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用于超声发送接收装置的运行方法和超声发送接收装置

申请号 CN201880030553.8 申请日 2018-05-07 公开(公告)号 CN110612457B 公开(公告)日 2024-03-12
申请人 罗伯特·博世有限公司; 发明人 T·特肋普托; D·施密德; M·舒曼;
摘要 本 发明 涉及一种用于超声发送接收装置(1)的运行方法,在所述运行方法中,(i)所述超声发送接收装置(1)择一地并且尤其交替地在发送运行中和在接收运行中运行,(ii)在发送运行之后和/或在接收运行之前,通过施加反向控制脉冲序列来主动地阻尼所述超声发送接收装置(1),(iii)通过训练 迭代 地如此确定或匹配反向控制脉冲的序列的 相位 位置 和/或阻尼 能量 ,(iv)使得阻尼效果的程度至少暂时地具有或接近至少局部最佳的值。
权利要求

1.一种用于超声发送接收装置(1)的运行方法,其中,
所述超声发送接收装置(1)交替地在发送运行中和在接收运行中运行,
在发送运行之后和/或在接收运行之前,通过施加反向控制脉冲的序列来主动地阻尼所述超声发送接收装置(1),
通过训练迭代地如此确定或匹配所述反向控制脉冲的序列的相位位置和/或阻尼能量
使得阻尼效果的程度至少暂时地具有或接近至少局部最佳值,其中,实施训练和/或实施调节运行,其方式是:
分别借助粗调来确定或匹配作为阻尼参数的所述相位位置和/或阻尼能量,借助在搜索窗口中在相应的参数范围内进行区间二等分来确定或匹配作为阻尼参数的所述相位位置和/或所述阻尼能量,
通过以下方式确定或匹配作为阻尼参数的所述相位位置和/或所述阻尼能量:在搜索窗口中在相应的参数范围内,在固定的匹配方向上,首先进行正或负增量,随后进行负或正增量,
在每次确定或匹配作为阻尼参数的所述相位位置和/或所述阻尼能量之后,确定并检查所述阻尼效果的程度。
2.根据权利要求1所述的运行方法,
其中,通过以下方式来确定或匹配所述反向控制脉冲的序列的相位位置:确定或匹配所述发送运行的分别最后发送的控制脉冲的结束与紧随其后的反向控制脉冲的开始之间的时间间隔。
3.根据以上权利要求中任一项所述的运行方法,
其中,通过以下方式来确定或匹配所述阻尼能量:确定或匹配在主动阻尼情况下待输出或已输出的反向控制脉冲的数量、持续时间和/或幅度。
4.根据权利要求1或2所述的运行方法,
其中,通过确定或匹配在所述主动阻尼情况下最后发送的反向控制脉冲的脉冲宽度来确定或匹配所述阻尼能量。
5.根据权利要求4所述的运行方法,
其中,在所述主动阻尼情况下在通过降低所述脉冲宽度使最后待发送或已发送的反向控制脉冲消失时,通过确定或匹配倒数第二个待发送或已发送的反向控制脉冲的脉冲宽度来进一步确定或匹配所述阻尼能量。
6.根据权利要求1或2所述的运行方法,
其中,在如下时间段上求取所述阻尼效果的程度:所述时间段为从最后的控制脉冲的结束的时刻直至所述超声发送接收装置(1)中的振动幅度下降到低于预给定的阈值的时刻。
7.根据权利要求1或2所述的运行方法,
其中,通过以下方式求取所述阻尼效果的程度:确定所述超声发送接收装置(1)的振动信号或所述振动信号的包络线从开始时刻直到结束时刻的积分,在所述结束时刻时,所述振动信号的值或所述振动信号的包络线的值下降到低于预给定的阈值。
8.根据权利要求1或2所述的运行方法,其中,
在所基于的超声发送接收装置(1)的首次启动时实施训练,和/或
在所基于的超声发送接收装置(1)在运行中断之后或运行暂停之后的重新启动时实施训练。
9.根据权利要求1或2所述的运行方法,在所述训练之后,在调节运行中对作为阻尼参数的所述相位位置和/或所述阻尼能量进行再调准。
10.根据权利要求1所述的运行方法,其中,在分别借助粗调来确定或匹配作为阻尼参数的所述相位位置和/或阻尼能量之后分别借助精调来确定或匹配作为阻尼参数的所述相位位置和/或所述阻尼能量。
11.根据权利要求3所述的运行方法,其中,通过以下方式来确定或匹配所述阻尼能量:
确定或匹配激励所基于的超声发送接收装置(1)的振动元件的电压和/或电流强度的变化过程和/或幅度。
12.根据权利要求6所述的运行方法,其中,所述超声发送接收装置(1)中的振动幅度通过最小化和/或通过优化下降到低于预给定的阈值。
13.根据权利要求7所述的运行方法,其中,确定所述超声发送接收装置(1)的振动元件的振动信号或所述振动信号的包络线从开始时刻直到结束时刻的积分。
14.根据权利要求7所述的运行方法,其中,所述振动信号的值或所述振动信号的包络线的值通过最小化和/或通过优化下降到低于预给定的阈值。
15.根据权利要求9所述的运行方法,其中,在所基于的超声发送接收装置(1)的运行期间,在调节运行中对作为阻尼参数的所述相位位置和/或所述阻尼能量进行再调准。
16.一种用于超声发送接收装置(1)的控制设备(10),所述控制设备设置用于实施根据以上权利要求中任一项所述的用于超声发送接收装置(1)的运行方法。
17.一种超声发送接收装置(1),其具有根据权利要求16所述的控制设备(10)。
18.一种工作设备,所述工作设备具有根据权利要求17所述的超声发送接收装置(1),所述超声发送接收装置用于检测所述工作设备的周围环境(50)。
19.根据权利要求18所述的工作设备,其中,所述工作设备是车辆。

说明书全文

用于超声发送接收装置的运行方法和超声发送接收装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用于超声发送接收装置的一种运行方法和一种控制单元、一种这样的超声发送接收装置以及一种工作设备(尤其车辆)。

背景技术

[0002] 在移动工作设备领域中、尤其在车辆领域中,越来越多地使用超声发送接收装置。这些超声发送接收装置通常用于周围环境识别、例如用于避免与位于工作设备(尤其车辆)的周围环境中的对象发生碰撞。
[0003] 在将超声换能器用作发送元件和接收元件时,在超声换能器的运行中,越来越多地使用具有主动阻尼的运行方法。然而,在此通常需要附加措施以及需要用于实现这些附加措施的相应组件,借助这些附加措施和相应组件,通过相应的测量方法和调节方法对用于操控阻尼的反向脉冲的参数进行匹配,以便实现尽可能大的阻尼效果。这伴随着增加的设备开销和方法技术开销,其中,预先确定并监测振动系统的运行参数(例如幅度或相位位置)。

发明内容

[0004] 相比之下,根据本发明的具有独立权利要求1的特征的用于超声发送接收装置的运行方法具有以下优点:可以在不了解所基于的超声发送接收装置的振动系统的具体振动特性的情况下,借助简单的装置以可靠的方式实现主动阻尼。这根据本发明借助权利要求1的特征通过如下方式实现:提供一种用于超声发送接收装置的运行方法,其中,(i)择一地并且尤其交替地在发送运行中和在接收运行中运行超声发送接收装置,(ii)在发送运行之后和/或在接收运行之前,通过施加反向控制脉冲序列来主动地阻尼超声发送接收装置,(iii)通过训练迭代地如此确定或匹配反向控制脉冲序列的相位位置和/或阻尼能量,(iv)使得阻尼效果 的程度(Maβ)至少暂时地具有或接近至少局部最佳的值。
[0005] 从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。
[0006] 根据本发明的运行方法在如下情况下是特别有利的:根据一种优选实施方式,通过以下方式来确定或匹配反向控制脉冲序列的相位位置:确定或匹配发送运行的分别最后发送的控制脉冲的结束与紧随其后的反向控制脉冲的开始之间的时间间隔。
[0007] 可以通过不同方法求取、确定和/或匹配反向控制脉冲序列的阻尼能量。
[0008] 在根据本发明的运行方法的一种特别有利的扩展方案中,通过以下方式来确定或匹配阻尼能量:确定或匹配在主动阻尼情况下待输出或已输出的反向控制脉冲的数量、持续时间和/或幅度;尤其确定或匹配激励所基于的超声发送接收装置的振动元件的电压和/或电流强度的变化过程和/或幅度。
[0009] 在根据本发明的运行方法的另一实施方式中,在如下情况产生特别简单的条件:通过确定或匹配在主动阻尼情况下最后发送的反向控制脉冲的脉冲宽度来确定或匹配阻尼能量。
[0010] 按照根据本发明的运行方法的另一实施方式,在如下情况可以实现另一简化:在主动阻尼情况下通过脉冲宽度降低而使最后待发送的或已发送的反向控制脉冲消失时,通过确定或匹配倒数第二个待发送或已发送的反向控制脉冲的脉冲宽度来进一步确定或匹配阻尼能量。
[0011] 在求取主动阻尼情况下的阻尼效果方面,也可以使用不同构思。
[0012] 在根据本发明的运行方法的一种优选实施方式中,在如下时间段上求取阻尼效果的程度:该时间段从最后的控制脉冲结束的时刻直至超声发送接收装置中的振动幅度(尤其通过最小化和/或优化)下降到低于预给定的阈值的时刻。
[0013] 替代地或附加地能够想到,按照根据本发明的运行方法的另一有利扩展方案,通过以下方式求取阻尼效果的程度:确定超声发送接收装置的和尤其所基于的超声发送接收装置的振动元件的振动信号或振动信号的包络线从开始时刻直到结束时刻的积分,在该结束时刻时,振动信号的值或振动信号的包络线的值(尤其通过最小化和/或优化)下降到低于预给定的阈值。
[0014] 这种训练方法同样提供根据本发明的运行方法的匹配的多种可能性。
[0015] 因此可以设置,在所基于的超声发送接收装置的首次启动时和/或在所基于的超声发送接收装置在运行中断之后或运行暂停之后的重新启动时实施训练。
[0016] 即使已经在用于超声发送接收装置的运行方法中实施了训练,如果根据另一实施方式在进行训练之后、尤其在所基于的超声发送接收装置的运行期间,在调节运行(Regelbetrieb)中对作为阻尼参数的相位位置和/或阻尼能量进行再调准(nachjustieren),则还能得到其他优点。
[0017] 可以实施训练和/或实施调节运行,其方式是:
[0018] ‑首先分别借助粗调来确定或匹配作为阻尼参数的相位位置和/或阻尼能量,随后必要时分别借助精调来确定或匹配作为阻尼参数的相位位置和/或阻尼能量,[0019] ‑ 借 助 在 搜 索 窗 口 中 在 相 应 的 参 数 范 围 内 进 行 区 间 二 等 分(Intervallhalbierung)来确定或匹配作为阻尼参数的相位位置和/或阻尼能量,[0020] ‑通过以下方式确定或匹配作为阻尼参数的相位位置和/或阻尼能量:在搜索窗口中在相应的参数范围内,在固定匹配方向上,首先进行正或负增量,随后进行负或正增量,和/或
[0021] ‑在每次确定或匹配作为阻尼参数的相位位置和/或阻尼能量之后,确定并检查阻尼效果的程度。
[0022] 本发明还涉及一种用于超声发送接收装置的控制设备,该控制设备设置用于实施根据以上权利要求中任一项所述的用于超声发送接收装置的运行方法。
[0023] 本发明的主题还涉及一种具有根据本发明构型的控制装置的超声发送接收装置。
[0024] 最后,本发明还涉及一种工作设备(尤其车辆),该工作设备构造用于借助根据本发明构型的超声发送接收装置检测工作设备或车辆的周围环境。附图说明
[0025] 参考附图详细地描述本发明的实施方式。
[0026] 图1以方框图的形式示出根据本发明构造的超声发送接收装置的示意图;
[0027] 图2示意性地示出控制脉冲序列的时间变化过程,接下来的是反向控制脉冲序列的时间变化过程;
[0028] 图3示意性地示出具有不同阻尼能量的反向控制脉冲序列,通过最后的反向控制脉冲的脉冲宽度调整该阻尼能量;
[0029] 图4和图5示出用于计算阻尼效果的程度的曲线图;
[0030] 图6示出用于说明根据本发明的主动阻尼情况下的阻尼效果的曲线图;
[0031] 图7至图9示出用于说明具体的训练算法的曲线图;
[0032] 图10示意性地示出具有阻尼能量和偏移的不同初始值的训练算法的方面;
[0033] 图11以流程图的形式示出调节运行的实施方式。

具体实施方式

[0034] 以下参考图1至图11详细地描述本发明的实施例和技术背景。相同的和等效的以及作用相同或作用等效的元件和部件借助相同的附图标记表示。并非在它们每次出现的情况下,都重复性地示出元件或部件的详细描述。
[0035] 在不脱离本发明的核心的情况下,所示出的特征和其他特性可以以任意的形式彼此隔离、任意地彼此组合。
[0036] 图1中的示意图以方框图的形式示出根据本发明构造的超声发送接收装置1。
[0037] 该超声发送接收装置1具有:(i)控制单元10,该控制单元设置用于实施根据本发明的运行方法的实施方式,(ii)信号产生单元20,(iii)超声换能器30,该超声换能器可以理解为可振动的元件和/或传感器,以及(iv)检测单元40,其中,后者设置用于检测可振动系统形式的超声换能器30的幅度,以便求取阻尼效果的程度。
[0038] 控制单元10通过第一检测和控制线路11与信号产生单元20连接,并且控制单元通过第二检测和控制线路12与检测单元40连接,以便检测该控制单元的状态并且控制该控制单元的运行。通过第一至第三检测和控制线路21、22、23,信号产生单元20一方面与超声换能器30连接,另一方面与检测单元40连接。在此,第一、第二检测和控制线路21或22用于在发送运行中操控作为发送器的超声换能器30,以便在周围环境50中产生和发射初级声音31;另一方面,第一、第二检测和控制线路用于在接收运行中检测由超声换能器30接收的次级声音32推导出的接收信号。在此,次级声音32还具有在周围环境50中的对象53处反射的声音(即对象53的回声)。
[0039] 根据本发明,控制单元10设置用于紧接着发送运行或紧接着发送运行的一个区段(在该区段中通过超声换能器30发射初级声音31形式的发送脉冲)发起以下动作:通过信号产生单元20生成相应的反向控制脉冲,并且将该反向控制脉冲传输给超声换能器30,以便阻尼超声换能器的源于发送运行的振动状态。
[0040] 通过第一、第二检测和控制线路41和42,可以由检测单元40检测超声换能器30的这种振动状态,以便因此能够对通过施加反向控制脉冲引起的阻尼效果进行评估。
[0041] 图2在曲线图中示意性地示出控制脉冲33的序列的时间变化过程,之后跟随的是反向控制脉冲35的序列的时间变化过程,其中,在横坐标上绘制时间t。可以看出:相对于最后一个控制脉冲33的结束,第一个反向控制脉冲35的开始以时间偏移37延迟,由此能够相对于控制脉冲33来定义反向控制脉冲35的序列的相位。在此,在各个反向控制脉冲35的脉冲高度相同的情况下,反向控制脉冲35的序列的阻尼能量由脉冲宽度38确定。为了调整阻尼能量,尤其关于最后的反向控制脉冲36的中心位置将最后的反向控制脉冲36的脉冲宽度39减小。
[0042] 图3在曲线图中示意性地示出具有不同阻尼能量的反向控制脉冲35的序列,通过最后的反向控制脉冲36的脉冲宽度39来调整该阻尼能量。在横坐标上分别绘制时间t。在图3的上部区域中,前面的反向控制脉冲35的脉冲宽度38与最后的反向控制脉冲36的脉冲宽度39相同,与此相反,在该图的下部区域中,最后的反向控制脉冲36的脉冲宽度39被减半。
[0043] 图4和5示出用于计算阻尼效果的程度的曲线图55。
[0044] 结合图4通过阈值方法评估阻尼效果。在横坐标56上绘制时间t,在纵坐标57上绘制超声换能器30的可振动系统的幅度A的大小。分别示出具有各个测量点的轨迹58。时刻t1表示最后的发送脉冲33的时间上的结束。时刻t2表示幅度A下降到低于预给定的阈值As。
[0045] 在根据图5的曲线图55中,不使用幅度A的阈值As,而是使用轨迹58在起始时刻t2‑1与结束时刻t2‑2之间的积分值I,以及该轨迹在最后的发送脉冲33的结束t1之后的积分值。
[0046] 图6示出曲线图60,该曲线图用于说明根据本发明的主动阻尼情况下的阻尼效果。
[0047] 在横坐标61上绘制以微秒为单位的偏移37的值,并且在纵坐标62上在箭头方向上(即向下)绘制阻尼能量。在整个参数空间中示出最佳阻尼的区域63和具有不合适阻尼的区域64。
[0048] 图7至图9示出用于说明具体的训练算法的曲线图70、80和90。
[0049] 图7示出曲线图70,其中,在横坐标71上绘制偏移37,在纵坐标72上绘制超声换能器30的可振动系统的幅度,其中示出具有各个测量点74的轨迹73,该轨迹具有参数空间的如下区域75:该区域相应于幅度A的最小值并且因此相应于最佳阻尼。箭头76和77的方向说明训练中的偏移37的变化从初始值开始的可能优化方向。
[0050] 图8和图9示出通过区间二等分或通过对偏移和能量的精调进行的能量搜索,这将在下文中更详细地阐释。
[0051] 在图7至图9所示的这种训练方法中,首先在第一阶段搜索幅度的谷位置(即最小值),并且搜索导致该最小值的偏移的相应值。首先,以2μs的步遍历(例如具有+‑4μs或+‑6μs跨度的)搜索窗口形式的预给定搜索范围76,其中,在幅度A在偏移变化方向上上升或增长两倍之后中止。
[0052] 然后,在第二阶段中借助区间二等分来搜索优化能量,即通过匹配(根据图2和图3的)最后的反向控制脉冲36的脉冲宽度39来进行搜索。这借助直至4μs的区间二等分来实现。在4μs的情况下,仅可选地执行第二次实施(Schuss)。
[0053] 然后,在第三阶段中对偏移37进行精调,即在偏量37的变化中通过具有2μs步长的限定步和具有1μs步长的限定步来实现精调。
[0054] 最后,在训练的第四阶段中对阻尼能量进行精调,首先,在最后的反向控制脉冲36的确定阻尼能量的脉冲宽度39中,通过具有2μs步长的限定步进行精调,然后在阻尼能量的变化中通过具有1μs步长的限定步进行精调。
[0055] 在第五步骤中,在没有主动阻尼的情况下进行验证,必要时将阻尼能量的值重置为最小值。
[0056] 图10在曲线图100中示意性地示出具有阻尼能量或偏移37的不同初始值105和106的训练算法的方面,其中,在横坐标101上绘制偏移37,并且在纵坐标102上绘制阻尼能量。再次在参数空间中示出区域103,该区域相应于最佳阻尼。
[0057] 图11以流程图的形式示出用于调节运行的方法S的实施方式。
[0058] 该方法S除了包括设置S1用于阻尼结果的阈值以外,还包括分别借助相应的参数(偏移或阻尼能量)的正或负增量在后续步骤S3至S6中对偏移进行匹配以及对能量进行匹配。在此,在第一部分步骤S3‑1、S4‑1、S5‑1、S6‑1中,分别在具有预给定步长的正或负增量的情况下求取阻尼结果。在下一步骤S3‑2、S4‑2、S5‑2、S6‑2中检查:重复的数量是否相应于最大重复数量。如果不是这种情况,则进行重新匹配。如果已经达到循环的最大数量,则在相应的步骤S3‑3、S4‑3、S5‑3、S6‑3中检查:阻尼结果是否优于期望的阈值。如果这种情况成立,则在随后的步骤S3‑4、S4‑4、S5‑4、S6‑4中,将导致最佳阻尼结果的偏移或相应的能量存储为新的优化值。否则,在之前的步骤中切换至下一处理步骤,即从S3切换至S4,从S4切换至S5,从S5切换至S6或从S6切换至S1。
[0059] 基于以下说明进一步阐述本发明的这些特征和特性以及其他特征和特性:
[0060] 由于传感器元件(被理解为超声发送接收装置1的可振动元件30)的衰减(Ausschwingen),所以无法在发送操控之后立即对配备有超声发送接收装置1的工作设备(例如车辆)的周围环境50中的对象进行探测。
[0061] 由此导致死区时间(Totzeit),在该死区时间中无法探测非常靠近传感器30放置的对象53。在此,传感器30的衰减阶段的长度决定死区时间的长度。
[0062] 借助主动阻尼可以缩短衰减阶段,并且因此缩短传感器30中的无法使用的死区时间。
[0063] 为了实现主动阻尼,作为阻尼脉冲的所谓的反向控制脉冲的相位位置非常重要。为了得到最大的阻尼效果,该相位位置必须是180°。在此,相位位置的仅很小的偏差就会导致阻尼效果受损。
[0064] 除了相位位置以外,所提供的阻尼能量也对于阻尼效果很重要。过高的阻尼能量导致跃起(Aufschwingen),而过低的阻尼能量则导致阻尼不充分。
[0065] 因此,有效的阻尼需要精确调整两个参数:阻尼能量和反向控制脉冲的相位位置。
[0066] 可以实现参数的精确调整,其方式是:明确地求取待阻尼的振动的相位和幅度,并且借助这些值产生瞬时的反向振动。根据本发明,应避免(例如在主动降噪机或类似设备中使用的)已知的措施,因为这些已知的措施的方法技术开销和设备开销很高。
[0067] 在机动车领域的超声换能器30中,使用变压器来产生发送电压。这需要电布线,这种电力布线也称为并联谐振电路。这种布线的效果是:无法通过接收电路来确定机械振动的相位和幅度,并且无法使用上述用于产生反向振动的方法。
[0068] 因为传感器30由制造决定地具有不同的阻尼和自然谐振,并且在激励之后发生到该自然频率的转变,所以也无法根据激励频率来预先规定所定义的反向相位和反向幅度。此外,自然谐振和阻尼与温度相关并且在运行期间发生变化。
[0069] 本发明的一个任务在于,说明一种用于运行具有主动阻尼的超声传感器30的超声发送接收装置1的方法,该方法在不了解待阻尼的振动的相位和振幅的情况下特别有效。
[0070] 本发明的核心方面是:(a)关于期望的阻尼能量的反向操控的方式,以及(b)借助对参数(阻尼能量和相位位置)的确定来说明训练运行和调节运行S,这能够实现:在所基于的传感器的整个运行持续时间上和使用寿命上确保最佳阻尼。
[0071] 如上所述,为了实现最佳阻尼,需要调整反向相位位置和所提供的反向控制脉冲。
[0072] 为了运行,期望的是:通过线性的度量数(Maβzahl)或参数来表示这些物理参量,以便能够唯一明确地将阻尼效果归因于确定的参数组合。
[0073] 可以通过对以下进行匹配来改变阻尼能量:
[0074] (a)反向阻尼脉冲的数量,
[0075] (b)反向阻尼脉冲的持续时间,和/或
[0076] (c)反向阻尼脉冲的操控电流。
[0077] 为了描述参数空间,期望的是:产生与阻尼能量线性相关的度量数,即:例如使脉冲的数量保持相同并且仅改变操控电流。
[0078] 对于实际的实施而言,(a)和(b)的组合已证明是特别有利的并且比电流调节更容易实现。
[0079] 在此,如此改变反向阻尼脉冲的持续时间,使得关于中心位置将最后的反向脉冲的脉冲宽度调整直至脉冲宽度的最大值,这例如结合图2和3所示。
[0080] 最大脉冲宽度由反向控制频率的周期持续时间给定,该反向控制频率通过预先规定的参数定义。随着脉冲宽度的减小,因此提供更少的阻尼能量。如果进一步减小阻尼能量,则在示意图中省去最后一个脉冲,并且相应地改变之前的倒数第二个脉冲的脉冲宽度。
[0081] 这种过程能够继续直到脉冲宽度为“0”。
[0082] 为了获得阻尼能量的线性度量数,使用所有反向控制脉冲的脉冲宽度的总持续时间。
[0083] 第一反向控制脉冲的相位位置可以通过以微秒测量的时间示出,其中,可以由发送相位来定义反向控制脉冲的开始与最后的控制脉冲的结束之间的时间差。
[0084] 可以以相同的方式表征后续的反向控制脉冲的相位位置。因此得到多维的参数空间。
[0085] 为了将参数空间的复杂度并且因此将该方法的复杂度保持得很低,也可以仅改变第一反向控制脉冲的相位位置,并且将反向控制脉冲之间的相位关系保持不变。
[0086] 因此得到仅两个参数。
[0087] 阻尼效果
[0088] 可以通过测量混响时间(Nachschwingzeit)——通过混响时间低于定义的预给定阈值(必要时固定的阈值)——来求取阻尼效果。
[0089] 这种处理方法的缺点在于:当对象53处于所基于的传感器30附近时,衰减可能与对象53的回声叠加
[0090] 对于这种情况,低于预定义的阈值不再是混响的特征,并且无法测量阻尼效果。
[0091] 因此,更有利的是,通过如下方式求取阻尼效果:在期望的最佳混响附近的区间中确定振动幅度的积分,这例如结合图4和图5所示。
[0092] 如果在此区间中存在对象回波,则仍能确定阻尼效果,因为混响幅度叠加到对象回波幅度上。
[0093] 可以根据由相位表征的偏移(以下称为参数“偏移”)和阻尼能量(以下称为参数“能量”)来表示阻尼效果,这例如在图6的图示中所阐释。
[0094] 可以看出,仅在偏移与能量的适当组合中,才能调整出最佳阻尼。
[0095] 训练阶段
[0096] 由于温度相关性和构件相关性,在运行开始时必须分别重新确定阻尼参数。这可以通过如下方式实现:在整个解空间中改变参数并且为此确定阻尼效果。为了将所需的尝试的数量(即发送脉冲的数量)尽可能保持得低,在不同的步骤或阶段中执行训练,该训练例如具有以下步骤:
[0097] (a)偏移的粗略训练,
[0098] (b)能量的粗略训练,
[0099] (c)偏移的精调,
[0100] (d)能量的精调,
[0101] (e)在没有主动阻尼的情况下验证偏移和能量的所求取的值
[0102] 该算法的基本构思在于:单独地改变每个参数,在第一步骤中首先以较大的步长并且从初始的起始参数化出发改变每个参数,然后在第二步骤中以较小的步长精确地调整两个参数,随后与没有主动阻尼情况下的阻尼效果进行比较,这例如结合图7至图10所示。
[0103] 粗略训练/粗调
[0104] 对于偏移的粗略训练,以大的步(通常2至6微秒)在预定义的区间中改变参数偏移。在此,在每次实施之后计算阻尼效果,并且与之前的结果进行比较。从初始的起始值出发,首先在一个方向上(例如朝较大值的方向)改变参数。如果在两个或另一固定的步数之后没有记录到阻尼效果,则在另一个方向上(即朝较小值的方向)改变参数,并且求取阻尼结果。
[0105] 在一个方向上重复该过程,直到在两个彼此相继的步骤之后不再调整出改善的阻尼效果,或者达到参数的预定义的间隔极限。
[0106] 将具有最大阻尼效果的参数的设定(Einstellung)存储。
[0107] 对于参数的粗略训练而言,消耗的能量是类似的。
[0108] 替代地,为此可以借助区间二等分法来求取最大阻尼效果的参数设定。为此,总是执行根据参数组合E0‑x、E0、E0+x的三个尝试。分别求取阻尼效果,并且随后以减半的步长x/2重复该方法的具有最大阻尼效果的参数位置。重复这些步骤,直到达到预定义的步长。
[0109] 在粗调的步骤(a)和(b)之后,限制了最大阻尼效果的参数范围,并且可以开始精调。
[0110] 精调
[0111] 为此,如在步骤(b)中那样,借助区间二等分来对参数(能量和偏移)执行该方法,直至达到预定义的最小步长。
[0112] 检查
[0113] 在步骤(a)至(d)结束时,将阻尼效果与没有主动阻尼的设定进行比较,以便确定总体效果。
[0114] 取决于此可以决定:在没有主动阻尼的情况下也运行传感器。
[0115] 图10示例性地示出在训练期间遍历的参数组合。
[0116] 既可以在车辆中的系统重新启动时进行训练,也可以在运行期间进行训练。
[0117] 特别有利的是在实际测量运行之前在启动时进行训练,因为由此可以确保传感器30的全部性能。
[0118] 为此,上述用于系统中的每个传感器30的序列都能够单独发起,并且可以以快速的实施序列(例如2ms至5ms)进行遍历。
[0119] 如果以不同频率编码的发送脉冲遍历传感器30,则进一步有利的是,对于每个发送脉冲类型执行训练。可选地,可以通过计算方法将参数组合从一种发送脉冲类型变换成另一种发送脉冲类型。
[0120] 调节阶段/调节运行
[0121] 由于温度相关性,不仅必须在运行开始时检查阻尼参数,而且必须在测量运行中检查阻尼参数,并且必要时对阻尼参数进行匹配。
[0122] 为此,借助非常小的步长改变两个参数。例如,借助尽可能小的设定(例如低于1微秒)确定阻尼效果,并且必要时在较高阻尼效果的情况下进行匹配。
[0123] 为了尽可能稳健地抵抗短期干扰,以预定义数量的循环或实施来对待检查的参数组合进行多次测量,并且直到实现显著的改善,才将新定义的参数组合存储为新的最佳值。
[0124] 这种变化逐步地进行,即首先仅略微地增大参数偏移,并且因此进行多次测量。如果这种新的参数组合导致更高的阻尼效果,则在该方向上进一步增大参数偏移,并且重复该过程,直到不再出现阻尼效果的改善。如果无法确定阻尼效果,则将参数减小,并且相应地进行该方法。
[0125] 在已对(作为阻尼情况下的参数的)偏移进行检查和匹配之后,也将能量用作阻尼中的参数进行这一过程。
[0126] 在进行整个循环后,重复该过程并且重新开始调节循环。
[0127] 附加地,关于附图还应注意以下几点:
[0128] 图2和图3描述主动阻尼情况下的反向控制。在激励结束之后,借助反向控制脉冲来对振动进行阻尼。通过操控的结束与反向操控的开始之间的时间差来确定反向控制脉冲的相位位置。由反向控制脉冲的脉冲宽度之和得出阻尼能量,其中,分别在其脉冲宽度方面改变最后的脉冲。
[0129] 图4和图5阐述阻尼效果的可能的计算方案。根据图4,借助低于预定义的阈值来检测减幅振动持续时间。根据图5,通过积分关系来实现检测。
[0130] 图6以曲线图60的形式根据阻尼能量描述主动阻尼情况下(作为最佳值或最小值)的阻尼效果,在纵坐标62上绘制阻尼能量,在横坐标61上绘制以微秒为单位的时间偏移。圆圈区域63表示具有高程度的阻尼效果的最佳值或最小值,横坐标附近的中间区域64表示阻尼效果的程度很低。
[0131] 图7至图9说明根据本发明的用于对阻尼参数(能量和偏移)进行训练的训练算法的实施方式。
[0132] 图10结合曲线图100示出在用于参数(能量和偏移)的训练算法中进行训练时遍历的参数组合,其中,偏移或能量具有初始值105或106。图11示意性地示出用于调节运行的方法S和算法。