DE102012014199A1

DE102012014199A1 - Device for detecting flooding of motor vehicles, has damping element by which front side of diaphragm is partially covered, where damping element lies at front side, particularly in continuous contact with front side

Info

Publication number: DE102012014199A1
Application number: DE201210014199
Authority: DE
Inventors: Michael Hallek; Paul-David Rostocki
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-02-06

Abstract

The device has an ultrasonic sensor (1) having a diaphragm (6) with a front side (7) for emitting a transmission signal and for receiving a reception signal. An electronic detection unit is designed to detect the flooding of the motor vehicle on the basis of the reception signal. The device also comprises a damping element (9) by which the front side of the diaphragm is partially covered. The damping element lies at the front side, particularly in continuous contact with the front side. The damping element is made of plastic or a soft elastic material. Independent claims are included for the following: (1) a motor vehicle with an engine compartment; and (2) a method for detecting flooding of motor vehicles.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ultraschallsensor, welcher eine Membran mit einer Frontseite aufweist, über welche der Ultraschallsensor ein Sendesignal aussendet und ein Empfangssignal empfängt, sowie mit einer elektronischen Erkennungseinrichtung, welche anhand des Empfangssignals die Überflutung des Kraftfahrzeugs erkennen kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung, wie auch ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a device for detecting a flooding of a motor vehicle, comprising an ultrasonic sensor which has a membrane with a front side, via which the ultrasonic sensor emits a transmission signal and receives a received signal, and with an electronic detection device, which based on the received signal, the flooding of the motor vehicle can recognize. The invention also relates to a motor vehicle with such a device, as well as a corresponding method.

Ultraschallsensoren sind bereits aus dem Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Sie werden üblicherweise bei Parkhilfesystemen bzw. bei der so genannten Einparkhilfe eingesetzt und dienen in der Regel zum Erfassen der Fahrzeugumgebung. Es ist beispielsweise bekannt, mithilfe eines Ultraschallsensors die Abstände zwischen dem Fahrzeug und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen zu messen. Hierbei sendet der Ultraschallsensor ein Sendesignal bzw. einen Ultraschall aus, welches bzw. welcher dann an einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs reflektiert und in Form eines Echos bzw. Empfangssignals wieder zum Ultraschallsensor gelangt. Anhand der Laufzeit des Ultraschalls wird dann der Abstand bestimmt.Ultrasonic sensors are already known from the prior art in various embodiments. They are usually used in parking aid systems or in the so-called parking aid and are usually used to capture the vehicle environment. For example, it is known to use an ultrasonic sensor to measure the distances between the vehicle and the obstacles in its vicinity. In this case, the ultrasound sensor transmits a transmission signal or an ultrasound, which then reflects on an object in the surroundings of the vehicle and returns to the ultrasound sensor in the form of an echo or reception signal. Based on the duration of the ultrasound then the distance is determined.

Es ist außerdem Stand der Technik, einen Ultraschallsensor zur Erkennung einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs einzusetzen. Ein derartiges Überflutungserkennungssystem ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2009 060 190 A1 bekannt. Hier wird die Überflutung durch die Auswertung der Schwingungseigenschaften des Ultraschallsensors erkannt. Es wird das vom Ultraschallsensor empfangene Empfangssignal ausgewertet und mit einem Referenzwert verglichen sowie in Abhängigkeit von diesem Vergleich festgestellt, ob die Membran des Sensors zumindest teilweise durch Wasser überflutet ist. Beispielsweise wird dabei die Ausschwingzeit, die Frequenz oder aber die Anzahl der vom Sensor empfangenen Echos ausgewertet. Der Ultraschallsensor weist hier zwei verschiedene Funktionen auf, nämlich einerseits die Funktion der Überflutungserkennung sowie andererseits auch die herkömmliche Funktion der Abstandsmessung beim Einparken. Es wird also ein üblicher Ultraschallsensor einer Einparkhilfe dazu verwendet, um die Überflutung zu detektieren.It is also state of the art to use an ultrasonic sensor for detecting a flooding of a motor vehicle. Such a flood detection system is for example from the document DE 10 2009 060 190 A1 known. Here, the flooding is detected by the evaluation of the vibration characteristics of the ultrasonic sensor. The received signal received by the ultrasonic sensor is evaluated and compared with a reference value and it is determined as a function of this comparison whether the membrane of the sensor is at least partially flooded by water. For example, while the decay time, the frequency or the number of echoes received by the sensor is evaluated. The ultrasonic sensor here has two different functions, on the one hand the function of the flooding detection and on the other hand, the conventional function of the distance measurement when parking. Thus, a conventional ultrasonic sensor of a parking aid is used to detect the flooding.

Es wird bei solchen Überflutungserkennungssystemen angestrebt, den Ultraschallsensor so weit unten am Fahrzeug bzw. so tief am Fahrzeug zu platzieren, dass eine Überflutung besonders schnell bereits dann erkannt werden kann, wenn das Wasser noch nicht in den Motorraum des Fahrzeugs eingedrungen ist. Eine Anordnung des Ultraschallsensors im Motorraum oder aber zu weit unten am Fahrzeug hat jedoch den Nachteil, dass sich dann Gegenstände im Nahbereich des Ultraschallsensors befinden, welche sehr ähnliche Echosignale wie die Überflutung verursachen, sodass das gesamte System diese beiden Zustände voneinander nicht unterscheiden kann. Die Überflutung wird nämlich beispielsweise anhand der Ausschwingzeit der Membran erkannt. Im überfluteten Zustand ist diese Ausschwingzeit deutlich länger als ohne Wasser. Platziert man nun den Ultraschallsensor im Motorraum, so befinden sich in der Nähe des Sensors eine Vielzahl von Gegenständen, welche Echosignale verursachen, durch welche die Ausschwingzeit der Membran verlängert wird, was durch das System fälschlicherweise als Überflutung interpretiert werden könnte. Das Gleiche gilt bei Anordnung des Ultraschallsensors zu weit unten am Kraftfahrzeug. Hier würde das Sendesignal des Ultraschallsensors direkt an der Fahrbahn bzw. am Boden reflektieren und – ähnlich wie im Motorraum – als schnelles Echo wieder zum Ultraschallsensor gelangen, wodurch die Ausschwingzeit der Membran ebenfalls verlängert werden würde. Auch hier ist im Stand der Technik eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einem überfluteten Zustand einerseits und solchen Reflexionen andererseits nicht möglich. Dadurch kann der Ultraschallsensor also nicht zu weit unten am Fahrzeug und auch nicht im Motorraum angeordnet werden, weil andernfalls die Bodenechos bzw. die Reflexionen an anderen Gegenständen sehr schlecht von der Überflutung unterschieden werden können. Folglich kann im Stand der Technik die Überflutung des Fahrzeugs erst relativ spät erkannt werden.It is desirable in such flood detection systems to place the ultrasonic sensor so far down the vehicle or so deep on the vehicle that flooding can be detected very quickly already when the water has not yet penetrated into the engine compartment of the vehicle. However, an arrangement of the ultrasonic sensor in the engine compartment or too far down the vehicle has the disadvantage that then objects are in the vicinity of the ultrasonic sensor, which cause very similar echo signals as the flooding, so that the entire system can not distinguish these two states from each other. The flooding is namely recognized, for example, based on the settling time of the membrane. When flooded, this decay time is significantly longer than without water. Placing the ultrasonic sensor in the engine compartment, there are a variety of objects near the sensor causing echo signals that prolong the decay time of the diaphragm, which could be erroneously interpreted as flooding by the system. The same applies to the arrangement of the ultrasonic sensor too far down the motor vehicle. Here, the transmission signal of the ultrasonic sensor would reflect directly on the road or on the ground and - as in the engine compartment - get back to the ultrasonic sensor as a quick echo, whereby the decay time of the membrane would also be extended. Again, in the prior art, a reliable distinction between a flooded state on the one hand and such reflections on the other hand not possible. As a result, the ultrasonic sensor can not be placed too far down on the vehicle and also not in the engine compartment, because otherwise the ground echoes or the reflections on other objects can be very poorly distinguished from the flooding. Consequently, in the prior art, the flooding of the vehicle can be detected relatively late.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung eine zuverlässige und insbesondere auch besonders schnelle Überflutungserkennung ermöglicht werden kann.It is an object of the invention to provide a solution, as in a device of the type mentioned a reliable and especially very fast flooding detection can be made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, durch ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figur.This object is achieved by a device by a motor vehicle and by a method having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the description and the figure.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Detektieren einer – zumindest partiellen – Überflutung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst einen Ultraschallsensor, welcher eine Membran mit einer Frontseite zum Aussenden eines Sendesignals und zum Empfangen eines Empfangssignals aufweist. Die Vorrichtung umfasst auch eine elektronische Erkennungseinrichtung – beispielsweise einen Mikrocontroller –, welche anhand des Empfangssignals des Ultraschallsensors die Überflutung des Kraftfahrzeugs erkennen kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Dämpfungselement aufweist, mittels welchem die Frontseite der Membran zumindest bereichsweise abgedeckt ist.A device according to the invention is designed to detect a - at least partial - flooding of a motor vehicle and comprises an ultrasonic sensor which has a membrane with a front side for emitting a transmission signal and for receiving a reception signal. The device also includes an electronic detection device - for example, a microcontroller - which can recognize the flooding of the motor vehicle based on the received signal of the ultrasonic sensor. According to the invention provided that the device comprises a damping element, by means of which the front side of the membrane is covered at least partially.

Der erfindungsgemäße Effekt wird also dadurch erzielt, dass die Frontseite der Membran mit einem Dämpfungselement versehen wird, durch welches die Echosignale von vor dem Ultraschallsensor liegenden Gegenständen zumindest weitgehend unterdrückt werden können und somit die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors zur Überflutungserkennung erheblich verbessert wird. Die Erfindung basiert also auf der Erkenntnis, dass mit einfachen und kostengünstigen Mitteln sowie auch ohne eine Veränderung des Ultraschallsensors selbst eine Sensibilisierung des Sensors gegenüber der Überflutung möglich ist, indem die Frontseite der Membran mit einer zusätzlichen Masse gekoppelt wird, durch welche die Membran gegenüber den Echos der benachbarten Objekte abgeschirmt wird. Durch einen konstanten Druck auf die Frontseite der Membran verändert sich nämlich sowohl die Sendeleistung als auch die Empfangsempfindlichkeit des Ultraschallsensors wesentlich. Durch eine solche Dämpfung der Membran empfängt der Ultraschallsensor folglich keine Echos von benachbarten Objekten. Somit ist die Ausschwingzeit der Membran ohne Überflutung relativ kurz und wird durch die zusätzlichen Echos nicht beeinflusst. Im überfluteten Zustand hingegen verlängert sich die Ausschwingzeit deutlich, was mittels der elektronischen Erkennungseinrichtung erkannt und als eine Überflutung interpretiert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat somit den Vorteil, dass der Ultraschallsensor auch in der Nähe der Fahrbahn, also beispielsweise am Fahrzeugboden oder aber selbst im Motorraum, platziert werden kann und trotzdem eine zuverlässige Überflutungserkennung möglich ist. Die Überflutung kann somit deutlich früher als im Stand der Technik detektiert werden.The effect of the invention is thus achieved in that the front side of the membrane is provided with a damping element, by which the echo signals from lying in front of the ultrasonic sensor objects can be at least largely suppressed and thus the sensitivity of the ultrasonic sensor for flooding detection is significantly improved. The invention is therefore based on the finding that with simple and inexpensive means as well as without a change in the ultrasonic sensor itself sensitization of the sensor against flooding is possible by the front side of the membrane is coupled with an additional mass through which the membrane against the Echoes of neighboring objects is shielded. By a constant pressure on the front side of the membrane, namely, both the transmission power and the reception sensitivity of the ultrasonic sensor changes significantly. Thus, by such attenuation of the membrane, the ultrasonic sensor does not receive echoes from adjacent objects. Thus, the decay time of the membrane without flooding is relatively short and is not affected by the additional echoes. In the flooded state, however, the settling time is significantly increased, which can be detected by the electronic detection device and interpreted as a flooding. The device according to the invention thus has the advantage that the ultrasonic sensor can also be placed in the vicinity of the roadway, that is to say for example on the vehicle floor or even in the engine compartment, and nevertheless reliable detection of flooding is possible. The flooding can thus be detected much earlier than in the prior art.

Das Dämpfungselement ist vorzugsweise ein von einem Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs – und insbesondere von einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs – separates bzw. verschiedenes Element. Das Dämpfungselement ist bevorzugt auch ein von einer Halteeinrichtung separates Element, welche zur Halterung des Ultraschallsensors an einem Verkleidungsteil eingesetzt wird.The damping element is preferably one of a trim part of the motor vehicle - and in particular of a bumper of the motor vehicle - separate or different element. The damping element is preferably also a separate element of a holding device, which is used to hold the ultrasonic sensor to a cowling.

Das Dämpfungselement liegt vorzugsweise an der Frontseite der Membran an und kann insbesondere auch in vollflächige Anlage mit der Frontseite gebracht sein. Dies bedeutet, dass die vollständige Fläche der Frontseite in Anlage mit dem Dämpfungselement gebracht werden kann bzw. vollständig durch das Dämpfungselement abgedeckt werden kann. Somit wird eine zuverlässige und wirkungsvolle Dämpfung der Membran ermöglicht, sodass die Membran sicher gegen die Echos der benachbarten Gegenstände bzw. gegen Bodenechos abgeschirmt ist.The damping element is preferably located on the front side of the membrane and may in particular be brought into full contact with the front side. This means that the entire surface of the front can be brought into contact with the damping element or can be completely covered by the damping element. Thus, a reliable and effective damping of the membrane is made possible, so that the membrane is securely shielded against the echoes of the adjacent objects or against ground echoes.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Dämpfungselement als eine haubenförmige Kappe ausgebildet ist, welche auf die topfförmige Membran aufgesetzt ist. Somit ist nicht nur die Frontseite der Membran mit dem Dämpfungselement abgedeckt, sondern zusätzlich auch der Außenumfang der topfförmigen und zylinderförmigen Membran. Das Dämpfungselement umgibt bzw. umgreift nämlich die topfförmige Membran außenumfänglich und liegt direkt an ihrem Außenumfang an. Diese Ausführungsform macht sich die Tatsache zunutze, dass im Stand der Technik üblicherweise ein Entkopplungsring um die Membran herum eingesetzt wird, mittels welchem die Membran schwingungstechnisch von den benachbarten Komponenten – beispielsweise von dem Stoßfänger – entkoppelt wird. Anstelle eines derartigen Entkopplungsrings kann nun eine Kappe mit einem Boden als Dämpfungselement eingesetzt werden, mit welcher zusätzlich noch die Frontseite der Membran abgedeckt ist und somit mit einem einzigen Element die Überflutungserkennung verbessert wird. Eine Kappe als Dämpfungselement hat auch den Vorteil, dass die Membran des Ultraschallsensors quasi gegen Signalechos aus unterschiedlichen Richtungen abgeschirmt ist.It proves to be advantageous if the damping element is designed as a hood-shaped cap, which is placed on the cup-shaped membrane. Thus, not only the front of the membrane is covered with the damping element, but also the outer circumference of the cup-shaped and cylindrical membrane. Namely, the damping element surrounds or surrounds the pot-shaped membrane on the outside and abuts directly on its outer circumference. This embodiment takes advantage of the fact that in the prior art usually a decoupling ring is used around the membrane, by means of which the diaphragm is vibrationally decoupled from the adjacent components, for example from the bumper. Instead of such a decoupling ring can now be a cap with a bottom used as a damping element, with which additionally the front side of the membrane is covered and thus the flooding detection is improved with a single element. A cap as a damping element also has the advantage that the membrane of the ultrasonic sensor is quasi shielded against signal echoes from different directions.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement aus Kunststoff und/oder aus einem weich-elastischen Material, wie beispielsweise aus Gummi und/oder aus Silikon, gebildet ist. Somit kann die Membran besonders wirkungsvoll gedämpft werden. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Dämpfungselement aus einem nicht-metallischen Material gebildet ist.In one embodiment it is provided that the damping element is made of plastic and / or of a soft-elastic material, such as rubber and / or silicone. Thus, the membrane can be particularly effectively damped. In particular, it is provided that the damping element is formed of a non-metallic material.

Um eine zuverlässige Befestigung des Dämpfungselements an der Membran ohne viel Aufwand zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass das Dämpfungselement mit der Frontseite der Membran verklebt ist.In order to enable a reliable attachment of the damping element to the membrane without much effort, it can be provided that the damping element is bonded to the front side of the membrane.

Ergänzend oder alternativ zu einer solchen Klebstoffschicht kann auch vorgesehen sein, dass das Dämpfungselement zumindest an die Frontseite der Membran angespritzt ist. Somit ist auch eine formschlüssige Verbindung realisiert, welche eine besonders große Haftfestigkeit aufweist und somit über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeugs aufrechterhalten werden kann.In addition or as an alternative to such an adhesive layer, provision can also be made for the damping element to be molded onto at least the front side of the membrane. Thus, a positive connection is realized, which has a particularly high adhesive strength and thus can be maintained over the entire life of the motor vehicle.

Das Dämpfungselement kann auch – beispielsweise in Form eines Plättchens oder dergleichen – auf die Frontseite der Membran aufgepresst werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Membran bzw. der Ultraschallsensor auf eine Dichtung gedrückt wird, welche beispielsweise eine breite Dichtungsfuge im Kraftfahrzeug sein kann.The damping element can also - for example in the form of a small plate or the like - are pressed onto the front side of the membrane. It can also be provided that the membrane or the ultrasonic sensor is pressed onto a seal, which may be, for example, a wide sealing joint in the motor vehicle.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Erkennungseinrichtung die Überflutung des Kraftfahrzeugs bzw. die Überflutung des Ultraschallsensors in Abhängigkeit von einer Ausschwingzeit der Membran erkennt. Die Ausschwingzeit der Membran ist dabei diejenige Zeitdauer, für welche die Schwingung der Membran nach der aktiven Anregung der Membran mittels eines Piezoelements aufrechterhalten wird. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass diese Ausschwingzeit im überfluteten Zustand des Sensors deutlich länger als im normalen Zustand ohne Wasser ist. Durch Vergleich der gemessenen Ausschwingzeit der Membran mit einem abgelegten Referenzwert kann somit auf einfache Weise und ohne viel Rechenaufwand überprüft werden, ob der Ultraschallsensor und somit das Fahrzeug selbst überflutet ist oder nicht. Die Auswertung der Ausschwingzeit erweist sich also insbesondere in Verbindung mit dem Dämpfungselement als besonders vorteilhaft, weil das Dämpfungselement die Membran gegen Signalechos von benachbarten Gegenständen abschirmt und somit die Ausschwingzeit durch diese Echos nicht beeinflusst wird. Die Auswertung der Ausschwingzeit ermöglicht also in Verbindung mit dem Dämpfungselement eine zuverlässige und eindeutige Feststellung, ob ein überfluteter Zustand vorliegt oder nicht. In particular, it can be provided that the detection device detects the flooding of the motor vehicle or the flooding of the ultrasonic sensor as a function of a settling time of the membrane. The decay time of the membrane is the time period for which the oscillation of the membrane is maintained after the active excitation of the membrane by means of a piezoelectric element. This embodiment is based on the finding that this settling time in the flooded state of the sensor is significantly longer than in the normal state without water. By comparing the measured decay time of the membrane with a stored reference value can thus be checked in a simple manner and without much computational effort, whether the ultrasonic sensor and thus the vehicle itself is flooded or not. The evaluation of the settling time thus proves to be particularly advantageous, in particular in connection with the damping element, because the damping element shields the membrane against signal echoes from adjacent objects and thus the decay time is not influenced by these echoes. The evaluation of the decay time thus allows in conjunction with the damping element a reliable and unambiguous determination of whether a flooded condition exists or not.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zumindest zwei Ultraschallsensoren aufweist, welche auch den oben genannten Ultraschallsensor mit dem Dämpfungselement umfassen können oder aber zwei von dem genannten Sensor separate und gegebenenfalls auch ohne ein Dämpfungselement auskommende Ultraschallsensoren sein können. Dann kann eine Kreuzmessung zwischen den beiden Ultraschallsensoren durchgeführt werden, indem ein erster Ultraschallsensor ein Sendesignal aussendet und ein zweiter Ultraschallsensor dieses Sendesignal als eigenes Empfangssignal empfängt. Die Erkennungseinrichtung kann nun anhand des Empfangssignals des zweiten Ultraschallsensors die Überflutung erkennen. Diese Ausführungsform wiederum macht sich die Tatsache zunutze, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallwellen in Wasser deutlich höher als in der Luft ist und somit eine solche indirekte Messung bzw. Kreuzmessung deutlich schneller als in der Luft erfolgt. Auch die Dauer des ersten empfangenen Echos ist bei einer solchen Kreuzmessung im Wasser deutlich länger als in der Luft, weil das Sendesignal im Wasser Verwirbelungen hinter sich verursacht. Somit kann durch eine derartige Kreuzmessung auch besonders zuverlässig eine Überflutung des Ultraschallsensors erkannt werden. Diese Ausführungsform kann beispielsweise zur Plausibilisierung genutzt werden, und zwar insbesondere in der Weise, dass die Erkennungseinrichtung zunächst die Überflutung anhand der Ausschwingzeit der Membran erkennt und diese Entscheidung dann anhand einer Kreuzmessung überprüft bzw. plausibilisiert.It can also be provided that the device has at least two ultrasonic sensors, which may also comprise the above-mentioned ultrasonic sensor with the damping element or two of said sensor may be separate and possibly also without a damping element exiting ultrasonic sensors. Then, a cross measurement between the two ultrasonic sensors can be carried out by a first ultrasonic sensor emits a transmission signal and a second ultrasonic sensor receives this transmission signal as a separate received signal. The detection device can now recognize the flooding on the basis of the received signal of the second ultrasonic sensor. This embodiment, in turn, makes use of the fact that the propagation velocity of ultrasonic waves in water is significantly higher than in air, and thus such indirect measurement or cross measurement takes place much faster than in the air. Also, the duration of the first received echo is significantly longer in such a cross measurement in the water than in the air, because the transmission signal causes turbulence in the water behind. Thus, flooding of the ultrasonic sensor can also be detected particularly reliably by such a cross measurement. This embodiment can be used, for example, for plausibility checking, in particular in such a way that the detection device first detects the flooding on the basis of the decay time of the membrane and then checks or plausibility of this decision by means of a cross measurement.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung.An inventive motor vehicle, in particular a passenger car, comprises a device according to the invention.

Bei dem Kraftfahrzeug kann vorgesehen seins, dass der Ultraschallsensor in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs oder aber an einem Fahrzeugboden angeordnet ist. Somit kann der überflutete Zustand besonders schnell erkannt werden.In the case of the motor vehicle it can be provided that the ultrasonic sensor is arranged in an engine compartment of the motor vehicle or else on a vehicle floor. Thus, the flooded condition can be detected very quickly.

Das Kraftfahrzeug kann auch einen Parkhilfe-Ultraschallsensor aufweisen, welcher Bestandteil einer Einparkhilfe ist und somit zum Unterstützen des Fahrers beim Rangieren des Fahrzeugs dient. Der Parkhilfe-Ultraschallsensor sowie der mit dem Dämpfungselement versehene Ultraschallsensor der Vorrichtung können höhenversetzt zueinander angeordnet sein, wobei der Ultraschallsensor der Vorrichtung tiefer als der Parkhilfe-Ultraschallsensor angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die beiden Ultraschallsensoren in Fahrzeughochrichtung versetzt zueinander positioniert sind und hierbei der Sensor der Einparkhilfe höher als der Ultraschallsensor mit dem Dämpfungselement angeordnet ist.The motor vehicle may also include a parking aid ultrasonic sensor, which is part of a parking aid and thus serves to assist the driver when maneuvering the vehicle. The parking aid ultrasound sensor and the ultrasound sensor of the device provided with the damping element can be arranged offset in height relative to one another, the ultrasound sensor of the device being arranged lower than the parking assistance ultrasound sensor. This means that the two ultrasonic sensors are positioned offset to one another in the vertical direction of the vehicle and in this case the sensor of the parking aid is arranged higher than the ultrasonic sensor with the damping element.

Der Ultraschallsensor der Überflutungserkennungsvorrichtung ist bevorzugt ein herkömmlicher Ultraschallsensor, wie er auch bei der Einparkhilfe eingesetzt wird. Der einzige Unterschied besteht also in dem Dämpfungselement, welches nun die Frontseite der Membran abdeckt und somit den Ultraschallsensor insgesamt so verstimmt, dass dieser „blind” für Signalechos von benachbarten Gegenständen ist.The ultrasonic sensor of the flooding detection device is preferably a conventional ultrasonic sensor, as it is also used in the parking aid. The only difference is therefore in the damping element, which now covers the front of the membrane and thus detuned the ultrasonic sensor as a whole so that it is "blind" for signal echoes of adjacent objects.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Detektieren einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs mithilfe eines Ultraschallsensors, welcher eine Membran mit einer Frontseite aufweist, über welche der Ultraschallsensor ein Sendesignal aussendet und ein Empfangssignal empfängt. Mittels einer elektronischen Erkennungseinrichtung wird die Überflutung des Kraftfahrzeugs anhand des Empfangssignals erkannt. Mittels eines Dämpfungselements wird die Frontseite der Membran zumindest bereichsweise abgedeckt.The invention also relates to a method for detecting a flooding of a motor vehicle by means of an ultrasonic sensor, which has a membrane with a front side, via which the ultrasonic sensor emits a transmission signal and receives a reception signal. By means of an electronic detection device, the flooding of the motor vehicle is detected on the basis of the received signal. By means of a damping element, the front side of the membrane is covered at least partially.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.The preferred embodiments presented with reference to the device according to the invention and their advantages apply correspondingly to the motor vehicle according to the invention and to the method according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figure and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the following in the Description of figures mentioned and / or shown alone in the figure features and combinations of features are useful not only in the combination specified, but also in other combinations or in isolation.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Dabei veranschaulicht die einzige Figur in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch einen Ultraschallsensor einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The invention will now be described with reference to a preferred embodiment, as well as with reference to the accompanying drawings. The single FIGURE illustrates a schematic representation of a sectional view through an ultrasonic sensor of a device according to an embodiment of the invention.

Ein in der Figur dargestellter Ultraschallsensor 1 kann beispielsweise ein herkömmlicher Ultraschallsensor sein, wie er üblicherweise bei Parkhilfesystemen von Fahrzeugen verwendet wird. Der Ultraschallsensor 1 hat ein Sensorgehäuse 2, welches einen zylindrischen Grundkörper 3 sowie einen davon radial nach außen abstehenden Stecker 4 aufweist. Über den Stecker 4 kann der Ultraschallsensor 1 mit einer nicht dargestellten elektronischen Erkennungseinrichtung elektrisch gekoppelt werden. Diese Erkennungseinrichtung kann auch ein Steuergerät eines Parkhilfesystems des Kraftfahrzeugs sein. Dieses zentrale Steuergerät empfängt also Messsignale von einer Vielzahl von Ultraschallsensoren.An illustrated in the figure ultrasonic sensor 1 For example, it may be a conventional ultrasonic sensor commonly used in parking assist systems of vehicles. The ultrasonic sensor 1 has a sensor housing 2 , which is a cylindrical basic body 3 and one of them radially outwardly protruding plug 4 having. Over the plug 4 can the ultrasonic sensor 1 be electrically coupled with an electronic detection device, not shown. This recognition device can also be a control device of a parking aid system of the motor vehicle. This central control unit thus receives measurement signals from a plurality of ultrasonic sensors.

Aus dem Grundkörper 3 des Sensorgehäuses 2 ragt in axialer Richtung bzw. entlang einer Längsachse 5 des Ultraschallsensors 1 eine topfförmige Membran 6 heraus, welche beispielsweise aus Aluminium gebildet ist. Die Membran 6 hat die Form eines Zylinders, welcher an seiner Stirnseite bzw. Frontseite 7 mit einem Boden abgeschlossen ist und einen umlaufenden Mantel 8 aufweist. Der Boden der Membran 6 stellt also die Frontseite 7 der Membran 6 dar, durch welche Ultraschallsignale ausgesendet und empfangen werden können.From the main body 3 of the sensor housing 2 protrudes in the axial direction or along a longitudinal axis 5 of the ultrasonic sensor 1 a pot-shaped membrane 6 out, which is formed for example of aluminum. The membrane 6 has the shape of a cylinder, which at its front or front 7 finished with a bottom and a circumferential coat 8th having. The bottom of the membrane 6 thus represents the front 7 the membrane 6 through which ultrasonic signals can be sent and received.

Der Ultraschallsensor 1 ist also mit der elektronischen Erkennungseinrichtung elektrisch gekoppelt. Diese Erkennungseinrichtung dient zum Detektieren einer Überflutung des Ultraschallsensors 1 und somit der Überflutung des Kraftfahrzeugs, an welchem der Ultraschallsensor 1 angeordnet ist. Der Sensor 1 kann dabei in einem Motorraum oder aber am Fahrzeugboden angeordnet sein, und insbesondere auch höhenversetzt zu anderen Ultraschallsensoren, welche als Einparkhilfe eingesetzt werden. Dabei ist der Ultraschallsensor 1 vorzugsweise tiefer als die anderen Sensoren angeordnet.The ultrasonic sensor 1 is thus electrically coupled to the electronic detection device. This detection device is used to detect flooding of the ultrasonic sensor 1 and thus the flooding of the motor vehicle, on which the ultrasonic sensor 1 is arranged. The sensor 1 can be arranged in an engine compartment or on the vehicle floor, and in particular also offset in height to other ultrasonic sensors, which are used as a parking aid. Here is the ultrasonic sensor 1 preferably arranged lower than the other sensors.

Insbesondere dient der Ultraschallsensor 1 also ausschließlich zur Erkennung der Überflutung. Gegebenenfalls kann jedoch alternativ auch vorgesehen sein, dass dieser Ultraschallsensor 1 auch zur Abstandsmessung verwendet wird. Bevorzugt wird jedoch diejenige Ausführungsform, bei welcher der Ultraschallsensor 1 ausschließlich zur Überflutungserkennung eingesetzt wird und hierbei beispielsweise im Motorraum oder aber am Fahrzeugboden platziert wird.In particular, the ultrasonic sensor is used 1 so only for the detection of flooding. Optionally, however, it may alternatively be provided that this ultrasonic sensor 1 also used for distance measurement. However, the embodiment in which the ultrasonic sensor is preferred is preferred 1 is used exclusively for the detection of flooding and this example is placed in the engine compartment or on the vehicle floor.

Die Erkennungseinrichtung detektiert die Überflutung der Membran 6 abhängig von einer Ausschwingzeit der Membran 6. Diese Ausschwingzeit wird in der Erkennungseinrichtung gemessen und mit abgelegten Referenzwerten verglichen. Überschreitet die Ausschwingzeit einen vorgegebenen Grenzwert, so wird dies als eine Überflutung interpretiert. Diese Entscheidung kann gegebenenfalls anhand von weiteren Kriterien plausibilisiert werden, wie beispielsweise anhand einer Kreuzmessung zwischen zumindest zwei Sensoren.The detection device detects the flooding of the membrane 6 depending on a decay time of the membrane 6 , This release time is measured in the detection device and compared with stored reference values. If the decay time exceeds a preset limit, this is interpreted as a flooding. If appropriate, this decision can be made plausible on the basis of further criteria, for example by means of a cross measurement between at least two sensors.

Damit diese Ausschwingzeit der Membran 6 nicht durch Signalechos von benachbarten Gegenständen oder aber vom Boden selbst beeinflusst wird, wird im Ausführungsbeispiel ein Dämpfungselement 9 aus einem weich-elastischen Material und/oder aus Kunststoff eingesetzt, welches die Membran 6 frontseitig und somit die vollständige Frontseite 7 der Membran 6 abdeckt und außerdem vollflächig an der Frontseite 7 anliegt. Dieses Dämpfungselement 9 ist im Ausführungsbeispiel in Form einer haubenartigen Kappe bereitgestellt, welche auf die topfförmige und komplementäre Membran 6 frontseitig aufgesteckt und mit der Frontseite 7 beispielsweise verklebt ist. Somit umgreift das Dämpfungselement 9 die Membran 6 auch außenumfänglich, nämlich mit einem umfänglichen Mantel 10. Ein Boden 11 des Dämpfungselements 9 liegt demgegenüber direkt an der Frontseite 7 der Membran 6 an.Thus this decay time of the membrane 6 is not influenced by signal echoes from adjacent objects or from the ground itself, is a damping element in the embodiment 9 made of a soft-elastic material and / or plastic, which is the membrane 6 front and thus the full front 7 the membrane 6 covering and also full surface on the front 7 is applied. This damping element 9 is provided in the embodiment in the form of a hood-like cap, which on the cup-shaped and complementary membrane 6 attached at the front and with the front side 7 for example, is glued. Thus, the damping element surrounds 9 the membrane 6 also outside, namely with a circumferential coat 10 , A floor 11 of the damping element 9 In contrast, lies directly on the front 7 the membrane 6 at.

Anstelle eines herkömmlichen Entkopplungsrings, wie er üblicherweise auf die Membran 6 aufgesteckt wird, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein haubenartiges Dämpfungselement 9 verwendet, welches zusätzlich noch die Frontseite 7 vollständig abdeckt. Somit wird mit einfachen und kostengünstigen Mitteln die Sensitivität des Sensors 1 zur Überflutungserkennung erheblich verbessert. Die Unterdrückung der Echosignale von benachbarten Objekten ermöglicht nun eine niedrigere Anordnung des Ultraschallsensors 1 am Kraftfahrzeug.Instead of a conventional decoupling ring, as it usually on the membrane 6 is plugged, in the present embodiment, a hood-like damping element 9 used, which additionally still the front 7 completely covers. Thus, with simple and inexpensive means the sensitivity of the sensor 1 significantly improved for flooding detection. The suppression of the echo signals from adjacent objects now allows a lower arrangement of the ultrasonic sensor 1 on the motor vehicle.

Alternativ zum nachträglichen Aufsetzen des kappenartigen Dämpfungselements 9 kann auch zumindest die Frontseite 7 der Membran 6 mit einem Kunststoffmaterial umspritzt werden, sodass das Dämpfungselement 9 zumindest an die Frontseite 7 angespritzt wird. Auch andere Ausführungsformen sind möglich, bei welchen das Dämpfungselement 9 beispielsweise auf die Frontseite 7 aufgepresst wird.Alternatively to the subsequent placement of the cap-like damping element 9 can also be at least the front 7 the membrane 6 be encapsulated with a plastic material, so that the damping element 9 at least to the front 7 is injected. Other embodiments are possible in which the damping element 9 for example, on the front 7 is pressed on.

Das Dämpfungselement 9 stellt also eine zusätzliche Masse an der Membran 6 dar, wodurch die Schwingungseigenschaften beeinflusst werden und hierbei insbesondere die Resonanzfrequenz der Membran 6 verschoben wird. Das Dämpfungselement 9 verstimmt also den Ultraschallsensor 1 derart, dass dieser „blind” für Signalechos von benachbarten Gegenständen ist.The damping element 9 thus provides an additional mass on the membrane 6 which means the vibration properties are influenced and in particular the resonance frequency of the membrane 6 is moved. The damping element 9 detunes the ultrasonic sensor 1 such that it is "blind" to signal echoes from adjacent objects.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009060190 A1 [0003]

Claims

Device for detecting a flooding of a motor vehicle, comprising an ultrasonic sensor ( 1 ), which is a membrane ( 6 ) with a front side ( 7 ) for transmitting a transmission signal and for receiving a reception signal, and having an electronic detection device which is designed to detect the flooding of the motor vehicle on the basis of the reception signal, characterized in that the device comprises a damping element ( 9 ), by means of which the front side ( 7 ) of the membrane ( 6 ) is covered at least in certain areas.

Device according to claim 1, characterized in that the damping element ( 9 ) on the front ( 7 ), in particular in full surface contact with the front side ( 7 ) is brought.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the damping element ( 9 ) is formed as a hood-shaped cap, which on the cup-shaped membrane ( 6 ) is attached.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the damping element ( 9 ) is made of plastic and / or of a soft-elastic material.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the damping element ( 9 ) with the front ( 7 ) of the membrane ( 6 ) is glued.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the damping element ( 9 ) to the front ( 7 ) of the membrane ( 6 ) is injected.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device is adapted to the flooding of the motor vehicle in dependence on a settling time of the membrane ( 6 ) to recognize.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises at least two ultrasonic sensors and a first ultrasonic sensor ( 1 ) is designed to emit a transmission signal and a second ultrasonic sensor ( 1 ) is designed to receive this transmission signal as its own received signal, wherein the detection device is adapted to the flooding based on the received signal of the second ultrasonic sensor ( 1 ) to recognize.

Motor vehicle with a device according to one of the preceding claims.

Motor vehicle according to claim 9, characterized in that the ultrasonic sensor ( 1 ) is arranged in an engine compartment of the motor vehicle or on a vehicle floor.

Motor vehicle according to claim 9 or 10, characterized in that the motor vehicle is a parking aid ultrasonic sensor ( 1 ) for assisting a driver when maneuvering the motor vehicle, wherein the parking aid ultrasonic sensor ( 1 ) and the ultrasonic sensor ( 1 ) of the device are offset in vehicle vertical direction to each other and in this case the ultrasonic sensor ( 1 ) of the device lower than the park assist ultrasound sensor ( 1 ) is arranged.

Method for detecting a flooding of a motor vehicle by means of an ultrasonic sensor ( 1 ), which is a membrane ( 6 ) with a front side ( 7 ), via which the ultrasonic sensor ( 1 ) emits a transmission signal and receives a received signal, wherein by means of an electronic detection device, the flooding of the motor vehicle is detected on the basis of the received signal, characterized in that by means of a damping element ( 9 ) the front ( 7 ) of the membrane ( 6 ) is covered at least in certain areas.