地振荡。这是下面的第一运行情况。这里提出的方案的详尽阐述表明，在这种情况下，第一时间差101与第二时间差501没有明显偏差。在该第一运行情况中，第一时间差101与第二时间差501之间的偏差通常可以归因于不显著的干扰。
171.然而，如果物体11位于超声传感器1的近距离内，则超声换能器9的振荡元件8只能在补偿测量504的情况下不受阻碍地振荡。在这种情况下，超声脉冲串10在时间上仍然足够短，使得超声换能器9的振荡元件8在反射的超声脉冲串12再次到达振荡元件8之前振荡。因此，如果物体11位于超声传感器1的近距离内，则超声换能器9的振荡元件8在主超声测量505的情况下不再能够不受阻碍地振荡。在这种情况下，超声脉冲串10的时间过长，使得当反射的超声脉冲串12再次到达振荡元件8时，超声换能器9的振荡元件8尚未振荡。这是下面的第二运行情况。本文提出的方案的详尽阐述表明，在这种情况下，第一时间差101与第二时间差501有很大不同。在该第二运行情况下，第一时间差101的数值小于第二时间差501，即时间更短。现在，超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18评估第一时间差101和第二时间差501的这种不同时间长度。为此，超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18不时地执行补偿测量504，除此以外与主超声测量505一起工作就足够了。
172.例如，超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18能够通过以下方式进行：
173.ⅰ
.超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18形成从第二时间差501的数值减去第一时间差101的数值的差。如果所述数值大于零加上可选的第一超前量，则超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18优选地推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
174.ⅱ
.超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18形成从第一时间差101的数值减去第二时间差501的数值的差。如果所述数值小于零减去可选的第二超前量，则超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18优选地推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
175.ⅲ
.超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18将第二时间差501的数值除以第一时间差101的数值。如果所述数值大于1(一)加上可选的第三超前量，则超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18优选地推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
176.ⅳ
.超声传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18将第一时间差101的数值除以第二时间差501的数值。如果所述数值小于1(一)减去可选的第四超前量，则超声
传感器1或其计算机核心2或其数字处理和滤波级18优选地推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
177.第一至第四超前量优选是正的。能够将第一至第四超前量设为零。这里提出的方案建议选择更大的超前量值。
178.图7的y轴示出了这里示例性地以模数转换器16的lsb表示的包络信号的幅度曲线106的示例性刻度。在图1的情况下，这是放大的电超声接收信号15的包络信号。在图4的情况下，它是处理后的数字超声接收信号34的包络信号。
179.时间轴(x轴)示出了模数转换器16的过去采样点的次数(计数)。
180.图8示出了在本文的技术教导的阐述中所认识到的图1和图4至图6的第一时间差101对温度的温度依赖性，以及在本文的技术教导的阐述中所认识到的图1和图4至图6的第二时间差501对温度的温度依赖性。这里，存在第一运行情况，其中，没有物体11位于超声传感器1的近距离内。可以容易地看出，对于相同的温度，第一时间差101和第二时间差501差别不大。因此，本方案的本质是，仅不时地利用具有几个超声脉冲、优选地仅具有一个超声脉冲的时间短的超声脉冲串10执行补偿测量504，然后检测第一时间差101，随后利用具有几个超声脉冲的时间较长的超声脉冲串505执行主超声测量505，检测第二时间差501，并且如果第一时间差501的数值在时间上明显短于第二时间差101的数值，则推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。
181.图9示出了示例性测量顺序的第一示例性顺序。
182.在第一步骤900中，超声传感器1使用具有几个超声脉冲、优选地仅具有一个超声脉冲的短发射超声脉冲串10来执行补偿测量504。在第一步骤900中，超声传感器确定第一时间差101的时间长度的值。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18将第一时间差101的时间长度的值存储在超声传感器1的存储器中。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第一步骤900。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第一步骤900和/或在该第一步骤900中部分接管超声传感器1的功能。
183.在第二步骤901中，超声传感器1使用具有多个超声脉冲的长发射超声脉冲串10执行超声主测量505。在第二步骤901中，超声传感器确定第二时间差501的时间长度的值。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第二步骤901。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第二步骤901和/或在该第二步骤901中部分接管超声传感器1的功能。
184.在第三步骤902中，超声传感器1将第二时间差501的时间长度的值与第一时间差101的时间长度的值进行比较。如上所述，这可以例如通过形成差或形成比率来完成。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第三步骤902。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第三步骤902和/或在该第三步骤902中部分接管超声传感器1的功能。
185.根据比较结果，接下来可以进行第四步骤903。如果第二时间差501的时间长度大于第一时间差101的时间长度，则超声传感器1在第四步骤903中断定在其近距离内存在物体11。优选地，在该第四步骤903中，计算机核心2向超声传感器系统22的控制单元21发信号通知在超声传感器1的近距离内存在物体11。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备
部分的协作下控制该第四步骤903。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第四步骤903和/或在该第四步骤903中部分接管超声传感器1的功能。
186.根据比较结果，第三步骤902之后可以是第五步骤904。如果第二时间差501的时间长度小于第一时间差101的时间长度，则超声传感器1在第五步骤904中断定在其近距离内不存在物体11。然后，优选地，超声传感器1在该第五步骤904中检查主超声测量505的数量是否已经超过或达到自上次补偿测量504以来的最大数量。如果是这种情况，则超声传感器1优选地在第一步骤900中执行另一补偿测量504，通常重新开始循环。如果不是这种情况，则超声传感器1优选地执行下一个超声主测量505。在执行下一个补偿测量504或下一个主超声测量505之前，超声传感器1通常等待，直至从紧接在前的超声脉冲串10的传输开始到传输周期506结束。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第五步骤904。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第五步骤904和/或在该第五步骤904中部分接管超声传感器1的功能。
187.图10示出了示例性测量顺序的第二示例性顺序。
188.在第一步骤1000中，超声传感器1使用具有几个超声脉冲、优选地仅具有一个超声脉冲的短发射超声脉冲串10来执行补偿测量504。在第一步骤1000中，超声传感器1确定第一时间差101的时间长度的值。优选地，计算机核心2和/或数字处理和滤波级18将第一时间差101的时间长度的值存储在超声传感器1的存储器中。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第一步骤1000。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第一步骤1000和/或在该第一步骤1000中部分接管超声传感器1的功能。
189.在第二步骤1001中，超声传感器1使用具有多个超声脉冲的长发射超声脉冲串10执行超声主测量505。然而，在第二步骤1001中，超声传感器现在并不像图9中那样确定第二时间差501的时间长度的值。替代地，超声传感器1确定第三时间点502并且启动定时器41。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第二步骤1001。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第二步骤1001和/或在该第二步骤1001中部分接管超声传感器1的功能。
190.优选地，在第三步骤1002中，超声传感器1将其定时器41的值改变定时器增量的值。优选地，超声传感器1在该第三步骤1002中增加定时器41的值。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第三步骤1002。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第三步骤1002和/或在该第三步骤1002中部分接管超声传感器1的功能。
191.在第四步骤1003中，超声传感器1将定时器41的值与第一时间差101的值进行比较。如果定时器41的值小于第一时间差101加上优选使用的超前量，则超声传感器1的超声换能器9的振荡元件8可能还没有振荡。在这种情况下，超声传感器1执行的过程跳回到第三步骤1002。如果定时器41的值大于第一时间差101加上优选使用的超前量，则当在超声传感器1的近距离内没有物体11时，超声传感器1的超声换能器9的振荡元件8应该是振荡的。在这种情况下，超声传感器1执行的过程进一步跳转到第五步骤1004。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第四步骤1003。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第四步骤1003和/或在该第四步骤1003中部分接
管超声传感器1的功能。
192.在第五步骤1004中，超声传感器将包络信号的幅度107与第二阈值105进行比较。如果包络信号的幅度107在数值上小于第二阈值105，则超声传感器1推断出在超声传感器1的近距离内不存在物体11。在这种情况下，超声传感器1通过第七步骤1006继续执行该方法。如果包络信号的幅度107在数值上大于第二阈值105，则超声传感器1推断出在超声传感器1的近距离内存在物体11。在这种情况下，超声传感器1通过第六步骤1005继续执行该方法。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第五步骤1004。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第五步骤1004和/或在该第五步骤1004中部分接管超声传感器1的功能。
193.在第六步骤1005中，优选地，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第六步骤1005。优选地，计算机核心2向超声传感器系统22的控制单元21发信号通知在超声传感器1的近距离内存在该物体11。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第六步骤1005。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第六步骤1005和/或在该第六步骤1005中部分接管超声传感器1的功能。
194.在第七步骤1006中，超声传感器1优选检查超声主测量505的数量是否已经超过或达到自上次补偿测量504以来的最大数量。如果是这种情况，则超声传感器1优选地在第一步骤1000中执行另一补偿测量504，通常重新开始循环。如果不是这种情况，则超声传感器1优选地在第二步骤1001中执行下一个超声主测量505。在执行下一个补偿测量504或下一个主超声测量505之前，超声传感器1通常等待，直至从紧接在前的超声脉冲串10的传输开始到传输周期506结束。通常，计算机核心2在超声传感器1的其他设备部分的协作下控制该第七步骤1006。代替计算机核心2，超声传感器系统22的控制单元21理论上也能够控制该第七步骤1006和/或在该第七步骤1006中部分接管超声传感器1的功能。
195.图11对应于图5，不同之处在于图11没有定时器41。因此，它只能执行根据图9的过程。
196.图12对应于图3，不同之处在于图12没有定时器41。因此，它只能执行根据图9的过程。
197.图13对应于图9，不同之处在于，在第四步骤903中断定物体11存在于超声传感器1的近距离内之后，超声传感器1现在切换到具有短超声脉冲10的超声主测量505，直到物体11从超声传感器1的近距离消失。在极端情况下，超声传感器1因此仅执行补偿测量504，优选地利用仅具有一个超声脉冲的每个发射的超声脉冲串10，直至物体11从超声传感器1的近距离消失。因此，超声传感器1推断在其近距离内存在物体11，然后，如果这样的物体11在超声传感器1的近距离内，则缩短所发射的超声脉冲串10的时间长度。因此，超声传感器1能够检测物体11在其近距离内的距离。在物体11位于超声传感器1的近距离内的情况下，如果所发射的超声脉冲串10没有缩短，则由于反射的超声脉冲串12将在超声传感器1的振荡元件8尚未振荡时到达，因此在发射的超声脉冲串10的时间没有缩短的情况下，超声传感器1将无法检测超声传感器1与物体11之间的距离。
198.在第六步骤905中，超声传感器1发射具有第二时间长度的缩短的超声脉冲串10，优选地，第二时间长度短于超声传感器1在第二步骤901中发射的所发射的超声脉冲串10的第一时间长度。优选地，在该第六步骤905中所发射的超声脉冲串10的第二时间长度等于在
用于补偿测量504的第一步骤900中由超声传感器1发射的短的发射超声脉冲串10的时间长度。通常，然后，在优选实施例中，第六步骤905的所发射超声脉冲串10对应于超声传感器1在第一步骤900中用于补偿测量504的超声脉冲串10。在该第六步骤905中，超声传感器1在其近距离内检测距物体11的距离。
199.在第七步骤906中，超声传感器1检查物体11是否仍在其近距离内。为此，超声传感器1将利用短的发射超声脉冲串10检测到的物体11到超声传感器1的距离与距离阈值进行比较。如果所述检测到的距离小于所述距离阈值，则物体11仍在超声传感器1的近距离内，并且超声传感器1进行到第六步骤905。如果所述检测到的距离大于所述距离阈值，则物体11不再处于超声传感器1的近距离内，并且超声传感器1继续执行第一步骤900。假设第一步骤900对应于第六步骤905并且超声传感器1在第六步骤905中确定第一时间差101，则超声传感器1也能够直接继续执行第二步骤901。
200.图14对应于图10，不同之处在于，在第六步骤1005中断定物体11存在于超声传感器1的近距离内之后，超声传感器1现在切换到具有短的发射超声脉冲10的超声主测量505，直到物体11从超声传感器1的近距离消失。在极端情况下，超声传感器1因此仅执行补偿测量504，优选地利用仅具有一个超声脉冲的每个发射的超声脉冲串10，直至物体11从超声传感器1的近距离消失。因此，超声传感器1推断在其近距离内存在物体11，然后，如果这样的物体11在超声传感器1的近距离内，则缩短所发射的超声脉冲串10的时间长度。因此，超声传感器1将自身置于检测物体11在其近距离内的距离的位置。在物体11位于超声传感器1的近距离内的情况下，如果所发射的超声脉冲串10没有缩短，则由于反射的超声脉冲串12将在超声传感器1的振荡元件8尚未振荡时到达，因此在发射的超声脉冲串10的时间没有缩短的情况下，超声传感器1将无法检测超声传感器1与物体11之间的距离。
201.在第八步骤1007中，超声传感器1发射具有第二时间长度的缩短的超声脉冲串10，优选地，第二时间长度短于超声传感器1在第二步骤1001中发射的超声脉冲串10的第一时间长度。优选地，在该第八步骤1007中所发射的超声脉冲串10的第二时间长度等于在用于补偿测量504的第一步骤1000中由超声传感器1发射的短的发射超声脉冲串10的时间长度。然后，通常，在优选实施例中，第八步骤1007的所发射超声脉冲串10对应于超声传感器1在第一步骤1000中用于补偿测量504的超声脉冲串10。在该第六步骤905中，超声传感器1在其近距离内检测距物体11的距离。
202.在第九步骤1008中，超声传感器1检查物体11是否仍在其近距离内。为此，超声传感器1将在第八步骤1007中利用短的超声脉冲串10检测到的物体11到超声传感器1的距离与距离阈值进行比较。如果所述检测到的距离小于所述距离阈值，则物体11仍在超声传感器1的近距离内，并且超声传感器1继续执行第八步骤1007。如果所述检测到的距离大于所述距离阈值，则物体11不再处于超声传感器1的近距离内，并且超声传感器1继续执行第一步骤1000。如果第一步骤1000对应于第八步骤1007并且超声传感器1在第八步骤1007中确定第一时间差101，则超声传感器1也能够直接继续执行第二步骤1001。
203.则图13和图14的过程可以总结如下：
204.ⅰ
.如果在超声传感器1的近距离内不存在物体11，则使用具有第一时间长度的传输的超声脉冲串10进行超声主测量505，如果在超声传感器1的近距离内存在物体11，则检测物体11在超声传感器1的近距离内的存在。
205.ⅱ
.将所发射的超声脉冲串10的第一时间长度缩短为所发射的超声脉冲串10的第二时间长度，并且在物体11位于超声传感器1的近距离内的持续时间内检测超声传感器1与物体11之间的距离。
206.其他
207.上述说明并不意味着完整并且不将该公开限制于所示示例。本领域普通技术人员能够参考附图、公开内容和权利要求来理解和进行对所公开的示例的其他修改。不定冠词“一个”及其变形不排除复数，而提及特定数量的元件并不排除存在更多或更少元件的可能性。单个实体可以完成启示中提到的多个元件的功能，反之，多个元件可以完成一个实体的功能。在不背离本公开的范围的情况下，可以进行许多替代、等同、变形和组合。
208.除非另有说明，否则本发明的所有特征可以自由组合。这适用于本文提出的整个文件。此外，除非另有说明，否则在附图说明中描述的特征也可以作为本发明的特征与其余特征自由组合。因此，明确地，并不将实施例的各个特征限制于与实施例的其他特征的组合。此外，装置的客观特征也能够被用作重新表述形式的方法特征，并且方法特征能够被用作重新表述形式的装置的客观特征。因此，自动公开了这样的重新表述。
209.在前面的详细说明中，参考了附图。说明书和附图中的示例应被认为是说明性的，而不应被认为是对所描述的具体示例或元件的限制。通过修改、组合或改变某些元件，可以从前述说明书和/或附图和/或权利要求中得出多个示例。另外，本领域技术人员可以从说明书和/或附图中得出未按字面描述的示例或元件。
210.附图标记列表
211.1超声传感器
212.2超声传感器1的计算机核心
213.3超声传感器1的数字超声脉冲串发生器
214.4用于超声传感器1的数字超声脉冲串发生器3的控制信号
215.5数字超声传输信号
216.6超声传感器1的模拟超声传输级
217.7超声传感器1的控制信号
218.8超声换能器9的振荡元件
219.9超声换能器
220.10发射的超声脉冲串
221.11车辆附近的物体
222.12反射的超声脉冲串
223.13电超声接收信号
224.14放大器
225.15放大的电超声接收信号
226.16超声传感器1的模数转换器
227.17数字化超声接收信号
228.18数字处理和滤波级
229.19滤波后的超声接收信号
230.20数据总线
231.21超声传感器系统22的控制单元
232.22超声传感器系统
233.23第一比较器
234.24第一阈值信号
235.25第一比较器输出信号
236.26第二比较器。在图4中，第二比较逻辑电路代替第二比较器。第二比较逻辑电路是第二比较器的数字的功能等效物。第二比较器将第二阈值信号27的第二阈值与放大的电超声接收信号15的值进行比较。在这点上，模数转换器16在信号路径中位于放大的电超声接收信号15后面。(另请参见图1)。功能等效的第二比较逻辑电路将第二阈值信号27的第二阈值与处理后的数字超声接收信号34的值进行比较，处理后的数字超声接收信号34是包络信号或者优选地包括包络信号。在这种情况下，模数转换器16在信号路径中布置在处理后的数字超声接收信号34之前。
237.(另请参见图4)
238.27第二阈值信号
239.28第二比较器输出信号
240.29阈值产生装置
241.30exor电路
242.31exor门30的输出信号
243.32exor控制信号
244.33包络滤波器
245.34处理后的数字超声接收信号，其优选是包络信号或者包括包络信号
246.35数字部分
247.36模拟部分
248.37评估电路
249.38正电源电压线
250.39稳压器
251.40负电源电压线
252.41定时器
253.101第一比较器输出信号25的第一边缘变化的第一时间点102与随后的第二比较器输出信号28的第二边缘变化的第二时间点103之间的第一时间差
254.102第一比较器输出信号25的第一边缘变化的第一时间点
255.103第二比较器输出信号28的第二边缘变化的第二时间点
256.105第二阈值信号27的第二阈值
257.106包络信号的幅度曲线，这里示例性地以模数转换器16的lsb表示。在图1的情况下，这是放大的电超声接收信号15的包络信号。在图4的情况下，它是处理后的数字超声接收信号34的包络信号
258.107包络信号的幅度曲线。在图1的情况下，这是放大的电超声接收信号15的包络信号。在图4的情况下，它是处理后的数字超声接收信号34的包络信号
259.108由包络信号的幅度107引起的过载
260.501 第一比较器输出信号25的第三边缘变化的第三时间点502与随后的第二比较器输出信号28的第四边缘变化的第四时间点503之间的第二时间差
261.502 第一比较器输出信号25的第三边缘变化的第三时间点
262.503 第二比较器输出信号28的第四边缘变化的第四时间点
263.504 第一超声包络信号(示例性补偿测量)
264.505 第二超声包络信号(示例性超声主测量)
265.506 传输周期
266.507 模数转换器16的采样点数
267.900 第一步骤
268.901 第二步骤
269.902 第三步骤
270.903 第四步骤
271.904 第五步骤
272.905 第六步骤
273.906 第七步骤
274.1000 第一步骤
275.1001 第二步骤
276.1002 第三步骤
277.1003 第四步骤
278.1004 第五步骤
279.1005 第六步骤
280.1006 第七步骤
281.1007 第八步骤
282.1008 第九步骤
283.sdt 现有技术
284.t 温度，单位为℃
285.t 时间

技术特征：
1.一种用于环境感测装置的超声测量系统(22)的操作方法，其中，所述超声测量系统(22)包括超声传感器(1)，并且其中，所述超声传感器(1)具有近距离，在所述近距离内，所述超声传感器(1)不再能够利用第一时间长度的发射的超声脉冲串(10)检测从所述超声传感器(1)到物体(11)的距离，所述方法包括如下步骤：-如果在所述超声传感器(1)附近不存在物体(11)，则使用第一时间长度的发射的超声脉冲串(10)进行主超声测量(505)，并且如果在所述超声传感器(1)附近存在物体(11)，则在所述超声传感器(1)附近检测所述物体(11)的存在；-将所述发射的超声脉冲串(10)的所述第一时间长度缩短到所述发射的超声脉冲串(10)的第二时间长度，并且在所述物体(11)位于所述超声传感器(1)的所述近距离内的持续时间内，检测所述超声传感器(1)与所述物体(11)之间的距离。2.一种用于改进近距离检测的超声传感器(1)的超声换能器(9)的压电振荡元件(8)的电超声接收信号(13)的评估方法，所述方法包括以下步骤：-在第一传输周期中发射至少一个短超声脉冲串(504)；-在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较；-检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第一时间点(102)，在所述第一时间点(102)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值；和-在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)；-在所述第一传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与第二阈值(105)进行比较；-检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第二时间点(103)，在所述第二时间点(103)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)；和-确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)；-在第二传输周期中发射至少一个长超声脉冲串(505)；-其中，所述第二传输周期在时间上跟在所述第一传输周期之后；-在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与所述第一阈值进行比较；-检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第三时间点(502)，在所述第三时间点(502)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值；和-在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)；-在所述第二传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与第二阈值(105)进行比较，并且作为比较的结果，形成第二比较器输出信号(28)；-在所述第三时间点(502)启动定时器(41)；和-如果有的话，在所述定时器(41)检测到从其启动起经过了与所述第一时间差(101)加上超前时间对应的时间段的时间点，检测所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值；
‑
将由此检测到的所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值与所述第二阈值(105)进行比较；和-当所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的检测值高于所述第二阈值(105)时，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。3.一种用于改进近距离检测的超声传感器(1)的超声换能器(9)的压电振荡元件(8)的电超声接收信号(13)的评估方法，所述方法包括以下步骤：-在第一传输周期中发射至少一个短超声脉冲串(504)；-在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较；-检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第一时间点(102)，在所述第一时间点(102)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值；和-在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)；-在所述第一传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与第二阈值(105)进行比较；-检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第二时间点(103)，在所述第二时间点(103)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)；和-在第二传输周期中发射至少一个长超声脉冲串(505)；-其中，所述第二传输周期在时间上跟在所述第一传输周期之后；-在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与所述第一阈值进行比较；-检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第三时间点(502)，在所述第三时间点(502)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值；和-在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)；-在所述第二传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)进行比较；-检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第四时间点(503)，在所述第四时间点(503)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)；-根据所述第一时间点(102)、所述第二时间点(103)、所述第三时间点(502)和所述第四时间点(503)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。4.根据权利要求3所述的方法，其包括以下步骤：-确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)；-根据所述第一时间差(101)、所述第三时间点(502)、和在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。5.根据权利要求4所述的方法，其包括以下步骤：-在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点，当所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值大于所述第二阈值(105)时，推断出在所述超声传
感器(1)的近距离内存在物体(11)。6.根据权利要求3所述的方法，其包括以下步骤：-确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)；-根据所述第一时间差(101)、所述第三时间点(502)和所述第四时间点(503)，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。7.根据权利要求6所述的方法，其包括以下步骤：-确定所述第三时间点(502)和所述第四时间点(503)之间的第二时间差(501)；-根据所述第一时间差(101)和所述第二时间差(501)，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。8.根据权利要求7所述的方法，其包括以下步骤：-如果所述第一时间差(101)的持续时间值小于所述第二时间差(501)的持续时间值加上可选的正延迟值，则推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。9.一种用于改进近距离检测的超声传感器(1)的超声换能器(9)的压电振荡元件(8)的电超声接收信号(13)的评估方法，所述方法包括以下步骤：-在第一传输周期中发射至少一个短超声脉冲串(504)；-在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较；-检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第一时间点(102)，在所述第一时间点(102)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值；-在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)；-在所述第一传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与第二阈值(105)进行比较；-检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第二时间点(103)，在所述第二时间点(103)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)；-在第二传输周期中发射至少一个长超声脉冲串(505)；-其中，所述第二传输周期在时间上跟在所述第一传输周期之后；-在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较；-检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第三时间点(502)，在所述第三时间点(502)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值；和-在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)；-在所述第二传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)进行比较；-根据所述第一时间点(102)、所述第二时间点(103)、所述第三时间点(502)以及在所述第二传输周期中所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)的比较结果，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。10.根据权利要求9所述的方法，其包括以下步骤：-确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)；
‑
根据所述第一时间差(101)、所述第三时间点(502)、和在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。11.根据权利要求10所述的方法，其包括以下步骤：-在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点，当所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值大于所述第二阈值(105)时，推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。12.一种用于环境感测装置的超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)包括超声传感器(1)，并且其中，所述超声传感器(1)具有近距离，在所述近距离内，所述超声传感器(1)不再能够利用第一时间长度的发射的超声脉冲串(10)检测从所述超声传感器(1)到物体(11)的距离，其中，如果在所述超声传感器(1)的近距离内不存在物体(11)，则所述超声传感器(1)至少暂时发射第一时间长度的超声脉冲串(10)以进行超声主测量(505)，并且其中，如果在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)，则所述超声传感器(1)检测其近距离内的所述物体(11)的存在，并且其中，在所述物体(11)位于所述超声传感器(1)的近距离内的持续时间内，所述超声传感器(1)将所述发射的超声脉冲串(10)的所述第一时间长度缩短为所述发射的超声脉冲串(10)的第二时间长度，并且其中，在所述物体(11)位于所述超声传感器(1)的近距离内的持续时间内，所述超声传感器(1)检测所述超声传感器(1)与所述物体(11)之间的距离，并且其中，在所述物体(11)在所述超声传感器(1)的近距离内停留结束之后，所述超声传感器(1)将所述发射的超声脉冲串(10)的所述第二时间长度延长到所述发射的超声脉冲串(10)的第三时间长度，并且其中，所述发射的超声脉冲串(10)的所述第三时间长度能够等于所述发射的超声脉冲串(10)的所述第二时间长度。13.一种用于改进近距离检测的环境感测装置用的超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)包括超声传感器(1)，其中，所述超声测量系统(22)执行所述超声传感器(1)的超声换能器(9)的压电振荡元件(8)的电超声接收信号(13)的评估方法，并且其中，所述超声传感器(1)在第一传输周期中发送一个或多个短超声脉冲串(504)；其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较；其中，所述超声测量系统(22)检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第一时间点(102)，在所述第一时间点(102)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)
的值与第二阈值(105)进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第二时间点(103)，在所述第二时间点(103)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)，并且其中，所述超声测量系统(22)确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)，并且其中，所述超声测量系统(22)在第二传输周期中发射至少一个长超声脉冲串(505)，并且其中，所述第二传输周期在时间上跟在所述第一传输周期之后，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与所述第一阈值进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第三时间点(502)，在所述第三时间点(502)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)进行比较，并且作为比较的结果，形成第二比较器输出信号(28)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第三时间点(502)启动定时器(41)，并且其中，如果有的话，在所述定时器(41)检测到从其启动起经过了与所述第一时间差(101)加上超前时间对应的时间段的时间点，所述超声测量系统(22)检测所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值，并且，其中，所述超声测量系统(22)将由此检测到的所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值与所述第二阈值(105)进行比较，并且其中，如果所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的检测值高于所述第二阈值(105)，则所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。14.一种超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)执行用于改进近距离检测的超声传感器(1)的超声换能器(9)的压电振荡元件(8)的电超声接收信号(13)的评估方法，并且其中，所述超声传感器(1)在第一传输周期中发送至少一个短超声脉冲串(504)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第一时间点(102)，在所述第一时间点(102)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)
的值与第二阈值(105)进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第二时间点(103)，在所述第二时间点(103)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)，并且其中，所述超声测量系统(22)在第二传输周期中发射至少一个长超声脉冲串(505)，并且其中，所述第二传输周期在时间上跟在所述第一传输周期之后，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第三时间点(502)，在所述第三时间点(502)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第四时间点(503)，在所述第四时间点(503)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)，并且其中，根据所述第一时间点(102)、所述第二时间点(103)、所述第三时间点(502)和所述第四时间点(503)，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。15.根据权利要求14所述的超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)，并且其中，根据所述第一时间差(101)、所述第三时间点(502)、和在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。16.根据权利要求15所述的超声测量系统(22)，其中，在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点，当所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值大于所述第二阈值(105)时，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。17.根据权利要求14所述的超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)，并且其中，根据所述第一时间差(101)、所述第三时间点(502)和所述第四时间点(503)，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。18.根据权利要求17所述的超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)确定所述第三时间点(502)和所述第四时间点(503)之间
的第二时间差(501)，并且其中，根据所述第一时间差(101)和所述第二时间差(501)，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。19.根据权利要求18所述的超声测量系统(22)，其中，如果所述第一时间差(101)的持续时间值小于所述第二时间差(501)的持续时间值加上可选的正延迟值，则所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。20.一种超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)执行用于改进近距离检测的超声传感器(1)的超声换能器(9)的压电振荡元件(8)的电超声接收信号(13)的评估方法，并且其中，所述超声测量系统(22)在第一传输周期中发射至少一个短超声脉冲串(504)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与第一阈值进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第一时间点(102)，在所述第一时间点(102)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第一传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与第二阈值(105)进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述短超声脉冲串(504)的所述第一传输周期内的第二时间点(103)，在所述第二时间点(103)，所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值低于所述第二阈值(105)，并且其中，所述超声测量系统(22)在第二传输周期中发射至少一个长超声脉冲串(505)，并且其中，所述第二传输周期在时间上跟在所述第一传输周期之后，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)的值与所述第一阈值进行比较，并且其中，所述超声测量系统(22)检测所述长超声脉冲串(505)的所述第二传输周期内的第三时间点(502)，在所述第三时间点(502)，所述电超声接收信号(13)的值低于所述第一阈值，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述电超声接收信号(13)放大成放大的超声接收信号(15)，并且其中，所述超声测量系统(22)在所述第二传输周期中将所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)进行比较，并且其中，根据所述第一时间点(102)、所述第二时间点(103)、所述第三时间点(502)和在所述第二传输周期中所述放大的超声接收信号(15)的值与所述第二阈值(105)的比较结果，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。
21.根据权利要求20所述的超声测量系统(22)，其中，所述超声测量系统(22)确定所述第一时间点(102)和所述第二时间点(103)之间的第一时间差(101)，并且其中，根据所述第一时间差(101)、所述第三时间点(502)、和在时间上比所述第三时间(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。22.根据权利要求21所述的超声测量系统(22)，其中，在时间上比所述第三时间点(502)晚所述第一时间差(101)的值的时间点，当所述放大的超声接收信号(15)的幅度(107)的值大于所述第二阈值(105)时，所述超声测量系统(22)推断出在所述超声传感器(1)的近距离内存在物体(11)。

技术总结
本发明涉及用于尤其是停车辅助方面的车辆和/或机器人的环境感测装置的相关超声传感器系统(22)的操作方法及超声传感器系统(22)本身。超声传感器系统(22)包括超声传感器(1)。在超声传感器(1)的近距离内，在没有附加措施时，它不再能用第一时间长度的发射的超声脉冲串(10)检测其到物体(11)的距离。若在超声传感器(1)的近距离内不存在物体(11)，则使用第一时间长度的发射的超声脉冲串(10)进行超声主测量(505)，若在近距离内存在物体(11)，则检测物体(11)在超声传感器(1)的近距离内的存在。该方法将发射的超声脉冲串(10)的第一时间长度缩短到发射的超声脉冲串(10)的第二时间长度，且在物体(11)存在于超声传感器(1)的近距离内的持续时间内，检测超声传感器(1)和物体(11)之间的距离。(11)之间的距离。(11)之间的距离。


技术研发人员：埃格伯特
受保护的技术使用者：艾尔默斯半导体欧洲股份公司
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2023/7/31