[發(fā)明專利]機械振動構(gòu)件的電阻尼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010116039.1
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN101800487A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K-H·里希特
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于通過一控制和分析處理電路對機械振動構(gòu)件的、 尤其是超聲傳感器的聲變換器的機械振動構(gòu)件的振動衰減(Ausschwingen) 進行阻尼的方法。此外，本發(fā)明涉及一種具有機械振動構(gòu)件的電聲變換器。

背景技術(shù)

電聲變換器、尤其是超聲傳感器類型的電聲變換器在汽車技術(shù)中例如 作為泊車輔助在泊車位測量或死角檢測中被用于測量到障礙物的距離。這 些傳感器的功能在于：發(fā)射聲脈沖；接收被障礙物反射的信號；放大所述 信號；由其產(chǎn)生可分析處理的信號并將該信號提供給控制裝置。

這些超聲傳感器必須能夠檢測一定范圍內(nèi)的障礙物。在此，當前的障 礙物和超聲傳感器之間的最大距離受到所產(chǎn)生的聲壓和傳感器的聲靈敏度 的限制。在鄰近范圍內(nèi)的測量能力受到超聲傳感器的瞬變振動 (Nachschwingen)的持續(xù)時間的限制。為了也能夠檢測障礙物和超聲傳感 器之間的小間距，瞬變振動應(yīng)盡可能短。在此，瞬變振動與聲變換器的電 品質(zhì)和聲變換器的電布線的調(diào)諧有關(guān)。所述布線可以基本上由一具有定義 的品質(zhì)和諧振頻率的并聯(lián)振蕩回路組成。從優(yōu)化布線的所有偏離(例如在 構(gòu)件公差或溫度特性方面)都會導(dǎo)致瞬變振動的延長。

已知的是，瞬變振動的持續(xù)時間在制造過程中通過傳感器并聯(lián)振蕩回 路的電感的調(diào)諧來縮短。由DE?198?36?483?A1已知，在脈沖回聲方法中運 行作為振動構(gòu)件的鐵電傳感器。為了減少傳感器的瞬變振動時間，DE?198 36?483?A1規(guī)定，在振動衰減的過程中導(dǎo)出一比例電壓并且反饋給所述機械 構(gòu)件。這通過將所述構(gòu)件接入(Einschleifen)到一橋接電路中實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是可靠地且成本有利地減少超聲傳感器的瞬變振動持續(xù) 時間和所述超聲傳感器的與所用構(gòu)件的參數(shù)偏差(Parameterstreuungen)以 及與溫度影響的相關(guān)性，并且提供一種相應(yīng)的方法以及一種電聲變換器。

該目的通過按本發(fā)明的方法和按本發(fā)明的變換器實現(xiàn)。

按本發(fā)明提出了一種用于在一激勵之后對機械振動構(gòu)件的、尤其是超 聲傳感器的聲變換器的機械振動構(gòu)件的振動衰減進行阻尼的方法，其中， 為所述構(gòu)件配設(shè)一控制和分析處理電路，其中，在所述機械構(gòu)件的振動衰 減過程中耦合輸出(ausgekoppelt)一電壓，將耦合輸出的電壓作為輸入電 壓輸送給一移相器件，所述移相器件產(chǎn)生一頻率相同的、移相的輸出電壓， 將所述輸出電壓轉(zhuǎn)換成一阻尼電流，所述阻尼電流被反饋給所述機械構(gòu)件。

按本發(fā)明提出了一種具有機械振動構(gòu)件的電聲變換器，其中，設(shè)置有 一阻尼電路，所述阻尼電路含有一移相器件、一電壓電流變換器和一開關(guān) 元件，其中，所述阻尼電路具有作為輸入量的一耦合輸出的電壓和作為輸 出量的一阻尼電流，其中，設(shè)置有用于將阻尼信號反饋給一控制電路的器 件。

本發(fā)明的主要的基本構(gòu)思在于，耦合輸出由機械振動構(gòu)件、尤其是由 超聲變換器在瞬變振動階段中發(fā)出的電壓。耦合輸出的電壓作為輸入電壓 被輸送給移相器件(Schiebemittel)，所述移相器件產(chǎn)生一頻率相同的經(jīng)移 相的輸出電壓。該輸出電壓然后又被轉(zhuǎn)換成阻尼電流，該阻尼電流被反饋 給所述機械構(gòu)件。在此，在本發(fā)明的一種特別突出的實施形式中，移相器 件由一濾波器電路、尤其是一帶通濾波器實現(xiàn)，所述濾波器電路具有一與 所述機械振動構(gòu)件的電學等效電路至少近似地相當?shù)膫鬟f特性。

該振動構(gòu)件可以通過一電學等效電路表征特性，該電學等效電路由一 電容和一與該電容并聯(lián)的串聯(lián)振蕩回路組成，所述串聯(lián)振蕩回路包括一電 阻、一電感和一電容。一假想的、流過所述串聯(lián)振蕩回路的電流與振動構(gòu) 件的振動速度相對應(yīng)。

為了回聲信號的接收，所述電壓的耦合輸出通過一接收路徑(該接收 路徑截取聲變換器上的回聲信號)尤其地被放大并且提供給傳感器中的進 一步處理。與此類似的是，在有源阻尼中電壓在瞬變振動時間中的耦合輸 出通過一類似的電路進行。

本發(fā)明的一個重要優(yōu)點在于，按本發(fā)明的下屬的濾波器阻尼適合于通 過已有的電路部分實現(xiàn)。就此而言，本發(fā)明提供了簡單且成本有利的、對 超聲傳感器的控制的可能性，通過該超聲傳感器允許持久地減少瞬變振動 持續(xù)時間。以這種方式使得傳感器在到物體的間距小的情況下也能進行精 確測量。此外，按本發(fā)明的措施保證了與所用構(gòu)件的參數(shù)偏差以及與溫度 影響的高不相關(guān)性。